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:

${\displaystyle {\mathsf {C_{2}H_{5}Cl+AlCl_{3}\rightarrow C_{2}H_{5}^{+}[AlCl_{4}]^{-}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {C_{2}H_{5}^{+}+C_{6}H_{6}\rightarrow C_{6}H_{5}C_{2}H_{5}+H^{+}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}COCl+AlCl_{3}\rightarrow CH_{3}CO^{+}[AlCl_{4}]^{-}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {CH_{3}CO^{+}+C_{6}H_{6}\rightarrow CH_{3}COC_{6}H_{5}+H^{+}}}}$

${\displaystyle {\mathsf {H^{+}+[AlCl_{4}]^{-}\rightarrow HCl+AlCl_{3}}}}$

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.