Friedel Crafts 반응은 방향족 고리에 치환기의 부착을위한 반응 유형입니다. 1887 년 초 찰스 프리 델과 제임스 메이슨 공예품은 아밀 클로라이드의 벤젠의 존재하에 ALCL 3과의 아밀 벤젠을 최초로 얻었습니다. 기본적으로 두 종류의 Friedel Crafts 반응 알킬화 및 아실화가 있습니다. 이들 반응은 모두 전자 성 방향족 치환에 따른다. 알킬화의 경우, 알킬 할라이드를 갖는 방향족 고리의 알킬화가 있으며, 공정은 클로라이드 제 2 철 알루미늄과 같은 강한 루이스 산을 통해 촉진된다. Friedel Crafts 알킬화 및 아실화는 주로 수소 원자를 전기로 대체하는 것을 포함합니다. Friedel Crafts 반응에서 주로 사용되는 주요 촉매는 과정에서 전기 영양의 쉽게 생성하는 데 도움이되므로 Trichloride 알루미늄 (ALCL3)입니다.
Friedel Crafts alkylation
이러한 유형의 반응은 방향족 양성자를 알킬기로 치환하는 것을 포함한다. 이 단계는 방향족 고리에 대한 전자적 공격과 탄수화물 형성을 통해 가능해집니다. 알킬 할리드를 반응물로 사용함으로써 우리는 프리델 크래프트 알킬화 반응을 통해 알킬 벤젠을 생성 할 수있다.
탄수화물을 얻기 위해, FECL3 또는 ALCL3과 같은 루이스 산이 할라이드 이온의 제거에 사용된다. 탄수화물 재 배열은 알킬화 반응보다 우선합니다. 커플 링 반응의 한 형태입니다. 양성자의 존재하에, 에논 또는 에폭 사이드와 같은 알킬 할라이드 대신에 많은 상이한 유형의 알킬화제가 사용될 수있다. 이 반응의 주요 단점은이 반응에서 형성된 생성물이 반응물보다 친 핵성이라는 것입니다. 이것은 Friedel Crafts 알킬화 반응의 활성화 제로 작용하는 알킬기 때문에 가능하다. 입체 장애는 1,4 디메 톡시 부탄의 T- 부틸 화에서 관찰 된 알킬화의 수를 제한하는 데 도움이된다. 이러한 유형의 반응은 주로 5-6 멤버링 고리의 형성 동안 1 차 알킬 할라이드에 적합합니다. 1 차 알킬 할로드에서, 카보로 위치 복합체와 같은 (r (+)-x — al (-) Cl3)은 2 차 또는 3 차 탄소로부터 파생 된 완전히 구성된 생성물을 제공하기 위해 탄수화물 재 배열 반응을 겪습니다.
알킬화 메커니즘
1 단계 :-
이 단계 동안 반응에서 전기성으로 작용하는 탄수화물이 형성된다. 이 탄소는 2 차 및 3 차 할로드에 의해 형성됩니다. 이 단계는 Haloalkanes의 활성화에 도움이됩니다.
2 단계 :-
이 단계에서 방향족 고리의 전자 쌍이 탄수화물을 공격하여 새로운 C-C 결합을 생성합니다. 아레늄 이온 중간체는 여러 공명 형태로부터 안정화의 결과이다. 양성자의 손실은 중성 알킬화 된 치환 생성물의 형성으로 이어진다.
3 단계 :-
주기적인 테이블을 올라가는 동안 후광의 반응성이 증가합니다. 따라서, RF는 가장 반응성이 높은 할로 알칸과 RCL, RBR 및 RI를 의미합니다.
알킬화의 한계
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할라이드 이온은 알킬 할라이드 일 수 있습니다. 비닐 또는 아릴 할라이드는 탄수화물과 반응하지 않습니다.
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알킬화 반응에는 항상 탄수화물 재 배열이 포함됩니다.
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비활성화 된 벤젠은 Friedel Crafts 반응을 통해 재 활성화 될 수 없으며, 벤젠은 항상 모노 -할로 벤젠보다 더 반응성이어야합니다.
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ALCL3은 아릴 아민을보다 반응성으로 만드는 데 도움이됩니다.
Friedel Crafts Acylation
이 반응은 방향족 고리에 아실기의 첨가를 포함한다. 아실화는 산 클로라이드 (R- (C =O) -Cl) 및 촉매 ALCL3을 동반한다. 이러한 반응은 방향족 고리를 케톤 그룹으로 변형시키는 데 도움이된다. 대안 적으로 산 무수물은 또한 Friedel Crafts 아실화 반응에 사용될 수있다. 우리가 알코올 또는 아민을 사용하면 산소와 질소 원자가 아실화됩니다. 아실화와 알킬화 반응의 주요 차이점은 케톤 그룹의 형성입니다.
아실화 메커니즘
1 단계 :-
이 단계 동안 아실륨 이온은 무수 염화 염화물과 아실 할라이드와의 조합을 통해 형성된다. 이 아실륨 이온은 공명 안정화 구조입니다.
2 단계 :-
루이스 산 및 아실 할리 드의 상호 작용은 아실륨 이온이 방향족 고리를 공격하는 데 도움이됩니다. 이것은 탄소-탄소 이중 결합의 파괴와 중간 양이온의 형성으로 이어진다.
3 단계 :-
중간 복합체로부터 하나의 양성자가 손실되며,이를 탈 양성자라고도합니다. 방향족 고리에 존재하는 탄소-탄소 이중 결합의 개혁 후 고리의 방향족이 회복된다. 양성자는 탈 양성자 화 중에 촉매 알루미늄을 다시 방출한다.
4 단계 :-
카르 보닐기는 양성자 첨가시 방출 된 ALCL3을 통해 공격되었다. 케톤 제품은 과도한 물 중에 방출되었습니다.
아실화의 한계
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이러한 유형의 반응은 주로 케톤을 형성합니다.
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이 반응에서, 모노 할로 벤젠보다 반응성이 떨어지는 방향족 화합물은 사용되지 않습니다.
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루이스 산 촉매와 함께 아릴 아민은 반응에도 사용되지 않는 반응성 복합체만을 형성 할 수있다.
결론
Friedel Crafts Alkylation은 폴리 알킬 화 된 생성물의 합성에 도움이됩니다. 이 아실화 된 생성물은 Clemmensen 감소 또는 Wolf Kishner 반응을 통해 알칸으로 전환 될 수 있습니다. 촉매로서 염화 제 2 철의 존재하에 루이스 염기의 전자 유전 적 치환을 통한 비 페닐의 프리 델 크래프트는 4,4 Di-Tert- 부틸 비 페닐의 형성을 초래한다. 우리는이 기사를 통해 Friedel Crafts 반응, 알킬화 및 아실화 반응 및 더 많은 것들에 대한 명확한 개념을 얻을 수 있기를 바랍니다.
