18.5: Elektrofilik Aromatik Yer Değiştirme: Benzenin Klorlanması ve Brominasyonu

Klorlama ve brominasyon, elektrofilik aromatik ikamelerin önemli sınıflarıdır; burada benzen, halojenli ikame ürünleri vermek üzere bir Lewis asidi katalizörü varlığında klor veya brom ile reaksiyona girer. Alüminyum klorür veya ferrik klorür gibi bir Lewis asidi klorlamayı katalize eder ve ferrik bromür, brominasyon reaksiyonlarını katalize eder. Alkenlerin bromlanması sırasında brom polarize olur ve elektrofilik hale gelir. Ancak benzenin brominasyonunda brom molekülü, Lewis asidine bir çift elektron vererek ferrik bromür ile reaksiyona girer, bu da daha polar bir Br-Br bağı oluşturur ve daha reaktif bir elektrofil oluşturur.

Benzen bu elektrofile saldırarak rezonansı stabilize olan areniyum iyonunu üretir.

Arenyum iyonundan proton transferi bromobenzen oluşturur, böylece aromatiklik yeniden sağlanır ve katalizör yenilenir.

Benzen klorlama mekanizması, benzenin bromlanmasıyla aynı şekilde ilerler.

Klorlama ve bromlama, benzenin halojenli ikame ürünleri oluşturmak için klor veya brom ile reaksiyona girdiği önemli elektrofilik aromatik ikame sınıflarıdır.

Bu reaksiyonlar, klorlama için alüminyum klorür veya ferrik klorür ve bromlama için ferrik bromür gibi Lewis asitleri tarafından katalize edilir.

Alkenlerin bromlanması sırasında bromun polarize olduğunu ve elektrofilik hale geldiğini hatırlayın. Bununla birlikte, benzenin bromlanması çok daha güçlü bir elektrofil gerektirir - Lewis asidi katalizörü bunu kolaylaştırır.

Bromlama mekanizması, bromun ferrik bromür ile reaksiyona girerek benzen ile reaksiyona girecek kadar elektrofilik olan bir kompleks oluşturduğu bir Lewis asit-baz reaksiyonu ile başlar.

Daha sonra, elektrofil, benzenin π elektronları ile reaksiyona girerek rezonans stabilize olan arenium iyonunu oluşturur.

Son olarak, arenium iyonunun protondan arındırılması, aromatikliği geri kazandıran ve katalizörü yeniden oluşturan bromobenzen oluşturur.

Benzenin demir klorür varlığında klorlanması da benzer bir mekanizmayı takip eder.