人名反應 · 反應機構

Friedel–Crafts 烷基化

Friedel–Crafts 烷基化以鹵烷和路易斯酸(如 AlCl₃)把烷基接到芳香環上。路易斯酸產生碳陽離子(或極化的錯合物),芳香環進攻它形成芳基鎓離子,失去一個質子後恢復芳香性。

Friedel–Crafts 烷基化機構:2-氯丙烷與 AlCl₃ 產生異丙基陽離子;苯進攻它並失去 H⁺,生成異丙苯。
Friedel–Crafts 烷基化:總反應、每一步彎箭頭與重點。點一下即可在 MolDraw 中開啟並編輯。

總反應

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

AlCl₃ 使鹵烷形成碳陽離子,再對苯環進行烷化。

逐步反應機構

  1. 碳陽離子。AlCl₃ 從碳上拉走氯離子
  2. 進攻。芳香環進攻碳陽離子
  3. 去質子化。Cl⁻(來自 AlCl₄⁻)奪取 H⁺;AlCl₃ 再生

每一步都逐一核對電子:彎箭頭恰好得到圖中所畫的結構。

開啟並編輯此反應機構

重點

  • 一級鹵化物會重排:1-氯丙烷同樣生成異丙苯。
  • 烷基化後的苯環比苯更活潑,因此常發生多烷基化。
  • 強烈鈍化的環(硝基苯)與苯胺類不會反應。
  • 先醯化再還原,可同時避免這兩個問題。

JEE 與 NEET 考試重點

  • 碳陽離子會重排:正丙基氯主要生成異丙苯。
  • 多烷基化:烷基化產物比苯更活潑。
  • 對強烈鈍化的環(硝基苯)與苯胺(NH₂ 與 AlCl₃ 結合)無效。
  • 不能使用芳基鹵化物與乙烯基鹵化物。

常見問題

為什麼 Friedel–Crafts 烷基化會得到重排產物?

一級碳陽離子(或其錯合物)在被進攻之前,會經氫負離子/烷基遷移轉變為較穩定的二級或三級陽離子。

如何避免多烷基化?

使用大量過量的芳香烴,或先進行 Friedel–Crafts 醯化再把酮還原(Clemmensen 或 Wolff–Kishner 還原)。

為什麼苯胺不會反應?

鹼性的 NH₂ 基與 AlCl₃ 錯合,使苯環旁帶正電荷而被鈍化。

在 MolDraw 中繪製

上方按鈕會把完整圖示(總反應、編號的反應機構與重點)以一般可編輯結構開啟。你可以更換取代基、替原子重新上色,或匯出 PNG、SVG 或 chemfig 程式碼用於筆記與投影片。同一張圖也收錄在「Templates」面板的「Name reactions」中。