 | Pobierz cały dokument 11.areny.doc Rozmiar 956 KB |
11. R E A K T Y W N O Ś Ć A R E N Ó W
Aleksander Kołodziejczyk grudzień 2007
11.1. Substytucja elektrofilowa SE
Charakterystyczną reakcją związków aromatycznych jest substytucja elektrofilowa (SE), zwana również reakcją aromatycznej substytucji elektrofilowej. Polega ona najczęściej na tym, że elektrofil (E+) podstawia proton związany z pierścieniem aromatycznym. Elektrofil może podstawić także inny atom lub grupę związaną z pierścieniem aromatycznym.
W pierwszym etapie SE dochodzi do addycji elektrofila E+ do pierścienia aromatycznego, w wyniku czego powstaje stabilizowany mezomerycznie karbokation, po czym, po odszczepieniu protonu odtwarza się układ aromatyczny i powstaje pochodna zawierająca elektrofil w miejscu protonu.
W ten sposób zachodzą reakcje typu halogenowania, alkilowania, acylowania, nitrowania, sulfonowania, diazowania i inne.
Rys. 10.1 Przykłady głównych reakcji aromatycznej substytucji elektrofilowej
11.1.1 Halogenowanie
W arenach, pod wpływem halogenów (Cl2 i Br2), w obecności kwasów Lewisa (np. FeX3) dochodzi do wymiany atomu wodoru na atom halogenu. Pomimo dużego stopnia nienasycenia pierścienia benzenowego (3 C=C) dochodzi do reakcji substytucji, a nie addycji! Obie te reakcje łatwo rozróżnić po zewnętrznych efektach - w obu zanika barwa bromu, jednak w trakcie substytucji wydziela się gazowy bromowodór (jest to widoczną oznaką reakcji), a w addycji cały brom zostaje przyłączony do wielokrotnego wiązania.
Reakcja biegnie wg mechanizmu SE. Cząsteczka bromu w kontakcie z kwasem Lewisa ulega polaryzacji i dodatnio naładowany atom bromu staje się silnym elektrofilem. Kation Br+ przyłącza się do pierścienia benzenu i powstaje mezomerycznie stabilizowany karbokation, który odszczepiając proton przekształca się w bromobenzen (bromek fenylu).
brom - słaby elektrofil brom spolaryzowany, atom z ładunkiem dodatnim
staje się silnym elektrofilem
Duża energia sprzężenia 6 elektronów (energia rezonansu) jest siłą napędową powrotu produktu addycji kationu bromkowego do układu aromatycznego poprzez odszczepienie protonu.
 | Pobierz cały dokument 11.areny.doc rozmiar 956 KB |