Friedel crafts
Páginas: 8 (1790 palabras)
Publicado: 12 de febrero de 2012
OBJETIVOS
EN ESTA PRACTICA EL ALUMNO DEBE:
* OBTENER LA BENZOFENONA MEDIANTE LA SINTESIS DE FRIEDEL – CRAFTS.
* APLICAR EL CONCEPTO ACIDO-BASE DE LEWIS EN REACCIONES ORGANICAS.
* INTERPRETAR EL MECANISMO GENERAL DE LA REACCION DE FRIEDEL – CRAFTS.
* IDENTIFICAR MEDIANTE PRUEBAS ESPECÍFICAS EL PRODUCTO OBTENIDO.
INTRODUCCION
REACCION DE FRIEDEL - CRAFTS
LASREACCIONES DE FRIEDEL-CRAFTS SON UN TIPO DE REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA AROMÁTICA EN LAS QUE EN UN COMPUESTO AROMÁTICO UN ÁTOMO DE HIDRÓGENO ES SUSTITUIDO POR UN ALQUILO, ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS, O UN GRUPO ACILO, ACILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS. FUERON DESCUBIERTAS EL AÑO 1877 POR EL QUÍMICO FRANCÉS CHARLES FRIEDEL Y POR EL QUÍMICO AMERICANO JAMES M. CRAFTS.
ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTSEN EL CASO MÁS SIMPLE, IMPLICA LA REACCIÓN ENTRE UN HALURO DE ALQUILO Y UNA MOLÉCULA DE BENCENO EN PRESENCIA DE UN ÁCIDO DE LEWIS COMO CATALIZADOR. LOS PRODUCTOS SON ALQUILBENCENO Y HALURO DE HIDRÓGENO.
EL ORDEN DE REACTIVIDAD AUMENTA CON LA POLARIZACIÓN DEL ENLACE C-X, SIGUIENDO PUES EL ORDEN RI < RBR < RCL < RF. HABITUALMENTE SE USAN COMO CATALIZADORES HALUROS DE ALUMINIO (ALX3) O DE HIERRO(FEX3).
CON HALUROS PRIMARIOS (RCH2X) LA REACCIÓN EMPIEZA CON LA FORMACIÓN DEL ADUCTO ENTRE EL HALÓGENO DEL HALOALCANO Y EL ÁCIDO DE LEWIS: [R-X-ALX3]. ESTO PROVOCA LA APARICIÓN DE UNA CARGA POSITIVA PARCIAL (Δ+) SOBRE EL CARBONO ADYACENTE AL HALÓGENO, LO QUE HACE QUE SEA MÁS ELECTRÓFILO.
EN EL CASO DE HALUROS SECUNDARIOS (R2CHX) Y TERCIARIOS (R3CX) SE LLEGAN A FORMAR COMO INTERMEDIOS SUSCARBOCATIONES, JUNTO CON EL ANIÓN ALX4-.
A CONTINUACIÓN UNA VEZ GENERADO EL ELECTRÓFILO ÉSTE ATACA AL ANILLO AROMÁTICO, SEGUIDO DE PERDIDA DEL PROTÓN (H+), EN FORMA DE HX, Y RECUPERACIÓN DEL CATALIZADOR ALX3, SEGÚN EL MECANISMO GENERAL DE UNA SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA AROMÁTICA.
INCONVENIENTES DE LA ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS
* POLISUSTITUCIÓN, MÁS DE UN GRUPO ALQUILO SE UNE AL ANILLOAROMÁTICO. ESTO ES DEBIDO A QUE EL ALQUILO ACTIVA EL ANILLO AROMÁTICO Y LO VUELVE MÁS NUCLEÓFILO QUE EL REACTIVO DE PARTIDA.
* TRANSPOSICIÓN, UN CARBOCATIÓN PRIMARIO SE CONVIERTE EN SECUNDARIO O TERCIARIO POR DESPLAZAMIENTO DE HIDRÓGENO O ALQUILO, DADA LA MAYOR ESTABILIDAD DE LOS CARBOCATIONES EN EL SENTIDO PRIMARIO < SECUNDARIO < TERCIARIO. POR TANTO EL CARBOCATIÓN INTERMEDIO SUFRE TRANSPOSICIONES QUEIMPLICAN LA OBTENCIÓN DE PRODUCTOS NO DESEADOS.
ESTO LIMITA SU UTILIDAD SINTÉTICA.
ACILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS
EN EL CASO MÁS SIMPLE, LA REACCIÓN ENTRE UN HALURO DE ACILO Y UNA MOLÉCULA DE BENCENO EN PRESENCIA DE UN ÁCIDO DE LEWIS COMO CATALIZADOR, HABITUALMENTE ALX3. LOS PRODUCTOS SON ACILBENCENO (O FENILCETONA) Y HALURO DE HIDRÓGENO.
LA REACCIÓN TIENE LUGAR A TRAVÉS DE LA FORMACIÓNDEL CATIÓN ACILIO, (R-CO+), COMO INTERMEDIO. ÉSTE SE GENERA CUANDO SE FORMA UN ADUCTO ENTRE EL HALÓGENO DEL HALURO DE ACILO Y EL ÁCIDO DE LEWIS ALX3, EL CUAL PUEDE DISOCIARSE ORIGINANDO PEQUEÑAS CANTIDADES DEL CATIÓN ACILIO, QUE ES ELECTRÓFILO.
A CONTINUACIÓN EL CARBONO DEL GRUPO ACILIO ATACA EL ANILLO AROMÁTICO, SEGUIDO DE PERDIDA DE PROTÓN (H+), SEGÚN EL MECANISMO GENERAL DE UNA SUSTITUCIÓNELECTRÓFILA AROMÁTICA.
DADO QUE EL GRUPO ACILO ES DESACTIVANTE, EL PRODUCTO ES MENOS REACTIVO QUE EL COMPUESTO DE PARTIDA Y POR TANTO NO SUFRE MÁS SUSTITUCIONES. ADEMÁS SU CAPACIDAD ACEPTORA DE ELECTRONES SE VE ACENTUADA POR LA FORMACIÓN DE UN ADUCTO ENTRE EL ÁCIDO DE LEWIS ALX3 Y EL ÁTOMO DE OXÍGENO DEL GRUPO CARBONILO. ESTO OBLIGA A USAR MÁS DE UN EQUIVALENTE DE CATALIZADOR. SE REQUIERE UNTRATAMIENTO ACUOSO FINAL PARA LIBERAR EL PRODUCTO DEL COMPLEJO CON EL HALURO DE ALUMINIO.
APLICACIÓN Y VARIACIONES
ESTA REACCIÓN HA SIDO AMPLIAMENTE ESTUDIADA Y MODIFICADA:
* LA REACCIÓN DE GATTERMANN-KOCH PUEDE SER UTILIZADA PARA SINTETIZAR BENZALDEHÍDO A PARTIR DE BENCENO.
* LA REACCIÓN DE GATTERMAN CONSTA DE REACCIONES DE ARENOS CON ÁCIDO CIANHÍDRICO.
* LA REACCIÓN DE HOUBEN-HOESCH EFECTÚA...
EN ESTA PRACTICA EL ALUMNO DEBE:
* OBTENER LA BENZOFENONA MEDIANTE LA SINTESIS DE FRIEDEL – CRAFTS.
* APLICAR EL CONCEPTO ACIDO-BASE DE LEWIS EN REACCIONES ORGANICAS.
* INTERPRETAR EL MECANISMO GENERAL DE LA REACCION DE FRIEDEL – CRAFTS.
* IDENTIFICAR MEDIANTE PRUEBAS ESPECÍFICAS EL PRODUCTO OBTENIDO.
INTRODUCCION
REACCION DE FRIEDEL - CRAFTS
LASREACCIONES DE FRIEDEL-CRAFTS SON UN TIPO DE REACCIÓN DE SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA AROMÁTICA EN LAS QUE EN UN COMPUESTO AROMÁTICO UN ÁTOMO DE HIDRÓGENO ES SUSTITUIDO POR UN ALQUILO, ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS, O UN GRUPO ACILO, ACILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS. FUERON DESCUBIERTAS EL AÑO 1877 POR EL QUÍMICO FRANCÉS CHARLES FRIEDEL Y POR EL QUÍMICO AMERICANO JAMES M. CRAFTS.
ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTSEN EL CASO MÁS SIMPLE, IMPLICA LA REACCIÓN ENTRE UN HALURO DE ALQUILO Y UNA MOLÉCULA DE BENCENO EN PRESENCIA DE UN ÁCIDO DE LEWIS COMO CATALIZADOR. LOS PRODUCTOS SON ALQUILBENCENO Y HALURO DE HIDRÓGENO.
EL ORDEN DE REACTIVIDAD AUMENTA CON LA POLARIZACIÓN DEL ENLACE C-X, SIGUIENDO PUES EL ORDEN RI < RBR < RCL < RF. HABITUALMENTE SE USAN COMO CATALIZADORES HALUROS DE ALUMINIO (ALX3) O DE HIERRO(FEX3).
CON HALUROS PRIMARIOS (RCH2X) LA REACCIÓN EMPIEZA CON LA FORMACIÓN DEL ADUCTO ENTRE EL HALÓGENO DEL HALOALCANO Y EL ÁCIDO DE LEWIS: [R-X-ALX3]. ESTO PROVOCA LA APARICIÓN DE UNA CARGA POSITIVA PARCIAL (Δ+) SOBRE EL CARBONO ADYACENTE AL HALÓGENO, LO QUE HACE QUE SEA MÁS ELECTRÓFILO.
EN EL CASO DE HALUROS SECUNDARIOS (R2CHX) Y TERCIARIOS (R3CX) SE LLEGAN A FORMAR COMO INTERMEDIOS SUSCARBOCATIONES, JUNTO CON EL ANIÓN ALX4-.
A CONTINUACIÓN UNA VEZ GENERADO EL ELECTRÓFILO ÉSTE ATACA AL ANILLO AROMÁTICO, SEGUIDO DE PERDIDA DEL PROTÓN (H+), EN FORMA DE HX, Y RECUPERACIÓN DEL CATALIZADOR ALX3, SEGÚN EL MECANISMO GENERAL DE UNA SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA AROMÁTICA.
INCONVENIENTES DE LA ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS
* POLISUSTITUCIÓN, MÁS DE UN GRUPO ALQUILO SE UNE AL ANILLOAROMÁTICO. ESTO ES DEBIDO A QUE EL ALQUILO ACTIVA EL ANILLO AROMÁTICO Y LO VUELVE MÁS NUCLEÓFILO QUE EL REACTIVO DE PARTIDA.
* TRANSPOSICIÓN, UN CARBOCATIÓN PRIMARIO SE CONVIERTE EN SECUNDARIO O TERCIARIO POR DESPLAZAMIENTO DE HIDRÓGENO O ALQUILO, DADA LA MAYOR ESTABILIDAD DE LOS CARBOCATIONES EN EL SENTIDO PRIMARIO < SECUNDARIO < TERCIARIO. POR TANTO EL CARBOCATIÓN INTERMEDIO SUFRE TRANSPOSICIONES QUEIMPLICAN LA OBTENCIÓN DE PRODUCTOS NO DESEADOS.
ESTO LIMITA SU UTILIDAD SINTÉTICA.
ACILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS
EN EL CASO MÁS SIMPLE, LA REACCIÓN ENTRE UN HALURO DE ACILO Y UNA MOLÉCULA DE BENCENO EN PRESENCIA DE UN ÁCIDO DE LEWIS COMO CATALIZADOR, HABITUALMENTE ALX3. LOS PRODUCTOS SON ACILBENCENO (O FENILCETONA) Y HALURO DE HIDRÓGENO.
LA REACCIÓN TIENE LUGAR A TRAVÉS DE LA FORMACIÓNDEL CATIÓN ACILIO, (R-CO+), COMO INTERMEDIO. ÉSTE SE GENERA CUANDO SE FORMA UN ADUCTO ENTRE EL HALÓGENO DEL HALURO DE ACILO Y EL ÁCIDO DE LEWIS ALX3, EL CUAL PUEDE DISOCIARSE ORIGINANDO PEQUEÑAS CANTIDADES DEL CATIÓN ACILIO, QUE ES ELECTRÓFILO.
A CONTINUACIÓN EL CARBONO DEL GRUPO ACILIO ATACA EL ANILLO AROMÁTICO, SEGUIDO DE PERDIDA DE PROTÓN (H+), SEGÚN EL MECANISMO GENERAL DE UNA SUSTITUCIÓNELECTRÓFILA AROMÁTICA.
DADO QUE EL GRUPO ACILO ES DESACTIVANTE, EL PRODUCTO ES MENOS REACTIVO QUE EL COMPUESTO DE PARTIDA Y POR TANTO NO SUFRE MÁS SUSTITUCIONES. ADEMÁS SU CAPACIDAD ACEPTORA DE ELECTRONES SE VE ACENTUADA POR LA FORMACIÓN DE UN ADUCTO ENTRE EL ÁCIDO DE LEWIS ALX3 Y EL ÁTOMO DE OXÍGENO DEL GRUPO CARBONILO. ESTO OBLIGA A USAR MÁS DE UN EQUIVALENTE DE CATALIZADOR. SE REQUIERE UNTRATAMIENTO ACUOSO FINAL PARA LIBERAR EL PRODUCTO DEL COMPLEJO CON EL HALURO DE ALUMINIO.
APLICACIÓN Y VARIACIONES
ESTA REACCIÓN HA SIDO AMPLIAMENTE ESTUDIADA Y MODIFICADA:
* LA REACCIÓN DE GATTERMANN-KOCH PUEDE SER UTILIZADA PARA SINTETIZAR BENZALDEHÍDO A PARTIR DE BENCENO.
* LA REACCIÓN DE GATTERMAN CONSTA DE REACCIONES DE ARENOS CON ÁCIDO CIANHÍDRICO.
* LA REACCIÓN DE HOUBEN-HOESCH EFECTÚA...
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