Friedel-Crafts ምላሽ። ኦርጋኒክ ኬሚስትሪ

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-02 17:40

በኢንዱስትሪ ውስጥ የተለያዩ አይነት አልኪልበንዚን እና አሲልበንዚን ሲያገኙ የፍሪዴል-ክራፍት ምላሽ ተስፋፍቷል። ለእነዚህ ውህዶች ውህደት ከሚታወቁት ሁለት ዘዴዎች ውስጥ አንዱ ነው, እና መለኪያዎቹ የሚቆጣጠሩት ከፍተኛ ምርት ለማግኘት ነው.

ተጨማሪ ስለ arene alkylation ሂደቶች

የፍሪዴል-ክራፍት ምላሽ በጣም ታዋቂው ምሳሌ ሜቲል ክሎራይድ (CH₃Cl) ከቤንዚን (C₆ ጋር ያለው መስተጋብር ነው። H ₆) በአሉሚኒየም ክሎራይድ (AlCl₃) የሚገኝ ሲሆን ውጤቱም ቶሉኢን (ሲ₇ H _{9)። ይህ ምላሽ በ 1877 በሁለት ሳይንቲስቶች - ቻርለስ ፍሬዴል እና ጄምስ ክራፍት ተገኝቷል. በመቀጠልም ለኢንዱስትሪ አልኪላረንስ ምርት አስፈላጊ ከሆኑት ነገሮች አንዱ ሆነ።}

ዋናው ውህደቱ የቤንዚን እና ግብረ ሰዶማውያን ሉዊስ አሲድ እየተባሉ የሚጠሩት ከማንኛውም አልኪል ሃላይዶች ጋር ያለው ግንኙነት ነው። የሪኤጀንቶች ለውጥ ዋና ነገር አይለወጥም-ምላሹ ሁል ጊዜ በተመሳሳይ መርህ ይቀጥላል። የዚህ መነሻዎችዘዴው በኦርጋኒክ ኬሚስትሪ ውስጥ የአልኮሆል እና የኢንኦርጋኒክ አሲድ፣ የካርቦን ion እና የአሮማቲክ ቀለበት መስተጋብር በማድረግ አልኪልበንዜን ማምረት ነበር።

ሁለተኛው ዘዴ የተለያዩ ጥሩ መዓዛ ያላቸው ኬቶኖች የጎን ሰንሰለትን ወደ ዚንክ አማልጋም (ZnHg) በሃይድሮክሎሪክ አሲድ (ኤች.ሲ.ኤል.ኤል.) ወይም በሃይድሮዚን (N₂H) መለወጥ ነው። _{2) ከጠንካራ መሰረት ጋር። ሁለቱም ምላሾች ተፈጥሮን የሚቀንሱ ናቸው፡ የመጀመሪያው የክሌመንስ ምላሽ፣ ሁለተኛው የ Kizhner–Wolf ምላሽ ይባላል።}

እንዲሁም በጎን ሰንሰለት ውስጥ ያልተሟሉ ቦንዶች ካሉ በኒኬል ካታላይስት (ኒ) ላይ በሃይድሮጂን ጋዝ (H_{2) ላይ በሚደረግ ምላሽ ሊቀነሱ ይችላሉ።.}

የምላሽ ስልቶች

ጽሑፎቹ ሁለት ሊሆኑ የሚችሉ የምላሽ መንገዶችን ይገልፃሉ፣ እና ሁለቱም የኤሌክትሮፊል መተካት መርህን ይከተላሉ። ልዩነቱ በኤሌክትሮፊል ተፈጥሮ ላይ ብቻ ነው-በመጀመሪያው ሁኔታ, ይህ አልኪል ካርቦኒየም ion ነው (ሌላኛው ስም ካርቦኬሽን ነው), ይህም በለጋሹ መሠረት ሃሎጅን ion ወደ ሉዊስ አሲድ በመጨመር ነው. -ተቀባይ መርህ, እና በሁለተኛው ጉዳይ ላይ, በተመሳሳይ መንገድ ሁሉ ተሳታፊ reagents መካከል ያለውን ውስጣዊ ውስብስብ አንድ-ደረጃ መፍጠር ነው. እያንዳንዱ አማራጭ ከዚህ በታች ተዘርዝሯል።

የካርቦኒየም ion ለመመስረት የተሰጠ ምላሽ

ይህ ዘዴ የመዋሃድ ሂደትን በ3 ደረጃዎች ያካትታል፣እዚያም ሉዊስ አሲዶች፣ ለምሳሌ አልCl₃፣ TiCl₄፣ SnCl ₄፣ FeCl₃፣ BF_{3፣ ኤችኤፍ እንደ የሂደት ማነቃቂያ ይሠራል።}

ለየተለመደው የFriedel-crafts ምላሽን ከግምት ውስጥ በማስገባት በቤንዚን እና 1-ፍሎሮፕሮፔን (C₃H₆H_{6F) መካከል ያለው መስተጋብር በቦሮን ትሪፍሎራይድ BFእንደ ማበረታቻ 3 ተመርጧል።}

በሂደቱ የመጀመሪያ ደረጃ ላይ C₃H₆‒F ከBF_{3 ጋር ምላሽ ይሰጣል።, በለጋሽ-ተቀባይ መርህ መሰረት halogen ion መጨመር. በውጫዊ የኃይል ደረጃ, ቦሮን ነፃ ሕዋስ (ተቀባይ) አለው, እሱም በፍሎራይን ያልተጋራ ጥንድ ኤሌክትሮኖች (ለጋሽ) ተይዟል. በዚህ መጨመር ምክንያት የካርቦን አቶም ሲ, በ 1-fluoropropane ውስጥ ከ halogen F አጠገብ የቆመ, አዎንታዊ ክፍያ ያገኛል እና በጣም አጸፋዊ የ propyl carbonium ion ይሆናል. የእነዚህ ionዎች ንብረት በተከታታይ የመጀመሪያ ደረጃ → ሁለተኛ ደረጃ → ሶስተኛ ደረጃ ይጨምራል ፣ ስለሆነም ፣ እንደ አልኪላይዜሽን ምላሽ ምርቶች ሁኔታ ላይ በመመስረት ፣ የጎን ሰንሰለቱ የበለጠ ወደ ጠቃሚ ቦታ ሊስተካከል ይችላል።}

ከዚህም በተጨማሪ የተፈጠረ ካርቦኬሽን ከቤንዚን ጋር ምላሽ በመስጠት የካርቦን እና ሃይድሮጂን አተሞች ትስስር ቦታ ላይ ይቀላቀላል፣ ኤሌክትሮን ጥግግት ወደ ጥሩ መዓዛ ያለው ቀለበት C ያስተላልፋል።

በሦስተኛው ደረጃ ላይ፣ የተገኘው ቅንጣቢ ionized ሉዊስ አሲድ ምላሽ ይሰጣል፣ ኤች አቶም ከመድረኩ ተከፍለው የተራቀቀውን ኤፍ ከሃይድሮጂን ፍሎራይድ ኤችኤፍ መፈጠር ጋር ይቀላቀላል እና የምላሽ ምርቶች n- ይሆናሉ። propylbenzene፣ isopropylbenzene እና የተቀነሰ BF_{3 ።}

ውስጥ ኮምፕሌክስ ለመፍጠር

የምላሽ ስልቱ መካከለኛ አጠቃላይ ኮምፕሌክስ መፈጠርን ያካትታል፣ እሱም በአንድ ደረጃ የአልኪል ቡድንከ halogen ወደ ጥሩ መዓዛ ያለው ቀለበት፣ እና ሃሎጅን ወደ ሌዊስ አሲድ በመንቀሳቀስ ion ጥንድ ወደ አልኪልበንዜን የሚበላሽ፣ የማዕድን ውህድ እና የተቀነሰ ማነቃቂያ ይፈጥራል።

የመነሻ ምላሽ ዓይነቶች

የፍሪዴል-ክራፍትስ ምላሽ ለቤንዚን እና ግብረ ሰዶማውያን በማዕድን አሲዶች ውስጥ ባሉ አልኮሆሎች ላይ ያለው ምላሽ ተመሳሳይ ዘዴዎችን ይከተላል። በዚህ ሁኔታ, የሃይድሮጂን አቶም ከሃይድሮክሳይድ ion ጋር ይጣበቃል እና ማቋረጥ, የውሃ ሞለኪውል ይፈጥራል. የተገኘው ካርቦኒየም ion ከ ኤች ጋር በተገናኘበት ቦታ ላይ ባለው ጥሩ መዓዛ ባለው ቀለበት ውስጥ ካለው ካርበን ጋር ተያይዟል. ይህ አቶም ተከፍሏል ወደ አሲድ ቅሪት ይጨመራል እና በዚህም ምክንያት አልኪልበንዜን ይዋሃዳል።

ባልተሟሉ ሃይድሮካርቦኖች ውስጥ ፣የተላቀቀ ሃይድሮጂን በድብል ቦንድ ቦታ ላይ ይነሳል ፣ይህም ከአሲድ ቀሪዎች ጋር የተያያዘ ተመሳሳይ ካርቦሃይድሬት ይፈጥራል። የአልኬን ሃይድሮጂን በጣም ጥሩውን መዋቅር በሚፈጥረው የካርቦን አቶም አቅራቢያ ይከናወናል። ከዚያ ምላሹ እንደ ቀድሞው ሁኔታ ይቀጥላል።

ከሥነ-ተዋሕዶው ተዋጽኦዎች አንዱ ፍሬድል-ክራፍትስ አሲሊሌሽን ምላሽ ሲሆን በአልካላይድ ክሎራይድ ፋንታ አሲድ ክሎራይድ (RCOCl) ጥሩ መዓዛ ያለው ኬቶን ለመፍጠር ጥቅም ላይ ይውላል።

የሁለት ወይም ከዚያ በላይ የአልኪል ቀሪዎች

ቤንዚን በFriedel-Crafts ምላሽ ከ2 ወደ 6 ተተኪዎች መጨመር ይችላል። በመጀመሪያው የመዓዛ ቀለበት ውስጥ ያለው ትስስር ቀድሞውኑ የተዳከመ ስለሆነ በእያንዳንዱ ጊዜ ግንኙነቱ ፈጣን መሆኑን ልብ ሊባል ይገባል።ውህደት. የ polyalkylbenzenes ምስረታ ሂደት በአንድ ምላሽ ሂደት ውስጥ ሊከናወን ይችላል ፣ ስለሆነም የተፈለገውን ምርት ለማምረት ከመጠን በላይ ጥሩ መዓዛ ያለው ውህድ ጥቅም ላይ ይውላል። ይህንን ዘዴ በመጠቀም ቀስ በቀስ አንድ ቡድን ወደ ቤንዚን እና ግብረ ሰዶማውያን መዋቅር ማስተዋወቅ ይችላሉ።

በፍሪዴል-እደ-ጥበብ ምላሽ ቶሉኢን በቀላሉ የሚቀጥለውን የአልኪል ቡድን ያክላል፣ ምክንያቱም መድረኩ በኤሌክትሮፊል መተካቱ ላይ ነቅቷልና። በምላሽ ምርቶች በ 0 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ውስጥ የኦርቶ-እና ፓራ-xylene ተመጣጣኝ ድብልቅ ይሆናል, እና የሙቀት መጠኑ ወደ 80 ° ሴ ሲጨምር, በዋናነት ሜታ-ውህድ ብቻ ይዋሃዳል. ይህ ከዚህ በታች እንደተገለጸው ተብራርቷል ፣ እንደ ድብልቁ ማሞቂያ ላይ በመመስረት የተወሰኑ ቦታዎችን መፈጠር በሚያገኘው የኢነርጂ ጥቅም።

የዚህ ውህደት ማራዘሚያ ፖሊሃሎልካኖች ከአንድ በላይ ጥሩ መዓዛ ያለው ቀለበት በዋናው ዘዴ ማያያዝ መቻላቸው ነው።

የአሰራር ባህሪያት

በኦርጋኒክ ኬሚስትሪ ውስጥ የአልኪልበንዚን ኢሶመርስ ድብልቅ መፈጠር በሁለት ምክንያቶች ይገለጻል። በመጀመሪያ ፣ ከላይ እንደተጠቀሰው ፣ የካርቦሃይድሬት መፈጠር አንዳንድ ጊዜ የበለጠ ምቹ የሆነ እንደገና ማደራጀትን ያካትታል ፣ በዚህ ምክንያት የተለያዩ የምርት አወቃቀሮች ተፈጥረዋል። በሁለተኛ ደረጃ, የእነሱ የመጠን ስብጥር በሙቀት አገዛዝ (ከ 0 ዲግሪ ሴንቲግሬድ እስከ 80 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) ይቆጣጠራል, ማለትም, የአንድ የተወሰነ መዋቅር መፈጠር የኃይል ፍጆታን ለማካካስ የሙቀት መጠን መጨመር, አንድ ሰው ሊሳካ ይችላል.ከአንዱ isomers ከፍተኛ ምርት። ኦርቶ እና ፓራ-አቀማመጦች ለሜታ-አቀማመጦቹ የሙቀት መጠን መጨመር በሚሰጡበት ዲያልኪልቤንዜንስ መፈጠር ላይም ተመሳሳይ መርህ ይሠራል።

ውህደትን በመተግበር ላይ ያሉ ገደቦች

በዚህም ምክንያት የFriedel‒እደ-ጥበብ ምላሽ ከ የጎንዮሽ ጉዳቶች ጋር አብሮ ሊሄድ ወይም ጨርሶ የማይሄድ 3 ልዩነቶች አሉ።

የኤሌክትሮዳይዲየስ ተተኪዎችን ወደ መዓዛ ቀለበቱ ማስተዋወቅ ተጨማሪ የመተካት ምላሾችን በተመለከተ ከ arene መጥፋት ጋር አብሮ ይመጣል። ስለዚህ, ለምሳሌ, አንድ ናይትሮኒየም ion ወደ alkylbenzenes ሲጨመር, ውህደቱ የበለጠ አስቸጋሪ ነው, ምክንያቱም በውጫዊ የኃይል ደረጃ ላይ ያለውን ባዶ ሕዋስ ለመሙላት ናይትሮጅን ያለውን ዝንባሌ ወደ ራሱ ስለሚጎትት የኤሌክትሮን ጥግግት. በተመሳሳዩ ምክንያቶች ፖሊኒትሬሽን ወይም ለምሳሌ ፖሊሱልፎኔሽን በጣም አስቸጋሪ በሆኑ ሁኔታዎች ውስጥ ይከናወናል ፣ ምክንያቱም በእያንዳንዱ ቀጣይ ውህደት የአሮማቲክ ቀለበት አፀፋውን ያጣል።

ስለዚህ የፍሪዴል-ዕደ-ጥበብ ውህደቱ አይቀጥልም ጥሩ መዓዛ ያለው ቀለበት የኤሌክትሮዲዲፋይድ ተተኪዎችን በተለይም ሉዊስ አሲዶችን የሚያገናኙ ጠንካራ መሰረታዊ ባህሪያት ካላቸው (ለምሳሌ -NH₂፣ –NHR, -NR_{2)። ነገር ግን ምላሾች፣ ለምሳሌ፣ ከሃሎቤንዚን ወይም ከአሮማቲክ ካርቦክሲሊክ አሲድ ጋር የሚደረጉ ምላሾች የተለመደውን ዘዴ ይከተላሉ፣ ምንም እንኳን ብዙም ምላሽ ባይሰጡም።}

አንድ አስፈላጊ ነጥብ ደግሞ በሂደቱ ወይም በምርቱ ላይ ያለውን የካርቦኒየም ion እንደገና ማስተካከል ነው, ምክንያቱም በተዋሃዱ ሁኔታዎች በተለይም በሙቀት እና በአልካላይድ ንጥረ ነገር ላይ ከፍተኛ ተጽእኖ ስለሚኖረው.

በምትክalkyl halides R‒X (R=alkyl group, X=halogen) Ar‒X halogenides (Ar=aromatic compound) መጠቀም አይቻልም፣ ምክንያቱም በሉዊስ አሲድ ተጽእኖ ስር ያለውን ተተኪ ለማስወገድ በጣም አስቸጋሪ ስለሆነ።