Elektrophile aromatische Substitution

Bromierung von Benzol

[FeBr3]
C6H6 +   Br2          ------->    C6H5Br   + HBr
Reaktionsgleichung in Summenformeln

Mechanismus --->
Der nucleophile p-Elektronenring des Benzols gerät in Wechselwirkung mit dem Halogenmolekül, und der Katalysator Eisenbromid  polarisiert  die Br-Br-Bindung (31KB.avi).
Es bildet sich als Übergangszustand der
p-Komplex.

pi_komp.gif (1897 bytes)

Das positiv polarisierte Bromatom - das Elektrophil - greift den nucleophilen p-Ring des Benzols an und bildet eine s-C-Br-Bindung (90KB.avi). 
Mit sogenannten Grenzstrukturen  wird der Zwischenstoff - der Sigmakomplex - beschrieben.
 

s_komp.gif (3073 bytes)
s-Komplex

Der s-Komplex ist mesomeriestabilisiert. Die positive Ladung ist symmetrisch über den Ring verteilt. Man muss sich dabei vorstellen, dass die Grenzstrukturen "übereinandergelagert" sind. Keine ist alleine existent! (56KB.avi). 
Der positiv geladene
s-Komplex könnte sich nun stabilisieren, indem er ein negativ geladenes Nucleophil (Y-) addiert. Bei dieser Addition ginge aber die Delokalisation der p-Elektronen über den ganzen Sechsring - die Mesomerieenergie des Benzols -  verloren, weshalb der Weg der Addition energetisch nicht begünstigt ist.
energetisch günstiger...
Die Mesomerieenergie (76KB.avi) des Benzolrings bleibt erhalten, wenn der s-Komplex unter Abgabe eines Protons rearomatisiert, Hydrogenbromid gebildet und der Katalysator regeneriert wird (80KB.avi).


Das organische Reaktionsprodukt ist Brombenzol. Eine Substitution - ein Austausch H -Atom gegen Br - Atom - findet statt.


Brombenzol

So kann (sollte) man den  Mechanismus der Bromierung von Benzol formulieren.

Man betrachte die Bromierung von Cyclohexen und vergleiche mit der Bromierung von Benzol!

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©Arist Engelmann