傅克烷基化(有机化学中傅-克反应的机理)
傅-克反应是有机化学中的重要反应,全称是傅列德尔-克拉夫茨反应,它分为傅-克烷基化反应和傅-克酰基化反应,下面我就依次介绍一下。
傅-克烷基化
傅-克烷基化反应是芳烃和卤烷在无水氯化铝的催化作用下,生成芳烃的烷基衍生物,也就是苯环上引入了烷基,反应如下
这个反应中,氯化铝是路易斯酸,和卤烷反应后生成烷基正离子,反应机理如下
卤烷和氯化铝作用后得到烷基碳正离子,烷基碳正离子和苯环发生亲电取代反应得到烷基衍生物。这个反应的氯化铝是个路易斯酸,其实有很多类似物都可以作为催化剂,比如,氯化铁、氯化锌、三氟化硼等。
其实,除了卤代烃外,烯烃或者醇也可以和苯发生烷基化反应,比如下面这个例子
工业上就可以用这个反应制取乙苯。
傅-克烷基化反应,使苯环上引入了烷基,烷基是个活化基团,生成的烷基苯比苯更容易进行取代反应。注意,这个反应机理中碳正离子参与了反应,碳正离子容易发生重排,所以,在卤代烃有三个碳以上的直链时,由于碳正离子的重排而得到各种结构产物,比如下面的例子
当苯环上有硝基时不能发生此类反应,大致原因是因为硝基使苯环发生钝化。
傅-克酰基化反应
这个反应是芳烃在无水氯化铝的作用下与酰卤发生作用,生成了芳酮。反应如下
这个方法是制取芳酮的重要方法之一,酰基化和烷基化的机理相似,也属于苯环上的亲电取代。机理如下
,酰卤和氯化铝作用,生成酰基碳正离子。
这个正离子再进攻苯环,使苯环带正点。
,苯环失去一个质子,在氯化铝的作用下得到酮和氯化铝的络合物,这个络合物需要用稀酸处理。
烷基化反应通常会发生重排,酰基化反应不会重排,复杂的直链烷烃通常用酰基化反应得到芳酮,然后还原得到烷烃,这是苯环上引入正构烷烃的重要方法。