Alchilazione e Acilazione di Friedel-Crafts permettono l’allungamento degli idrocarburi benzenici.
Vediamo la produzione di etilbenzene e di toluene.
Alchilazione
L’alchilazione prevede l’utilizzo di un alogenuro alchilico
Produzione dell’etilbenzene
Su un benzene C6H6 posso aggiungere un alogenuro alchilico come il cloroetano CH3CH2Cl per ottenere l’etilbenzene C6H5CH2CH3.
Cloroetano CH3CH2Cl + Cloruro di alluminio AlCl3,
si forma un carbocatione CH3CH2+
lo ione Cl- è attratto dall’acido di Lewis AlCl3 e forma AlCl4-,
un doppietto elettronico del benzene va sul carbocatione CH3CH2+ e forma l’etilbenzene C6H5CH2CH3,
il benzene cede un protone,
lo ione Cl- lascia AlCl3 e si unisce al protone formando l’acido cloridrico HCl
Produzione del toluene
La produzione del toluene C6H6CH3 avviene in modo analogo partendo dal Clorometano CH3Cl in presenza di Cloruro di alluminio AlCl3,…
Problemi di polialchilazione
Il problema è che non si riesce ad avere una mono alchilazione, ma facilmente procede in una polialchilazione.
Infatti se nella produzione di toluene ho un rapporto stechiometrico di 4 Clorometani CH3Cl per ogni benzene, ottengo un tetrametilbenzene cioè il durene.
Nei cationi più grandi ci sono anche problemi di riarrangiamento.
I carbocationi sono molto reattivi per cui il catione intermedio tende a riarrangiarsi in un altro catione più stabile.
Per tale ragione si ricorre all’Acilazione.
Acilazione
Acilazione prevede l’utilizzo di un catione acilico RCO+ .
L’Acile è un gruppo carbossilico COOH privato dell’ossidrile.
Se all’acido propionico sostituiamo l’OH con un alogeno come il cloro, otteniamo il cloruro di propionile CH3CH2COCl.
Facciamo reagire il cloruro di propionile CH3CH2COCl con il benzene C6H6 ed otteniamo l’etilfenilchetone CH3CH2COC6H5.
L’acil cloruro CH3CH2COCl reagisce sempre con l’acido di Lewis AlCl3,
il Cloro dell’acile si lega al AlCl3: AlCl4,
gli elettroni liberi dell’ossigeno dell’acile formano un triplo legame tra carbonio ed ossigeno, formando lo ione acilonio,
il benzene cede un suo doppietto elettronico allo ione acilonio,
si stacca un protone che si lega al Cloro legato al AlCl4, si ottiene un chetone non riarrangiato,
il chetone viene poi fatto bollire con acido cloridrico in presenza di un amalgama di zinco e mercurio, e si ottiene l’alchilbenzene atteso, esattamente l’n-propilbenzene o cumene.