Blog

Alogenazione del benzene sostituito-chimicamo

Alogenazione del benzene sostituito

  |   Chimica, Chimica Organica

L’ alogenazione del benzene sostituito dipende dal sostituente e se esso è un attivante si ottengono teoricamente numerosi prodotti di reazione

Consideriamo  in particolare la bromurazione dell’etilbenzene.

Tenendo conto che il gruppo etil- è un attivante orto-para direttore si possono ottenere:

  • o- bromo
  • etilbenzene
  • p-bromo
  • etilbenzene
  • una piccolissima quantità di m-bromo,etilbenzene.

Si potrebbe ipotizzare che tra i prodotti di reazione vi siano quelli in cui è stata alogenata la catena laterale ovvero  l’1-bromo, 2-feniletano e il 2,bromo,2,feniletano che, presentando un carbonio asimmetrico può essere presente come isomero L e come isomero D:

alogenazione

L’altro prodotto di reazione è in tutti i casi HBr.

Vi sono quindi, in linea teorica, sei possibili prodotti di reazione in ognuno dei quali un atomo di idrogeno è stato sostituito da un atomo di bromo ovvero avviene una rottura di un legame C-H e la formazione di un legame C-Br.

Il prodotto della reazione è conseguente alle condizioni di reazione: se la reazione è condotta infatti se la reazione avviene in presenza di FeBr3 non avviene l’alogenazione della catena laterale e la reazione procede con lo stesso meccanismo dell’alogenazione del benzene dando, come prodotti principali ottenere l’o-bromo,etilbenzene e il p-bromo,etilbenzene.

Alogenazione della catena laterale

Se si vuole ottenere l’alogenazione della catena laterale è quindi necessario ipotizzare altre condizioni di reazione.

Il bromo molecolare Br-Br ha un legame relativamente debole che può essere rotto o termicamente erogando la quantità di energia pari a 192 kJ/mol necessaria a rompere il legame oppure in presenza di luce.

In entrambi i casi avviene  la scissione omolitica del legame Br-Br che dà luogo alla formazione del radicale Br·:

Br2 → 2 Br·

Il radicale, non avendo l’ottetto completo, è altamente reattivo e potrebbe andare a sostituire indifferentemente uno degli idrogeni in posizione orto, meta o para oppure un idrogeno della catena laterale presente sul gruppo – CH3 o sul gruppo CH2.

Per poter prevedere quale idrogeno è sostituito si possono considerare le entalpie di dissociazione del legame C-H nei casi considerati: l’entalpia di dissociazione degli idrogeni in posizione orto, meta o para è pari a + 473 kJ/mol, l’entalpia di dissociazione C-H del gruppo –CH3 è di 410 kJ/mol mentre l’entalpia di dissociazione del legame C-H del gruppo –CH2 è di 356 kJ/mol.

Si può quindi prevedere la selettività calcolando la variazione di entalpia nei vari casi che è data dalla differenza tra l’entalpia di dissociazione del legame C-H e l’entalpia di formazione del legame H-Br che vale 368 kJ/mol.

C-H aromatico : + 473 – 368 = + 105 kJ/mol

-CH3 : + 410 – 368 = + 42 kJ/mol

-CH2 : 356 – 368 = – 12 kJ

Aspetto termodinamico

Da questi dati termodinamici si può comprendere che l’unica reazione entalpicamente favorita è l’ultima ovvero quella in cui il bromo sostituisce l’idrogeno del gruppo –CH2

A questo punto della reazione si è rotto il legame  Br-Br, si è rotto il legame C-H e si è formato il legame H-Br. A questo punto si deve formare il legame C-Br da parte del carbonio radicalico presente nella catena laterale bel benzene e la molecola di Br2 che avviene secondo il meccanismo:

radicale

L’energia di questo processo è data dalla differenza tra l’energia di formazione del legame C-Br pari a 293 kJ/mol  e l’energia necessaria a rompere il legame Br-Br pari a 192 kJ/mol. Tale differenza vale 101 kJ/mol e pertanto ΔH° = – 101 kJ/mol

Calcoliamo ora la variazione di entalpia dovuta all’intero processo:

C-H aromatico : + 105 – 101  = 4 kJ/mol

-CH3 : + 42 – 101 = – 59 kJ/mol

-CH2 : – 12  – 101 = – 113 kJ/mol  a cui corrisponde la reazione energeticamente più favorita.

Il prodotto principale della bromurazione dell’etilbenzene è quindi il 2,bromo,2,feniletano

Condividi


Gentile Lettrice, Gentile Lettore

Abbiamo rilevato che stai utilizzando un AdBlocker che blocca il caricamento completo delle pagine di Chimicamo.org

Questo sito è per te completamente gratuito e fornisce, si spera, un servizio serio, completo ed utile, pertanto speriamo che tu consideri la possibilità di escluderlo dal blocco delle pubblicità che sono la nostra unica fonte di guadagno per portare avanti quello che vedi.

 

Per piacere aggiungi Chimicamo.org alla tua whitelist oppure disabilita il tuo software mentre navighi su queste pagine.

 

Grazie

Lo staff di Chimicamo.org