Química Orgânica 2 · Substituição eletrofílica aromática
Gattermann–Koch formylation of toluene
Condições: CO, HCl, AlCl3, CuCl (cat.)
Desenhe este problema você mesmo
Arraste dos elétrons que se movem até onde eles vão, ou toque em um e depois no outro. Cada seta é verificada; Dica ajuda quando você travar. Não precisa de conta.
O mecanismo, passo a passo
Próximo mostra as setas curvas de cada passo e as explica. Os passos escritos estão abaixo.
Ler todos os 7 passos escritos
HCl binds AlCl3
The chlorine of HCl coordinates to aluminium, making the hydrogen strongly acidic (a source of H⁺ with AlCl4⁻). CuCl (not drawn) helps by binding CO so it stays in solution.
As setas curvas
- The chlorine lone pair forms a dative bond to aluminium.
Carbon monoxide is protonated on carbon
The carbon lone pair of CO takes the proton, giving the formyl cation HC≡O⁺, the electrophile.
As setas curvas
- The CO carbon lone pair takes the acidic proton.
- The H–Cl pair returns to chlorine, which stays on aluminium.
Toluene attacks the formyl cation
The para carbon of toluene bonds to the formyl carbon and one C≡O⁺ π pair moves onto oxygen, giving the arenium ion with a CHO group.
As setas curvas
- The para ring π pair bonds to the formyl carbon.
- One C≡O π pair moves onto oxygen, making it neutral.
Charge on the methyl-bearing carbon
The para contributor places the positive charge on the methyl-bearing carbon, stabilised by hyperconjugation.
As setas curvas
- A ring π bond shifts, moving the charge to the methyl-bearing carbon.
Why make HCO⁺ this way?
Formyl chloride is not a usable reagent.
Rearomatisation
AlCl4⁻ removes the ring proton, restoring aromaticity and regenerating HCl and AlCl3.
As setas 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-Methylbenzaldehyde
4-Methylbenzaldehyde (p-tolualdehyde) forms; HCl and AlCl3 are regenerated.
O que você vai praticar
Draw protonation of CO to the formyl cation with HCl/AlCl3, para attack by toluene and deprotonation to 4-methylbenzaldehyde.
Você acabou de desenhar cada seta deste problema.
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