유기 화합물을 촉매로서 염화 무수 알루미늄을 사용하여 유기 화합물의 변형 :예를 들어 방향족 탄화수소는 알킬 할라이드로 알킬화되어 탄화수소 (에틸 벤젠)를 형성한다. 케톤은 방향족 탄화수소 (벤조 페논)를 아실 클로라이드 또는 산 무수물과 반응하여 생산됩니다.
Friedel-Crafts 반응이란 무엇입니까?
Friedel-Crafts 반응은 방향족 화합물의 전자 성 방향족 치환으로서 작용한다. 화학자 Charles Friedel은 James Crafts와 함께이 인기있는 반응을 개발했습니다. 방향족 화합물은 Friedel-Crafts 반응에서 전자 성 치환을 겪습니다. 무수 알루미늄 클로라이드와 같은 루이스 산은 수소 원자를 벤젠의 전기로 대체합니다. 알킬화 및 프리 델-제작 아실화 반응은 2 개의 프리델-제작 반응이다.
Friedel-Crafts Acylation 반응 의미
방향족 고리의 아실화는 Friedel-Crafts 아실화 반응에서 발생합니다. 이 반응의 가장 일반적인 제는 아실 클로라이드입니다. 카르 복실 산 및 산 무수물도 가능하다. 알루미늄 트리클로라이드 촉매는 루이스 산에서 흔합니다. Friedel-Crafts 알킬화 반응과 대조적으로, 생성 된 제품 케톤은 Lewis 산과 함께 비교적 안정적인 복합체를 구성하며, 예를 들어, 소량의 촉매만을 필요로한다; Friedel-Crafts 알킬화와 달리, 촉매는 지속적으로 재생되어야한다.
Friedel-Crafts 알킬화는 동일한 반응 조건을 갖는다. 알킬화와 비교하여,이 반응은 또한 많은 장점이있다. 케톤 생성물은 모든 카르 보닐 그룹의 전자 흡인 특성으로 인해 원래 분자보다 항상 덜 반응성이있다; 따라서, 다수의 아실화는 발생하지 않는다. 또한 산소에 존재하는 양전하가 아실륨 이온을 안정화시키기 때문에 무시할만한 탄수화물 재 배열이 있습니다.
아실화에 대한 Friedel-Craft 반응이 성공하기 위해서는 아실 염화물 시약이 안정되어야합니다. 예를 들어, 포르 실 클로라이드는 지나치게 불안정하다. 따라서, 포르 실 클로라이드는 주어진 프리델-제작 경로를 사용하여 벤즈 알데히드를 만들기 위해 현장에서 합성되어야한다. 알루미늄/천막 촉매는 Gattermann-Koch 반응을 촉진하며, 여기에는 벤젠을 염화 수소와 일산화탄소로 고압 하에서 일산화탄소로 일으킨다. 대안 적 방법, 예를 들어 산화, 산업은 아실화에 대한 Friedel-Crafts 반응에 의해 획득 될 수있는 정상적인 케톤을 생성한다.
Friedel-Crafts Acylation 반응 메커니즘
아실륨의 중심이 반응에서 생성된다. Alcl3 촉매의 재생은 Arcl4-에 의해 아레 늄 이온이 탈포 톤화 될 때 발생한다. 완전 촉매 알킬화 대신, 생성 된 케톤은 루이스 산 (강한) 알루미늄 트리클로라이드와 함께 복합체의 한 유형을 형성한다. 반응 조건 하에서,이 복합체는 전형적으로 돌이킬 수 없게 형성된다. 따라서, Alcl3은 화학량 론적 양으로 필요하다. 수성 워크 업은 예상 된 케톤을 산출하기 위해 단지를 파괴합니다. 게르만 아실화 이외에, 프리델-크래프트 아실화 반응은 카르 복실 산 또는 아릴 화제로서 카르 복실 산 또는 무수물을 사용하는 주어진 가벼운 루이스 산 (예 :Zn (II) 아연 염) 또는 브론 스테드 산 촉매의 촉매량을 사용하여 수행 될 수있다. 원하는 경우, Clemmensen 감소 또는 Wolff-Kishner 감소를 통한 결과 케톤을 상응하는 알칸 치환기로 줄일 수 있습니다. 순 결과는 Friedel-Crafts 알킬화와 동일합니다. 그 외에도 수정은 터무니 없습니다.
Friedel-Crafts 아실화 반응에서 재 배열
Friedel-Crafts 알킬화와는 달리, Friedel-Crafts Acylation 반응은 재 배열되지 않습니다. Friedel-Crafts의 탄수화물 재 배열로 인해, 알킬화는 Friedel-Crafts Acylation 반응을 사용하여 얻기 어려운 생성물을 달성 할 수있게한다. 프로필 벤젠을 만들기 위해, 예를 들어, Alcl3 및 1- 프로필 클로라이드와의 Friedel-Crafts의 알킬화 반응 대신이 반응을 사용할 수 있습니다. 시작하기 위해, 벤젠 및 프로피 오닐 클로라이드는 아마도 ALCL3에 의해 촉매 된 프리델-크래프트 아실화 반응을 겪어야한다. 에틸 페닐 케톤이 결과입니다. 다음 단계는 케톤을 알칸으로 줄이는 것이며, 이는 여러 가지 방법으로 달성 될 수 있습니다. 1-Propylbenzene은 결과입니다.
Friedel-Crafts 아실화 반응에 대한 제한
Friedel-Crafts Acylation 반응은 Regiven 알킬화 반응의 몇 가지 한계를 극복하지만 (예를 들어, 폴리 알킬화 및 탄수화 재 배열) 여전히 몇 가지 한계가 있습니다.
.- 아실화 반응 중에 케톤이 독점적으로 생성됩니다. 결과적으로, 포뮬라 (H (C =O) Cl)를 갖는 포르 실 클로라이드는 이러한 조건과 반응하여 이산화탄소 및 염산을 방출한다. .
- 덜 반응성 방향족 혼합물은 주어진 반응에 포함될 수 없습니다. 이 반응은 아릴 아민으로 Lewis Acid의 촉매와 매우 반응하지 않는 복합체를 형성 할 때 수행 할 수 없습니다.
- 화학 반응에 따라 질소와 산소는 아민과 알코올로 아실화 될 수 있습니다.
결론
Friedel-Crafts 반응의 중요성은 산업계에서 화학 물질, 중간체 및 미세한 화학 물질을 준비하는 데 필수적인 역할을한다는 것입니다. Friedel-Crafts Acylation 동안, 반응성 아실화는 중요한 역할을하는 것으로 생각된다. 루이스 산의 반응성으로 인해 이러한 반응은 매우 발열 적입니다. 두 개의 다른 기질과 두 개의 다른 촉매가 있으므로 두 개의 다른 Friedel-Crafts 반응을 수행하게됩니다.
