Föreläsning 14 Aromater II - elektrofil aromatisk substitution Kapitel 14 1) Introduktion 2) Generell reaktion 3) Framställning av elektrofiler 4) Påverkan av substituenter 5) Praktiska aspekter
1. Introduktion några bästsäljande läkemedel paracetamol acetyl salicylic acid S S sidenafil omeprazole
1. Introduktion π-system ger stabilisering allyliska radikaler och karbokatjoner konjugerade dubbelbindningar cykliska konjugerade system (aromater)
1. Introduktion cykliskt system: helt konjugerat: plant system: ej aromatisk 4n + 2 π-elektroner: ej aromatiska ej aromatisk ej aromatisk
1. Introduktion bensen hade en oväntad reaktivitet Br 2 ingen reaktion KMn 4 100 C 2 /Pt ingen reaktion mycket långsam reaktion Br Br 2 FeBr 3 lektrofil aromatisk substitution
2. Generell reaktion Bas nukleofil elektrofil σ-komplex (areniumjon)
2. Generell reaktion 3, 2 S 4 X 2, FeX 3 (X =, Br) I 2, 3 2 S 4 (rykande) RC, Al 3 Friedel-Craftsacylering R, Al 3 Friedel-Craftsalkylering 2 X I S 3 R R nitrering klorering/bromering jodering sulfonering acylering alkylering
3. lektrofiler A) bromering Br 2 /FeBr 3 Br Br Br FeBr 3 Br Br FeBr 3 Br FeBr 4 generell mekanism: FeBr 4 Br Br Br nukleofil elektrofil σ-komplex (areniumjon) + Br + FeBr3
3. lektrofiler A) bromering varför sker inte vanlig addition? Br 2 /FeBr 3 Br 2 Br Br Br Br Br Br Br Br
3. lektrofiler B) klorering 2 /Fe 3 2 + Fe 3 + Fe 4 kloroniumjon (elektrofil) exempel (DDT): Fe 3 C 3 2
3. lektrofiler C) jodering I 2 / 3 I 1/2 I 2 + 3 + I + 2 + 2 jodoniumjon (elektrofil)
3. lektrofiler D) nitrering 3 2 S 4 2 2 S 4 + 3 2 + S 4 + 2 nitroniumjon (elektrofil) exempel (TT): 3 2 2 2 S 4 2
3. lektrofiler ) Sulfonering 2 S 4 S 3 S 2 2 S 4 3 + S 4 + S 3 svaveltrioxid (elektrofil)
) Sulfonering 3. lektrofiler exempel (sulfapreparat): 2 S 4 S 2 S 3 2 S 2
3. lektrofiler F) Friedel-Craftsalkylering Al 3 Charles Friedel James Craft Al 3 Al3 Al 4 karbokatjon (elektrofil)
3. lektrofiler F) Friedel-Craftsalkylering Al 3 Al 4
3. lektrofiler F) Friedel-Craftsalkylering Al 3 fungerar inte med: primär katjon fenylisk katjon vinylisk katjon C 3 C 3 3 C C 3 C 3 C 3 metylkatjon aryl vinyl primär sekundär allyl bensyl tertiär stabilare karbokatjon
3. lektrofiler G) Friedel-Craftsacylering Al 3 Charles Friedel James Craft Al 3 Al 3 C C acyliumjon (elektrofil)
3. lektrofiler G) Friedel-Craftsacylering Al 3 Al 4 C + + Al 3
3. lektrofiler G) Friedel-Craftsacylering Friedel-Craftsacylering går även bra med anhydrider exempel (fluorescein): 2 S 4 C C
4. Substituenter Substituenter i det aromatiska systemet påverkar: reaktivitet (hur snabbt reaktionen går) regioselektivitet (vilken förening som bildas)
4. Substituenter X Br Br X Br hög elektrodensitet låg elektrondensitet
A) Reaktivitet 4. Substituenter 3 / 2 S 4 X X 1 X astighet 1000 2 0.033 2 0.00000006 -en elektrondonerande grupp ökar hastigheten och kallas för aktiverande, t.ex. -en elektrondragande grupp sänker hastigheten och kallas för deaktiverande, t.ex. 2
4. Substituenter A) Reaktivitet X ΔG DAKT ΔG AKT X
4. Substituenter A) Reaktivitet -en substituent påverkar det aromatiska systemet både via induktiva effekter och resonans -oftast är resonans viktigast δ X δ δ δ X X X X X
A) Reaktivitet 4. Substituenter 2 C 3 2 δ δ δ δ C 3 δ δ δ δ δ δ
A) Reaktivitet 4. Substituenter 2 C 3 2 alkyl Br C CF 3 3 ökande aktivering ökande deaktivering
4. Substituenter Substituenter i det aromatiska systemet påverkar: reaktivitet (hur snabbt reaktionen går) regioselektivitet (vilken förening som bildas) rto X rto Meta Para Meta
B) Regioselektivitet aktiverande grupper 4. Substituenter
4. Substituenter B) Regioselektivitet deaktiverande grupper 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
B) Regioselektivitet halogener 4. Substituenter
ffects Chapter 16 4) Substituent effects
4. Substituenter Substituenter i det aromatiska systemet påverkar: aktiverande grupper är orto/para-styrande deaktiverande grupper är meta-styrande halogener är orto/para-styrande X rto rto Meta Meta Para
Sammanfattning: 4. Substituenter 2 C 3 2 alkyl Br C CF 3 3 ökande aktivering orto/para-styrning ökande deaktivering meta-styrning
5. Praktiska aspekter Flera grupper: -om de båda grupperna ger samma regioselektivitet blir effekten starkare 2 2 /Fe 3 3 C
5. Praktiska aspekter Flera grupper: -om de båda grupperna är motriktade vinner den mest aktiverande 3 / 2 S 4 3 C
5. Praktiska aspekter Flera grupper: -steriska effekter är viktiga I 2 / 3
5. Praktiska aspekter Flera ringar: -den mest aktiverade ringen reagear snabbast: C 3 C/ Al 3
5. Praktiska aspekter ågra riktiga exempel: 3 2 2 S 4 2 2 50 % 0 % 50 % C C C C 3 2 2 S 4 2 2 19 % 80 % 1 % 3 2 2 S 4 2 2 35 % 1 % 64 %
5. Praktiska aspekter 2 ur gör man denna från bensen? Br
5. Praktiska aspekter n ganska komplicerad syntes: Al 3 reduction S 2 Al 3