Механизм электрофильного замещения

Можно рассмотреть на примере реакции Фриделя-Крафтса.

CH₃:Cl + AlCl₃ CH₃⁺ [AlCl₄]^-

H⁺ + AlCl₄^- HCl + AlCl₃

Отдельные стадии электрофильных реакций замещения:

1) образование -комплекса - -связи не разрываются, реагент образует донорно-акцепторные связи со всеми шестью атомами углерода.

2) образование карбоний-иона – реагент “вытягивает” пару -электронов из шестиэлектронного секстета и образует -связи.

3) образование -комплекса – выравнивание электронной плотности в кольце. Положительный заряд распределяется между пятью группами СН.

4) выброс протона.

1.Галоидирование

Реакции хлорирования и бромирования в ароматическом ядре обязательно требуют присутствия электрофильных катализаторов (FeCl₃, AlCl₃) и могут идти даже без нагревания. Катализатор обеспечивает электрофильный механизм реакции.

FeCl₃ + Cl₂ : Cl [FeCl₄]^-Cl⁺ FeCl₄^- + Cl⁺

Галоидирование гомологов бензола может происходить в 2-х направлениях:

1) галоидирование ядра.

Механизм реакций электрофильный.

2) замещение в боковой цепи.

Механизм реакции свободно-радикальный.

h

Cl₂ 2Cl^.

при наличии в боковой цепи нескольких атомов углерода реакция галоидирования идет преимущественно в -положении к ядру, что обусловливается большой устойчивостью образующегося при этой реакции радикала.

2.Нитрование.

Нитрование бензола гладко протекает при использовании в качестве нитрующего агента смеси концентрированной азотной и серной кислот.

Механизм реакции электрофильный.

HOSO₂OH +HONO₂

+ H₃O⁺ + NO₂⁺ +2 OSO₂OH ^-

HOSO₂OH Нитроний-катион –

нитрующий агент

H⁺ + OSO₂OH^- H₂SO₄

H₃O⁺ + OSO₂OH^- H₂O + H₂SO₄

При использовании избытка нитрующей смеси и повышении температуры можно ввести вторую и третью нитрогруппы.