Benzol reagiert mit Iodchlorid?
Hallo,
wir haben gestern in der Schule die elektrophile Substitution von Benzol durchgenommen. Nun habe ich eine Aufgabe im Buch entdeckt, bei der Benzol mit Iodchlodid (I-Cl) mit einer elektrophilen Substitution reagieren soll.
Wird dabei Iodbenzol oder Clorbenzol gebildet? Woran kann ich erkennen, welches Element (Iod oder Chlor) an das Benzol gehängt wird?
(Wird z.B. das Element mit der kleineren Elektronegativität an das Benzol substituiert?!)
Vielen, vielen Dank für eure Antworten.😀
2 Antworten
Ich würde die Reaktion mithilfe des HSAB-Konzepts betrachten.
Das aromatische System stellt ein weiches Nucleophil dar, d.h. es reagiert aufgrund der besseren Orbitalüberlappung bevorzugt mit einem weichen Elektrophil. Das Iod ist deutlich besser Polarisierbar als das Chlor weshalb ich davon ausgehen würde dass der Aromat bevorzugt am Iod angreift. Die Selektivität für weiche Elektrophile folgt aus der Stabilität des pi-Komplexes. So ist für eine Chlorierung ist im Normalfall zumindest ein Katalysator notwendig um diesen Komplex zu stabilisieren, ansonsten reagiert Benzol nicht mit Cl2, mit I2 hingegen schon. Der pi-Komplex mit Iod ist also deutlich stabiler als der mit Chlor. Daher tippe ich darauf dass sich auch hier der stabilere Komplex bildet.
Ob der iodierte Komplex anschließend vom Chlor angeggriffen werden kann ist hingegen eine gute Frage. Ich tippe auf nein, denn eine Iod-Gruppe verändert die Polarität des Aromaten nur geringfügig, ich denke das System ist immer noch zu weich um von einem harten Chlor-Ion angegriffen zu werden. Aber ob es nun wirklich so ist, das kann ich dir nicht sagen.
Ich schließe mich voll und ganz der Antwort von Kaeselocher an, wobei ich darauf hinweisen möchte, daß ohne Katalyse wie durch FeCl3 erst mal gar nichts passieren wird. EIne Substitution ala Sn sollte bei Aromaten nicht vorkommen! Das Iodid ist meiner Meinung nach das Endprodukt.
Ok, klingt interessant. Für eine elektrophile Substitution benötigst du ein Elektrophil, also ein Teilchen, was mindestens positiv polarisiert ist. ICl ist eine Interhalogenverbindung. Die schwereren Halogene wie Brom und Iod können aufgrund ihrer großen Elektronenhülle ganz gut polarisiert werden.
Wenn man sich die Elektronegativitäten (da bist du auf dem richtigen Weg gewesen!) anschaut, dann ist Chlor das elektronegativere Atom von den beiden. Das bedeutet, dass es die Bindungselektronen stärker zu sich zieht. Dementsprechend hätte Iod die Oxidationszahl +I und wäre positiv polarisiert, was bei der Annäherung an die Doppelbindungen des Benzols noch verstärkt werden kann.
Also wird ICl heterolytisch rein formal in Cl- und I+ gespalten, wobei das I+ im gleichen Moment an einer Doppelbindung des Benzols addiert wird. Höchstwahrscheinlich entsteht also Iodbenzol und HCl.
Hi, Rhenia,
sehr gut erklärt. Ich gebe nur noch zu bedenken, dass Iod nicht nur ein gutes Elektrophil ist, sondern aufgrund seiner Größe und Polarisierbarkeit auch eine gute Abgangsgruppe darstellt. Deshalb könnte es sein, dass zunächst Iodbenzol entsteht, wie du völlig logisch erläutert hast. Aber möglicherweise könnte das in den Ring eingetretene Iod in einer Folgereaktion durch Chlor substituiert werden (in einem sogenannten "ipso-Angriff"). Ob das indes tatsächlich passiert (und wenn, wie häufig), weiß ich ohne weitere Recherche nicht. Wie auch immer, deine Antwort ist sehr gut und mein zusätzlicher Gedanke nur Spekulation...
LG von der Waterkant
Stimmt, da könntest du Recht haben, soweit habe ich gar nicht gedacht... Danke für die Ergänzung! :)