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Friedel-Crafts反応のアシル化について質問させて下さい。
教科書にも出てくる塩化アルミニウムを使った酸塩化物での反応機構は理解できるのですが、酸触媒を使った酸無水物でのアシル化の反応機構が分かりません。

例えば、過塩素酸を触媒とした反応でベンゼンを無水酢酸でアシル化した場合、アセトフェノンが出来ると思いますが、これらの反応機構はどのように進むのか
また、副生成物等の有無や化学等量の関係など、もしご存知の方がいらっしゃいましたらご教授願います。
詳しく解説されているサイト等もございましたら是非教えていただければと思います。

どうぞ宜しくお願い致します。

A 回答 (2件)

いずれにしても、アシルカチオンが生じることにかわりはありません。


無水酢酸とH+が反応することによって、酢酸とアセチルカチオンが生じます。
そこから先は、通常のFriedel-Crafts反応と同じです。
通常のFriedel-Crafts反応では、HClが生じますが、酸無水物を使うとその代わりにカルボン酸が生じます。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
よくわかりました。

お礼日時:2006/06/19 12:43

No1さんが回答されているのでほとんど蛇足ですが・・。



塩化アルミニウムを用いた時の反応機構を理解されているのなら話は簡単です。
塩化アルミニウムもプロトンもどちらもルイスの定義による酸ですから電子対を受け取ることができます。だから、反応機構で塩化アルミニウムが電子対を受け取ったところを、プロトンに置き換えてみればいいだけです。

特定の反応について詳しく知りたい時は、マーチの有機化学をご覧になってはいかがでしょうか。リファレンスも充実していますし、最近では日本語訳も出版されています。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
反応自体は塩化アルミニウムを使ったアシル化と変わらないんですね。
マーチもじかんがあれば読んでみたいと思います。

お礼日時:2006/06/19 12:44

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Qフリーデルクラフツ反応アシル化

トルエン、無水酢酸、塩化アルミニウムをもちいたフリーデルクラフツ反応アシル化なんですけれども、無水酢酸と塩化アルミニウムの反応の時点でアセチルカチオンと他には何が生成するのでしょうか。


また塩化アルミニウムにトルエンを加えたものに、無水酢酸をゆっくり滴下した時、溶液の色が徐々に黄→オレンジ→茶色→黒色と変化していったのですが、どうしてこのようなことが起こったのでしょうか。

ご教授お願いいたします。

Aベストアンサー

着色について、確かに生成するp-メチルアセトフェノン自体は無色透明でしょう。ですがそれは単離した状態での話です。
反応が進むと液はトルエン、塩化アルミニウム、酢酸などの混合物となります。
またフリーデルクラフツアシル化反応では過剰量の塩化アルミを使うはずですが、塩化アルミは求電子性があり、アセチル基など、酸素原子を持つ置換基と配位しやすい性質があります。
つまり、p-メチルアセトフェノンが余った塩化アルミに配位し、ベンゼン環を含むπ軌道の安定化により吸収波長の長波長化がおき、着色したと考えられます。
また、酢酸などの極性溶媒はベンゼン環の吸収(π-π*遷移)を安定化させる働きもあるため、より長波長化に寄与していると思われます。

Q副生成物

ベンズアルデヒドとアセトンの縮合反応で、ジベンザルアセトンが生成されるのはわかったのですが、それ以外に、どんな副生成物ができるのですか?
教えてください。

Aベストアンサー

常識的なところとしては、両者が1:1で反応して得られるベンザルアセトン(C6H5CH=CHC(=O)CH3)。

反応温度が高かったり、塩基が濃すぎたりした場合には、構造不明のポリマーが生じることがあります。これは、目的物であるジベンザルアセトンが、塩基に対してさほど安定ではないために起こる反応だと思います。溶媒として、アルコールを使っているのでしたら、アルコキシドがジベンザルアセトンに求核付加することによって始まるのかもしれません。

また、副生成物とは言わないかもしれませんが、未反応のベンズアルデヒドが残ることもあるでしょう。

QGrignard反応

Grignard試薬を用いて安息香酸メチルからとりフェニルメタノールを合成しました。この際、副生成物としてビフェニルがあると思うのですが、なぜビフェニルは副生されるのかを教えてください。お願いします。

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最初のグリニャール試薬調製時に

Ph-X + Mg → Ph-X•- + Mg•+
Ph-X•- → Ph• + X-
X- + Mg•+ → XMg•
Ph• + XMg• → PhMgX

PhMgXとなるところが

Ph• + Ph• → Ph-Ph

とウルツカップリングを起こすことはよくあります。

QFriedel-Crafts反応 アシル化

三口フラスコに塩化アルミニウムとベンゼンを入れ、無水酢酸を滴下ロートを使って少しずつ滴下して反応させました。このとき、ベンゼンと塩化アルミニウムの境目から気体が発生しました。この気体は何ですか?反応式を見るとアセトフェノンと酢酸が考えられますが、この2つは液体として生成すると思うのでこれが原因であるとは考えられません。もし、内容液に水が存在すれば塩化アルミニウムが反応して塩酸が生じますが水は入っていないので、これも原因ではないと思います。

もう1つ質問があるのですが、この反応をさせるときに熱が発生したのですが、アセトフェノンが生成する反応が発熱反応なのですか?もしくは、他の反応が起こって熱が発生しているのですか?化学大辞典などを見ても載っていなかったので質問させていただきました。

Aベストアンサー

酢酸と塩化アルミが反応すればHClを発生します。これが発生したのでしょう。塩化アルミは当量使用していますよね?

>アセトフェノンが生成する反応が発熱反応なのですか?
反応というのは通常、複数の化学物質の変化を伴います。たとえば、無水酢酸とベンゼンの混合物から、アセトフェノンと酢酸が生じる反応がトータルとして発熱であるかということでしたら答えはイエスでしょう。
また、これ以外に酢酸と塩化アルミの反応(HClとAlCl2(OCOCH3)などが生じるでしょうが)も起こりますし、溶媒和のようなことも起こるでしょう。こうしたことを含めたものが全体の反応熱になります。

Qジベンザルアセトンの収率を上げるには?

アセトンとベンズアルデヒドによるアルドール縮合において、ジベンザルアセトンを合成します。
mol比はアセトン:ベンズアルデヒド=1:2で行います。

この条件で行って、収率は43%でした。
どのようにしたら、収率は上がりますでしょうか?
また収率を上げるために、注意すべき操作などはありますでしょうか?

ご教授よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

収率を低下させる原因はいくつかあります。
(1)精製の際の損失
 たとえば抽出の際に完全に抽出できていないとか、蒸留の際に容器に残るとか、再結晶の際に溶媒に残るとか、いろいろなことが考えられます。
ご質問の例であれば、再結晶(あるいは結晶を析出させる操作)の際に溶媒に溶けたままになっている可能性が高いでしょう。
(2)反応そのものが進んでいない。原料が未反応で残って入ればその分だけ周率は低下します。本件においてはアセトンが揮発性なのでそれが原因の可能性も否定できません。
(3)反応の副生成物が多い。ご質問の例では生成物がある程度不安定なので、反応条件、あるいは操作によっては目的としない物質に変化する場合があります。

いずれにせよ、具体的な反応操作を説明されていないので、一般論以上のことは語れません。

QFriedel-Crafts反応

Friedel-Crafts反応において、一般に反応後反応混合物を氷水中に注ぐという処理を行うと実験で習ったのですが、その理由はなんなんでしょうか?

Aベストアンサー

Friedel-Crafts反応では普通塩化アルミニウムなどのLewis酸が
触媒として使用されます。これをクエンチするために水に投入すると
思われます。
(氷水なのは、クエンチ時に激しく発熱するからでしょう。)
またアシル化の場合には、これで未反応の酸クロライドもクエンチ
されます。

Qフェロセンの合成

こんにちは。
この前、化学実験でフェロセンの昇華精製の実験をしました。
そして課題が出されたのですが、調べてもわからないことがあったので質問させてください。
その課題というのは・・・
フェロセンの合成について反応式を使って説明せよ、とのことでした。
フェロセンの合成の手順は資料に明記してあったのですが、反応式がわかりませんでした。
一応その合成の手順を書いておきます。
(1)dicyclopentadieneを熱分解しながら常温で液体のcyclopentadieneを集める。
(2)1,2-dimethoxyethaneを溶媒として、cyclopentadieneと水酸化カリウムを反応させる。
(3)無水塩化鉄(II)のDMSO溶液を調整する。
(4)(2)と(3)の溶液を混合する。
(5)水を添加し、析出したフェロセンの黄色微結晶をとる。
(6)昇華精製する。
わからなかったところは(2)以降です。
できれば教えていただきたいのですが、もしこの合成法が載っている本やサイトがありましたら、教えてください。
よろしくお願いします。

こんにちは。
この前、化学実験でフェロセンの昇華精製の実験をしました。
そして課題が出されたのですが、調べてもわからないことがあったので質問させてください。
その課題というのは・・・
フェロセンの合成について反応式を使って説明せよ、とのことでした。
フェロセンの合成の手順は資料に明記してあったのですが、反応式がわかりませんでした。
一応その合成の手順を書いておきます。
(1)dicyclopentadieneを熱分解しながら常温で液体のcyclopentadieneを集める。
(2)1,2-dimethoxyethaneを溶媒と...続きを読む

Aベストアンサー

あまり自信はないですが式は
(2)C5H6+KOH→[C5H5]^- K^+ +H2O
(4)2[C5H5]^-K^+ +FeCl2→Fe(C5H5)2+2KCl
かと思われます
ポイントとしては
(2)で塩基がシクロペンタジエニンの水素を引き抜き
[cyclopentadienyl]^- K^+ と H2Oになり、
(このとき五員環炭素上には孤立電子対が存在し、共鳴しているようなアニオンをつくるはずです)
(3)無水塩化鉄(II)のDMSO溶液を調整
これはとりあえず非溶媒を用いて反応に水が入らない溶液にしているだけかと思われます
(多分実験自体も空気中ではやらなかったのではないかと思いますが)
(4)でシクロペンタジエニル基のπ軌道と鉄の間に結合が生成
(5)フェロセンは水に不溶なので水を加えて析出
(6)常圧では融点よりもかなり低い温度で昇華するので昇華により精製

と言ったところかと思います
以前やった実験を思い返しながら書きましたが
違うところがありましたらスイマセン

QNMRが(>o<)…

 とにかくNMRがわけ分かりません。例えば、どういうときに、ダブレットになるのか、ダブルダブレットになるのかとか、なんか2Hとか6Hとか書いてあってそれが何なのかとか、とにかく基本的なことから理解できてません。
 なにかNMRを理解するためのアドバイスや基本的な事項をなんでもいいから教えて下さい。又はNMRに関して詳しく書いてあるサイトを紹介してくださっても結構です。

Aベストアンサー

NMRとは核磁気共鳴(Nuclear Magnetic Resonance)の略で、特定の原子核に磁場の存在下に電磁波を当てると、その核の環境に応じた周波数(共鳴周波数)で電磁波の吸収が起こる現象のことです。

とこんな堅苦しいことを書いても理解しづらいと思うので、1H-NMRについて簡単に説明すると、
まず測定した物質内に水素原子が存在すると、その環境に応じて吸収(ピーク)が現れます。
同じ環境の水素(CH3の3つの水素など)はすべて同じ位置に出るし、違う環境の水素は違う位置に出ます。
この位置というのは、標準物質との差で表します。
共鳴周波数の標準物質からのずれを当てている磁場の周波数で割ったもので、だいたい100万分の1から10万分の1程度になることが多いのでppm単位で表します。標準物質をテトラメチルシラン(TMS)にするとほとんどの有機物の水素は0~10ppmの範囲内に出ます。
違う環境の水素同士が立体的に近い位置にある場合、相互作用をします。これをカップリングと呼びます。ビシナル(隣り合う炭素についた水素の関係)の場合が多いですが、ジェミナル(同じ炭素についた水素同士)でもお互いの環境が違う場合はカップリングするし、それ以外でもカップリングする場合がありますが、詳しくは割愛します。
カップリングした場合、その水素のピークは相手の等価な水素の数+1の本数に分裂します。
例えば酢酸エチル(CH3-CO-O-CH2-CH3)の場合、右端のメチルの水素は隣にメチレンがあるのでカップリングし、メチレン水素は2個なので3本に分裂します。
メチレンの水素も同じように右端のメチルとカップリングするわけですから、4本に分裂します。
カップリングする相手の水素が1個の場合は2本でこれをダブレットと呼びます。3本はトリプレット、4本はカルテット。
上の酢酸エチルの左端のメチルは隣の炭素に水素がついてないのでカップリングせず1本(シングレット)に出ます。
n-プロパン(CH3-CH2-CH3)の場合、中央のメチレンは隣に水素が6個あり、それが全て等価なので7本(セプテット)になります。
カップリングする水素が2個あってその2個が等価でない場合は両方とダブレットを形成するのでダブルダブレットとなります。
例を挙げると、CHX2-CHY-CHZ2のようなものです。
この物質の中央の炭素についた水素は、等価でない両端の水素とそれぞれカップリングし、ダブルダブレットになります。

次に1H-NMRはピークの面積がその水素の数に比例します。測定時はそのピークの積分比を取ることにより、そのピークの水素の数を求めることが出来ます。酢酸エチル(CH3-CO-O-CH2-CH3)では左から順に3:2:3の比になります。
この等価な水素の数を2Hとか3Hとかと書きます。

それから上でカップリングについて書きましたが、分裂する幅を結合定数と呼び、その幅の周波数(Hz)で表します。
互いにカップリングしている水素同士の結合定数は同じ値になります。

結構長くなってしまいましたが、これは基本の基本でしかないので、機器分析の本などを読んで詳しく勉強した方がいいと思います。

参考URL:http://www.agr.hokudai.ac.jp/ms-nmr/assign/index.htm

NMRとは核磁気共鳴(Nuclear Magnetic Resonance)の略で、特定の原子核に磁場の存在下に電磁波を当てると、その核の環境に応じた周波数(共鳴周波数)で電磁波の吸収が起こる現象のことです。

とこんな堅苦しいことを書いても理解しづらいと思うので、1H-NMRについて簡単に説明すると、
まず測定した物質内に水素原子が存在すると、その環境に応じて吸収(ピーク)が現れます。
同じ環境の水素(CH3の3つの水素など)はすべて同じ位置に出るし、違う環境の水素は違う位置に出ます。
この位置というのは、...続きを読む

Qヤーンテラー効果について

ヤーンテラー効果について勉強したのですがよく分かりません。もし分かりやすく説明してくれる方がいればよろしくお願いします。

Aベストアンサー

Jahn-Teller効果ですか.むずかしいですよね~.ということで,「わかりやすく,イメージをつかむ」というのをモットーに(!?),ここではJahn-Teller効果の一例である「正方晶ひずみ」のお話をします.


正方晶ひずみをチョー簡単に言ってしまえば,
「Cu錯体がなぜ正方形配位型なのか」
を説明したものなのです.

じゃあ,なんでそうなるのっ?(古っ!)って思いますよね.そこで,結晶場理論をもとにこれを説明します.


そもそも,d錯体って,八面体配位であるか,四面体配位ですよね(ただ,四面体配位は例が少ないので省略します).例えば,Fe錯体なんかはたいてい八面体配位(配位子が6個)って教わりましたね.しかし,Cu錯体やPt錯体などはなぜか正方形の配位をとります.本来であれば,八面体配位をとったほうがよさそうな感じがしますよね.だって,FeとCuって電子が3つしか違わないから.

ここで,Jahn-Teller効果にもとづく正方晶ひずみという効果が生じてきます.これって何かというと,z軸方向の配位距離(金属と配位子との距離)が伸び,xy方向の配位距離が縮まるのです.つまり,八面体を横からグシャッとつぶして縦にビヨーンと引っ張った感じになります.

このような傾向は,d軌道の電子が多いほど起こりやすくなります.
こうやって,もしもz軸方向の配位距離が無限に伸びてしまったら?そう,z軸方向の配位子はどっかに飛んでいってしまい,結果として正方形状に並んだ4つの配位子だけが残ります.

つまり,「Cu錯体が正方形配位であるのは,八面体がひずんでz軸方向の配位子がなくなったからである」といえましょう.


しかし,「なんでd軌道の電子が増えるとz軸方向に伸びるの?」と思われますよね.これは電子軌道理論で説明できます.
八面体のときは,d軌道は3:2に分裂してますよね.低エネルギーで縮退している3軌道はdxy,dyz,dzxで,高エネルギーのそれはd(xx-yy),dzzです.さて,d軌道の電子が増えると,実は二重および三重に縮退していた軌道が分裂して,2:1:1:1とこま切れになってしまいます.具体的には,z因子を含む軌道(dyz,dzx,dzz)の3つのエネルギーが低下します.(なんでそうなるのかについてはムズカシイので省略させてください)


う~ん,なにやらムズカシイお話になってしまいましたね.
でも,「d軌道の縮退が変化する=配位の形も変化する」ということはなんとなく予想できますよね.これを理論的に説明したのがJahn-Teller効果です.


こんな稚拙な説明でわかっていただけたでしょうか.
もし,「この文章のここがよくわからない」などがありましたら,補足をお願いいたします.また,これ以上の内容についてはShriver(シュライバー)著『無機化学』p.354あたりに書いてあるので,そちらをご覧ください.

Jahn-Teller効果ですか.むずかしいですよね~.ということで,「わかりやすく,イメージをつかむ」というのをモットーに(!?),ここではJahn-Teller効果の一例である「正方晶ひずみ」のお話をします.


正方晶ひずみをチョー簡単に言ってしまえば,
「Cu錯体がなぜ正方形配位型なのか」
を説明したものなのです.

じゃあ,なんでそうなるのっ?(古っ!)って思いますよね.そこで,結晶場理論をもとにこれを説明します.


そもそも,d錯体って,八面体配位であるか,四面体配位ですよね(ただ,四...続きを読む

Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

No1 の回答の式より
 E = hc/λ[J]
   = hc/eλ[eV]
となります。
波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
あとは、
 h = 6.626*10^-34[J・s]
 e = 1.602*10^-19[C]
 c = 2.998*10^8[m/s]
などの値より、
 E≒1240/λ[eV]
となります。

>例えば540nmでは2.33eVになると論文には書いてあるのですが
>合っているのでしょうか?
λに 540[nm] を代入すると
 E = 1240/540 = 2.30[eV]
でちょっとずれてます。
式はあっているはずです。


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