芳香族求電子置換反応

芳香族求電子置換反応(ほうこうぞくきゅうでんしちかんはんのう)とは、有機化学において、ベンゼンなどの芳香環求電子剤が攻撃し、主に水素と置き換わる形式で進む化学反応のことである。ニトロ化反応、フリーデル・クラフツ反応など、さまざまな芳香族化合物の合成反応が含まれる。

アレーニウムイオン機構

ほとんどの芳香族求核置換反応は下式のように、アレーニウムイオンを経由する機構、アレーニウムイオン機構(SE2機構と呼ばれることもある)により進行する。

アレーニウムイオン機構
アレーニウムイオン機構のエネルギーダイアグラム
  1. ベンゼン環に求電子剤が付加してアレーニウムイオンを与える。このとき、電子密度の高い炭素への付加が優先する。
  2. プロトン (H+) が脱離し、置換生成物となる。

アレーニウムイオンは、Wheland中間体、σ錯体と呼ばれることもあり、超酸の使用により安定に存在させることもできる。求電子剤の付加が起こる前段階として、π錯体や電荷移動錯体を経由する場合、結合形成の前に電子移動を経由する場合もあると考えられている。それらは反応速度式や同位体効果の解析により識別される。

この機構における脱離基はほとんどの場合プロトンであるが、共鳴や立体障害などの要因でイプソ位への求電子攻撃が優先する場合に、アルキル基の脱離が起こることもある。

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