İçeriğe atla

Elektrofilik aromatik sübstitüsyon

Elektrofilik aromatik sübstitüsyon, bir aromatik sisteme (genellikle hidrojen) bağlı bir atomun bir elektrofil ile değiştirildiği organik reaksiyondur. En önemli elektrofilik aromatik sübstitüsyonlardan bazıları aromatik nitrolama, aromatik halojenasyon, aromatik sülfonasyon, alkilasyon ve açilasyon tipindeki Friedel– Crafts reaksiyonudur.[1]

Örnek reaksiyonlar

Bu reaksiyonun en yaygın olarak uygulanan örneği benzenin etilasyonudur.

Etil benzen, 1999 yılında yaklaşık 24,700,000 ton üretilmiştir.[2] (Dehidrojenasyon ve polimerizasyondan sonra, ticari bir plastik olan polistiren üretilir.) Bu işlemde, asitler yeni oluşan pozitif yüklü karbon iyonunu (karbokatyon) oluşturmak için katalizör olarak kullanılır. Benzenin diğer birçok elektrofilik reaksiyonu, çok daha küçük olmasına rağmen ; önemli ara maddelere giden değerli yollar olmaktadır. Benzenin nitrolanması, elektrofil olarak nitronyum iyonunun etkisiyle yapılır. Dumanlı sülfürik asitle yapılan sülfonasyon benzen sülfonik asiti verir. Brom, klor veya iyotla yapılan aromatik halojenasyon ilgili aril halojenürleri verir. Bu reaksiyon tipik olarak, ilgili demir veya alüminyum halojenür tarafından katalize edilir.

Friedel–Crafts reaksiyonu bir açilasyon veya bir alkilasyon olarak gerçekleştirilebilir. Genellikle, alüminyum klorür kullanılsa da hemen hemen her kuvvetli Levis asidi kullanılabilir. Açilasyon reaksiyonu için stokiyometrik miktarda alüminyum klorür gereklidir.

Reaksiyon mekanizması

Hughes–Ingold mekanizma sembolü SEAr,[3] ile gösterilen genel reaksiyon mekanizması, aromatik halkanın elektrofil E+'ya saldırmasıyla başlar. Bu adım, pozitif yüklü ve delokalize bir siklohekzadienil katyonunun oluşumuna yol açar. Bu katyon aynı zamanda bir arenyum iyonu, Wheland ara maddesi veya aren σ-kompleksi olarak da bilinir. Bu karbokatyonun birçok örneği karakterize edilmiştir. Ancak, normal çalışma koşulları altında bu yüksek orandaki asidik türler, aromatikliği yeniden oluşturmak için sp3 karbonuna bağlı protonu çözücüye (veya başka herhangi bir zayıf baza) verecektir. Net sonuç, aril halkasında H'nin E ile değiştirilmesidir. Bazen, H+ yanında diğer elektrofüjler (elektron çiftleri olmadan ayrılabilen gruplar) aromatikliği yeniden oluşturmak için ayrılacaktır; bu türler arasında silil grupları (SiR3+ olarak), karboksi grubu (CO2 + H+ olarak), iyodo grubu (I+ olarak) ve t-bütil (R+ olarak) gibi tersiyer alkil grupları bulunur. Bu tür sübstitüentlerin ayrılma kapasitesi, özellikle silil'in başka bir fonksiyonel grup (ipso saldırısı) ile değiştirilmesi durumunda, bazen sentetik olarak kullanılır. Bununla birlikte, iyodo veya alkil gibi grupların kaybı daha sıklıkla istenmeyen bir yan reaksiyondur.

Elektrofilik aromatik sübstitüsyon için reaksiyon mekanizması.

Ayrıca bakınız

  • Elektofilik halojenasyon
  • Nükleofilik aromatik sübstitüsyon

Kaynakça

  1. ^ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6th bas.), New York: Wiley-Interscience, ISBN 978-0-471-72091-1 
  2. ^ Vincent A. Welch, Kevin J. Fallon, Heinz-Peter Gelbke "Ethylbenzene" Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. DOI:10.1002/14356007.a10_035.pub2
  3. ^ Gawley, Robert E. (4 Haziran 1999). "A proposal for (slight) modification of the Hughes–Ingold mechanistic descriptors for substitution reactions". Tetrahedron Letters. 40 (23): 4297-4300. doi:10.1016/S0040-4039(99)00780-7. ISSN 0040-4039. 

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

Toluen tinerin karakteristik kokusuna sahip renksiz, suda çözünmeyen bir sıvıdır. Toluen, bir fenil grubuna bağlı CH3'ten oluşan mono-substituent benzen türevidir. Bundan dolayı toluenin IUPAC sistematik adı metil benzendir. Toluen bir aromatik hidrokarbondur. Ayrıca TNT (trinitrotoluen) patlayıcı madde yapımında kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Karboksilik asit</span> bir -C(=O)OH grubu içeren organik bileşik

Karboksilik asitler karboksil grubu olan organik asitlerdir, -C(=O)OH formülüne sahiptirler, bu genelde -COOH veya CO2H olarak da yazılır. Karboksilik asitler Bronsted asitleridir, yani proton vericileridir. Karboksilik asitlerin tuz ve anyonlarına karboksilat denir. Karboksilik asitler, esterlerle fonsiyonel grup izomeridirler. Karboksilik asitlerin en basit dizisi alkanoik asitlerdir, R-COOH formülüyle gösterilirler, R bir hidrojen atomu veya bir alkil grubuna karşılık gelir. Bileşiklerde birden fazla karboksilik asit grubu bulunabilir.

<span class="mw-page-title-main">Amin (kimya)</span>

Aminler, amonyaktaki bir veya daha fazla hidrojen atomunun organik radikaller ile değiştirilmesi yöntemiyle türetilmiş organik bileşikler ve fonksiyonel gruplardır. Yapısal olarak aminler amonyağa benzerler, ama bir veya daha fazla hidrojen atomu, alkil veya aril gibi organik sübstitüentlerle yer değiştirmiştir. Bu kuralın önemli bir istisnası RC(O)NR2 tipi bileşiklerdir (C(O) karbonil grubuna karşılık gelir), bunlara amin yerine amid denir. Amidler ve aminlerin yapıları ve özellikleri farklı olduğu için bu ayrım kimyasal olarak önemlidir. Adlandırma açısında biraz akıl karıştırıcı olan bir nokta, bir aminin N-H grubunun N-M (M= metal) ile değişmesi hâlinde buna da amid denmesidir. Örneğin (CH3)2NLi, lityum dimetilamid'dir.

<span class="mw-page-title-main">Asil (kimya)</span>

Kimyada asil grubu bir oksoasitten bir veya daha fazla hidroksil grubunun çıkartılmasıyla kalan fonksiyonel gruptur. Sözcük, 'asit radikali' anlamından türetilmiştir, 'asil' Türkçeye Fransızca 'acyle' den girmiş, 'açil' ise İtalyanca 'acile'den. Bir asil grubunun eklenmesine asilasyon denir.

Kimyada asilasyon veya asilleşme bir bileşiğe bir asil grubu ekleme işlemidir. Asil grubunu sağlayan bileşiğe asilasyon ajanı denir.

<span class="mw-page-title-main">Aromatiklik</span>

Organik kimyada bazı atom halkalarının yapısı beklenenin üstünde kararlıdır. Doymamış bağlar, yalın elektron çiftleri veya boş orbitallerden oluşan konjüge bir halkanın konjüge olmasından beklenecek kararlılıktan daha yüksek bir kararlılık gösterme özelliğine aromatiklik denir. Aromatiklik, halkasal delokalizasyon ve rezonansın bir belirtisi olarak da düşünülebilir.

<span class="mw-page-title-main">Fenoller</span> hidroksil grubun aromatik halkaya bağlı olduğu kimyasal bileşikler

Organik kimya'da, fenoller ya da fenolikler, hidroksil grubunun (- O H ) doğrudan bir aromatik hidrokarbon grubuna bağlı olduğu bir grup kimyasal bileşiklerdir. Sınıfın en basiti fenoldür, C6H5OH. Fenolik bileşikler, moleküldeki fenol ünitelerinin sayısına bağlı olarak basit fenoller veya polifenoller olarak sınıflandırılır.

<span class="mw-page-title-main">Kalay(II) klorür</span> kimyasal bileşik

Kalay(II) klorür ya da stanit klorür, SnCl2 formülüne sahip, beyaz kristal halinde bir katıdır. Kararlı bir dihidrat oluşturur, ancak sulu çözeltileri, özellikle sıcaksa, hidrolize uğrama eğilimindedir. SnCl2 yaygın bir şekilde indirgeyici madde (bir asit çözeltisi içinde) olarak ve kalay kaplamada elektrolitik banyolarda kullanılır. Kalay (II) klorür, diğer kalay klorür (kalay(IV) klorür (SnCl4) ile karıştırılmamalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Hidrojen iyodür</span> kimyasal birleşik

Hidrojen iyodür (HI) iki atomlu bir molekül ve hidrojen halojenürdür. Sulu çözeltisi, güçlü bir asit olan hidroiyodik asit veya hidriyodik asit olarak bilinir. Bununla birlikte, hidrojen iyodür ve hidroiodik asit, birincisinin standart koşullar altında bir gaz olması, diğerinin ise söz konusu gazın sulu bir çözeltisi olması bakımından farklıdır. Birbirine dönüştürülebilir. HI, organik ve inorganik sentezlerde birincil iyot kaynaklarından biri ve bir indirgeyici madde olarak kullanılır.

Nitrolama bir nitro grubunun organik kimyasal bileşik içine sokulması için genel bir kimyasal proses sınıfıdır. İfade daha genel olarak, ayrıca nitrogliserin sentezinde olduğu gibi alkoller ve nitrik asit arasında farklı nitrat esterleri oluşturma işlemine yanlış olarak uygulanır. Nitro bileşiklerinin ve nitratların ortaya çıkan yapısı arasındaki fark nitro bileşiklerindeki azot atomunun doğrudan oksijen olmayan bir atoma genel olarak da karbon veya başka azot atomuna bağlanmasıdır. Oysaki organik nitratlar olarak da adlandırılan nitrat esterlerinde, azot bir oksijen atomuna genellikle dolayısıyla da bir karbon atomu 'na bağlanır.

<span class="mw-page-title-main">Sodyum fenolat</span>

Sodyum fenolat (sodyum fenoksit) NaOC6H5 formülüne sahip bir organik bileşiktir. Beyaz kristalimsi bir katıdır. Aynı zamanda fenoksit olarak da bilinen fenolat anyonu, fenolün konjuge bazıdır. Aril eterler gibi diğer birçok organik bileşiğin öncül maddesi olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Nitro bileşiği</span>

Nitro bileşikleri, bir veya daha fazla nitro fonksiyonel grubu (−NO2) içeren organik bileşiklerdir. Nitro grubu, dünya çapında kullanılan en yaygın eksplosoforlardan (bileşiği patlayıcı madde yapan fonksiyonel grup) biridir. Nitro grubuda güçlü bir elektron çeken gruptur. Bu özellik nedeniyle, nitro grubuna alfa (bitişik) olan C-H bağları asidik olabilir. Aynı nedenden dolayı, aromatik bileşiklerde nitro grubunun varlığı elektrofilik aromatik sübstitüsyonu yavaşlatsa da nükleofilik aromatik sübstitüsyonu kolaylaştırır. Nitro grupları, doğada nadiren bulunur ve nitrik asit ile başlayan nitrolama reaksiyonları tarafından neredeyse her zaman üretilir.

<span class="mw-page-title-main">Grignard reaktifi</span> Organik sentezlerde kullanılan organometalik bileşik

Bir Grignard reaktifi veya Grignard bileşiği, X'in bir halojen ve R'nin normalde bir alkil veya aril olduğu organik bir grup olduğu genel formül R−Mg−X'e sahip kimyasal bir bileşiktir. İki tipik örnek, metilmagnezyum klorür Cl−Mg−CH
3
ve fenilmagnezyum bromür (C
6
H
5
)−Mg−Br
'dir. Organomagnezyum bileşiklerinin bir alt sınıfıdır.

Karbanyon, karbonun üç değerlikli olduğu ve formal yükü negatif olan bir anyondur.

Demir (III) klorür FeCl
3
formüllü inorganik bir bileşiktir. Kristal bir katı olmasının yanı sıra görüş açısına bağlı olarak farklı renklerle gözlemlenebilir; koyu yeşil, mor-kırmızı. Sulu formu da katı formu da fiziksel görünüm olarak koyu kahverengi rengindedir.

Organik kimyada, bir aril halojenür, aromatik bir halkaya doğrudan bağlı bir veya daha fazla hidrojen atomunun bir halojenür ile değiştirildiği aromatik bir bileşiktir. Haloarenler haloalkanlardan farklıdır çünkü hazırlama yöntemleri ve özellikleri bakımından birçok farklılık gösterirler. En önemli üyeler aril klorürlerdir, ancak bileşik sınıfı o kadar geniştir ki birçok türev ve uygulama vardır.

Friedel–Crafts reaksiyonları 1877'de Charles Friedel ve James Crafts tarafından ornatıkları bir aromatik halkaya bağlamak için geliştirilen bir dizi reaksiyondur. Friedel–Crafts reaksiyonları iki ana tiptedir: alkilasyon reaksiyonları ve açilasyon reaksiyonları. Her ikisi de elektrofilik aromatik sübstitüsyon ile ilerler.

Sübstitüsyon reaksiyonu, kimyasal bileşikteki bir fonksiyonel grubun başka bir fonksiyonel grup ile değiştirildiği kimyasal bir reaksiyondur. Yer değiştirme reaksiyonları organik kimyada çok önemlidir. Organik kimyadaki ikame reaksiyonları, reaksiyonda yer alan bir reaktif ara maddenin bir karbokatyon, bir karbanyon veya bir serbest radikal olup olmadığına ve substratın alifatik veya aromatik olup olmadığına bağlı olarak ilgili reaktife bağlı olarak elektrofilik veya nükleofilik olarak sınıflandırılırlar. Bir reaksiyon türünün ayrıntılı olarak anlaşılması, bir reaksiyondaki ürün sonucunun tahmin edilmesine yardımcı olur. Ayrıca, sıcaklık ve çözücü seçimi gibi değişkenlere göre bir reaksiyonu optimize etmek için de yararlıdır.

<span class="mw-page-title-main">Trifenilfosfin</span>

Trifenilfosfin, P(C
6
H
5
)
3
formülüne sahip yaygın bir organofosfor bileşiğidir ve sıklıkla PPh3 veya Ph3P olarak kısaltılır. Organik ve organometalik bileşiklerin sentezinde yaygın olarak kullanılır. PPh3, oda sıcaklığında nispeten havada stabil, renksiz kristaller hâlinde bulunur. Suda çözünmez ancak Benzen ve dietil eter gibi polar olmayan organik çözücülerde çözünür.

Alkilasyon, en az bir alkil grubunun transferini içeren kimyasal bir reaksiyondur. Alkil grubu bir alkil karbokatyon, bir serbest radikal, bir karbanyon veya bir karbon olarak aktarılabilir. Alkilleyici ajanlar, alkilasyonu gerçekleştirmek için kullanılan reaktiflerdir. Alkil grupları, Dealkilasyon olarak bilinen bir işlemle de çıkarılabilir. Alkilleyici ajanlar genellikle nükleofilik veya elektrofilik karakterlerine göre sınıflandırılır. Petrol rafine etme bağlamlarında alkilasyon, izobutanın olefinlerle belirli bir alkilasyonunu ifade eder. Petrolün iyileştirilmesi için alkilasyon, benzin için birinci sınıf bir harmanlama stoğu üretir.