Cl Al Cl
Cl
AlCl
3E
H
E
H
Cl−
E
H
X
Cl Al Cl
Cl
Cl RC
O
R
EE
H
SO3
H NO
2E
H
(補足)Lewis酸:非共有電子対の受容体(無機化学)
����Lewis塩基:非共有電子対の供与体���
例)AlCl
3sp
23p
zLewis酸
非共有電子対を受け入れる空のオービタル
+
Friedel-Crafts反応 RCO
++ AlCl
4-RCOCl + AlCl
3アシル化
R
++ AlBr
4-R-Br + AlBr
3アルキル化
FeX
4-+ X
+X
2+ FeX
3ハロゲン化 (Cl, Br)
+
HSO
4-+ H
3SO
4+2H
2SO
4スルホン化
HSO
4-+ H
2NO
3+H
2O + NO
2+HNO
3+ H
2SO
4H--Nu +
ニトロ化
14.1. 求電子試薬 Electrophiles E
+--Nu
-14. 芳香族求電子置換反応�Electrophilic Aromatic Substitution
求電子試薬
生成物− Lewis酸
Lewis塩基
ペンタジエニル陽イオン中間体
sp
3に変わる
H
2O + SO
3H
+OH
HNO
3Sub
CH
3C O
H
2SO
4CH
3S
O O
NO2
HNO
3H
2SO
4k
S/k
H= 10
-8k
S/k
H= 1000
2) :ベンゼンより少し反応しやすい -CH
3,-R,-Ar, ...
1) :ベンゼンより反応しやすい
非常に反応しやすい:-O
-,-OH,-NH
2,-NR
2, ...
かなり反応しやすい:-OR,-OCOR,-NHCOR, ...
3) :ベンゼンより少し反応しにくい
(弱い+Rの置換基もあるが全体としては電子求引基) -X,-CH
2X, ...
4) :ベンゼンより反応しにくい -CF
3,-S
+R
2,-N
+R
3, ...
-CN,-COX,-COR,-SO
3H,-NO
2, ...
置換基( Sub )で決まる。
示性式の略号
Me: CH
3Et: C
2H
5Pr: C
3H
7Bu: C
4H
9Ar: (
(((芳芳芳芳香香族香香族置族族置置置換換換換基基)基基)))Ac: Ts:
Ph:
-CH
3, -R, -Ar, ...
E
+E
++ +
Sub Sub Sub Sub
E
E
E
Z:
Z:
Z Z Z
Z:
δ−
δ−
δ−
π
δ+-X, -CH
2X, ...
-O
-, -OH, -NH
2, -NR
2-OR, -OCOR, -NHCOR, ...
Sub
E
+δ−
δ+
δ+
δ+
Y W
Y W
Y W Y
W
Y W
Y W
4) -CF
3, -S
+R
2, -N
+R
3, ...
-CN, -COX, -COR, -SO
3H, -NO
2, ...
π
Sub
E
Sub E Sub E Sub
E
H H
H
Sub
E
Sub
E
Sub
E Sub
E
Sub E H
H H H H
H
Sub
E H
Sub
E H
Sub
E H
δ+δ+ δ+
δ+ δ+
δ+
δ+
Sub
Sub =
Z E H
Z
E H
Y
E
H
W Y
W
E H Sub = Z:
Y W
E H
δ+
δ+
Z
E
H
Z
E H
Y W
Sub
(a)
(b)
NH
2CH
3NO
2H
2C C CH
3CH
3CH
3NO
2HCl NaNO
2H
+NO
2NO
2H
3C C CH
3CH
3N N
Cl
OCH
3OH
CH
3HO
CH
3OH
N N HO
OH
C(CH
3)
3(CH
3)
3C
CH
34-Hydroxyazobenzene Benzenediazonium
Aniline
NO
2Br
CH
3Cl
SO
3−Na
+NO
2OCH
3NO
2NaOH NaOH
OH
−CH
3Cl H
OH
CH
3NO
2OH NO
2NO
2Br OCH
3COOH COOH OH
CH
3OH
OH
O
O
NaOH
H
+N
Br OCH
3O O
CH
3OH O
−Na
+-Br
−NO
2OCH
3benzyne
benzyne π
+ CH
3O
−Na
+Meisenheimer
Nucleophilic Aromatic Substitution
KMnO
4/OH
-K
2Cr
2O
7/H
+ナフタレン フタル酸
アントラセン
アントラキノン
NH
2N
2−
N
2F N
2+X
−N
2+BF
4−CH
2CH
3COOH
CH
3CH
2CO
COOH
Br
NO
2NH
3+Cl
−I OH
OH
X CN