Reazione di Friedel-Crafts
Le reazioni di Friedel-Crafts sono reazioni chimiche di tipo elettrofila sostituzione aromatica in cui un benzene del ciclo viene alchilato (sostituzione di un atomo di idrogeno con un gruppo alchile ) o acilato (sostituzione di un atomo di idrogeno con un gruppo acile ).
Questi furono sviluppati nel 1877 dal chimico francese Charles Friedel e dal suo partner americano James Crafts .
Alchilazione di Friedel-Crafts
La reazione chimica catalizzata da un acido di Lewis , un alogenuro alchilico RX e un composto aromatico è chiamata alchilazione di Friedel-Crafts .
Questa reazione ha una serie di inconvenienti:
- il prodotto è più nucleofilo del reagente. Ne consegue che è molto difficile limitare questa reazione alla sostituzione di un singolo atomo di idrogeno (H). Per ottenere una buona selettività, questa reazione deve essere condotta per lunghe ore a bassa temperatura, oppure prima passata per acilazione seguita da riduzione del prodotto ad alchile;
- se l'alogenuro di partenza ha almeno tre atomi di carbonio, potrebbe non essere presente così com'è sull'anello aromatico. Si otterrà una miscela di isomeri ;
- la reazione con un alogenuro arilico Ar-X ( es: clorobenzene ) non si presta a questa reazione e non consente di utilizzare questo metodo per accoppiare due anelli aromatici;
- i solventi e il catalizzatore devono essere separati dalla miscela di reazione, per essere distrutti o riciclati.
Gli acidi di Lewis più utilizzati sono: AlX 3 (X = Br, Cl, I), SbF 5 , ZnCl 2 .
Meccanismo semplificato
Il vero meccanismo, però, non passa per un carbocatione ma attraverso una forma in cui il cloruro di alluminio si attacca al piede del legame C-Cl e non esce con il cloro fino a quando non è stato stabilito il legame con l'aromatico.
Utilizza
Questa reazione viene utilizzata sia in laboratorio che nell'industria, ad esempio per la sintesi del toluene .
Acilazione di Friedel-Crafts
La reazione catalizzata da un acido di Lewis , un alogenuro acilico RCOX (molto spesso un cloruro acilico ) o un'anidride acida e un composto aromatico è chiamata acilazione di Friedel-Crafts .
Le condizioni di reazione sono simili a quelle per l'alchilazione mostrata sopra. A differenza del caso dell'alchilazione, non possono esserci più acilazioni. Infatti, il gruppo carbonile, ritiratore di elettroni , disattiva il nucleo aromatico, in modo che il prodotto di reazione sia meno reattivo del prodotto iniziale. Inoltre, non può esserci alcun riarrangiamento del carbocatione (ione di acilio) nel caso dell'acilazione. D'altra parte, il catalizzatore forma un complesso con il prodotto finale e richiede una quantità leggermente superiore al numero di moli di gruppi carbonilici presenti nell'agente acilante.
Questo tipo di reazione consente di sintetizzare un chetone o un'aldeide da un composto aromatico.
In natura
Le reazioni di Friedel-Crafts potrebbero aver luogo nell'oceano interno di Encelado .
Riferimenti
- (en) N Khawaja F Postberg, J Hillier, F Klenner, S Kempf, L Nölle, R Reviol, Zou Z e R Srama, " Composti a bassa massa di azoto, ossigeno e aromatici nei granelli di ghiaccio dell'Engeladea " , Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , vol. 489, n o 9,2 ottobre 2019( leggi online ).