Friedel-Craftsova reakce
Tyto Friedel-Craftsovy reakce , jsou chemické reakce typu elektrofilní aromatická substituce , ve kterých cyklus benzen se alkyluje (substituci atomu vodíku skupinou alkylovou skupinou ), nebo acylovaný (substituce atomu vodíku o acylovou skupinu ).
Ty byly vyvinuty v roce 1877 francouzským chemikem Charlesem Friedelem a jeho americkým partnerem Jamesem Craftsem .
Friedel-Craftsova alkylace
Chemická reakce katalyzovaná pomocí Lewisovy kyseliny , jako alkylhalogenidem RX, a aromatické sloučeniny , se nazývá Friedel-Craftsova alkylace .
Tato reakce má řadu nevýhod:
- produkt je více nukleofilní než činidlo. Z toho vyplývá, že je velmi obtížné omezit tuto reakci na substituci jediného atomu vodíku (H). Pro získání dobré selektivity musí být tato reakce prováděna po dlouhé hodiny při nízké teplotě, nebo nejprve projít acylací následovanou redukcí produktu na alkyl;
- pokud má výchozí halogenid alespoň tři uhlíky, nemusí být nalezen tak, jak je na aromatickém kruhu. Získá se směs izomerů ;
- reakce s arylhalogenidem Ar-X ( např. chlorbenzen ) se nehodí k této reakci a neumožňuje použití této metody pro spojení dvou aromatických kruhů;
- rozpouštědla a katalyzátor musí být odděleny od reakční směsi, aby byly zničeny nebo recyklovány.
Nejpoužívanějšími Lewisovy kyseliny jsou: Alx 3 (X = Br, Cl, I), SbF 5 , ZnCl 2 .
Zjednodušený mechanismus
Skutečný mechanismus však neprochází karbokationtem, ale formou, kdy se chlorid hlinitý váže na úpatí vazby C-Cl a neopouští s chlórem, dokud nedojde k navázání aromatické látky.
Použití
Tato reakce se používá jak v laboratoři, tak v průmyslu, například pro syntézu toluenu .
Friedel-Craftsova acylace
Reakce katalyzovaná pomocí Lewisovy kyseliny , což je acylhalogenid RCOX (často acylchlorid ) nebo anhydridu kyseliny , a aromatické sloučeniny, se nazývá Friedel-Craftsova acylace .
Reakční podmínky jsou podobné těm, které jsou uvedeny výše pro alkylaci. Na rozdíl od alkylace nemůže existovat více acylací. Karbonylová skupina, která odebírá elektrony , deaktivuje aromatické jádro, takže reakční produkt je méně reaktivní než původní produkt. Kromě toho v případě acylace nemůže dojít k přeskupení karbokationtu (iontu acylia). Na druhé straně katalyzátor tvoří komplex s konečným produktem a vyžaduje množství o něco větší, než je počet molů karbonylových skupin přítomných v acylačním činidle.
Tento typ reakce umožňuje syntetizovat keton nebo aldehyd z aromatické sloučeniny.
V přírodě
Friedel-Craftsovy reakce se mohly odehrávat ve vnitřním oceánu Enceladu .
Reference
- (cs) N Khawaja F Postberg, J Hillier, F Klenner, S Kempf, L Nölle, R Reviol, Zou Z a R Srama, „ Nízkohmotné dusíkaté, kyslík nesoucí a aromatické sloučeniny v ledových zrnech enceladejské “ , Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti , sv. 489, n o 9,2. října 2019( číst online ).