Acilación de Friedel-Crafts

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Las reacciones de Friedel-Crafts son un conjunto de reacciones desarrolladas por Charles Friedel y James Crafts en 1877 para unir sustituyentes a un anillo aromático. Las reacciones de Friedel-Crafts son de dos tipos principales: reacciones de alquilación y reacciones de acilación. Ambas proceden de la sustitución aromática electrofílica.

Acilación de Friedel-Crafts

La acilación de Friedel-Crafts implica la acilación de anillos aromáticos. Los agentes de acilación típicos son los cloruros de acilo. También son viables los anhídridos ácidos y los ácidos carboxílicos.

Un catalizador ácido de Lewis típico es el tricloruro de aluminio. Sin embargo, debido a que la cetona producto forma un complejo bastante estable con los ácidos de Lewis como el AlCl3, generalmente debe emplearse una cantidad estequiométrica o más del «catalizador», a diferencia del caso de la alquilación de Friedel-Crafts, en la que el catalizador se regenera constantemente.

Las condiciones de reacción son similares a las de la alquilación de Friedel-Crafts. Esta reacción tiene varias ventajas sobre la reacción de alquilación. Debido al efecto de retirada de electrones del grupo carbonilo, el producto cetónico es siempre menos reactivo que la molécula original, por lo que no se producen múltiples acilaciones. Además, no hay reordenamientos de carbocationes, ya que el ion acilio está estabilizado por una estructura de resonancia en la que la carga positiva está en el oxígeno.

La viabilidad de la acilación de Friedel-Crafts depende de la estabilidad del reactivo de cloruro de acilo. El cloruro de formilo, por ejemplo, es demasiado inestable para ser aislado. Por lo tanto, la síntesis de benzaldehído a través de la vía de Friedel-Crafts requiere que el cloruro de formilo se sintetice in situ.


Esto se consigue mediante la reacción de Gattermann-Koch, que se lleva a cabo tratando el benceno con monóxido de carbono y cloruro de hidrógeno a alta presión, catalizada por una mezcla de cloruro de aluminio y cloruro cuproso. Las cetonas simples que podrían obtenerse mediante la acilación de Friedel-Crafts se producen por métodos alternativos, por ejemplo, la oxidación, en la industria.

Síntesis de p-metoxiacetofenona a partir de anisol

Reaccion de Acilación de Friedel-Crafts
Reaccion de Acilación de Friedel-Crafts

Materiales

Reactivos

  • Anisol
  • Anhidrido acético
  • Zeolita H-BEA 25
  • Etanol

Procedimiento

Realizar un montaje de reflujo con calentamiento y agitación magnética empleando el balón de fondo redondo de 50 mL.

En el balón colocar 10,8 g (aproximadamente 10,9 mL), 15,3 g (14,2 mL) de anhidrido acético y 2,88 g de Zeolita H-BEA 25 o equivalente. Poner en reflujo a 150 °C durante 6 horas.


Luego de pasado el tiempo de reacción, dejar enfriar y filtrar la mezcla de reacción para separar el catalizador empleando un embudo Buchner, Kitasato y papel filtro.

El filtrado se concentra en rotavapor y luego se puede destilar fraccionadamente al vacío a 12 hPa empleando como fuente de calentamiento un baño de aceite a 165°C. la fracción 1 debe recolectarse a 45°C y la segunda fracción a 138°C, el cual es el producto de interés.

Si se emplean cantidades equimolares de anisol y anhidrido acético la reacción debe llevarse a cabo como mínimo 20 horas, mientras que si se emplea una relación 1:1,5 de exceso de anisol: anhidrido acético el tiempo de reacción se reduce al empleando en la práctica.


Después del laboratorio

¿Qué características tiene el producto purificado en la destilación al vacío?

Tomar una muestra del solido y medir su punto de fusión empleando el método de Thiele (p.f. 35.6 – 37.5 °C)

Si se desea realizar un análisis cromatográfico se puede tomar una gota de la mezcla de reacción y diluir en 10 mL de diclorometano. Filtrar e inyectar 0.2 µL del filtrado. Emplear una columna DB-1, gas portador hidrogeno, rampa de temperatura 40°C (5 min), 10°C/min hasta 240°C y mantener por 30 min. Detector de FID a 270°C.


Para más información 1035 Synthesis of p-methoxyacetophenone from anisole

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