Реакция Фриделя — Крафтса
Реакция Фриделя — Крафтса — способ алкилирования и ацилирования ароматических соединений в присутствии катализаторов кислотного характера, например AlCl3, BF3, ZnCl2, FeCI3, минеральных кислот, окислов, катионообменных смол.
Алкилирующими агентами служат алкилгалогениды, олефины, спирты, сложные эфиры; ацилирующими — карбоновые кислоты, их галогенангидриды и ангидриды.
Открытие реакции
Реакция Фриделя — Крафтса открыта Ш. Фриделем и Дж. Крафтсом в 1877—78 г.г.
Механизм реакции
Реакция Фриделя — Крафтса — типичное электрофильное замещение в ароматическом ядре; роль катализатора сводится к генерации атакующей молекулы — алкил- или ацилкатиона. Ниже рассмотрены примеры взаимодействия бензола с этилхлоридом и хлорангидридом уксусной кислоты:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{C_2H_5Cl + AlCl_3 \rightarrow C_2H_5^+[AlCl_4]^-} }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{C_2H_5^ ++ C_6H_6 \rightarrow C_6H_5C_2H_5 + H^ +} }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{CH_3COCl + AlCl_3 \rightarrow CH_3CO^+[AlCl_4]^-} }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{CH_3CO^+ + C_6H_6 \rightarrow CH_3COC_6H_5 + H^+} }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{H^+ + [AlCl_4]^- \rightarrow HCl + AlCl_3} }[/math]
Применение
Алкилированием по реакции Фриделя — Крафтса в промышленности получают высокооктановые топлива, антиокислители, поверхностно-активные и душистые вещества, этилбензол (исходное вещество в производстве стирола) и др. важные продукты (см., например, кумол, тимол). Ацилирование по реакции Фриделя — Крафтса — основной метод синтеза ароматических и жирно-ароматических кетонов, многие из которых являются промежуточными продуктами в производстве фармацевтических препаратов, разнообразных красителей (например, кетон Михлера).
Ограничения
В реакцию Фриделя — Крафтса с трудом вступают реагенты, содержащие электроноакцепторные группировки (например, -NO2) и не вступают реагенты, содержащие группировки, способные связывать кислоты Льюиса (например, -OH, -NH2).
Литература
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Зефиров Н.С. и др.. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5 (Три-Ятр). — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.