[방향족 화합물] EAS - 할로젠화반응 (EAS Halogenation)

반응식 + 예시

벤젠에 할로젠 화합물 + 산촉매 FeX3를 첨가하여 할로젠화 벤젠을 만들 수 있습니다. 여기에 연계하여 -NH2 + NH3 완충 용액을 첨가하면 Aniline을 만들 수 있으며, -OH + H2O 완충 용액을 첨가하면 Phenol을 만들 수 있습니다.

 

그리고 X2의 경우 Cl2와 Br2만 해당하며, F2나 I2는 EAS Halogenation 반응을 일으킬 수 없습니다.

 

메커니즘

이 포스트에서는 EAS Halogenation만 다루고 있기 때문에 Halogenation 과정의 메커니즘만 다루도록 하겠습니다. 사실 메커니즘 자체가 중요하지는 않습니다. (시약과 생성물을 아는 것이 중요합니다.)

 

먼저 벤젠의 이중 결합이 깨지며 Br+ - FeBr4 복합체에서 Br을 가지고 가 결합합니다. 이후 남은 Br - FeBr3 복합체에서 다시 수소를 떼어가며 이중결합이 다시 형성되게 되고, 아래와 같은 Bromobenzene이 만들어집니다.

 

예제

EAS 반응은 무엇보다도 시약과 생성물을 아는 것이 중요합니다. EAS Halogenation 자체에는 반응식이 몇 개 없지만 그래도 여러 형태의 예제를 봅시다.

 

위와 같은 반응물로 생성물을 형성하기 위해 필요한 시약을 적어봅시다. 이 때 방법은 한 가지가 아니지만 위에서 배운 내용으로 적어봅시다. 단일 단계 반응일 필요는 없습니다.

 

정답으로 가능한 예시는 위와 같습니다. Cl2와 FeCl3을 처리하여 Chlorobenzene을 먼저 만들어주고 이후 NaNH2와 NH3를 첨가하여 Aniline을 생성할 수 있습니다.

 

위와 같은 반응에 필요한 시약을 적어봅시다. 이 반응도 물론 방법은 여러 가지가 있겠지만 위에서 배운 내용으로 적어봅시다.

 

정답으로 가능한 예시는 위와 같은 시약들이 있습니다. 먼저 Br2와 FeBr3로 Bromobenzene을 만들어준 뒤 NaOH와 H2O를 처리하여 Phenol을 만들 수 있습니다.

 

다음과 같은 반응식의 생성물을 예상해봅시다.

 

함정 문제입니다. I2의 경우는 EAS Halogenation 반응에 사용될 수 없습니다. Cl과 Br만이 EAS Halogenation 반응에 사용 가능합니다. 따라서 위의 반응식은 반응하지 않습니다.