Química Orgánica 2 · Sustitución electrofílica aromática
Friedel–Crafts isopropylation of toluene to p-cymene
Condiciones: 2-chloropropane, AlCl3 (cat.)
Dibuja este problema tú mismo
Arrastra desde los electrones que se mueven hasta donde van, o toca uno y luego el otro. Cada flecha se revisa; Pista te ayuda cuando te atascas. No necesitas cuenta.
El mecanismo, paso a paso
Siguiente reproduce las flechas curvas de cada paso y las explica. Los pasos escritos están abajo.
Leer los 7 pasos escritos
2-Chloropropane binds AlCl3
A chlorine lone pair of 2-chloropropane coordinates to aluminium, weakening the C–Cl bond.
Las flechas curvas
- The chlorine lone pair forms a dative bond to aluminium.
The isopropyl cation forms
The C–Cl bond breaks, giving the secondary isopropyl cation and AlCl4⁻.
Las flechas curvas
- The C–Cl pair moves onto chlorine, which stays on aluminium.
Toluene attacks para to the methyl group
The ring carbon para to the methyl group forms the C–C bond to the cation. Para attack is chosen because the bulky isopropyl group avoids the ortho positions next to the methyl group.
Las flechas curvas
- The ring π pair at the para carbon bonds to the cationic carbon.
Charge reaches the methyl-bearing carbon
In the para contributor the positive charge sits on the ring carbon that carries the methyl group, a tertiary-like cation stabilised by hyperconjugation. This is why the methyl group directs ortho/para.
Las flechas curvas
- A ring π bond shifts toward the cation, placing the positive charge on the methyl-bearing carbon.
Why para?
Alkyl groups are ortho/para directors; sterics decide between ortho and para.
Rearomatisation
AlCl4⁻ removes the proton on the sp3 carbon, restoring aromaticity and releasing HCl and AlCl3.
Las flechas curvas
- A chlorine lone pair of tetrachloroaluminate takes the proton on the sp3 ring carbon.
- The Al–Cl pair returns to that chlorine, so HCl leaves and neutral AlCl3 is regenerated.
- The C–H pair re-forms the ring π bond next to the sp3 carbon.
- The neighbouring π bond shifts onto the cationic carbon, restoring the aromatic sextet.
4-Isopropyltoluene (p-cymene)
p-Cymene forms together with HCl, and AlCl3 is regenerated. Some ortho isomer also forms.
Qué vas a practicar
Draw formation of the isopropyl cation, para attack by toluene with the methyl-stabilised arenium ion, and deprotonation to p-cymene.
Acabas de dibujar cada flecha de este problema.
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