„Friedel–Crafts-reakciók” változatai közötti eltérés
[ellenőrzött változat] | [ellenőrzött változat] |
a r2.7.1) (Bot: következő hozzáadása: fa:واکنش فریدل–کرافتس |
|||
56. sor: | 56. sor: | ||
[[Kategória:Szerves reakciók]] |
[[Kategória:Szerves reakciók]] |
||
[[en:Friedel–Crafts reaction]] |
|||
[[ca:Reacció de Friedel-Crafts]] |
|||
[[de:Friedel-Crafts-Alkylierung]] |
|||
[[el:Αντίδραση Friedel-Crafts]] |
|||
[[es:Reacción de Friedel-Crafts]] |
|||
[[et:Friedeli-Craftsi reaktsioon]] |
|||
[[fa:واکنش فریدل–کرافتس]] |
|||
[[fi:Friedel–Crafts-alkylointi]] |
|||
[[fr:Réaction de Friedel-Crafts]] |
|||
[[he:תגובת פרידל-קרפטס]] |
|||
[[hi:फ्रिडेल-क्राफ्ट्स अभिक्रिया]] |
|||
[[id:Reaksi Friedel-Crafts]] |
|||
[[it:Reazione di Friedel-Crafts]] |
|||
[[ja:フリーデル・クラフツ反応]] |
|||
[[nl:Friedel-Craftsalkylering]] |
|||
[[no:Friedel-Craftsreaksjon]] |
|||
[[pl:Reakcja Friedla-Craftsa]] |
|||
[[pt:Reação de Friedel-Crafts]] |
|||
[[ru:Реакция Фриделя — Крафтса]] |
|||
[[sr:Fridel-Kraftsove reakcije]] |
|||
[[sv:Friedel-Crafts reaktion]] |
|||
[[zh:傅-克反应]] |
A lap 2013. március 11., 13:24-kori változata
Friedel–Crafts-reakciónak nevezzük azokat a szubsztitúciós, izomerizációs, eliminációs, polimerizációs illetve addíciós reakciókat, melyekre vízmentes közegben Lewis- és Brönsted-savak egyaránt katalizáló hatást fejtenek ki.
Charles Friedel és James Crafts 1877-ben (egymástól függetlenül) megfigyelte, hogy az amil-klorid alumínium hatására decil-kloriddá kondenzálódik. Vizsgálataikat tovább folytatva kiderült, hogy a reakciót valójában a vízmentes alumínium-klorid indítja. Kutatásaikat folytatva kimutatták, hogy az alumínium-klorid rendkívül hatásos katalizátor acilezésben, alkilezésben és dezalkilezésben. Továbbá megállapították, hogy az alumínium-klorid mellett egyéb Lewis-savak (pl. ZnCl2), valamint a Brönsted savak (pl. kénsav) is katalizáló hatásúak. Később számos reakcióban kerültek előtérbe a Friedel–Crafts katalizátorok.
A Friedel–Crafts-katalizátorok által aktivált reakciók olyan nagy számban fordulnak elő, hogy az már tárgyalhatatlan egy témakörben. Ezért szűkebb értelemben Friedel–Crafts reakcióként annak két leggyakoribb típusát (Friedel–Crafts acilezés ill. alkilezés) tárgyalják.
Friedel–Crafts-alkilezés
Friedel–Crafts-alkilezésnek azokat a reakciókat nevezzük, melyben egy aromás gyűrű egy vagy több hidrogénatomját vagy más helyettesítő csoportját Friedel–Crafts-katalizátor jelenlétében alkilcsoportra cseréljük.
Erre példa a benzol metilezése metil-kloriddal:
A reakció mechanizmusa (SE) :
Friedel-Crafts-acilezés
A reakciók másik fő típusát a Friedel–Crafts típusú acilezési reakciók alkotják
Friedel-Crafts-acilezés során az aromás gyűrűbe Friedel–Crafts-katalizátor jelenlétében acilcsoportot viszünk be vagy egy meglévőt cserélünk ki. Attól függően, hogy milyen acilcsoportot viszünk be a szerves molekulába, aldehidek vagy ketonok képződnek termékként. Ha az acilezés során formilcsoport bevitele történik (formilezés), aldehidhez jutunk. Erre példa a benzaldehid előállítása (formilezés, Gattermann–Koch szintézis). A reakció szobahőmérsékleten véghezvihető réz(I)-kloriddal aktivált vízmentes alumínium-klorid katalizátor segítségével.
Formil helyett egyéb más acilcsoportot is bevihető a molekulába, ekkor ketonok keletkeznek. Például benzolból és ecetsavanhidridből acetofenon állítható elő:
A reakció mechanizmusa (SE) :
Friedel-Crafts-katalizátorok
1. Proton (Brönsted) savak,ezek egyben a reakcióközeget is jelentik. Nemcsak katalizátor, hanem egyben oldószer is. Megfelelő katalizáló hatással csak az erős elektrolit bír. Leggyakrabban alkalmazott protonsav katalizátor a kénsav (szenesít, korrozív hatás), a folysav (üveg szerkezeti elemeket megmarja).
2. Lewis savak.Ezek általában fém-alkilek illetve fém-halogenidek. Leggyakrabban az -ot és az -t használják, ezért ezeket Friedel–Crafts katalizátornak is nevezik. Hasonló, gyakorlati szempotból jelentős (bár kevésbé aktív) katalizátor a bór-trifluorid, az ón-tetraklorid, a cink-klorid és a bórsav vízmentes állapotban.
Katalizátor mennyisége
Friedel–Crafts reakció lejátszódásakor a keletkező melléktermék (például víz, ecetsav) katalizátorméregként viselkedik. Acilezésnél a képződött keton magános elektronpárja komplexet képez az alumínium-kloriddal, és az nem hat katalizátorként. A komplex később sav hozzáadásával leválasztható. Ezért a folyamat lejátszatásakor a katalizátorból legalább sztöchiometrikus mennyiséget kell alkalmazni.
Termékek homogenitása
Alkilezés során minden esetben összetett termék keletkezik. Ebben nagy mennyiségben találhatóak többszörösen szubsztituált származékok is. Továbbá a lejátszódó reakció mindig egyensúlyra vezet, ezért a termékelegyben számottevő mennyiségben a kiindulási anyagok is megtalálhatóak. Ezzel szemben Friedel–Crafts acilezésnél összetett terméktől illetve többszörösen helyettesített származék képződésétől nem kell tartani.
Forrás
- Szerves laboratóriumi gyakorlatok - Az ipari technikumok számára III., Budapest, Tankönyvkiadó, 1952
- Dr. Csűrös Zoltán: Szerves vegyipari alapfolyamatok (kézirat), BME vegyészmérnöki kar, Budapest, Tankönyvkiadó, 1978
- Szerves vegyipari alapfolyamatok kézikönyve, Budapest, Műszaki könyvkiadó, 1978
- Organikum, Szerves kémiai praktikum, Budapest, Műszaki kiadó, 1967