Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Ароматты молекулаларға галогендік топтар қосылатын химиялық реакция. Органикалық химияда электрофильді ароматты галогендеу – электрофильді ароматты алмастырудың бір түрі. Бұл органикалық реакция хош иісті қосылыстарға тән және хош иісті жүйеге топтарды қосудың өте пайдалы әдісі болып табылады. Фенол сияқты кейбір хош иісті қосылыстар катализаторсыз реакцияға түседі, бірақ әдеттегі бензол туындылары және реакциялық қабілеті төмен субстраттар үшін катализатор ретінде Льюис қышқылы қажет. Типик Льюис қышқылы катализаторлары: AlCl3, FeCl3, FeBr3 және ZnCl2. Олар бензол сақинасымен шабуылға ұшырайтын өте электрофильді кешенді қалыптастыру арқылы әрекет етеді.
Chemical reaction in which halogen substituents are added to aromatic molecules
In organic chemistry, an electrophilic aromatic halogenation is a type of electrophilic aromatic substitution. This organic reaction is typical of aromatic compounds and a very useful method for adding substituents to an aromatic system. A few types of aromatic compounds, such as phenol, will react without a catalyst, but for typical benzene derivatives with less reactive substrates, a Lewis acid is required as a catalyst. Typical Lewis acid catalysts include |AlCl3, |FeCl3, |FeBr3 and |ZnCl2. These work by forming a highly electrophilic complex which is attacked by the benzene ring.
Реакция механизмі
Бензолды хлорлау реакциясының механизмі бензолды брондаумен бірдей. Темір(III) бром және темір(III) хлориді сумен, соның ішінде ауадағы ылғалмен әрекеттессе, белсенділігін жояды. Сондықтан, олар бромға немесе хлорға темір ұнтағын қосу арқылы дайындалады. Осы реакцияның механизмі:
The reaction mechanism for chlorination of benzene is the same as bromination of benzene. Iron(III) bromide and iron(III) chloride become inactivated if they react with water, including moisture in the air. Therefore, they are generated by adding iron filings to bromine or chlorine. Here is the mechanism of this reaction:
Иодиялау механизмі сәл өзгеше: йод (I2) электрофильді йод ("I+", мүмкін IONO2) алу үшін азот қышқылы сияқты тотықтырғыш заттармен өңделеді. Иодиялаудың басқа шарттарына I2, HIO3, H2SO4 және N-иодосукцинимид, H2SO4 жатады. Бұл шарттар жоғары деактивацияланған арендер үшін, соның ішінде нитроароматикалық қосылыстар үшін тиімді. Бірқатар зерттеулерде, концентрацияланған күкірт қышқылында ерітілген йод пен калий йодаты қоспасын қолдану арқылы алынған күшті реагент пайдаланылды. Мұнда йодтаушы агент – трийод катионы I3+, ал негіз – HSO4−. Бұл зерттеулерде реакцияның кинетикасы және бензой қышқылы және 3-нитробензотрифториді сияқты күшті деактивацияланған қосылыстарды йодтауға арналған дайындық шарттары зерттелді. Электрофильді фторлау F2/N2 (10%), XeF2 немесе Selectfluor сияқты N-F реагенттерімен мүмкін болғанымен, изомерлік қоспалар мен полифторлау өнімдерінің түзілуіне байланысты бұл әдістер көбінесе қолданылмайды. Басқа ароматикалық галогендеулерде де қоспалар пайда болғанымен, фторароматикалық қосылыстарды фторланбаған, полифторланған және/немесе изомерлік аналогтарынан бөліп алу өте қиын. Ароматикалық қосылыстарды галогендеудің бастапқы кезеңі алкендерді галогендеуден өзгеше, себебі алкендерге галогеннің электрофильділігін арттыру үшін катализатор қажет емес. Арен ионының түзілуі ароматикалық қасиеттің уақытша жоғалуына әкеледі, бұл алкендерде галоний ионының түзілуімен салыстырғанда жоғары белсендіру энергиясын талап етеді. Басқаша айтқанда, алкендер реакцияға белсендірек және Br–Br немесе Cl–Cl байланысын әлсірету қажет емес.
The mechanism for iodination is slightly different: iodine (I2) is treated with an oxidizing agent such as nitric acid to obtain the electrophilic iodine ("I+", probably IONO2). Other conditions for iodination include I2, HIO3, H2SO4, and N iodosuccinimide, H2SO4. These conditions are successful for highly deactivated arenes, including nitroaromatics. In a series of studies, the powerful reagent obtained by using a mixture of iodine and potassium iodate dissolved in concentrated sulfuric acid was used. Here the iodinating agent is the triiodine cation I3+ and the base is HSO4−. In these studies both the kinetics of the reaction and the preparative conditions for the iodination of strongly deactivated compounds, such as benzoic acid and 3 nitrobenzotrifluoride, were investigated. While electrophilic fluorination is possible with F2/N2 (10%), XeF2, or N F reagents like Selectfluor, these methods are seldom used, due to the formation of isomeric mixtures and polyfluorination products. Although mixtures also form in the case of other aromatic halogenations, fluoroaromatics are often extremely challenging to separate from their nonfluorinated, polyfluorinated, and/or isomeric counterparts. The initial step of the halogenation of aromatic compounds differs from that of the halogenation of alkenes in that alkenes do not require a catalyst to enhance the electrophilicity of the halogen. The formation of the arenium ion results in the temporary loss of aromaticity, which has a higher activation energy compared to halonium ion formation in alkenes. In other words, alkenes are more reactive and do not need to have the Br–Br or Cl–Cl bond weakened.