Friedeli-Craftsi reaktsioon

Friedeli-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. Friedeli-Craftsi reaktsioonis viiakse substraadi aromaatsesse tuuma ühe (või enama) vesiniku aatomi asemele alküülrühm või atsüülrühm.

Seda meetodit rakendasid esimestena Charles Friedel ja James Crafts 1877.

Tänapäeval on Friedeli-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 alküülimiseks) või atsüülrühm (nimetatakse Friedeli-Craftsi atsüülimiseks).

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

Friedeli-Craftsi reaktsioonid on olemuselt aromaatse elektrofiilse asenduse (S_E) reaktsioonid. Esmalt genereerib katalüsaator 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

Friedeli-Craftsi reaktsioonide kasutamine on oluliselt piiratud, kui substraadi aromaatses tuumas on elektronoaktseptoorne rühm (näiteks –NO₂) või Lewisi happega seonduvad rühmad (-OH, -NH₂)

Friedeli-Craftsi reaktsioonide kasutamine

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

Friedeli-Craftsi alküülimist rakendatakse keemiatööstuses kõrge oktaaniarvuga mootorikütuste tootmisel, pindaktiivsete ainete, lõhnaainete, antioksüdantide, etüülbenseeni (lähteaine stüreeni saamiseks) jt oluliste produktide tootmisel. Friedeli-Craftsi atsüülimist kasutatakse mitmete värvainete ja farmatseutiliste preparaatide tootmisel.

Vaata ka