Química Orgánica 2 · Sustitución electrofílica aromática
Friedel–Crafts benzoylation of benzene to benzophenone
Condiciones: benzoyl chloride, AlCl3 (1.1 equiv); then H2O
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
Benzoyl chloride binds AlCl3
The chlorine lone pair of benzoyl chloride coordinates to aluminium, weakening the C–Cl bond.
Las flechas curvas
- The chlorine lone pair forms a dative bond to aluminium.
The acylium ion forms
The C–Cl bond breaks, giving the benzoyl (acylium) cation and AlCl4⁻. The oxygen lone pair stabilises it (C≡O⁺ contributor), so acylium ions never rearrange.
Las flechas curvas
- The C–Cl pair moves onto chlorine, which leaves on aluminium as AlCl4⁻.
Benzene attacks the acylium ion
A ring π bond forms the new C–C bond to the acylium carbon, giving an arenium ion.
Las flechas curvas
- The ring π electrons bond to the electrophilic acylium carbon.
The arenium ion is delocalised
The positive charge is shared by the ortho and para carbons of the attacked ring; the para contributor is drawn.
Las flechas curvas
- A ring π bond shifts toward the cation.
Rearomatisation
AlCl4⁻ removes the proton from the sp3 carbon. The ring is aromatic again, and HCl and AlCl3 are released.
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.
Why only one acylation?
The product ketone deactivates the ring.
Benzophenone
Benzophenone forms with HCl. In the flask the ketone oxygen binds AlCl3, so a full equivalent is used and the aqueous workup releases the free ketone.
Qué vas a practicar
Draw formation of the benzoyl acylium ion with AlCl3, its attack by benzene and deprotonation of the arenium ion to benzophenone.
Acabas de dibujar cada flecha de este problema.
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