触媒として無水塩化アルミニウムを使用して、有機化合物を別の化合物に変換すること。芳香族炭化水素はハロゲン化アルキルでアルキル化され、炭化水素（エチルベンゼン）を形成します。ケトンは、芳香族炭化水素 (ベンゾフェノンとして) を塩化アシルまたは酸無水物と反応させることによって生成されます。
フリーデル・クラフツ反応とは?
フリーデル クラフツ反応は、芳香族化合物の求電子芳香族置換として機能します。化学者のチャールズ・フリーデルは、ジェームス・クラフツと共に、この一般的な反応を開発しました.芳香族化合物は、フリーデル クラフツ反応で求電子置換を受けます。無水塩化アルミニウムのようなルイス酸は、ベンゼンの水素原子を求電子剤で置換します。アルキル化とフリーデル クラフツ アシル化反応は、2 つのフリーデル クラフツ反応です。
Friedel-Crafts アシル化反応の意味
芳香環のアシル化は、フリーデル クラフツ アシル化反応で発生します。この反応の最も一般的な試薬は塩化アシルです。カルボン酸および酸無水物も実行可能です。ルイス酸では、三塩化アルミニウム触媒が一般的です。フリーデル クラフツ アルキル化反応とは対照的に、生成されたケトンは、少量の触媒しか必要としない AlCl3 などのルイス酸と並んで比較的安定した錯体を構成します。フリーデル クラフツ アルキル化とは対照的に、触媒は常に再生する必要があります。
フリーデル クラフツ アルキル化の反応条件は同じです。アルキル化と比較して、この反応には多くの利点もあります。ケトン生成物は、カルボニル基の電子求引性により、常に元の分子よりも反応性が低くなります。したがって、複数のアシル化は発生しません。さらに、酸素に存在する正電荷がアシリウム イオンを安定化するため、カルボカチオンの転位は無視できます。
アシル化のフリーデルクラフト反応が成功するには、塩化アシル試薬が安定している必要があります。たとえば、塩化ホルミルは非常に不安定です。したがって、所定のフリーデル-クラフツ経路を使用してベンズアルデヒドを製造するには、塩化ホルミルを in situ で合成する必要があります。アルミニウム/塩化第一銅触媒はガッターマン-コッホ反応を触媒し、高圧下でベンゼンに塩化水素と一酸化炭素を作用させることを含みます。酸化などの別の方法によって、産業はアシル化のためのフリーデル-クラフツ反応によって取得できる通常のケトンを生成します。
Friedel-Crafts アシル化反応メカニズム
この反応でアシリウム中心が生成される。 AlCl3 触媒の再生は、アレニウム イオンが AlCl4- によって脱プロトン化されるときに発生します。完全な触媒的アルキル化の代わりに、生成されたケトンは、ルイス酸 (強) アルミニウム 三塩化物と共に一種の錯体を形成します。反応条件下で、この複合体は通常、不可逆的に形成されます。したがって、化学量論量の AlCl3 が必要です。水性後処理により複合体が破壊され、期待されるケトンが得られます。ゲルマンアシル化に加えて、フリーデル・クラフツアシル化反応は、触媒量の特定の穏やかなルイス酸 (例えば、Zn(II) 亜鉛塩) またはカルボン酸または無水物をアシル化剤として利用するブレンステッド酸触媒を使用して行うことができます。必要に応じて、クレメンセン還元またはウォルフ・キシュナー還元により、得られたケトンを対応するアルカン置換基に還元することができます。正味の結果は、Friedel-Crafts アルキル化と同等です。それは別として、変更はばかげています。
Friedel-Crafts アシル化反応における転位
フリーデル クラフツ アルキル化とは異なり、フリーデル クラフツ アシル化反応は転位を受けません。フリーデル・クラフツにおけるカルボカチオン転位により、アルキル化により、フリーデル・クラフツのアシル化反応を使用して、他の方法では入手が困難な生成物を得ることができます。たとえば、プロピル ベンゼンを作るには、AlCl3 と 1-プロピル クロリドを使用したフリーデル クラフツのアルキル化反応の代わりに、この反応を使用できます。まず、ベンゼンと塩化プロピオニルは、おそらく AlCl3 によって触媒されるフリーデル クラフツ アシル化反応を受ける必要があります。エチルフェニルケトンが結果です。次のステップは、ケトンをアルカンに還元することです。これにはいくつかの方法があります。 1-プロピルベンゼンがその結果です。
Friedel-Crafts アシル化反応の制限
フリーデル-クラフツ アシル化反応は、再アルキル化反応のいくつかの制限 (たとえば、ポリアルキル化とカルボカチオンの転位) を克服しますが、まだいくつかの制限があります。
- アシル化反応では、ケトンのみが生成されます。その結果、式 (H(C=O)Cl) の塩化ホルミルがこれらの条件と反応し、二酸化炭素と塩酸を放出します。
- 反応性の低い芳香族混合物を特定の反応に含めることはできません。この反応は、ルイス酸の触媒と非常に非反応性の錯体を形成するため、アリール アミンでは実行できません。
- 化学反応に応じて、窒素と酸素をアミンとアルコールでアシル化できます。
結論
フリーデル クラフツ反応の重要性は、産業界で化学物質、中間体、ファイン ケミカルを調製する際に不可欠な役割を果たしていることです。フリーデル クラフツ アシル化の間、反応性アシル化が重要な役割を果たすと考えられています。ルイス酸の反応性により、これらの反応は非常に発熱します。 2 つの異なる基質と 2 つの異なる触媒があるため、2 つの異なるフリーデル クラフツ反応を実行します。
