18.5: 芳香族求電子置換反応: ベンゼンの塩素化と臭素化

塩素化と臭素化は、芳香族求電子置換反応の重要な分類であり、ルイス酸触媒の存在下でベンゼンと塩素または臭素と反応すると、ハロゲン化置換生成物が得られます。 塩化アルミニウムや塩化第二鉄などのルイス酸は塩素化を触媒し、臭化第二鉄は臭素化反応を触媒します。 アルケンの臭素化中に、臭素は分極して求電子性になります。 しかし、ベンゼンの臭素化では、臭素分子がルイス酸に一対の電子を供与することで臭化第二鉄と反応し、より極性の高いBr-Br結合が形成され、より反応性の高い求電子試薬が形成されます。

ベンゼンはこの求電子試薬を攻撃して、共鳴が安定したアレニウムイオンを生成します。

アレニウムイオンからのプロトン移動によりブロモベンゼンが形成され、それによって芳香族性が回復し、触媒が再生されます。

ベンゼンの塩素化のメカニズムは、ベンゼンの臭素化と同じように進行します。

塩素化および臭素化は、求電子性芳香族置換の重要なクラスであり、ベンゼンが塩素または臭素と反応してハロゲン化置換生成物を形成する。

これらの反応は、塩素化のための塩化アルミニウムまたは塩化第二鉄、臭素化のための臭化第二鉄のようなルイス酸によって触媒されます。

アルケンの臭素化中に、臭素は分極して求電子性になることを思い出してください。しかし、ベンゼンの臭素化には、はるかに強力な求電子剤が必要であり、ルイス酸触媒はこれを促進します。

臭素化のメカニズムは、臭素が臭化第二鉄と反応して錯体を形成するルイス酸-塩基反応から始まります。これは、ベンゼンと反応するのに十分な求電子性です。

次に、求電子試薬はベンゼンのπ電子と反応してアレニウムイオンを形成し、これは共鳴安定化されます。

最後に、アレニウムイオンの脱プロトン化によりブロモベンゼンが形成され、芳香族性が回復し、触媒が再生されます。

塩化第二鉄の存在下でのベンゼンの塩素化も同様のメカニズムに従います。