18.5: Elektrophile aromatische Substitution: Chlorierung und Bromierung von Benzol

Chlorierung und Bromierung sind wichtige Klassen elektrophiler aromatischer Substitutionen, bei denen Benzol mit Chlor oder Brom in Gegenwart eines Lewis-Säure-Katalysators zu halogenierten Substitutionsprodukten reagiert. Eine Lewis-Säure wie Aluminiumchlorid oder Eisenchlorid katalysiert die Chlorierung und Eisenbromid katalysiert die Bromierungsreaktionen. Bei der Bromierung von Alkenen polarisiert Brom und wird elektrophil. Bei der Bromierung von Benzol reagiert das Brommolekül jedoch mit Eisenbromid, indem es ein Elektronenpaar an die Lewis-Säure abgibt, wodurch eine polarere Br-Br-Bindung entsteht und ein reaktiveres Elektrophil entsteht.

Das Benzol greift dieses Elektrophil an und erzeugt das Areniumion, das resonanzstabilisiert ist.

Durch einen Protonentransfer vom Areniumion entsteht Brombenzol, wodurch die Aromatizität wiederhergestellt und der Katalysator regeneriert wird.

Der Mechanismus der Chlorierung von Benzol verläuft auf die gleiche Weise wie die Bromierung von Benzol.

Chlorierung und Bromierung sind wichtige Klassen elektrophiler aromatischer Substitutionen, bei denen Benzol mit Chlor oder Brom zu halogenierten Substitutionsprodukten reagiert.

Diese Reaktionen werden durch Lewis-Säuren wie Aluminiumchlorid oder Eisenchlorid für die Chlorierung und Eisenbromid für die Bromierung katalysiert.

Denken Sie daran, dass Brom während der Bromierung von Alkenen polarisiert und elektrophil wird. Die Bromierung von Benzol erfordert jedoch ein viel stärkeres Elektrophil – der Lewis-Säure-Katalysator erleichtert dies.

Der Mechanismus der Bromierung beginnt mit einer Lewis-Säure-Base-Reaktion, bei der Brom mit Eisenbromid reagiert, um einen Komplex zu bilden, der ausreichend elektrophil ist, um mit Benzol zu reagieren.

Als nächstes reagiert das Elektrophil mit den π Elektronen des Benzols und bildet das Arenium-Ion, das resonanzstabilisiert ist.

Schließlich bildet die Deprotonierung des Arenium-Ions Brombenzol, wodurch die Aromatizität wiederhergestellt und der Katalysator regeneriert wird.

Die Chlorierung von Benzol in Gegenwart von Eisenchlorid folgt einem ähnlichen Mechanismus.