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1、第四章 烷基化反应,烷基化反应:指把饱和、不饱和、脂肪、芳香、 等各种取代基团的烷基引入化合物分子中的氧、氮、 碳原子上的反应,常用烷基化试剂: 卤代烃、硫酸酯、芳磺酸酯和其他酯、醇、 醚、烯烃类、甲醛、甲酸等。,第一节 常用的烷基化试剂卤烷烃,一、羟基氧原子上的烷基化反应,1、二烷基混合醚(Williamson Reaction),在SN反应中,反应速度与卤烷烃中R的结构 和卤素的性质有关。,X影响CX极化度,活性次序:RIRBrRCl;,RO-活性远大于ROH,所以要设法先生成RO-,13,卤代烷中随R增加,逐渐按SN机理进行:,RX结构不同,反应速度:,反应中要形成C,所以常伴有一定要用
2、 特殊条件,才能合成醚:,一般来说,1卤代烃与醇钠反应,可以得到 良好产率醚。、卤代烃反应时由于发生 脱卤化氢副反应,因此,生成醚的产率不高,2、烷基芳基混合醚,由于酚具有一定酸性,因此一般用NaOH形成芳 烃氧阴离子,甚至用 KCO即可,除草剂2,4-滴丁酯中间体的合成:,3、芳基芳基醚(Ullmann Reaction),草枯醚(CNP)的合成 :,二、氮原子的烷基化,1、氨基化反应,可以通过改变原料的配比、选择不同溶剂和添 加不同的盐类等方法,来影响烷基化反应的速度和 产物结构的组成。,在氨基化反应中,卤代烷的活性次序为: RIRBrRClRF,R的结构: 伯卤代烷仲卤代烷叔卤代烷。 叔
3、卤代烷常常发生消除反应,生成大量的烯烃。,二卤代烷的氨基化反应 :,2、制备纯伯胺几种方法:,(1)盖布瑞尔(Gabriel)合成法,(2)德来潘(Delepine)合成法,该反应分两步进行: 第一步生成环六亚甲基四胺复盐,,再将复盐溶于EtOH,高温用盐酸水介,去除溶剂 和生成的甲醛缩二乙醇后,即得到1胺的盐酸盐。,三、碳原子上的烷基化,1、芳环上碳原子的烷基化(FriedelCralfs反应),烯烃是好的烷基化试剂,可看成芳烃对烯烃的加成:,FriedelCralfs反应最常用的催化剂:无水三氯化铝,当芳环上存在间位纯化基,使芳香烃活性降低, 甚至不发生FriedelCralfs反应。 如
4、硝基苯不发生FriedelCralfs反应。,FriedelCralfs反应在合成上最大限制: 发生烷基试剂异构化作用,FriedelCralfs反应最重要用途之一: 合成环状化合物,2、活性亚甲基碳原子的烷基化,常见具有活泼亚甲基化合物: 丙二酸酯、氰乙酸酯、乙酰乙酸乙酯、 丙二腈、双酮。,影响活性亚甲基碳原子烷基化的因素:,(1)碱和溶剂的选择:醇钠最常用。,(2)一烷基化和二烷基化反应: 一取代还是二取代,由亚甲基化合 物与卤代烃活性和反应条件来定。,(3)烷基化反应中的副反应:,例1:甲基环己酮的合成:,3、烯胺的烷基化和酰基化反应,第二节 硫酸酯和磺酸酯用作烷基化试剂,一、硫酸酯烷基
5、化试剂,硫酸二酯是中性化合物,在水中溶解度小, 易水介。因此,使用硫酸二酯一般在碱液或无 水条件下直接加热进行烷基化反应。,由于酚羟基容易生成钠盐,因此用硫酸二甲酯烷基化时, 酚羟基优先甲基化。,二、磺酸酯作烷基化试剂,磺酸酯的制备都是从磺酰氯开始:,第三节 其它烷基化试剂,一、醇类烷基化试剂,二、环氧乙烷类化合物的羟乙基化,1、在氧原子上引入羟乙基,在酸催化下:,酸催化下是SN反应,由于R基的性质可有两种方式断裂,得两种羟乙基化合物: 若R为给电子基,反应按()进行,产物主要为伯醇;,若R为吸电子基,反应按()进行,主要产物为仲醇。,在碱催化下:,碱催化的烷基化反应为SN2反应,主要产物为仲醇。,2、在氮原子上引入羟乙基,例如:杀菌剂十三吗啉(Tridemorph)的合成:,三、重氮化合物作为烷基化试剂,重氮甲烷(CH2N2)是重要的甲基化试剂,反 应一般在乙醚、甲醇或氯仿中进行,在室温或低 温条件下进行。能够定量地将甲基引入酚、酸、 烯醇的羟基,形成碳氧键。,由于该反应过程只有N放出,并无其他副产物生 成,产品很纯,收率较高,在实验里适用。,重氮甲烷是剧毒、易燃的气体,因此不适于大规 模工业上的应用。,