ФРИДЕЛЯ - КРАФТСА РЕАКЦИЯ

ФРИДЕЛЯ - КРАФТСА РЕАКЦИЯ
,

алкилирование и аци-лирование ароматич. углеводородов (аренов) и их производных в присут. безводного AlCl3 и др. кислотных катализаторов. Классич. пример Ф.- К. р.- алкилирование бензола ал-килгалогенидами, представляющее собой типичное электроф. замещение в ароматич. ядре (E):

5037-35.jpg

В Ф.- К. р. вступают также конденсир. ароматич. углеводороды и нек-рые гетероароматич. соед. (напр., тиофен, фуран и их производные). Р-цию проводят в р-рителе или без него в небольшом интервале т-р.

При алкилированиив качестве реагентов используют алкилгалогениды, спирты и олефины; в качестве катализаторов - к-ты Льюиса, протонные к-ты, кислотные оксиды, а также катионообменные смолы. Катализаторы алкилирова-ния по общей активности можно примерно расположить в след. ряды:

5037-36.jpg

Активность катализаторов в каждом конкретном случае зависит от природы субстрата, условий эксперимента и наличия примесей, напр. следов воды.

Механизм р-ции алкилирования предполагает, что сначала алкилгалогенид и катализатор образуют реагент (быстрая стадия), представляющий собой комплекс с переносом заряда (ф-ла I) или ионную пару (II), к-рый затем реагирует с ареном (медленная стадия), давая соед. III; перенос протона к р-ри-телю приводит к продукту р-ции. При проведении процесса без р-рителя или в слабоосновном р-рителе III - конечный продукт алкилирования, он распадается лишь при разложении реакц. массы:

5037-37.jpg

Реакц. способность алкилгалогенидов в Ф.- К. р. падает при переходе от фторидов к иодидам (CH3Br реагирует в ~200 раз быстрее, чем CH3I) и от третичного алкила к первичному. Вводимая алкильная группа активирует бензольное ядро, что способствует дальнейшему алкилированию. Число вводимых алкильных групп определяется стерич. факторами. Для получения моноалкилир. продуктов используют избыток арена (последний может служить р-рителем) и эффективное перемешивание.

Толуол алкилируется быстрее, чем бензол. Соотношение орто- и пара -изомеров при алкилировании толуола зависит от размера входящей алкильной группы; так, при алкилировании CH3Br оно составляет (1,9:1), (СН 3)2 СНВг -(1,2:1), C6H5CH2Cl- (0,82:1), при алкилировании трет- бу-тилбромидом (кат.- AlCl3) продукт орто -замещения не обнаружен.

В большинстве случаев мета -ориентирующие заместители, напр. группа NO2, препятствуют алкилированию, однако р-ция все же возможна, если молекула субстрата содержит одновременно активирующую и дезактивирующую группы, как в случае о-нитроанизола.

Алкилирование олефинами протекает в присут. безводного HCl с образованием активного комплекса:

5037-38.jpg

Кол-во катализатора в Ф.- К. р. зависит от алкилирующего агента: при алкилировании алкилгалогенидами и олефинами используют каталитич. кол-ва, спиртами и алкеноксидами -эквимолярные; последнее условие должно соблюдаться при алкилировании аренов, содержащих в качестве заместителей группы RO, RC(O) и др., способные образовывать комплексы с AlCl3.

Побочные процессы при алкилировании по Ф.- К. р.- изомеризация и диспропорционирование алкильных групп в арене.

Использование вместо AlCl3 катализаторов типа цеолитов позволяет повысить селективность Ф.- К. р. Так, при алкилировании толуола этиленом в присут. AlCl3 - HCl образуется смесь орто-, мета- и пара -этилтолуолов в соотношении (11:55:34), а при проведении процесса на модифицир. цеолите ZSM-5 получают 97% и-этилтолуола и 3% мета -изомера; орто -изомер не образуется.

Ацилирование в условиях Ф.- К. р. проводят с помощью хлорангидридов или ангидридов карболовых к-т. Механизм р-ции аналогичен алкилированию: на первом этапе ацилирующий агент и катализатор, к-рый в этих случаях правильнее называть реагентом, образуют ионную пару (IV), последняя с ареном дает соед. (V); перенос протона к р-ри-телю приводит к устойчивому комплексу (VI), из к-рого продукт р-ции освобождается при разложении реакц. массы водой:

5037-39.jpg

При ацилировании с помощью ангидридов карбоновых к-т связываются два моля AlX3. Кол-во катализатора в р-циях ацилирования, в отличие от р-ций алкилирования, должно

быть не менее, чем стехиометрическое; это связано с тем, что как ацилирующий агент, так и продукт р-ции образуют с катализатором комплексы в соотношении 1:1.

Влияние заместителей в р-циях ацилирования такое же, как для р-ций алкилирования. Ацилирование по Ф.- К. р., в отличие от алкилирования, приводит, как правило, к моноацильному продукту.

Ацилирование в условиях Ф.- К. р.- основной метод синтеза ароматич. и жирноароматич. кетонов; при использовании хлорангидридов дикарбоновых к-т образуются дикетоны, напр.:

5037-40.jpg

Частные случаи ацилирования по Ф.- К. р.- Гаттермана -Коха реакция, Фриса перегруппировка. Модификация Вильсмайера-Хаака: ацилиро-вание ароматич. соед. анилидами в присут. POCl3:

5037-41.jpg

Модификация Бена: использование в качестве р-ри-теля при ацилировании фенолов нитробензола для обеспечения гомогенности реакц. смеси.

Модификация Ненцкого: ацилирование фенолов карбоновыми к-тами в присут. ZnCl2; применение FeCl3 как более мягкого катализатора.

Модификация Перрье: ацилирование с помощью предварительно приготовленного комплекса AlCl3 с RCOX с целью повышения выхода продуктов р-ции.

Вариант Ф.- К. р.- метод Фриделя - Крафтса - Каррера -получение нитрилов взаимод. ароматич. соед. со свежеприготовленными галогенцианидами в присут. AlCl3:

5037-42.jpg

Ф.- К. р. применяют в пром-сти для произ-ва высокооктановых топлив, изопропилбензола,b -фенилэтилового спирта, бензофенона, полупродуктов для лек. в-в и синтетич. красителей.

Р-ция открыта Ш. Фриделем и Дж. Крафтсом в 1877.

Лит.:Tомас Ч., Безводный хлористый алюминий в органической химии, пер. с англ., M., 1949; Пrайс Ч., в кн.: Органические реакции, пер. с англ., сб. 3, M., 1951; Берлинер Э., там же, сб. 5, M., 1951; Лебедев Н. Н., Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза, 2 изд., M., 1975; Friedel-Crafts and related reactions, ed. by G.A. Olah, v. 1-4, N.Y.-L., 1963-65. C.K. Смирнов.


Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.

Игры ⚽ Нужно сделать НИР?

Полезное


Смотреть что такое "ФРИДЕЛЯ - КРАФТСА РЕАКЦИЯ" в других словарях:

  • Фриделя-Крафтса реакция — Фриделя Крафтса реакция, способ алкилирования и ацилирования ароматических соединений в присутствии катализаторов кислотного характера, например AlCl3, BF3, ZnCl2, FeCI3, минеральных кислот, окислов, катионообменных смол. Алкилирующими агентами… …   Большая советская энциклопедия

  • Фриделя-Крафтса реакция — (хим ) открыта названными химиками в 1877 г. и по бесконечному разнообразию полученных с ее помощью продуктов справедливо сравнена Байером со сказочной волшебной палочкой. Применяется она для синтеза ароматических и жирно ароматических соединений …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Фриделя - Крафтса реакция —         способ алкилирования и ацилирования ароматических соединений (См. Ароматические соединения) в присутствии катализаторов кислотного характера, например AlCl3, BF3, ZnCl2, FeCI3, минеральных кислот, окислов, катионообменных смол.… …   Большая советская энциклопедия

  • 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 …   Википедия

  • 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… …   Википедия

  • Реакция Фриделя — 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 …   Википедия

  • Гаттермана - Коха реакция —         метод получения ароматических альдегидов действием смеси CO и HCl на ароматические углеводороды. Катализатор реакции хлористый или бромистый алюминий с небольшим количеством однохлористой меди:                   Г. К. р. частный случай… …   Большая советская энциклопедия

  • ГАТТЕРМАНА-КОХА РЕАКЦИЯ — формилирование ароматич. соед. действием на них смеси СО и НС1, напр.: Р цию проводят при высоком (10 25 МПа) или атм. давлении. Катализаторами служат к ты Льюиса (гл. обр. А1С13), промоторами CuCl2, NiCl2 или Т1С14. В р цию вступают бензол,… …   Химическая энциклопедия

  • Конденсации реакции —         исторически закрепившееся в органической химии название большой группы реакций образования сложных соединений из двух или нескольких более простых. К. р., различающиеся как по природе реагентов, так и по существу химических превращений,… …   Большая советская энциклопедия

  • Мускус — I обладающий резким специфическим запахом продукт, вырабатываемый семенными железами самца кабарги (Moschus moschiferus L.). В медицине употребляется тибетский или китайский М., который приготовляется следующим образом: железа, расположенная… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»