弗里德-克雷夫茨反應

弗里德-克雷夫茨反應

弗里德-克雷夫茨反應是在路易斯酸作用下,芳香族化合物與烷基化劑或醯基化劑發生芳環上的烷基化或醯基化的反應。1877年由法國化學家C.弗里德和美國化學家J.M.克雷夫茨共同發現。這類反應在有機合成中套用極為廣泛。比較活潑的芳香族化合物都能發生此類反應。

弗里德-克雷夫茨反應

烷基化反應 通常以鹵代烷為烷基化劑,在路易斯酸作用下對芳環作親電進攻。路易斯酸的催化能力因具體反應而不同, 強弱順序大致為:AlCl3>SbCl5>FeCl3>TiCl2>SnCl4>TiCl4>TeCl4>BiCl3>ZnCl2。烯烴也可用作烷基化劑。還可用HF、BF3、H2SO4、H3PO4、多聚磷酸等作為催化劑。反應時鹵代烷(RX)先與路易斯酸形成配位化合物,並可能進一步電離為正碳離子,兩者均可進攻芳環(ArH)而發生烷基化反應,例如:

弗里德-克雷夫茨反應

芳環上引進烷基能導致芳環活化,常得二元甚至多元烷基化產物。在有些反應中還可能伴有烷基的異構化,如苯與正丙基氯在三氯化鋁作用下的反應,當溫度為-6°C時主要生成正丙苯,當溫度為35°C時則主要生成異丙苯。此外,這個反應的定位也較複雜,條件溫和時得動力學控制產物,條件劇烈時則得熱力學控制產物。因此,在實驗室製備中的套用受到一定限制。但與某些烯烴在無機酸催化下發生反應,卻是工業上生產相應烷基苯(如乙苯、異丙苯、長鏈烷基苯等)的經濟方法。
醯基化反應 可用醯鹵、酸酐甚至羧酸作為醯基化劑,常用三氯化鋁、三氟化硼、氟化氫、多聚磷酸等作為催化劑。由於產物芳酮能與路易斯酸配合,故後者的投料量往往超過等摩爾比。反應過程為:

弗里德-克雷夫茨反應

醯基能使芳環鈍化,使醯基化反應的產物主要是一元醯基化產物。醯化產物為一類有用的合成中間體,經沃爾夫-基希納反應或克萊門森反應,可得難以直接合成的、以亞甲基與芳環相連的烴類化合物(Ar—CH2—R)。
苯環上連有硝基、羰基等較強鈍化苯環的間位定位基的化合物,絕大多數不能發生此類反應。此外,芳環上的羥基或氨基能與路易斯酸配合,降低了路易斯酸的催化能力,並減弱取代基對芳環的活化作用,因而也難發生此類反應。

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