„Friedel–Crafts-reakciók” változatai közötti eltérés
[ellenőrzött változat] | [ellenőrzött változat] |
kis átfogalmazás, apró javítások, hivatkozások és interwiki hozzáadása |
|||
1. sor: | 1. sor: | ||
⚫ | 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. [[cink-klorid|ZnCl<sub>2</sub>]]), valamint a Brönsted savak (pl. [[kénsav]]) is katalizáló hatásúak. Később számos reakcióban kerültek előtérbe a Friedel–Crafts katalizátorok. |
||
== Bevezetés == |
|||
⚫ | |||
⚫ | |||
Charles Friedel és James Crafts 1877-ben (egymástól függetlenül) érdekes megfigyelést tettek. Azt vették észre hogy az amil-klorid alumínium hatására decil-kloriddá kondenzálódik. Vizsgálataikat tovább folytatva kiderült hogy a reakciót valójában a vízmentes alumínium-klorid indítja. |
|||
Ezen felfedezés után Friedel és Crafts nem hagyott fel a kutatómunkával. |
|||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | |||
[[Fájl:F-C alkil.png|350px]] |
[[Fájl:F-C alkil.png|350px]] |
||
20. sor: | 15. sor: | ||
== Friedel-Crafts acilezés == |
== Friedel-Crafts acilezés == |
||
A reakciók másik fő típusát a |
A reakciók másik fő típusát a Friedel–Crafts típusú acilezési reakciók alkotják |
||
Friedel-Crafts acilezés során az aromás gyűrűbe |
Friedel-Crafts acilezés során az aromás gyűrűbe Friedel–Crafts katalizátor jelenlétében acilcsoportot viszünk be vagy egy meglévőt cserélünk ki. |
||
Attól függően milyen acilcsoportot viszünk be a szerves molekulába aldehidek vagy ketonok képződnek termékként. |
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. |
Ha az acilezés során formilcsoport bevitele történik (formilezés), aldehidhez jutunk. |
||
Erre példa a benzaldehid előállítása (formilezés, |
Erre példa a [[benzaldehid]] előállítása (formilezés, Gattermann–Koch szintézis). |
||
A reakció szobahőmérsékleten véghezvihető réz(I)- |
A reakció szobahőmérsékleten véghezvihető [[réz(I)-klorid]]dal aktivált vízmentes alumínium-klorid katalizátor segítségével. |
||
[[Fájl:Benzaldehid.png|350px]] |
[[Fájl:Benzaldehid.png|350px]] |
||
Formil helyett egyéb más acilcsoportot is bevihető a molekulába, ekkor ketonok keletkeznek. |
Formil helyett egyéb más acilcsoportot is bevihető a molekulába, ekkor ketonok keletkeznek. |
||
Például benzolból és |
Például benzolból és [[ecetsavanhidrid]]ből [[acetofenon]] állítható elő: |
||
[[Fájl:Acetofenon.png|525px]] |
[[Fájl:Acetofenon.png|525px]] |
||
37. sor: | 32. sor: | ||
== Friedel-Crafts katalizátorok == |
== 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). |
''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 <math>AlCl_3</math>-ot és az <math>AlBr_3</math>-t használják, ezért ezeket |
''2. Lewis savak.''Ezek általában fém-alkilek illetve fém-halogenidek. Leggyakrabban az <math>AlCl_3</math>-ot és az <math>AlBr_3</math>-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 állpotban. |
||
== Katalizátor mennyisége == |
== Katalizátor mennyisége == |
||
Friedel–Crafts reakció lejátszódásakor a keletkező melléktermék (például víz, ecetsav) katalizátorméregként viselkedik. Ezért a folyamat lejátszatásakor a katalizátorból legalább sztöchiometrikus mennyiséget kell alkalmazni. |
|||
== Termékek homogenitása == |
== Termékek homogenitása == |
||
Alkilezés során minden esetben összetett termék keletkezik. Ebben |
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 |
Ezzel szemben Friedel–Crafts acilezésnél összetett terméktől illetve többszörösen helyettesített származék képződésétől nem kell tartani. |
||
== Forrás == |
== Forrás == |
||
59. sor: | 54. sor: | ||
Organikum, Szerves kémiai praktikum, Budapest, Műszaki kiadó, 1967 |
Organikum, Szerves kémiai praktikum, Budapest, Műszaki kiadó, 1967 |
||
[[en:Friedel–Crafts reaction]] |
A lap 2010. június 7., 18:14-kori változata
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.
Definíció szerint Friedel–Crafts reakciónak nevezzük azokat a szubsztitúciós, izomerizációs, eliminációs, polimerizációs illetve addíciós reakciókat, melyekre Lewis- és Brönsted-savak egyaránt katalizáló hatást fejt ki (vízmentes közegben).
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:
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:
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 állpotban.
Katalizátor mennyisége
Friedel–Crafts reakció lejátszódásakor a keletkező melléktermék (például víz, ecetsav) katalizátorméregként viselkedik. 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