Chapter 10. 친전자성 방향족 치환반응

소개글

Chapter 10. 친전자성 방향족 치환반응
(Aromatic electrophilic substitution)

목차

1. 벤젠과 방향족성(Benzene and aromaticity)
2. 친전자성 방향족 치환반응(Aromatic electrophilic substitution)
3. 치환된 방향족 고리의 치환기 효과
4. 다중 고리 방향족 치환물(=삼치환 benzene)의 반응성

본문내용

1. 벤젠과 방향족성(Benzene and aromaticity)
(1) 정의
방향족이란 용어는 benzaldehyde(체리, 복숭아 및 아몬드), toluene, benzene등과 같은 향기를 내는 물질을 기술하는데 사용-> 오늘날 benzene, benzene과 구조적 관계있는 화합물에 적용하여 사용.



(2) 구조 및 안정성
- 정육각형 모양의 평면 대칭분자-> 모든 C-C-C결합각은 120°이며, 여섯 개의 탄소원자는 sp2혼성화되고 각 탄소는 육원자 고리 평면에 수직으로 배향된 p궤도함수 가짐.
- 탄소-탄소 결합이 단일결합(154pm)과 이중결합(134pm) 사이인 139pm로 평균 1.5중 결합을 함.

- benzene의 수소화열은 공명안정화 때문에 다른 고리화합물에 비해 더 안정하다.

- 불포화되어 있지만 콘쥬게이션이 깨지는 친전자성 첨가반응보다는 치환 반응을 함

2. 친전자성 방향족 치환반응(Aromatic electrophilic substitution)
▷ 정의: 친전자체(E+)가 방향족 고리와 반응하여 한 개의 수소와 치환되는 반응.
▷ 치환반응이 일어나는 이유: 첨가가 일어나면 방향족 고리의 안정화 에너지인 150kJ/mol을 잃고 전체 반응은 자유에너지가 증가. 그러나 치환이 일어나면 방향족 고리의 안정성은 보전되고, 반응은 자유에너지 감소가 됨.

친전자성 치환반응을 사용하여 방향족 고리에 많은 서로 다른 치환기 도입가능.

(1) 나이트로화 반응(Nitration)
- 방향족 고리를 진한 질산과 황산의 혼합물로 처리-> 나이트로화(Nitration)
- 메커니즘: ① 친전자체인 나이트로늄 이온(NO2+)이 benzene과 반응.
② 탄소 양이온 중간체 형성. ③ H+를 잃고 Nitrobenzene 생성.
- 나이트로-치환 생성물은 철 또는 SnCl2와 같은 시약에 의해 환원되어 아닐린(ArNH2) 생성

참고 자료

없음