Reacția Gattermann este formilarea fenolilor sau a esterilor acestora prin acțiunea acidului cianhidric și a acidului clorhidric în prezența acizilor Lewis ( clorură de aluminiu , clorură de cupru (I) , clorură de zinc etc.) ca catalizatori.
Această reacție a fost descoperită de chimistul organic german Ludwig Gattermann în 1898 .
Reacția se desfășoară după mecanismul de substituție electrofilă în seria aromatică S E Ar.
În prima etapă, acidul clorhidric este adăugat la aductul de acid cianhidric și acid Lewis (clorură de zinc) cu formarea unui complex de clorură de formimidă 1 . Cu un exces de clorură de zinc, complexul de clorură de formimidă formează un ion carbeniu, care acționează ca un electrofil și se adaugă la compusul aromatic pentru a forma un complex σ 2 , care se rearomatizează cu eliminarea unui proton și formarea unei sări de iminiu. 3 .
Hidroliza sării de iminiu prin formarea aminoalcoolului 4 și eliminarea ionului de amoniu duce la aldehida 5 :
Reacția este utilizată în primul rând pentru formilarea esterilor fenolici, formilarea merge în poziția para față de OR, iar dacă acest loc este ocupat, atunci în poziția orto . Reacția se efectuează în eter, clorbenzen, o-diclorbenzen, tetracloretilenă , cu randamente până la 80%. În reacție intră și compuși heterociclici îmbogățiți cu electroni - piroli, furani, tiofeni.
Pentru a evita utilizarea acidului cianhidric otrăvitor , Roger Adams a modificat condițiile de reacție în 1923 pentru a înlocui cianura de hidrogen cu cianura de zinc. Acest lucru a făcut posibilă obținerea din cianura de zinc și HCI direct în amestecul de reacție HCN și clorură de zinc anhidru , care joacă rolul unui acid Lewis slab (și, prin urmare, catalizatorul de reacție). Folosind această modificare, este posibil să se obțină un randament de aldehide din fenoli și esterii acestora de peste 90% și să crească randamentul reacțiilor cu hidrocarburi aromatice .
Modificarea chimistului englez Leonard Hinkel (1882-1962) (a fost descoperită în 1936) implică utilizarea de AlCl 3 • 2HCl în clorobenzen și 1,2-dicloretan ca catalizator , care permite formarea hidrocarburilor aromatice polinucleare, în special, fenantren .
În plus, în loc de cianuri, 1,3,5- triazina simetrică netoxică și ușor disponibilă poate fi utilizată pentru a introduce gruparea formil . Această metodă oferă randamente mari de aldehide în formilarea alchilbenzenilor, fenolilor , eteri fenolici, hidrocarburilor condensate și compușilor heterociclici.
Nitrilii pot fi utilizați în locul acidului cianhidric ca componentă electrofilă, produsul final în acest caz sunt cetonele aromatice ( reacția Houben-Gesh ):