精细有机合成化学与工艺学课件--第10章烃化

NH2 + CH3CH2Cl SO3Na SO3Na N(C2H5)2
（2）N,N－二乙基-3-乙酰氨基苯胺
NH2 + CH3CH2Br NHCOCH3 NHCOCH3 N(C2H5)2
（3）N－乙基-N-苄基苯胺
N H C 2H 5 + C lC H 2
<100 C 水介质
o
C 2H 5 N CH2 + HCl
K2/K1=1/4
N H C 2H 5 + H 2O
N (C 2 H 5 ) 2 + H 2 O
注意：胺类化合物在N烷基化反应中也存在烷基 的转移现象。例如：
2 NHCH3 H+ N(CH3) 2 + NH2催化法 •电解N-烷化
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本节重点讨论芳胺的N-烷化。
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10.2.1 用醇类的N-烷基化
一、用醇类的液相N-烷基化
常用用浓硫酸 等强酸作催化 剂
1、用醇类进行液相N-烷基化反应的反应历程 + + 结论： （7-12） ROH + H R + H 2O
H Ar N ： R+ + H H Ar N： R + R R Ar
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10.2.4 用环氧化合物的N-烷基化
CH2 O CH2
（
）
环氧乙烷的沸点较低(10.7℃)，其蒸气与空气的混 合物的爆炸范围很宽，空气含量为3％一98％时都 在爆炸范围内，所以在通环氧乙烷前后，务必用 氮气置换容器内的气体。
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特点
CH2 CH2 O K1 CH2 CH2 O R N H C H 2C H 2O H K2
NH2
+
CH 2 Cl
NH
CH
2
+
HCl
（3）反应中有HX产生，易与芳胺成盐
NH 2 ·HCl
常用缚酸剂如：NaOH、Na2CO3、 MgO、Ca(OH)2等
（4）R－X的沸点较低，反应宜在一定压力下进行

如：氯甲烷的沸点：-23.7℃，氯乙烷的沸点 13℃
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三、重要实例
（1）N,N－二乙基间氨基苯磺酸钠
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+
N ： R+ + R
1、芳香胺类用醇进行的液相N-烷基化 H H 是一个亲电取代反应。胺的碱性越强， 反应越易进行； r A N： H + + Ar N+ R 2、芳香族胺类，如果环上带有给电基 R H 时，则芳胺将容易发生烷基化；而环上 R H 带有吸电基时，则烷基化较难进行。 + Ar N ： H+ + Ar N 3、由强酸催化的用醇进行胺类烷基化 R 反应时，往往得到伯、仲、叔胺和季铵 R R 盐的混合物，季铵离子的生成量按化学 计量不会超过原来加入的酸量。 + A r -N R 3 4、胺类用醇的烷基化是连串反应，又 9 是可逆反应。 …
R-OH的H被芳基取代（O-芳基化)
二芳基醚(Ar-O-Ar’)：Ar-OH的H被芳基取代 （O-芳基化，芳氧基化)
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10.3.1 用醇类的O-烷基化
R O H + R 'O H
大 量 浓 H 2S O 4
R -O -R ' + H 2 O
R O H + H 2S O 4
O δ+ R -O -S -O H O
R 'O H
R -O -R ' + H 2 S O 4 H
-H +
-
R -O -R '
ROH
H+ 质子化
N (C H 3 ) 2 + H 2 O
改性分子筛； 新型纳米催化剂
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10.2.2 用卤烷的N-烷基化
一、烷化剂 当烷基相同时：R-I > R-Br > R-Cl 当烷基不同时： C6H5CH2X >R3CX > R2CHX > RCH2X > CH3X。
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二、反应特点：
（1）活泼性

R越长，RX的活性越低

卤代烃的活性与C－X键的键能成反比。 RI > RBr > RCl > RF
卤素相同 伯卤代烷反应最好，仲卤烷次之，叔卤烷常因发 生消除反应而不宜采用。

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（2）反应不可逆，为连串反应 ArNH2 ＋ RX → ArNHR ＋ HX ArNHR ＋ RX → ArNR2 ＋ HX
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10.2.3 用酯类的N-烷基化
O R -O -S -O -R O O A r-S -O R O O H O -P -O R OH
硫酸二烷基酯
CH3
芳磺酸酯
磷酸单酯
CH3
50～ 60℃ + C H 3O S O 2O C H 3 N a 2 C O 3 ,N a 2 S O 4 ,少 量 水 NH2 + H 2S O 4
4. 卤烷对芳环的C-烷基化;
5.醇对芳环的C-烷基化; 6.醛烃对芳环的C-烷基化;
7.酮烃对芳环的C-烷基化。
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10-2 N-烃化
氨基上的氢原子被烃基取代的反应叫做 N-烃化反应。 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。
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二、O-烷基化反应 1. 用醇类的O-烷基化; 2. 用卤烷的O-烷基化; 3. 用酯类的O-烷基化; 4. 用环氧乙烷的O-烷化; 5.用醛和酮的N-烷基化； 6.用烯烃的O-烷基化; 7. O-芳基化(烷氧基化和芳氧基化)。
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三.芳环上的C-烷基化反应 1. 烯烃对芳烃的C-烷基化; 2.烯烃对芳胺的C-烷基化; 3.烯烃对酚类的C-烷基化;
k1 N H 2 + C H 3O H k2 N H C H 3 + C H 3O H
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N H C H 3 + H 2O
N (C H 3 ) 2 + H 2 O
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以苯胺用乙醇的N-烷化为例：
k1 N H 2 + C 2H 5O H k2 N H C 2H 5 + C 2H 5O H
2 2
3
2
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 缩合-还原型
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加 成 型
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本章教学基本内容和要求 一、N-烃化反应 1. 用醇类的N-烷基化; 2. 用卤烷的N-烷基化; 3. 用酯类的N-烷基化; 4. 用环氧乙烷的N-烷化; 5. 用烯烃的N-烷基化; 6. 用醛和酮的N-烷基化。 7. N-芳基化(芳氨基化)
+
CH2 CH2 O H
开环
+
C H 2C H 2O H
亲电试剂
NH2 C 2H 5O H
N H C 2H 5 C H 2 C H 2 O
N
C 2H 5 C H 2C H 2O H
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10.2.5 用烯烃的N-烷基化
δ+
R -N H 2
+ C H 2= C H
Y
R -N H C H 2 C H 2 -Y
Y : -C N , - C O O H , -C = O , -C O O R
δ+ CH2 β
CH α
C
N δ
δ+ CH2
δO CH C OCH3
催化剂
酸:CH3COOH、H2SO4、HCl、H 3 C 碱:三甲胺，三乙胺
S O 3H
、FeCl3
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N (C H 3 ) 2
3 A rN H 2 + 2 (R O ) 3 P O A rN H 2 + R O S O 2 A r
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3A rN R 2 + 2H 3 P O 4 A rN H R + A r S O 3 H
'
'
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用硫酸酯的N-烷化
（1）沸点高，故可在常压下进行；但价格比醇和卤代烃高 ； ArNH2 ＋ ROSO2OR → ArNHR ＋ ROSO2OH 需要碱中和生 成的酸 ArNH2 ＋ ROSO2ONa → ArNHR ＋ NaHSO4 难于进行 （2）可在-NH2的N上烷基化而不影响-OH； （3）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； （4）缺点：毒性大。
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10.3 O-烃化
醇羟基（R-OH）或酚羟基（Ar-OH）上的氢原 子被烃基取代，生成二烷基醚、烷基芳基醚或二 芳基醚的反应叫做O-烃化反应。 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）
（1）反应活性高，在N上引入CH2CH2OH； （2）连串反应；