Friedel - remeselná reakcia je základnou a všestrannou metódou v organickej chémii na zavedenie alkylových alebo acylových skupín na aromatický kruh. Antracén, polycyklický aromatický uhľovodík s tromi fúzovanými kruhmi benzénu, sa môže pod špecifickými podmienkami podstúpiť reakcie na remeslá. Ako spoľahlivý dodávateľ antracénu som v poriadku - orientujem sa v reakčných podmienkach pre remeselnú reakciu Friedelu antracénu a som tu, aby som sa s vami podelil o tieto znalosti.
Všeobecný mechanizmus reakcií Friedelu - remeselníkov
Predtým, ako sa ponoríte do špecifických reakčných podmienok pre antraén, je dôležité porozumieť všeobecnému mechanizmu Friedelových reakcií. Existujú dva hlavné typy: Friedel - remeslá alkylácie a acylácia remesiel.
Vo Friedelovej alkylácii remeslá reaguje alkylhalogenid s aromatickou zlúčeninou v prítomnosti katalyzátora Lewisovho kyseliny, typicky chloridu hliníka ($ alcl_3 $). Lewisová kyselina aktivuje alkylhalogenid koordináciou s atómom halogénu a vytvára medziprodukt karbokoka. Toto karbocation potom útočí na aromatický kruh, čo vedie k tvorbe novej väzby uhlíka - uhlíka.
Všeobecná rovnica pre alkyláciu Friedel - remeslá je:
$ ArH + r - x \ xrightArRrow {alcl_3} AR - r + hx $
Tam, kde $ ARH $ predstavuje aromatickú zlúčeninu, $ r - x $ je alkylhalogenid a $ ar - r $ je alkylovaný aromatický produkt.
Na druhej strane acylácia Friedel - remeslá zahŕňa reakciu acylhatalidu alebo kyslého anhydridu s aromatickou zlúčeninou v prítomnosti katalyzátora Lewisovej kyseliny. Lewisová kyselina aktivuje acylačné činidlo a vytvára medziprodukt acylium iónov, ktorý potom útočí na aromatický kruh za vytvorenie aryl ketónu.
Všeobecná rovnica pre acyláciu Friedel - remeslá je:
$ ArH + rcox \ XRightArrow {alcl_3} arcor + hx $
kde $ rcox $ je acylhatalid a $ arcor $ je acylovaný aromatický produkt.
Reakčné podmienky pre reakciu Friedela - remeselníckeho antracénu
1. Rozpúšťadlo
Výber rozpúšťadla je rozhodujúci pri reakcii Friedela - remesiel antracénu. Bežne sa používajú non - polárne rozpúšťadlá, ako je disulfid uhlíka ($ CS_2 $) a dichlórmetán ($ ch_2cl_2 $). Disulfid uhlíka je dobrým rozpúšťadlom pre antraén kvôli jeho schopnosti rozpustiť antracén aj katalyzátor Lewisovej kyseliny. Dichlórmetán je tiež populárny, pretože je relatívne inertný v reakčných podmienkach a má nízky bod varu, čo uľahčuje odstránenie po reakcii.
Použitie vhodného rozpúšťadla zaisťuje, že reaktanty sú dobré - zmiešané a že reakcia môže pokračovať hladko. Pomáha tiež regulovať reakčnú teplotu a zabrániť vedľajším reakciám.
2. Katalyzátor Lewisovej kyseliny
Ako už bolo spomenuté, katalyzátory Lewisovho kyseliny sú nevyhnutné pre reakciu Friedelu - remeselnícky. Na reakciu antracénu je najbežnejšie používaný katalyzátor chlorid hliníka ($ alcl_3 $). Avšak môžu byť tiež možné použiť aj iné Lewisové kyseliny, ako napríklad chlorid železitý ($ fecl_3 $), chlorid zinku ($ zncl_2 $) a bór trifluorid ($ bf_3 $).
Výber katalyzátora závisí od niekoľkých faktorov, vrátane reaktivity acylačného alebo alkylačného činidla a reakčných podmienok. Chlorid hliníka je silná Lewisová kyselina a často sa používa, keď sa používa vysoko reaktívne acylačné alebo alkylačné činidlo. Chlorid železitý je miernejší katalyzátor a je vhodný pre citlivejšie substráty.
Množstvo použitého katalyzátora je zvyčajne stechiometrické alebo mierne v presnosti. V niektorých prípadoch sa katalytické množstvo kyseliny Lewisu môže použiť v kombinácii s CO -katalyzátorom na zvýšenie reakčnej rýchlosti.
3. Teplota
Reakčná teplota tiež hrá dôležitú úlohu pri reakcii Friedelu - remeselníckeho reakcie antracénu. Reakcia sa zvyčajne vykonáva pri nízkych až stredných teplotách, aby sa predišlo nadmernej alkylácii alebo acylácii a aby sa minimalizovala tvorba bočných produktov.
Pre alkyláciu Friedelu - remeslá je reakčná teplota typicky v rozsahu 0 - 50 ° C. Pri nižších teplotách je rýchlosť reakcie pomalšia, ale selektivita je vyššia. Keď sa teplota zvyšuje, rýchlosť reakcie sa zvyšuje, ale tvorba poly -alkylovaných produktov sa môže stať významnejšou.
Pri acylácii Friedelu je reakčná teplota zvyčajne v rozmedzí 20 - 80 ° C. Pre menej reaktívnych acylačných látok sa môžu vyžadovať vyššie teploty. Musí sa však venovať starostlivosť, aby sa predišlo tepelnému rozkladu reaktantov a výrobkov.
4. Reaktanty
Výber alkylačného alebo acylačného činidla je tiež dôležitý pri reakcii Friedelu - remeselníckeho reakcie antracénu. Na alkyláciu sa môžu použiť primárne, sekundárne a terciárne alkyl halogenidy. Terciárne alkyl halogenidy sú však reaktívnejšie a môžu viesť k väčším vedľajším reakciám v dôsledku tvorby prestavení karbocation.
V prípade acylácie sa bežne používajú acylhalogačné halogenidy, ako je acetylchlorid ($ ch_3cocl $) a benzoylchlorid ($ C_6H_5COCL $). Anhydridy kyselín sa môžu tiež používať ako acylačné činidlá a sú často preferované, pretože sú menej reaktívne a selektívnejšie ako acyl halogidy.
Špecifické príklady remeselných reakcií antracénu
Friedel - remeslá acylácia antracénu
Keď antracén reaguje s benzoylchloridom v prítomnosti chloridu hlinitého v rozpúšťadle disulfidu uhlíka, reakcia sa zvyčajne vyskytuje v 9 - polohe antracénu za vzniku 9 - benzoylantracén.
Reakčné podmienky sú nasledujúce:
- Rozpúšťadlo: uhlíkový disulfid ($ CS_2 $)
- Katalyzátor: chlorid hliníka ($ alcl_3 $)
- Teplota: 0 - 20 ° C
- Reaktanty: antraén, benzoylchlorid
Reakčný mechanizmus zahŕňa aktiváciu benzoylchloridu chloridom hlinitým za vzniku acylium iónového medziproduktu, ktorý potom útočí na 9 - polohu antracénu za vzniku acylovaného produktu.
Friedel - remeslá alkylácie antracénu
Friedel - remeslá alkylácie antracénu s alkylhalogenidom, ako je terc - butylchlorid, v prítomnosti chloridu hlinitého v dichlórmetánovom rozpúšťadle môže viesť k tvorbe terc -butylovaného antracénu.
Reakčné podmienky sú nasledujúce:
- Rozpúšťadlo: dichlórmetán ($ ch_2cl_2 $)
- Katalyzátor: chlorid hliníka ($ alcl_3 $)
- Teplota: 0 - 30 ° C
- Reaktanty: Antraén, Tert - butylchlorid
Malo by sa však poznamenať, že alkylácia antracénu Friedel - remeslá môže byť komplikovaná tvorbou poly -alkylovaných výrobkov a karbokokačných preusporiadaní.
Ďalšie úvahy
1. Vedľajšie reakcie
V reakcii Friedela - remesiel antracénu sa môže vyskytnúť niekoľko vedľajších reakcií. Napríklad vo Friedelovej alkylácii remesiel môže dôjsť k poly -alkylácii, čo vedie k tvorbe viac - alkylovaných antracénových výrobkov. Môžu sa vyskytnúť aj preusporiadanie karbonátov, najmä pri použití sekundárnych alebo terciárnych alkylových halogenidov, čo vedie k tvorbe neočakávaných výrobkov.
Pri acylácii Friedel - remeslá môže tvorba ketónových enolátov a následné reakcie viesť k tvorbe bočných produktov. Na minimalizáciu týchto vedľajších reakcií je potrebná starostlivá kontrola reakčných podmienok, ako je výber reaktantov, katalyzátor, rozpúšťadlo a teplota.
2. Bezpečnostné opatrenia
Reakcia Friedel - remeslá zahŕňa použitie katalyzátorov Lewisovho kyseliny, ktoré sú často korozívne a citlivé na vlhkosť. Pri manipulácii s týmito katalyzátormi sa musí venovať osobitná starostlivosť. Reakcia by sa mala vykonávať v studni - vetranej kapucni dymu a malo by sa nosiť vhodné osobné ochranné vybavenie, ako sú rukavice a okuliare.
Rozpúšťadlá použité pri reakcii, ako je disulfid uhličitý a dichlórmetán, sú tiež toxické a horľavé. Na zaistenie bezpečnosti by sa mali dodržiavať správne postupy skladovania a manipulácie.
Záver
Ako dodávateľ antracénu chápem dôležitosť poskytovania vysoko kvalitného antraén pre rôzne chemické reakcie vrátane Friedel - remeselnej reakcie. Dôkladným reguláciou reakčných podmienok, ako je výber rozpúšťadla, katalyzátora, teploty a reaktantov, je možné dosiahnuť vysoký výťažok a selektívne reakcie Friedela - remeselnícke reakcie antracénu.
Ak máte záujem o kúpu antracénu pre svoje výskumné alebo priemyselné aplikácie, alebo ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa reakcie Friedela - remeselníckeho reakcie antracénu, neváhajte nás kontaktovať a požiadajte o ďalšiu diskusiu a rokovania o obstarávaní. Sme odhodlaní poskytovať vám najlepšie produkty a služby.
Okrem antracénu dodávame aj ďalšie súvisiace chemické výrobky, ako napríkladTert - Butyldimetylsilylchlorid,4 - Kyselina izokinolínborónováa2 - Bromo - 1h - imidazol. Tieto výrobky sa dajú použiť v rôznych reakciách organických syntéz a sme radi, že vám na požiadanie poskytneme viac informácií.
Odkazy
- Marec, J. "Pokročilá organická chémia: reakcie, mechanizmy a štruktúra." John Wiley & Sons, 1992.
- Carey, FA a Sundberg, RJ „Advanced Organic Chemistry časť A: Štruktúra a mechanizmy“. Springer, 2007.
- Vogel, AI „Učebnica praktickej organickej chémie“. Longman, 1989.