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文档之家› 8.1 芳环上的C-烷基化反应
8.1 芳环上的C-烷基化反应
三、C-烷基化方法 1、用烯烃的C-烷基化 烯烃是最便宜和活泼的烷基化剂,广泛应 用于工业上芳烃、芳胺和酚类的C-烷基化。 液相法和气相法
2、用卤烷的C-烷基化 活性顺序:RCl>RBr>RI
工业上一般使用的是氯烷。反应过程 中有大量氯化氢生成,催化剂使用铝 锭或铝块;设备要采取防腐措施并要 在微负压下操作。 反应物料必须干燥脱水。
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
N-烷基化
C-烷基化
烷基化
O-烷基化
第一节 芳环上的C-烷基化反应 芳环上的C-烷基化是指芳环上的氢被烷 基所取代,生成烷基芳烃或烷基芳烃衍生物 的化学过程。
第八章 烷基化ห้องสมุดไป่ตู้
把烃基引入有机化合物分子中的C、N、 O等原子上的反应称为烷基化反应,也可简 称为烷化。
引入基团: 烷基(-R) 烯基(-C=C-)、炔基(-C≡C-) 芳基(-Ar) 取代烃基(-CH2COOH,-CH2CH2OH,CH2CH2CN)
常用烷化剂:
(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; (4)环氧化合物: H2C CH2 , H3C HC CH2 ;
Cl
CH2Cl
+
ZnCl2 o 85-90 C
Cl
CH2
对氯二苯甲烷
3、用醇的C-烷基化 在酸性催化剂作用下,用醇对芳胺进行烷 基化时,如果温度不太高(200-250℃),烷基 首先取代氮原于上的氢发生N-烷基化:
如果将温度再升高(240-300℃),则氮原 子上的烷基将转移到芳环并主要生成对位烷 基芳胺:
一、C-烷基化反应历程
烷化剂:烯烃; 卤烷; 醇、醛、酮。 1.反应历程:酸催化的亲电取代反应。
烯烃做烷基化剂的历程
卤烷做烷基化剂的历程
醇为烷基化剂的历程
醛为烷基化剂的反应历程
2.影响因素 取代基对反应影响
当芳环上有给电子的烷基时,使反应容易进行。
当芳环上含有吸电子基,使芳环钝化。
硝基苯不能发生烷基化反应,可做烷基化反应溶 剂。
(2)氢氟酸 (3)磷酸和多磷酸 (4)阳离子交换树脂 用烯烃、卤烷或醇对苯酚进行烷基化时是特别 有效的催化剂。
3、酸性氧化物和烷基铝 SiO 2-A12O3以适当的比例配合,则是烷基化反 应的良好催化剂。硅铝催化剂的优点是容易 再生、可重复使用,基本上不产生废液。 烷基铝是用烯烃作烷基化剂时的一种催化剂, 它可使烷基有选择地进入芳环上氨基或羟基 的邻位。
(2)氟化硼 可以同醇、醚和酚等形成具有催化活性 的络合物,副反应少,可用于酚类的C-烷化; 用烯烃或醇类作C-烷基化剂时也可以用 氟化硼作为硫酸、磷酸和氢氟酸等催化剂的 促进剂。
(3)其他酸性卤化物 ZnCl2、FeCl3和CuCl等酸性卤化物都是温和的 催化剂。 2、质子酸 (1)硫酸 必须选择适宜的浓度,以避免芳烃的磺 化、烷化剂的聚合、酯化、脱水和氧化等副 反应。
萘与正丁醇和发烟硫酸可以同时发生烷基化和 磺化反应
4、用醛和酮的C-烷基化
5、氯甲基化
四、应用实例 异丙苯的生产
+ CH2=CH-CH3 CH3 CH CH3
AlCl3:
6~7
1
80~100 ℃,0.2~0.3MPa
H3PO4(固) 7-8
1
200-250 ℃,0.3~1.0MPa
作业:P182:1、2
低温、低浓度、弱催化剂及较短的反应时间, 烷基进入芳环的位置,遵循亲电取代定位规 律。否则,烷基进入的位置缺乏规律性。
3. C-烷基化反应的特点 (1)C-烷基化是一连串反应 (2)C-烷基化是一可逆反应; (3)烷基正离子的重排
二、C-烷基化的催化剂 1、酸性卤化物(路易斯酸) (1)无水氯化铝 需有水分或氯化氢存在,有催化活 性。 工业上称为红油的AlCl3-溶剂配合物: