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Alchilazione di Friedel-Crafts

Meccanismo della reazione di alchilazione di Friedel-Crafts

Possiamo dividere le reazioni di Friedel-Crafts in due tipi generali: le alchilazioni e le acilazioni.

Un esempio di alchilazione di Friedel-Crafts è il seguente:

alchilazione di friedel crafts

Qualunque alogenuro alchilico, come il bromuro di etile, per trattamento con un adatto acido di Lewis (ad esempio AlCl3) viene convertito o in un vero e proprio carbocatione libero (CH3CH2+) oppure in un complesso polarizzato che si comporta in maniera molto simile a quello che ci aspetteremmo da un carbocatione libero.

Quindi questo carbocatione, o complesso che sia, è un forte elettrofilo e attacca il benzene secondo il meccanismo generale delle reazioni di sostituzione elettrofila.

Il meccanismo per tutto il processo è il seguente:

meccanismo della reazione di friedel-crafts

Riarrangiamenti degli ioni carbonio nelle alchilazioni di Friedel-Crafts

Poichè la reazione di alchilazione di Friedel-Crafts coinvolge degli ioni carbonio, i riarrangiamenti che essi danno costituiscono una limitazione molto seria all'utilità sintetica della reazione. Mentre il bromuro di etile e quello di isopropile reagiscono con il benzene e un acido di Lewis portando rispettivamente all'etilbenzene e all'isopropilbenzene,

sintesi isopropilbenzene

il bromuro di n-propile posto a reagire nelle stesse condizioni conduce prevalentemente all'isopropilbenzene:

riarrangiamento nella reazione di friedel-crafts

Il catione n-propilico che si forma originalmente è instabile se riferito al catione isopropile e si modifica facilmente in quest'ultimo per migrazione di uno ione idruro dal carbonio 2 al carbonio adiacente.

Quindi, il catione n-propile riarrangia rapidamente a catione isopropile stabile; quest'ultimo poi reagisce nel modo usuale. Il meccanismo della reazione che partendo dal bromuro normale dà il prodotto iso è il seguente:

riarrangiamento

Polialchilazione

Un ulteriore svantaggio che si ha nella reazione di alchilazione di Friedel-Crafts, anche quando non si hanno problemi di riarrangiamento, è costituito dal fatto che l'alchilbenzene, ottenuto come prodotto iniziale di reazione, è più reattivo del benzene stesso alla reazione di alchilazione e quindi la reazione secondaria di alchilazione può costituire un grosso problema.

Conclusioni

A causa dei riarrangiamenti degli ioni carbonio e dei problemi di polialchilazione, l'alchilazione di Friedel-Crafts è in pratica poco utilizzata. Fortunatamente esiste una modificazione della reazione di Friedel-Crafts che è utilizzabile per ottenere quei prodotti, come il n-propilbenzene, che non si ottengono in modo pulito per diretta alchilazione. Questa modificazione viene detta acilazione di Friedel-Crafts.

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