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文档简介
1、第6章 烷基化,概述 C-烷基化 N-烷基化 O-烷基化,主要内容,引入烃基有: 烷基(-R) 烯基(-C=C-)、炔基(-CC-) 芳基(-Ar) 取代烃基(-CH2COOH,-CH2CH2OH,-CH2CH2CN),1. 定义: 在有机化合物分子中的碳、硅、氮、磷、氧或硫原子上引入烃基的反应,叫做烷基化反应。简称烷基化。,6.1概述,(1)卤烷:CH3Cl, CH3I, C2H5Cl, C2H5Br, ClCH2COOH, Ph-CH2Cl; (2)酯类:(RO)2SO2, PhSO2OR, CH3-Ph-SO2OR, (RO)3PO; (3)醇类和醚类:CH3OH, C2H5OH, n-
2、C4H9OH, C12H25OH, CH3OCH3, C2H5OC2H5; (4)环氧化合物: , ; (5)烯烃和炔烃:CH2=CH2, CH3CH=CH2, R-CH=CH2, CH2=CHCN, CH2=CHCOOCH3, CHCH; (6)羰基化合物:HCHO, CH3CHO, C3H7CHO, Ph-CHO, CH3COCH3,2.烷基化剂:,6.2. C-烷基化,有机化合物分子中碳原子上的氢被烷基所取代的反应叫做C-烷基化反应。又称F-C反应。,烷基化剂: 卤烷、烯烃是常用的较强的烷基化剂。 烯烃的优点:最便宜、来源最广的原料 醇、醛和酮都是较弱的烷基化剂 活性顺序:,催化剂,C烷
3、基化反应是在酸催化剂存在下进行的亲电取代反应。 1、路易斯酸,主要是金属卤化物,其中最重要的是AlCl3、BF3和 ZnCl2 。 (活泼 活泼 温和 ) 2、质子酸,其中主要是氢氟酸、硫酸和磷酸等。 (它们的催化作用是使烯烃、醇、醛和酮等C-烷基化剂质子化,转变成亲电质点 ),在C-烷基化反应中,烯烃是最便宜和活泼的C-烷基化剂,广泛应用于工业上芳烃、芳胺和酚类的C-烷基化。 常用的烯烃有乙烯、丙烯和长链-烯烃,可以分别大规模制取乙苯、异丙苯和高级烷基苯。,6.2.1 用烯烃作烷基化剂的C-烷化反应,反应历程,重要品种介绍 (1)异丙苯,AlCl3: 67 1 95100 ,0.20.3MP
4、a H3PO4(固) 170-190 ,24MPa,(2)间异丙基甲苯,制苯酚和丙酮,(3)十二烷基苯 (4)酚类的C-烷化,(5)2,6-二乙基苯胺,它是重要的农药中间体,又是汽油抗爆剂和橡胶抗臭氧剂。,6.2.2 用卤烷作烷基化剂的C-烷基化反应,卤烷是活泼的C烷基化试剂,工业上一般使用的是用氯烷。 但由于氯烷没有烯烃易得,因此其应用逐渐减少。 制备不对称的二苯甲烷衍生物时,需要用氯苄或它的取代衍生物作C-烷基化剂。例如,反应历程,生产实例,6.2.3 用醇、酚作烷基化剂的C-烷化反应,反应历程,生产实例,(1)芳胺的C-烷化,(2)酚类的C-烷化,(3)萘的C-烷化,6.2.4 用醛、酮
5、作烷基化剂的C-烷化反应,反应历程,生产实例 (1)DDT滴滴涕(1,1,1-三氯-2,2-双(对氯苯基)乙烷),(2)双酚A(2,2-双(4-羟基苯基)丙烷),6.2.5 C-烷基化反应的特点,1.连串反应 2.可逆反应,3.烷化质点和芳环上的异构化(重排),6.3 N-烷基化,烷基化试剂:醇、卤代烷、酯、烯烃、醛和酮、 环氧乙烷等。,氨基上的氢原子被烷基取代的反应叫做N-烷基化反应。,用途:(1)引入-CH2CH2OH、-CH2CH2CN极性、 非水溶性基团; (2)制备季铵盐型阳离子化合物; (3)其它助剂、医药中间体。,用途: (1)引入-CH2CH2OH、-CH2CH2CN极性、非水
6、溶性基 团; (2)制备季铵盐型阳离子化合物; (3)其它助剂、医药中间体。,6.3.1 用醇类作烷基化剂的N-烷化反应,反应历程,特点 (1)以R+为活性质点的亲电取代反应; (2)使用强酸性催化剂以提供质子; (3)连串反应; (4)受空间效应的影响,以高碳醇对芳胺进 行N-烷化时,只得到一烷苯胺 (5)可逆反应。,K2/K1=1000,K2/K1=1/4,重要品种 (1)N,N-二甲基苯胺,(2)N-甲基苯胺,6.3.2 用卤烷作烷基化剂的N-烷化反应,卤烷的反应活性比醇强,它是一类活泼的烷基化剂,当需要在氨基氮原子上引入长碳链烷基时,常用卤烷作烷基化剂。 对于难以烷基化的胺类,如,间氨
7、基苯磺酸或硝基芳胺等也要求使用卤烷作烷基化剂。,用卤烷进行的N-烷基化反应是不可逆的,可以用以下通式来表示:,烷化剂 R-I R-Br R-Cl,主要产品:N-乙基-N-苄基苯胺,例如:,阳离子表面活性剂,6.3.3 用酯作烷基化剂的N-烷化反应,硫酸二烷基酯,芳磺酸酯,磷酸单酯,用硫酸酯的N-烷化 (1)可在-NH2的N上烷基化而不影响-OH; (2)有多个氨基时,可根据N原子的碱性,选 择性地对一个N烷基化; (3)缺点:毒性大。 用芳磺酸酯的N-烷化,6.3.4 用环氧乙烷作烷化剂的N-烷基化反应,特点 (1)反应活性高,在N上引入CH2CH2OH; (2)连串反应;,K1与K2相差不大
8、,(3)酸催化反应。,6.3.5 用烯烃作烷化剂的N-烷基化反应,酸:CH3COOH、H2SO4、HCl、 、FeCl3 碱:三甲胺,三乙胺,+,催化剂,6.3.5 用烯烃作烷化剂的N-烷基化反应,6.3.6 用醛、酮作烷化剂的N-烷化反应,氨或胺类化合物和许多醛或酮可发生还原性烷基化,即伴随有还原反应的烷基化反应,其化学反应通式如下:,6.4 O-烷基化,醇羟基(R-OH)或酚羟基(Ar-OH)上的氢原子被烷基取代,生成二烷基醚、烷基芳基醚或二芳基醚的反应叫做O-烷基化反应。,烷化试剂:醇(R-OH)、卤化烷(R-X)、 环氧烷类等。,产物:,二烷基醚(R-O-R):R-OH的H被烷基取代(O-烷基化) 烷基芳基醚(Ar-O-R):Ar-OH的H被烷基取代(O-烷基化) R-OH的H被
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