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烷基化反应

+ C12H24
AlCl3,HF
C12H25
(4)酚类的C-烷化
OH
+ H2C=C(CH3)2
苯酚铝催化剂 ~200oC,~2MPa
OH C(CH3)3
(5)2,6-二乙基苯胺
NH2 + 2CH2=CH2
(C2H5)2AlCl
H5C2
300oC,6.5-7.0MPa,115min
NH2 C2H5
y=97.9%
时间:5h
N(CH3)2 NHCH3
(+
)
96% (含量0.5%)
(2)N-甲基苯胺
NHCH3
2.2.2 用卤烷作烷化剂的N-烷化反应
烷化剂
R-I > R-Br > R-Cl
NH2
BrCH2CF3 NaOH
NHCH2CF3
主要产品:N-乙基-N-苄基苯胺
NHC2H5 + ClCH2
<100oC 水介质
(4)环氧化合物: H2C ,CH2 H3C HC C;H2
O
O
(5)烯烃和炔烃:CH2=CH2, CH3CH=CH2, R-CH=CH2,
CH2=CHCN, CH2=CHCOOCH3, CH≡CH;
(6)羰基化合物:HCHO, CH3CHO, C3H7CHO, Ph-CHO,
CH3COCH3,
O
2.1 C-烃化
C2H5 N CH2
+ HCl
2.2.3 用酯作烷化剂的N-烷化反应
O R-O-S-O-R
O
硫酸二烷基酯
O Ar-S-OR
O
芳磺酸酯
O HO-P-OR
OH
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
HC
C OOEt
O
R-X
O C OEt
R-HC
C OEt
O
影响因素:
(1)碱和溶剂的选择 a. 根据活泼亚甲基的化合物的酸性,常用醇钠、醇钾
b. 如醇钠为催化剂,则选醇为溶剂,对于在醇中难于烃化的 活性亚甲基化合物,可在苯、甲苯、二甲苯等油溶剂中加入 NaH或金属钠,生成烯醇盐再烃化
2)引入烃基的顺序 a 当R=R‘时,分步进行
O CH3-C-CH3 + 2
OH
酸性催化剂 脱水缩合
HO
过量
CH3
C
OH
CH3
双酚A
2.1.5 C-烷化反应的特点
连串反应
可逆反应
R + H+ H+ AlCl4-
RH
... . . ..
(+AlCl4-)
+ R+ (+AlCl4-)
+ CH2=CH-CH2 AlCl3
CH(CH3)2 +
2.2.4 用环氧乙烷作烷化剂的N-烷化反应
特点
(1)反应活性高,在N上引入CH2CH2OH; (2)连串反应;
CH2 CH2
CH2 CH2
RNH2
O K1
RNHCH2CH2OH
O K2
K1与K2相差不大
RN(CH2CH2OH)2
(3)酸催化反应。
CH2 CH2 + H+ O
CH2 CH2 开环 O H
烷基化反应
(Alkylation)
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,叫做烃化反应。 (引入烷基的反应叫烷基化反应)
烃基:烷基(-R) 烯基(-C=C-)、炔基(-C≡C-) 芳基(-Ar) 取代烃基(-CH2COOH,-CH2CH2OH,-CH2CH2CN)
烃化剂:
R-X O -C C
(3)影响因素
R
碱 : 三 苯 甲 基 钠 (锂 )Ph3CNa, 丁 基 锂 NaH、 NaNH2
二 异 丙 基 氨 基 锂 (i-Pr)2NLi
环己基异丙基氨基锂
NLi(i-Pr)2
a RX
b 羰基化合物
i 醛的α-C烃化少见,易发生Aldol缩合反应, 但可采用烯胺法
烃化试剂:醇、卤代烷、酯、烯烃、醛和酮、 环氧乙烷等。
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
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。
ii 酯的α-C烃化采用强碱,较弱的碱会发生 Claisen缩合副反应
不对称酮的α-烃化
O
B:
OLi
R2CHCCH2R' R2CHC CH R'
B: O
R2CH=CCH3 R'
R''X
O R2-CCCH2 R'
R' '
R''X
A
O
H3C
Ph3CLi/MeOCH2CH2OMe
r.t. 0.5h或 1h
+ CCl4
AlCl3 10 oC,3 h
C
Cl
+ 2HCl
二氯二苯甲烷
2.1.2 用烯烃作烷化剂的C-烷化反应
反应历程
CH2=CH + H+
CH2-CH3
+ CH2-CH3 慢
...
. .
.
.
H CH2-CH3

C2H5 &#+
CH3
CH3 C-CH3
CH3
重要品种介绍
有机化合物分子中碳原子上的氢被烃 基所取代的反应叫做C-烃化反应。
F-C烷基化反应:
R
烃化剂:烯烃;
R
卤烷; 醇、醛、酮。
HO
H2N
R
R
反应历程:酸催化的亲电取代反应。
2.1.1 用卤烷作烷化剂的C-烷化反应
反应历程
R-Cl + AlCl3
R Cl[AlCl3]
分子配合物
R+ AlCl4-
离子对
OH OH + (CH3)3COH
叔丁醇
磷酸催化 二甲苯溶剂
回流
(3)萘的C-烷化
OH OH + H2O
C(CH3)3
浓H 2SO4 C4H9OH
C4H9
发烟硫酸 磺化
C4H9
NaOH 中和
C4H9 SO3Na
渗透剂BX(拉开粉)
2.1.4 用醛、酮作烷化剂的C-烷化反应
反应历程
H C=O + H+
的条件,即强催化剂,较长时间,较高反应温度,生成不正常
的间位产物。
所以傅-克反应时间不宜过长,AlCl3用量不宜过大。
H3C
CH3Cl/AlCl3
CH3
0℃
CH3
△ 重排
CH3Cl/AlCl3
100℃
CH3
H3C
CH3
实例
Cl
CH2Cl +
ZnCl2 85-90oC
Cl
CH2
对氯二苯甲烷
Cl
2
CH3-CH-CH3
仲碳正离子
2.1.6 活泼亚甲基化合物的C-烷基化
X H2C Y
X, Y为 吸 电 子 基 O
吸 电 子 能 力 : -NO2 > -CR> RSO2-> - CN> -COOR> Ph
反应机理:
O
COOEt B
CH2 COOEt
CH
C OEt C OEt
+ BH
O
O C OEt
(3)催化剂的影响 作用:将烷化试剂转化为R+ 种类:质子酸、Lewis酸、酸性氧化物、烷基铝
AlCl3>FeCl3≥SbCl5>SnCl4>TiCl4>ZnCl2 HF>H2SO4>P2O5>H3PO4
(4)溶剂的影响
当芳烃为液体时,可过量作为溶剂;还可实用非极性溶剂(CS2,CCl4); 中等极性溶剂(二氯乙烷,四氯乙烷)和强极性溶剂(硝基苯,硝基甲烷)
b 当R≠R‘时, 当R、R‘ 为伯卤代烷,先大再小 当R、R‘ 为仲卤代烷,先伯后仲 当R、R' 为仲卤代烷,收率低,一般选用活性
高的亚甲基化合物
(3) 副反应 a 脱卤化氢的副反应
Br
HC COOEt +
COOEt
COOEt
HC
+
COOEt
b 脱烷氧羰基的副反应 当换成苯基时,反应更易发生
Ph2C
(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-C4H9OH,
C12H25OH, CH3OCH3, C2H5OC2H5;
K2/K1=1000
N(CH3)2
NH2 + C2H5OH
200oC K1
NHC2H5
C2H5OH
K2
N(C2H5)2
K2/K1=1/4
重要品种
(1)N,N-二甲基苯
胺 NH2
+ 2CH3OH
高压液相烷化法 H2SO4
摩尔比 : 1
3.2
0.11
温度:205-215oC
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