人名反応 · 反応機構

フリーデル・クラフツアルキル化

フリーデル・クラフツアルキル化は、ハロゲン化アルキルとAlCl₃などのルイス酸を用いて、芳香環にアルキル基を導入します。ルイス酸がカルボカチオン(または分極した錯体)を生成し、環がこれを攻撃してアレーニウムイオンを形成し、プロトンが失われて芳香族性が回復します。

フリーデル・クラフツアルキル化の反応機構:2-クロロプロパンとAlCl₃からイソプロピルカチオンが生成し、ベンゼンがこれを攻撃してH⁺を失い、クメンが得られます。
フリーデル・クラフツアルキル化:全体の反応式、巻き矢印のすべての段階、要点。クリックするとMolDrawで開いて編集できます。

全体の反応式

C₆H₆ + (CH₃)₃CCl →(AlCl₃)C₆H₅C(CH₃)₃ + HCl

AlCl₃がハロゲン化アルキルをカルボカチオンに変え、それが環をアルキル化します。

反応機構を段階ごとに

  1. カルボカチオン。AlCl₃が炭素から塩化物イオンを引き抜く
  2. 攻撃。環がカルボカチオンを攻撃する
  3. 脱プロトン化。Cl⁻(AlCl₄⁻由来)がH⁺を受け取り、AlCl₃が再生する

各段階は電子1つずつ確認しています。巻き矢印から、描かれた構造がそのとおりに得られます。

この反応機構を開いて編集

要点

  • 第一級ハロゲン化物は転位します:1-クロロプロパンからもクメンが得られます。
  • アルキル化された環はベンゼンより反応性が高いため、ポリアルキル化がよく起こります。
  • 強く不活性化された環(ニトロベンゼン)やアニリンは反応しません。
  • アシル化の後に還元すれば、両方の問題を避けられます。

JEE・NEET対策

  • カルボカチオンは転位します:塩化n-プロピルからは主にイソプロピルベンゼンが得られます。
  • ポリアルキル化:アルキル化された生成物はベンゼンより反応性が高くなります。
  • 強く不活性化された環(ニトロベンゼン)やアニリン(NH₂がAlCl₃と結合)では反応しません。
  • ハロゲン化アリールやハロゲン化ビニルは使えません。

FAQ

フリーデル・クラフツアルキル化で転位した生成物が得られるのはなぜですか?

第一級カルボカチオン(またはその錯体)は、攻撃の前にヒドリド移動やアルキル移動を起こして、より安定な第二級や第三級のカチオンになるからです。

ポリアルキル化を避けるには?

芳香族化合物を大過剰に使うか、フリーデル・クラフツアシル化を行ってからケトンを還元します(クレメンゼン還元またはウォルフ・キッシュナー還元)。

アニリンが反応しないのはなぜですか?

塩基性のNH₂基がAlCl₃と錯体を形成し、環の隣に正電荷を置いて環を不活性化するからです。

MolDrawで描く

上のボタンを押すと、全体の反応式、番号付きの反応機構、要点を含む図全体が、通常の編集可能な構造式として開きます。置換基の変更、原子の色の変更、ノートやスライド用のPNG、SVG、chemfigコードのエクスポートができます。同じ図はテンプレートパネルの「Name reactions」にもあります。