ДОВІДНИК З ХІМІЇ
ОРГАНІЧНІ РЕАКЦІЇ
3.Іонні реакції
3.4. Електрофільне заміщення
Характерною реакцією бензену й інших ароматичних сполук є електрофільне заміщення, при якому ароматична система зберігається:
Електрофільне заміщення в ароматичних сполуках проходить у три етапи.
1-й етап: отримання активної електрофільної частинки (Х+) переважно за допомогою каталізатора.
2-й етап: електрофільна частинка «атакує» негативно заряджену π -електронну хмару бензену, утворюючи π -комплекс. Із я-комплексу повільно формується перехідний стан позитивно зарядженого σ -комплексу.
3-й етап: утворюється продукт з відщеплюванням протона.
Приклад. Галогенування бензену
Молекули галогену не електрофільні. Отже, з них потрібно отримати електрофільні частинки. Це відбувається при їх з’єднанні з кислотами Льюїса, як, наприклад, з ферум(ІІІ) бромідом:
Процес електрофільного заміщення починається із взаємодії електрофільного іона Брому з я-електронною хмарою ароматичної системи.
Електрофіл йон Вr+ витягує з я-електронної ароматичної системи електронну пару, утворюючи за її допомогою ковалентний σ -зв’язок з одним із атомів Карбону, що приводить до утворення σ -комплексу.
Унаслідок відщеплювання протона ароматична система відновлюється. Протон реагує з іоном [FeBr 4]-, утворюючи ферум(ІІІ) бромід і гідроген бромід.
Нітрування ароматичних сполук відбувається аналогічним чином. Для цього потрібна нітруюча суміш з концентрованої нітратної кислоти і концентрованої сульфатної кислоти. Додавання сульфатної кислоти протонує нітратну кислоту. В результаті утворюється сильний електрофільний нітроній-іон, NO 2+.
