Friedeli-Craftsi reaktsioon

Benseeni alküülimine klorometaaniga

Friedeli-Craftsi atsüleerimine

Friedel–Craftsi reaktsioon on keemiline meetod aromaatsete ühendite alküülimiseks ja atsüülimiseks veevaba alumiiniumkloriidi kui katalüsaatori manulusel:

ArH + RCl (AlCl₃) → ArR +HCl (alküülimine),

ArH + RCOCl (AlCl₃) → ArCOR + HCl (atsüülimine),

kus Ar on arüülrühm ja R on alküülrühm.

Seda meetodit rakendasid esmakordselt 1877. a Charles Friedel ja James Crafts.

Tänapäeval on Friedel–Craftsi reaktsiooni mõiste laienenud paljudele keemilistele protsessidele, milles happelise katalüsaatori osalusel viiakse substraadi aromaatsesse tuuma ühe (või enama) vesiniku aatomi asemele kas alküülrühm (nimetatakse Friedeli–Craftsi alküülimine) või atsüülrühm (nimetatakse Friedeli–Craftsi atsüülimine).

Märkus: Kirjanduses on kasutatud ka mõistet alifaatne Friedeli-Craftsi reaktsioon, mille puhul toimub happelise katalüsaatori toimel reagendi liitumine alifaatse (mittearomaatse) kaksiksidemega ühendile – realiseerub see katioonse telomerisatsiooni mehhanismi kaudu.

Friedeli–Craftsi reaktsioonide mehhanism

Friedel–Craftsi reaktsioonid on oma olemuselt aromaatse elektrofiilse asenduse (S_E) reaktsioonid. Esmalt katalüsaator genereerib aktiivse osakese – karbokatiooni, mis edasi atakeerib aromaatset tuuma. Tüüpilised näited on benseeni alküülimine etüülkloriidiga ja benseeni atsüülimine atsetüülkloriidiga:

• 1. C₂H₅CI + AlCl₃ → C₂H₅⁺ + [AICl₄]⁻
  2. C₂H₅⁺ + C₆H₆ → C₆H₅C₂H₅ + H⁺

• 1. CH₃COCl + AlCl₃ → CH₃CO⁺ + [AlCl₄]⁻
  2. CH₃CO⁺ + C₆H₆ → CH₃COC₆H₅ + Н⁺

• [AlCl₄]⁻ + Н⁺ → HCl + AlCl₃

Friedel–Craftsi reaktsioonide kasutamine on oluliselt piiratud, kui substraadi aromaatses tuumas on elektrono-akseptoorne rühm (näiteks –NO₂) või Lewise happega seonduvad rühmad (-OH, -NH₂)

Friedeli–Craftsi reaktsioonide kasutamine

Friedel-Craftsi reaktsioone kasutatakse alküülasendatud aromaatsete ühendite või aromaatsete ketoonide sünteesiks.

Friedeli–Craftsi alküülimist rakendatakse keemiatööstuses kõrge oktaanarvuga mootorikütuste tootmisel, pindaktiivsete ainete, lõhnaainete, antioksüdantide, etüülbenseeni (lähteaine stüreeni saamiseks) jt oluliste produktide tootmisel. Friedeli–Craftsi atsüülimine on kasutusel mitmete värvainete ja farmatseutiliste preparaatide tootmisel.

Vaata ka

• Friedel-Craftsi alküülimine
• Friedel-Craftsi atsüülimine
• Elektrofiilne aromaatne asendusreaktsioon
• Happeline katalüüs