Die FRIEDEL-CRAFTS-Reaktionen tragen ihren Namen nach den Chemiker CHARLES FRIEDEL (geb. 12.03.1832 in Strasbourg, gest. 20.04.1899 in Montauban) und JAMES MASON CRAFTS (geb. 08.03.1839 in Boston, gest. 20.06.1917 in Ridgefield). Die FRIEDEL-CRAFTS-Reaktionen beinhalten die Umsetzung von Aromaten mit Halogenalkanen und mit Carbonsäurehalogeniden (Carbonsäurederivate) in Gegenwart von Aluminiumtrichlorid oder Aluminiumtribromid als Katalysator.
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.