第4章 烷基化反应和酰基化反应课件

1、第四章烷基化反应与酰基化反应、1、PPT学习交流、烷基化反应是指向有机化合物分子中的碳、氮、氧等原子导入烃化学基的反应，导入烷基化学基、甲烯基化学基、炔基化学基、芳基等。 将脂肪族或芳香族酰基化学基导入有机化合物分子中的碳、氮、氧、硫等原子的反应称为酰基化反应。2、PPT学习交流，4.1常用的烷基化试剂卤代烷烃、卤代烷烃为相对活性的烷基化试剂，远高于醇的活性。 卤代烷基烃中烷基化学基相同时，按活性从大到小的顺序：R-IR-BrR-Cl； 卤代烷基中卤原子相同，反应活性从大到小的顺序：在各种卤代烷基中，氯代烷基是最常用的烷基化试剂，廉价且容易获得，例如，氯甲烷和氯乙烷等。 仅在氯代烷烃不活跃时使

2、用溴代烷烃。 3、PPT学习交流，4.1.1卤代烷用作c烷基化试剂，卤代烷的烷基化反应一般将刘易斯酸(如AlCl3、ZnCl2)等用作催化剂。 用三碱式氯化铝进行催化，其活性亲电试剂的生成：芳烃的亲电子烷基化反应过程：4、PPT学习交流、苯偶酰氯元素分子中的氯元素比较活性，可以在酸性催化剂的存在下，在芳香环上导入苯偶酰。 例如，在苯和氯化亚金属铅水溶液中滴加苯偶酰酰氯时，压电石英药物中间体的苄基苯：通过氯乙酸进行的c烷化反应为芳香环导入羧甲基化学基，以铝粉为催化剂。 例如，在185218搅拌精制萘、氯乙酸和铝粉时，农药和压电石英药物中间体萘冰乙酸：5，PPT学习交流，c烷基化学基重排，反应中的

3、烷基正络离子可以重排为较稳定形状的烷基正络离子。 例如，双乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯、2，4 -戊二酮等含活性亚甲基化学基的氢化合物与卤代烷基的c烷基化反应，可用于-H被烃化学基取代的诱导体的制造。 6、PPT学习交流，4.1.2卤代烷烃表示N-烷基化试剂，r、r、r表示烷基化学基，z表示-OH、-Cl、-OSO3H等化学基。 N-烷基化试剂的种类很多，常用的烷基化试剂有卤代烷、醇、醚、酯类化合物、环氧化合物、烯烃、醛、酮等。 卤代烷烃是n烷基化常用的烷基化试剂，其反应活性比醇强。 卤代烷造成的n烷基化反应是不可逆的。 烷基化反应时生成的卤化氢难以与芳胺氯化，但芳胺的盐难以烷基化，为了避免该不

4、良影响，在n烷基化时通常与卤素等价的束缚酸剂，例如NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Fe (OH)2、ca () 一般不直接使用叔卤代烷基进行反应，但叔卤代烷基经常发生严重的去除反应，生成大量的烯烃。 芳族卤代烷基反应活性差、烷基化反应困难，大多仅在强反应条件下或芳环上存在其他活化取代化学基时进行。 例如，将苯胺和氯乙烷放入加入氢氧化纳金属钍溶液的高压灭菌锅中，升温至120后，反应热可以自己升温至210230，在压力4.55.5MPa、反应3h下完成烷基化反应定。 8、PPT学习交流，n，n -二甲基十八胺的苯偶酰化产物是重要的阳络离子界面激活剂，制备的反应式如下：9、PPT学习交流，4.

5、1.3卤代烷作为o烷基化试剂， o烷基化反应是一种制造醚的方法很多芳醚的制造不采用烷氧基化的合成路线，而需要采用酚的羟基化学基化(即o烷基化)的合成路线。 在烷基化醇和酚中，它们的负络离子ro的反应活性远远大于醇和酚本身的活性。 因此，通常使醇或酚与氢氧化纳金属钍、氢氧化钾元素或金属纳金属钍作用生成醇纳金属钍或酚纳金属钍后，与卤代烷基反应。10、PPT学习交流，在氢氧化钾元素和过渡相催化聚乙烯管二醇-400的存在下，酚类和卤代烷类的反应很顺顺利利，如可将冰乙酸作为烷基化试剂制备苯氧乙酸类化合物。、11、学习PPT交流，4.2常用的烷基化试剂硫酸酯类化合物和磺酸酯类化合物，4.2.1硫酸酯类化合

6、物和磺酸酯类化合物作为N-烷基化试剂使用，硫酸二烷基酯类化合物， 芳烷基磺酸烷基酯类化合物和磷酸三烷基酯类化合物等强酸的烷基酯类化合物全部为活跃的N-烷基化试剂，主要价格高，12，PPT学习交流，硫酸的中性酯类化合物容易释放第一个烷基化学基，难以释放第二个烷基化学基。 分子中有多个氮原子时，根据各氮原子的盐化学基性，可以选择性地只将一个氮原子n烷基化。 使用硫酸二甲酯的n甲基化，一般在水介质中捆绑酸剂进行，或者在无水有机溶剂中进行。 硫酸二甲酯的优点是，可以只使氨基化学基烷基化而不对芳香环中的羟基化学基产生影响。 例如，对甲苯胺和硫酸二甲酯为5060时，在碳酸纳金属钍、硫酸纳金属钍和少量水存在

7、的条件下烷基化而生成n，N-二甲基对甲苯胺，收率达到95%。13、PPT学交流，4.2.2硫酸酯类化合物和磺酸酯类化合物作为o烷基化试剂，在碱催化剂存在下硫酸酯类化合物与苯酚、醇在室温下顺利反应，得到了收率良好的醚类化合物。14、PPT学习交流、4.3其他烷基化试剂、4.3.1乙烯、乙炔、(1)乙烯、乙炔作为C-烷基化试剂使用，烯烃也是乙烯、甲基乙烯、异丁烯等常用的烷基化试剂，催化剂一般含有三碱式氯化铝(2)乙烯、乙炔作为n烷基化试剂使用，脂肪族或芳香族类化合物与烯烃发生n烷基化反应，反应是通过烯烃的双键和氨基化学基上的氢化来实现的。 苯胺和亚克力酸甲酯以1:34的物质量比混合，加入冰乙酸和对

8、苯二酚，在120150进行烷基化反应，16、PPT学习交流、4.3.2醇、醛和酮、醇、醛和酮都是反应能力弱的烷基化试剂(1) 醇作为烷基化试剂使用，在酸性催化剂的作用下用醇将芳胺烷基化，温度不太高(200250 )时，烷基化学基首先置换氮原子上的氢，引起n烷基化。 17、PPT学习交流，(2)醛和酮作为烷基化试剂使用，醛或酮只适用于活性芳香族诱导体的烷基化反应，常用于二芳基化学基或二芳基甲烷诱导体的合成。 例如，过剩的苯胺和甲醛在盐酸中反应时，4，4 -二氨基苄基苯：18、PPT学习交流、4.3.3环氧乙烷、环氧乙烷的分子具有三元环结构，容易开环，含有活性氢的化合物(水、醇、醇开环反应可以用酸

9、和碱催化，但多生成不同的产品。 高级脂肪醇可以添加环氧乙烷生成高级脂肪醇的聚氧乙烯醚型非络离子界面激活剂：20、PPT学习交流、高级脂肪酸也可以添加环氧乙烷生成酯类化合物系聚氧乙烯型非络离子界面激活剂，性能优异的乳化剂：特别需要注意的是环氧乙烷的沸点、21、PPT学习交流、4.4 N-酰化、n -酰化是使胺类化合物与酰化剂反应，在氨基化学基的氮原子中导入酰基化学基形成酰胺化合物的反应。 胺类化合物可以是脂肪族或芳香胺类。 一般的酰化剂有羧酸、羧酸酐、酰氯和酯类化合物等。22、PPT学习交流、胺类化合物的酰化活性，其一般规律为：伯胺仲胺； 没有脂肪族胺芳香胺空间障碍的有胺空间障碍的胺，按照酰基化

10、反应活性从大到小的顺序，对于同一类型的酰氯，当r为芳香环时，由于芳香环的共轭效果导致羰基碳原子上的部分正电荷降低，因此芳香族酰氯的反应活性低于脂肪族酰氯(例如乙酰氯元素)。例如，在、23、PPT中学习交流，4.4.1羧酸的N-酰化，用羧酸酰化胺系化合物是合成酰胺的重要方法，反应是水生成，是可逆反应，其酰基化反应是通式：反应可以进行到最后，除去反应生成水多在反应物中加入甲苯和混合二甲苯进行共沸蒸馏脱水，也可以使用五氧化二磷、三氯化氧磷等化学脱水剂除去反应生成水。24、PPT学习交流、4.4.2酸无水物引起的n酰化、酸无水物引起的胺类酰基化反应的通式为：该反应不可逆，反应中无水生成。 酸无水物的酰

11、化活性比羧酸强，最常用的酸无水物是无水冰乙酸，在2090反应中进行顺利，无水冰乙酸的使用量一般是5%过剩。 用酸无水物酰化胺类时，也可以不添加催化剂。25、PPT学习交流、4.4.3酰氯引起的n酰化、酰氯引起的胺类酰化的反应通式为：反应不可逆。 反应中释放的氯化氢可以合成游离氨基化和盐，降低酰基化反应速度。 因此，在反应时，需要添加NaOH、Na2CO3、NaHCO3、CH3COONa、N(C2H5)3等盐化学基性物质，中和生成的氯化氢，将氨基化学基保持在游离态，提高酰基化反应的收率。26、PPT学习交流、4.5 O-酰化、o酰基化反应是醇和酚分子中的羟基化学基氢原子被酰基化学基取代生成酯类化

12、合物的反应，也称为酯类化合物化反应。 用于N-酰化的酰化剂几乎都可以用于酯类化合物化，作为一般的酰化剂有羧酸、酸无水物、酯类化合物。 羧酸是廉价易得、最常用的酰化试剂。 但是，羧酸是弱酰化剂，只能用于醇的酯类化合物化，不能用于酚的酯类化合物化。 一般来说，如果在醇分子中有空间阻碍，则其酯类化合物化速度和k值降低，即2级醇的酯类化合物化速度和k值比对应的1级醇(即正丙醇)稍低。 由于酚对苯环羟基化学基的共轭效应，所以其酯类化合物化速率和k值也相当低。 在制造酚酯类化合物时，不使用羧酸，而使用无水物酸或酰氯作为酯类化合物化剂。27、PPT学习交流，强质子酸能有效加速酯类化合物化。 工业上常用的酯类化合物化催化剂有氯化氢、浓硫酸、对甲苯磺酸、强酸性阳络离子交换树脂等。 但是，酸只会加速酯类化合物化，不会影响平衡常数k。 例如，将1 mol l-1苯丙氨酸溶解于6.19 mol甲醇中，通过氯化氢瓦斯气体饱和(成为全盐酸盐后，回流1h，减压蒸馏除去过剩的甲醇，将剩馀的油状物在甲醇-醚中再结晶，得到l-苯丙氨酸甲酯盐酸盐，收率81% :C-丙氨酸在微细的有机合成中，主要用于在芳香环中导入酰