18.9 : Elektrofilowe podstawienie aromatyczne: alkilowanie benzenu Friedela-Craftsa

Reakcje Friedela-Craftsa zostały opracowane w 1877 roku przez francuskiego chemika Charlesa Friedela i amerykańskiego chemika Jamesa Craftsa. Alkilowanie Friedela-Craftsa dotyczy zastąpienia aromatycznego protonu grupą alkilową poprzez elektrofilowe podstawienie aromatyczne. Katalizator będący kwasem Lewisa, taki jak chlorek glinu, reaguje z halogenkiem alkilu, tworząc karbokation. Powstały karbokation reaguje następnie z pierścieniem aromatycznym i ulega serii przegrupowań elektronów, zanim otrzyma produkt końcowy. Na przykład benzen reaguje z 2-chlorobutanem w obecności chlorku glinu, tworząc 2-butylobenzen.

Alkilowanie rozpoczyna się od reakcji kwasu Lewisa z zasadą, w której halogenek alkilu reaguje z chlorkiem glinu, powodując utworzenie elektrofilowego karbokationu.

Karbokation atakuje chmurę elektronów π pierścienia aromatycznego, tworząc jon arenowy stabilizowany rezonansem. Deprotonowanie jonu arenu przywraca aromatyczność, dając 2-butylobenzen i regenerując katalizator.

W przypadku halogenków drugorzędowych i trzeciorzędowych karbokation jest reagującym elektrofilem. W przypadku pierwszorzędowych halogenków alkilu wolny pierwszorzędowy karbokation jest niestabilny i trudny do wytworzenia. Zamiast tego kompleks halogenku alkilu z chlorkiem glinu działa jako elektrofil.