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2.3.5. Probleme bei der Friedel-Crafts-Alkylierung

Die Friedel-Crafts-Alkylierung ist präperativ nur eingeschränkt nützlich. Ein Hauptproblem ist die mehrfache Alkylierung. Da bei der elektrophilen aromatischen Substitution der aromatische Ring als Nukleophil angreift, ist er umso reaktiver, über je mehr Elektronendichte er verfügt. Da es sich bei Alkyl-Gruppen um σ-Donoren handelt, ist das Produkt der einfachen Alkylierung reaktiver als das Startmaterial. Bevor nun ein weiteres Molekül des Startmaterials reagiert, wird bevorzugt das einfach alkylierte Produkt ein weiteres Mal reagieren, wobei ein noch reaktiveres zweifach alkyliertes Produkt entsteht. Aus sterischen Gründen nimmt die Reaktivität nach mehrfacher Alkylierung jedoch auch wieder ab und ab einer gewissen Anzahl eingeführter Alkylgruppen wird es unwahrscheinlich, dass weitere eingeführt werden.

Ein weiteres Problem der Friedel-Crafts-Alkylierung ist, dass durch eine starke Lewis-Säure wie AlCl3 als Intermediat ein Carbokation entsteht, welches anschliessend vom Aromaten angegriffen wird. Carbokationen sind unterschiedlich stabil, je nachdem ob sie primär, sekundär oder tertiär sind. Im unten gezeigten Beispiel entsteht als Intermediat ein Propyl-Kation welches durch einen so genannten [1,2]-Hydrid-Shift wie gezeigt zu einem sekundären Carbokation umlagern kann. Im Produkt bekommt man dann statt einem n-Propyl- einen iso-Propyl-Substituenten.

Ein Weg diese Probleme zu umgehen ist der Einsatz der viel verlässlicheren Friedel-Crafts-Acylierung. Die eingeführte Acyl-Gruppe ist ein π-Akzeptor. Sie zieht also Elektronendichte aus dem Ring und desaktiviert ihn damit. Das Produkt der Reaktion ist daher weniger reaktiv als das Startmaterial, wodurch eine einfache Reaktion möglich wird. Außerdem entsteht als Intermediat kein Carbokation, weshalb keine Umlagerungen stattfinden. Die Carbonyl-Gruppe kann anschliessend z.B. durch eine Wolff-Kishner-Reduktion (erhitzen mit Hydrazin und starker Base) oder eine Clemmensen-Reduktion (Umsetzung mit amalgamiertem Zink in Salzsäure) reduziert werden.