Chlorierung von Aromaten (SEAr): Übungen und Mechanismus
Cl₂ wird von FeCl₃ zum Elektrophil aktiviert, ein H am Ring wird durch Cl ersetzt. Die Stellung bestimmt der vorhandene Substituent (o/p- oder m-dirigierend).
Beispiel
Die Lewis-Säure FeCl₃ polarisiert Cl₂ so stark, dass ein Cl⁺-artiges Elektrophil den Aromaten angreift. Nach Abgabe eines Protons ist der Ring wieder aromatisch; die Dirigierregeln gelten wie bei der Bromierung.
Mechanismus Schritt für Schritt
- 1
Bildung des Elektrophils: FeCl₃ polarisiert Cl₂ (Cl–Cl–FeCl₃); das äußere Cl wird zum Elektrophil Cl⁺.
- 2
Die π-Elektronen des Rings greifen das Elektrophil an. Es entsteht ein Carbokation (σ-Komplex, Arenium-Ion), dessen Ladung über drei C-Atome verteilt ist; die Aromatizität ist kurz aufgehoben.
- 3
Eine Base holt das H vom angegriffenen C-Atom. Der Ring wird wieder aromatisch, das Elektrophil hat ein H ersetzt.
Übungsaufgaben
Welches Produkt entsteht, welches Reagenz braucht es? Nach jeder Antwort siehst du die Erklärung.
Welches Hauptprodukt entsteht?
Typische Fehler
- Ein ortho/para-dirigierender Substituent schickt das Chlor nach ortho oder para, nicht nach meta.
- Elektronenziehende Gruppen dirigieren nach meta, nicht nach para.
Oft verwechselt mit: Bromierung von Aromaten (SEAr)
Häufige Fragen
Wohin geht der neue Substituent?
Elektronenschiebende Gruppen (Alkyl, OH, OR, NH₂, NHCOR) und Halogene dirigieren nach ortho/para; elektronenziehende Gruppen (NO₂, C=O, CN, SO₃H) nach meta. Grund ist, welche σ-Komplexe besonders gut stabilisiert sind.
Warum braucht man einen Katalysator?
Benzol ist durch die Aromatizität reaktionsträge. Ohne Lewis-Säure ist Cl₂ kein ausreichend starkes Elektrophil. Nur sehr reiche Ringe (Phenol, Anilin) reagieren auch ohne.