전체 반응
C₆H₆ + (CH₃)₃CCl → (AlCl₃) C₆H₅C(CH₃)₃ + HCl
AlCl₃가 할로젠화 알킬을 탄소 양이온으로 바꾸고, 이것이 고리를 알킬화합니다.
인명 반응 · 메커니즘
프리델–크래프츠 알킬화
프리델–크래프츠 알킬화는 할로젠화 알킬과 AlCl₃ 같은 루이스산을 사용해 방향족 고리에 알킬기를 붙이는 반응입니다. 루이스산이 탄소 양이온(또는 분극된 착물)을 만들고, 고리가 이를 공격해 아레늄 이온이 된 뒤 양성자를 잃으면서 방향족성이 회복됩니다.
단계별 메커니즘
- 탄소 양이온. AlCl₃가 탄소에서 염화 이온을 떼어 냄
- 공격. 고리가 탄소 양이온을 공격
- 탈양성자화. Cl⁻(AlCl₄⁻에서)가 H⁺를 가져가고 AlCl₃가 재생됨
각 단계는 전자 하나하나까지 확인했습니다: 굽은 화살표대로 따라가면 정확히 그려진 구조가 나옵니다.
핵심 정리
- 1차 할로젠화물은 자리옮김합니다: 1-클로로프로페인도 큐멘을 줍니다.
- 알킬화된 고리는 벤젠보다 반응성이 크므로 다중 알킬화가 흔합니다.
- 강하게 비활성화된 고리(나이트로벤젠)와 아닐린은 반응하지 않습니다.
- 아실화 후 환원하면 두 문제를 모두 피할 수 있습니다.
시험 대비
- 탄소 양이온 자리옮김: n-프로필 클로라이드는 주로 아이소프로필벤젠을 줍니다.
- 다중 알킬화: 알킬화된 생성물이 벤젠보다 반응성이 큽니다.
- 강하게 비활성화된 고리(나이트로벤젠)와 아닐린(NH₂가 AlCl₃와 결합)에서는 실패합니다.
- 할로젠화 아릴과 할로젠화 바이닐은 쓸 수 없습니다.
자주 묻는 질문
프리델–크래프츠 알킬화는 왜 자리옮김된 생성물을 주나요?
1차 탄소 양이온(또는 그 착물)은 공격 전에 하이드라이드/알킬 이동을 거쳐 더 안정한 2차 또는 3차 양이온이 됩니다.
다중 알킬화는 어떻게 피하나요?
아렌을 대과량 쓰거나, 프리델–크래프츠 아실화 후 케톤을 환원하세요(클레멘젠 또는 볼프–키슈너).
아닐린은 왜 반응하지 않나요?
염기성 NH₂기가 AlCl₃와 착물을 이뤄 고리 옆에 양전하를 두게 되므로 고리가 비활성화됩니다.
MolDraw에서 그리기
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