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Organic Chemistry Portal: Friedel-Crafts Alkylation

Friedel-Crafts-Alkylierung

Diese Reaktion ermöglicht die Alkylierung von Aromaten in einer electrophilen aromatischen Substitution:

   diverse Edukte


Mechanismus

Die Friedel-Crafts-Reaktion benötigt Lewis-Säuren wie FeBr3, AlCl3 oder BF3 als Katalysator. Der Katalysator schwächt die Bindung zwischen Halogen und Alkylrest und erhöht auf diesem die partielle positive Ladung.

Sekundäre oder tertiäre Halogenide bilden stabilere Carbokationen als primäre, welche praktisch nur polarisiert vorliegen.

Im ersten Schritt reagiert der Aromat unter Addition des Electrophils:

In der Rearomatisierung wird ein Proton abgespalten. Es entsteht wieder ein aromatisches (stabiles) Produkt.

Elektronenarme Aromaten nehmen an solchen Reaktionen nicht teil.

Die Fähigkeit von z.B. Nitrobenzol, ein Elektronenpaar zur Verfügung zu stellen, reicht nicht aus.

Ein Alkyl ist leider ein +I-Substituent, es erhöht also die Elektronendichte am Aromaten. Die Reaktion läuft besser.

Jeder Alkyl-Substituent kann entstehende positive Ladungen stabilisieren. Dazu muss die neue Gruppe in ortho- oder para-Position addieren.

Als Alternative kommt eine zweistufige Reaktion über die Friedel-Crafts-Acylierung in Frage, da der Acyl-Rest als -M-Substituent die Elektronendichte erniedrigt:

Friedel-Crafts-Alkylierungen mit Alkoholen müssen mit einer (über)stöchiometrischen Menge "Katalysator" durchgeführt werden, da entstehendes Wasser den Katalysator komplexiert. (Das selbe gilt bei vorhandenen funktionellen Gruppen wie -OH, -NHR, -COR).

Reaktionen mit Alkenen finden unter Zugabe von Säure statt, da sich Carbokationen bilden können:

Hauptprodukte der Friedel-Crafts-Alkylierungen können auch nach Umlagerungen des Electrophils entstehen:

Eine interessante Reaktion, die ähnlich der Friedel-Crafts-Alkylierung verläuft, ist die Blanc-Reaktion zur Chlormethylierung von Aromaten:


Blanc-Reaktion