Реакция Фриделя – Крафтса представляет собой типичное электрофильное замещение в ароматическом ядре, роль катализатора сводиться к генерации атакующей частицы алкилкатиона. ./ 1 , стр.352 /.

В общем виде для реагента Х схема будет выглядеть так:

Н

С6Н6 +Х+ С6Н5 (медленно)

Х

Н

С6Н5 = С6Н5Х + Н+ (быстро)

Х /9, стр.342/

Электрофильное замещение по своему механизму является полярным ступенчатым процессом. Реакции предшествует быстрое образование π-комплекса, но стадией ,определяющей скорость реакции, является образование промежуточного карбениевого иона при ароматическом замещении σ -комплекса.

Электрофильное замещение (первая и вторая стадии):

X

+ X

H

X

первая стадия вторая стадия

π-комплекс σ-комплекс

σ-Комплекс – это катион, лишенный ароматической структуры, с четырьмя π - электронами, делокализованными в сфере воздействия ядер пяти углеродных атомов. Шестой углеродный атом при образовании σ - комплекса переходит виз состояния sp в состояние sp , приобретая таким образом тетраэдрическую симметрию. Оба заместителя Х и Н лежат в плоскости, перпендикулярной к плоскости кольца.

+⅓

+ ⅓

+ ⅓

Образование σ - комплекса не требует большой затраты энергии, так как энергия сопряжения этой системы не очень сильно отличается от энергии сопряжения в бензольном кольце. σ - Комплекс- это не переходное, а настоящее промежуточное соединение, образование которого в некоторых случаях может быть доказано.

При ароматическом замещении лабильный σ - комплекс превращается в стабильный замещенный бензол с потерей протона.

(3, стр326)

Электрофильное замещение (третья стадия):

Х

Н Х + Н+

В каждом случае существует так же предварительная кислотно-основная реакция, генерирующая атакующую частицу. /9, стр. 342/