Friedel-Crafts-Reaktionen

Die Reaktion von Benzenen mit Halogenalkanen – die Synthese von Alkylbenzenen.

Es handelt sich um eine elektrophile Substitution am Aromaten. Das Elektrophil ist ein Komplex aus dem Halogenalkan und dem Aluminiumtrichlorid als Lewis-Säure. Dadurch wird das Kohlenstoffatom, dass mit dem Chloratom verbunden ist, noch stärker partiell positiviert, so dass es in der Reaktion als Elektrophil reagiert. Die Bildung eines echten Carbo-Kations ist nur bei tertiären Halogenalkanen wie dem tertiären Butylbromid (2-Methyl-2-brompropan) zu diskutieren. Auf den Aromaten wird bei dieser Reaktion also eine Alkyl-Gruppe übertragen. Neben der technisch durchgeführten Reaktion von Benzen mit Alkenen unter stark sauren Bedingungen ist das die Hauptreaktion zur Synthese der Alkylbenzene. Deshalb wird die Reaktion auch als FRIEDEL-CRAFTS-Alkylierung bezeichnet (Bild 1).

Die Reaktion von Benzenen mit Carbonsäurechloriden – die Synthese von Ketonen.
Auch diese Reaktion ist eine elektrophile Substitution am Aromaten. Das Elektrophil in dieser Reaktion ist das Kohlenstoffatom des Carbonsäurechlorids, das Carbonylkohlenstoffatom. Da auch bei diesen Umsetzungen Aluminiumtrichlorid als Katalysator zugesetzt wird, wird das Carbonylkohlenstoffatom noch stärker partiell positiviert. So ist es als Elektrophil in der Lage, das π-System des Aromaten anzugreifen. Nach den typischen Reaktionsschritten der elektrophilen Substitution (π-Komplex, σ-Komplex), führt die Abspaltung des Protons am Benzenring zum Produkt, einem Keton. Auf den Aromaten wird also die Gruppe R-C=O übertragen. Diese Gruppierung wird in der organischen Chemie allgemein als Acyl-Gruppe bezeichnet. Die Reaktion trägt deshalb den speziellen Namen FRIEDEL-CRAFTS-Acylierung. Im Produkt ist der Benzenring einer der beiden organischen Reste R des Keton. Das heißt, der Benzenring muss im Namen als Substituent betrachtet werden. Als Substituent wird der Benzenring mit dem Namen Phenyl- bezeichnet. Bei der FRIEDEL-CRAFTS-Acylierung entstehen also Phenylketone.