第9章烷基化反应
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第9章 烷基化反应
CH3 C O + 2 OH CH3 CH3
H 催化 脱水缩合
HO
C CH3
OH + H2O
（双酚A）
8.3
N-烷基化
• 定义：氨、脂肪族或芳香族胺类氨基上的氢原 子被烷基取代，或者通过直接加成而在氮原子 上引入烷基的反应叫N-烷基化反应。 • 这是制取各种脂肪族和芳香族伯、仲、叔胺的 主要方法，其反应通式如下：
OH OH (CH3)2CHOH +
磷酸催化 二甲苯溶剂回流
OH OH + H2O C(CH3)3
七、用醛类对芳环的C-烷基化
• 1、醛对酚类的C-烷基化 • 甲醛与过量苯酚在无机酸催化作用下反应， 可制得4,4'-二羟基二苯甲烷(双酚F)：
H C H O+ OH
H
H HO C H OH + H2O
三、催化剂
• C －烷基化反应是在催化剂存在下进行的亲电 取代反应。 • 1 、一类是路易斯酸，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 、另一类是质子酸，其中主要是氯氟酸、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 ）
异构化 ZnCl2催化 2.2MPa 240℃，
NH2
C4H9
• 2．用醇对酚类的C-烷基化 • 醇和酚在硫酸催化剂的存在下加热，一般只发 生酚羟基的O-烷基化反应，而生成酚醚。 • 但是，用叔丁醇或异丁醇时，它在加热下可脱 水成异丁烯，并与酚类发生C-烷基化反应。 • 例如，将邻苯二酚、叔丁醇在磷酸催化剂存在 下，在二甲苯溶剂中回流可制得对叔丁基邻苯 二酚：
H 催化 脱水缩合
HO
C CH3
OH + H2O
（双酚A）
8.3
N-烷基化
• 定义：氨、脂肪族或芳香族胺类氨基上的氢原 子被烷基取代，或者通过直接加成而在氮原子 上引入烷基的反应叫N-烷基化反应。 • 这是制取各种脂肪族和芳香族伯、仲、叔胺的 主要方法，其反应通式如下：
OH OH (CH3)2CHOH +
磷酸催化 二甲苯溶剂回流
OH OH + H2O C(CH3)3
七、用醛类对芳环的C-烷基化
• 1、醛对酚类的C-烷基化 • 甲醛与过量苯酚在无机酸催化作用下反应， 可制得4,4'-二羟基二苯甲烷(双酚F)：
H C H O+ OH
H
H HO C H OH + H2O
三、催化剂
• C －烷基化反应是在催化剂存在下进行的亲电 取代反应。 • 1 、一类是路易斯酸，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 、另一类是质子酸，其中主要是氯氟酸、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 ）
异构化 ZnCl2催化 2.2MPa 240℃，
NH2
C4H9
• 2．用醇对酚类的C-烷基化 • 醇和酚在硫酸催化剂的存在下加热，一般只发 生酚羟基的O-烷基化反应，而生成酚醚。 • 但是，用叔丁醇或异丁醇时，它在加热下可脱 水成异丁烯，并与酚类发生C-烷基化反应。 • 例如，将邻苯二酚、叔丁醇在磷酸催化剂存在 下，在二甲苯溶剂中回流可制得对叔丁基邻苯 二酚：
华理有机6-9章答案
CH3
CH3
CH3
CH2CH2CH3
CH CH3
CH2CH3
CH2CH3
正丙苯
CH3
异丙苯
CH3 CH3
2-甲基乙苯
CH3 CH3
3-甲基乙苯
CH3
CH2CH3
CH3
4-甲基乙苯
1,2,3-三甲苯
1,2,4-三甲苯
7-2 写出下列化合物的构造式。 （1）对溴硝基苯 （4）2,4,6-三硝基甲苯 （7）β -萘胺 （2）间碘苯酚 （5）对氯苄氯 （8）β -蒽醌磺酸 （3）对羟基苯甲酸 （6）3,5-二硝基苯磺酸 （9）９-溴菲
-1 -1 -1 -1
答案：2,3-二甲基-2-丁烯 习题 6-7 化合物 C6H12O2 其核磁共振谱图上有两个单峰δ =3.4（3H）,1.0(9H)。请写出该化合物的结构式。 答案：此化合物的结构式为
-1 -1 -1
1749cm 习题 6-8
C=O, 1250， 1060cm ,印证其为酯羰基。在2950cm 以上无红外吸收说明无不饱和氢。
1
-1
如何用 H NMR 区别顺-和反-1-溴丙烯两个异构体。
答案：偶合常数不同，反式偶合常数较大 习题 6-10 图 6-21 为 1,1,2-三氯乙烷的 H NMR 图(300MHz)。试指出图中质子的归属,并说明其原因。
1
CH3
CH3
CH2CH2CH3
CH CH3
CH2CH3
CH2CH3
正丙苯
CH3
异丙苯
CH3 CH3
2-甲基乙苯
CH3 CH3
3-甲基乙苯
CH3
CH2CH3
CH3
4-甲基乙苯
1,2,3-三甲苯
1,2,4-三甲苯
7-2 写出下列化合物的构造式。 （1）对溴硝基苯 （4）2,4,6-三硝基甲苯 （7）β -萘胺 （2）间碘苯酚 （5）对氯苄氯 （8）β -蒽醌磺酸 （3）对羟基苯甲酸 （6）3,5-二硝基苯磺酸 （9）９-溴菲
-1 -1 -1 -1
答案：2,3-二甲基-2-丁烯 习题 6-7 化合物 C6H12O2 其核磁共振谱图上有两个单峰δ =3.4（3H）,1.0(9H)。请写出该化合物的结构式。 答案：此化合物的结构式为
-1 -1 -1
1749cm 习题 6-8
C=O, 1250， 1060cm ,印证其为酯羰基。在2950cm 以上无红外吸收说明无不饱和氢。
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-1
如何用 H NMR 区别顺-和反-1-溴丙烯两个异构体。
答案：偶合常数不同，反式偶合常数较大 习题 6-10 图 6-21 为 1,1,2-三氯乙烷的 H NMR 图(300MHz)。试指出图中质子的归属,并说明其原因。
1
有机化学 第9章 醇酚醚
_ Br + R OH
×
R
_ Br + OH
按SN1机理进行的反应常发生碳正离子重排。
CH3 CH3C H CH3 CH3C H _ CH3 CH3 CH3C H （2° ） H2 C CH3
H C OH
CH3
H+
H C OH2 +
H2O
H C +
CH3
重排
CH3 CH3C +
H2 C
CH3
_ Br
（3）脱水时可能发生碳架结构重排，然后按札依 采夫规则消除。
2.醇蒸气与催化剂高温下脱水
催化剂：氧化铝。 温度：要求较高（～360℃）。
Al2O3 350~360℃
CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH
CH2
（二）分子间脱水
一般而言，在较高温度下，提高酸的浓度有利于分 子内脱水生成烯烃；用过量的醇在较低温度下，有 利于分子间脱水生成醚。
（二）氧化剂氧化 1.KMnO4/H+或K2Cr2O7/H+氧化
——鉴别伯醇与叔醇或仲醇与叔醇。 K2Cr2O7 ：橙 色； Cr3+：深绿色。
[说明]：K2Cr2O7——稀H2SO4一般对碳碳双键、三 键无影响。
CH CCH2OH K2Cr2O7-稀H2SO4 △ CH CCHO
×
R
_ Br + OH
按SN1机理进行的反应常发生碳正离子重排。
CH3 CH3C H CH3 CH3C H _ CH3 CH3 CH3C H （2° ） H2 C CH3
H C OH
CH3
H+
H C OH2 +
H2O
H C +
CH3
重排
CH3 CH3C +
H2 C
CH3
_ Br
（3）脱水时可能发生碳架结构重排，然后按札依 采夫规则消除。
2.醇蒸气与催化剂高温下脱水
催化剂：氧化铝。 温度：要求较高（～360℃）。
Al2O3 350~360℃
CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH
CH2
（二）分子间脱水
一般而言，在较高温度下，提高酸的浓度有利于分 子内脱水生成烯烃；用过量的醇在较低温度下，有 利于分子间脱水生成醚。
（二）氧化剂氧化 1.KMnO4/H+或K2Cr2O7/H+氧化
——鉴别伯醇与叔醇或仲醇与叔醇。 K2Cr2O7 ：橙 色； Cr3+：深绿色。
[说明]：K2Cr2O7——稀H2SO4一般对碳碳双键、三 键无影响。
CH CCH2OH K2Cr2O7-稀H2SO4 △ CH CCHO
(7)烷基化反应
SO2OR
最重要的环氧化合物是环氧乙烷（沸点10.73℃），其次是环
氧丙烷（沸点33.9℃）。它们都容易与氨基氮原子发生亲电加
成N-烷基化反应（也称羟乙基化反应）。
28
环氧化合物是活泼烷化剂，容易与氨基氮原子发生加成 N—烷化引入羟乙基。是连串反应，K1和K2相差不大，在氮原 子上引入一个或两个羟乙基时均应严格控制反应条件。
2）质子酸
硫酸、氢氟酸、磷酸、多磷酸、HCl等，可以使烯烃、醛酮 质子化，成为活泼的亲电质点。
3）酸性氧化物
Al2O3、SiO2等
4）烷基铝 （AlR3） 它是烯烃作为烷化剂时的一种特殊催化剂，使烷基有选择性
地进入芳环氨基或羟基的邻位 。 Al（OC6H5）3
Al
（OC6H5）3
4
7.2.3 反应特点 1）芳环上C-烷化是亲电取代反应
在酯类中，可以代替卤烷，最有实用价值的是硫酸二甲酯。
26
使用硫酸二甲酯的N-甲基化，通常只利用其中的一个甲基，
一般是在水介质中在缚酸剂存在下进行，或者在无水有机溶剂 中进行。反应温度不太高。
硫酸二甲酯的优点是它可以只让氨基烷化而不影响芳环中的
羟基。当分子中有多个氮原子时，可以根据各氮原子的碱性不
同，选择地只对一个氮原子进行N-甲基化。如：
它是酸催化的亲电取代反应，催化剂的作用是使烷化剂转 变为活泼的亲电质点碳正离子，然后在芳环上引入烷基。 1）烯烃烷化剂历程：
第九章 烷基化
第九章 烷基化
第一节 概述
一、烷基化反应及其重要性
1．定义：烷基化反应是指向有机化合物分子中的碳、氮，氧等原子上引入烃基增长碳链（包括烷基、烯基、炔基、芳基等）的反应，其中以引入烷基最为重要。 2．可发生烷基化反应的有机物：芳烃、活泼亚甲基化合物、胺类等。
3．烷基化试剂种类：卤烷、烯烃、醇及醚类、硫酸酯、醛和酮，环氧化物等。
4．催化剂种类 ⎩
⎨⎧等、质子酸等、、路易斯酸423
23SO H HF BF ZnCl FeCl
5．研究作用：可以合成塑料、医药、溶剂、合成洗涤剂、药物、染料、香料、催化剂、
表面活性剂等功能产品。如通过O －烷基化可制得聚乙二醇型非离子表面活性剂。通过N －烷基化合成的季铵盐是重要的阳离子表面活性剂、相转移催化剂、杀菌剂等。 二、烷基化反应的类型
⎪⎩
⎪
⎨
⎧---生成醚类化合中的氧原子上引入烷烷基化反应：向醇、酚生成伯、仲、中的氮原子上引入烷烷基化反应：向氨或胺烷基生成烷基作用下向芳环碳上引烷基化反应：在催化剂O N C 1．C －烷基化反应
如烷基苯的制备反应：
+R C l
3
R +
H C l
2．N －烷基化反应
如N,N －二甲基苯胺的制备反应：
N H 2
+C H 3
O H 2H 2S O 4N (C H 3)2
+2O H 2
3．O －烷基化反应
如壬基酚聚氧乙烯醚的制备反应：
O H C 9H 19
+O
C H 2C H 2O C H 2C H 2
O H C 9H 19O
C H 2C H 2
n O (C H 2C H 2)C 9H 19
n
C H 2C H 2O H
第二节 烷基化反应的基本原理
第七章烷基化与酰基化反应
第七章 烷基化与酰基化反应
烷基化反应是指在有机化合物分子中的C、N、O等原
子上引入烃基的反应，包括引入烷基、烯基、炔基、芳基等， 其中以引入烷基最为重要。广泛的烷基化还包括在有机化合 物分子中的C、N、O原子上引入羧甲基、羟甲基、氯甲基、 氰乙基等基团的反应。
酰基化反应是指在有机化合物分子中的C、N、O、S等
原子上引入脂肪族或芳香族酰基的反应。酰基是指从含氧酸 的分子中除去羟基后所剩余的基团。
O RC OH
7.1 C-烷基化反应
有机芳环化合物在催化剂作用下，用卤代烷、烯烃等烷 基化剂可以直接将烷基接到芳环上，称为C-烷基化反应。 这种反应最初是在1877年，由巴黎大学的法国化学家 傅列德尔(Friedel)和美国化学家克拉夫茨(Crafts)两人发现 的。利用这类烷基化反应可以合成一系列烷基取代芳烃，在 实验室和工业上的用途非常大。
C H O S O N a 3 3
C H C H O H 2 2
+ ( n C H ) N I 4 9 4 ( C H ) S O 3 2 4 N a O H O
C H C H O C H 2 2 3
H C O S O C H 3 3 O
7.3.3 醇或酚直接脱水成醚
醇或酚的脱水是合成对称醚的通法。醇或酚的脱水反 应通常在酸性催化剂存在下进行。常用的酸性催化剂有浓 硫酸、浓盐酸、磷酸、对甲苯磺酸等：
烷基化反应是指在有机化合物分子中的C、N、O等原
子上引入烃基的反应，包括引入烷基、烯基、炔基、芳基等， 其中以引入烷基最为重要。广泛的烷基化还包括在有机化合 物分子中的C、N、O原子上引入羧甲基、羟甲基、氯甲基、 氰乙基等基团的反应。
酰基化反应是指在有机化合物分子中的C、N、O、S等
原子上引入脂肪族或芳香族酰基的反应。酰基是指从含氧酸 的分子中除去羟基后所剩余的基团。
O RC OH
7.1 C-烷基化反应
有机芳环化合物在催化剂作用下，用卤代烷、烯烃等烷 基化剂可以直接将烷基接到芳环上，称为C-烷基化反应。 这种反应最初是在1877年，由巴黎大学的法国化学家 傅列德尔(Friedel)和美国化学家克拉夫茨(Crafts)两人发现 的。利用这类烷基化反应可以合成一系列烷基取代芳烃，在 实验室和工业上的用途非常大。
C H O S O N a 3 3
C H C H O H 2 2
+ ( n C H ) N I 4 9 4 ( C H ) S O 3 2 4 N a O H O
C H C H O C H 2 2 3
H C O S O C H 3 3 O
7.3.3 醇或酚直接脱水成醚
醇或酚的脱水是合成对称醚的通法。醇或酚的脱水反 应通常在酸性催化剂存在下进行。常用的酸性催化剂有浓 硫酸、浓盐酸、磷酸、对甲苯磺酸等：
有机第9章(湖南大学版)
Hofmann消除反应的实质是空间位阻问题！
24
【注意】① 当季铵碱的N原子上连有两个以上可变为烯烃的 基团时，主要生成分子量较小的烯烃。
CH3 CH3CH2CH2 N CH2CH3 OH CH3 CH3CH2CH2N(CH3)2 +
CH2 CH2
主要产物
② β碳原子上是芳基时， Hofmann规则不适用！
重氮化反应
41
一、结构
NH2 NaNO2 ,HX 0~5oC N NX
重氮盐
化学性质：1. 放出氮的取代反应 2. 保留氮的偶联反应
42
二、取代反应——放出N2反应(重点)
芳香重氮盐可被 －OH、－X、－ CN、－H和－NO2 取代生成相应的酚 、芳基卤、芳腈、 芳烃和硝基芳烃。 应用：通过重氮盐取代反应，在芳环上引入多种官能团
5
三、硝基化合物化学性质 1. α-H的酸性 具有α-H的硝基化合物有较强的酸性：
CH3NO2(pKa=10.2)，CH3CH2NO2(pKa=8.5)， CH3CH2CH2NO2(pKa=7.8)
硝基烷烃能跟NaOH作用生成盐：
RCH2NO2 + NaOH
[RCHNO2]Na+ + H2O
应用：鉴定含有α-H的伯、仲硝基化合物和叔硝基化合物
HCl
O (C2H5)2HNH2CH2COC
有机化学学习笔记：第九章芳香烃
C H C H C H C H 2 2 2 3
O n ( H g ) C C H C H C O O HZ 2 2
C H C H C H C O O H 2 2 2
H C l
P P A (多 聚 磷 酸 ) O
Z n ( H g ) H C l
O +O O
H C l O N 2H N H C l 2H A l C l 3 O H O
= 3 5 7 . 9 k J / m o l
+ 2 0 8 . 5 k J / m o l
计 算 苯 的 共 振 能 = 3 5 7 . 9 2 0 8 . 5 = 1 4 9 . 4 k J / m o l
3．命名
A. 以苯为母体的简单芳烃的命名
C H
CH 3 CH 3
1,2-二甲苯 (o-二甲苯)
NO 2
手 性 轴
1 2
4 3
S
9.2 物理性质
芳香烃一般不溶于水，可与水共沸，因 此用作脱水剂；相对密度小于1；有毒。
苯并芘 最强的致癌物
9.3 化学性质I——亲电取代反应
1．硝化
H S O 2 4 + H N O 3 0 6 0 C N O 2 + H O 2
+ 生 亲 电 试 剂 机理：产 H N O + H S O N O + H O + 2 H S O 3 24 2 3 4
《有机化学》第9章 醇 酚 醚
这个反应是可逆的。为了增加醇的反应速率，需要在脱水剂无水氯化锌存在下， 促进平衡向右移动，从而提高卤代烃的产量。这是实验室制取卤代烃的一种方法。
醇与氢卤酸的反应速率与醇的结构及氢卤酸的类型有关。 氢卤酸的活性次序是：H I > HBr > HCl； 醇的活性次序是：烯丙式醇（苄基醇）≈ 3°醇 > 2°醇 > 1°醇。 利用不同醇与盐酸反应速率的不同，可以用来区别C5以下的伯、仲、叔醇。所 用的试剂是用浓盐酸与无水氯化锌配成的试剂，称Lucas试剂。例如：
醇与金属钠作用生成醇钠，放出氢气，但反应比水缓和得多，这说明醇的酸性比水 弱。
醇也能和Mg、Al等反应。醇与金属的反应是随着相对分子质量的加大而变慢。 在这类反应中醇的反应活性是：甲醇>1°醇>2°醇>3°醇，这也是醇羟基的酸性顺序。
2023/6/13
8
2. 卤代反应 ⑴ 与氢卤酸反应
醇与卤化氢作用，发生亲核取代反应，生成卤代烃和水。
2023/6/13
9
⑵ 与卤化磷或亚硫酰氯反应
醇与磷的卤化物或亚硫酰氯反应，分子中的醇羟基被卤原子取代，生成相应的卤代烷。
POCl3可继续与ROH反应，生成磷酸脂。 醇与亚硫酰氯反应除生成氯代烷外，其余都是气体，给产物分离带来方便。
3. 脱水反应
醇与强酸（常用的酸是H2SO4或H3PO4）共热，发生脱水反应。有两种不同的脱 水方式：
醇与氢卤酸的反应速率与醇的结构及氢卤酸的类型有关。 氢卤酸的活性次序是：H I > HBr > HCl； 醇的活性次序是：烯丙式醇（苄基醇）≈ 3°醇 > 2°醇 > 1°醇。 利用不同醇与盐酸反应速率的不同，可以用来区别C5以下的伯、仲、叔醇。所 用的试剂是用浓盐酸与无水氯化锌配成的试剂，称Lucas试剂。例如：
醇与金属钠作用生成醇钠，放出氢气，但反应比水缓和得多，这说明醇的酸性比水 弱。
醇也能和Mg、Al等反应。醇与金属的反应是随着相对分子质量的加大而变慢。 在这类反应中醇的反应活性是：甲醇>1°醇>2°醇>3°醇，这也是醇羟基的酸性顺序。
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2. 卤代反应 ⑴ 与氢卤酸反应
醇与卤化氢作用，发生亲核取代反应，生成卤代烃和水。
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9
⑵ 与卤化磷或亚硫酰氯反应
醇与磷的卤化物或亚硫酰氯反应，分子中的醇羟基被卤原子取代，生成相应的卤代烷。
POCl3可继续与ROH反应，生成磷酸脂。 醇与亚硫酰氯反应除生成氯代烷外，其余都是气体，给产物分离带来方便。
3. 脱水反应
醇与强酸（常用的酸是H2SO4或H3PO4）共热，发生脱水反应。有两种不同的脱 水方式：
医用有机化学第九章
医用有机化学第九章
本章将探讨药物合成的基本概念，合成路线设计与优化，常见合成反应类型 以及功能团保护与去保护等关键主题。
药物合成的基本概念
了解药物合成的定义和意义，探讨药物合成的根本目标，以及如何评估合成方法的优劣。
药物合成路线设计与优化
深入研究如何设计和优化药物合成路线，包括选择有效的起始原料和合成步骤，以及考虑产率、 选择性和节能环保等因素。
常见药物合成反应类型
讨论合成药物所涉及的常见反应类型，如取代反应、加成反应、消除反应和 重排反应等。深入了解不同反应类型的机理和应用。
功能团保护与去保护
介绍功能团保护的概念和来自百度文库用，以及常用的保护基团和去保护方法。讨论功能团保护在药物合成 中的应用和挑战。
手性合成与拆分
探索手性合成的重要性和方法，包括对映选择反应、对映体拆分和手性识别等关键技术。讨论手 性合成对药物研发的影响。
不对称合成的策略
详细研究不对称合成的各种策略，如手性配体催化、不对称酶催化和不对称 还原等。探讨不对称合成在制备手性药物中的应用和局限。
环化反应与棋盘格规则
解释环化反应的概念和机制，并介绍棋盘格规则作为合成策略的应用。探讨 环化反应在药物合成中的重要性。
本章将探讨药物合成的基本概念，合成路线设计与优化，常见合成反应类型 以及功能团保护与去保护等关键主题。
药物合成的基本概念
了解药物合成的定义和意义，探讨药物合成的根本目标，以及如何评估合成方法的优劣。
药物合成路线设计与优化
深入研究如何设计和优化药物合成路线，包括选择有效的起始原料和合成步骤，以及考虑产率、 选择性和节能环保等因素。
常见药物合成反应类型
讨论合成药物所涉及的常见反应类型，如取代反应、加成反应、消除反应和 重排反应等。深入了解不同反应类型的机理和应用。
功能团保护与去保护
介绍功能团保护的概念和来自百度文库用，以及常用的保护基团和去保护方法。讨论功能团保护在药物合成 中的应用和挑战。
手性合成与拆分
探索手性合成的重要性和方法，包括对映选择反应、对映体拆分和手性识别等关键技术。讨论手 性合成对药物研发的影响。
不对称合成的策略
详细研究不对称合成的各种策略，如手性配体催化、不对称酶催化和不对称 还原等。探讨不对称合成在制备手性药物中的应用和局限。
环化反应与棋盘格规则
解释环化反应的概念和机制，并介绍棋盘格规则作为合成策略的应用。探讨 环化反应在药物合成中的重要性。
9-2第九章 羰基α–取代反应和缩合反应
例题与习题 请写出下列反应的产物
O
OH CHO
-
CHO
CHO
H OH
OHCHO
OH CHO CHO
CHO
+
O H3CC
EtONa 20 C
0
CH CHCO
三、Aldol加成和Aldol缩合
2. The mixed aldol addition
When one of the aldehyde or ketone has no a-H, and with one excess starting material, one product could be mainly obtained.
Aldol condensation
三、Aldol加成和Aldol缩合
1. Aldol addition and aldol condensation
Mechanism for the aldol addtion
三、Aldol加成和Aldol缩合
1. Aldol addition and aldol condensation
1. Aldol addition and aldol condensation
O RCHCR O RCH2CR an electrophile
a nucleophile
-hydroxyaldehyde Aldol addition -hydroxyketone
O
OH CHO
-
CHO
CHO
H OH
OHCHO
OH CHO CHO
CHO
+
O H3CC
EtONa 20 C
0
CH CHCO
三、Aldol加成和Aldol缩合
2. The mixed aldol addition
When one of the aldehyde or ketone has no a-H, and with one excess starting material, one product could be mainly obtained.
Aldol condensation
三、Aldol加成和Aldol缩合
1. Aldol addition and aldol condensation
Mechanism for the aldol addtion
三、Aldol加成和Aldol缩合
1. Aldol addition and aldol condensation
1. Aldol addition and aldol condensation
O RCHCR O RCH2CR an electrophile
a nucleophile
-hydroxyaldehyde Aldol addition -hydroxyketone
有机化学第9章 醇、酚和醚
O O O O
O O O
O O
12⎯冠⎯ 4
18⎯冠⎯6
2 醇的化学性质 1) 与金属钠(镁）的反应（O⎯H键断裂）
H2 O + Na NaOH + H2
ROH + Na
RONa + H2
不同种类的醇与活泼金属反应的快慢有一定的 差异，伯醇反应最快，其次是仲醇，叔醇最慢 故：酸性的强弱次序为：伯醇 > 仲醇 > 叔醇 醇钠的碱性次序为：叔醇钠 > 仲醇钠 > 伯醇钠
三硝酸甘油酯（硝酸甘油）
+
3 H2 O
4) 醇的脱水反应
分子内脱水：
CH3CH2O H
96%
H2S O4
o
170
C
H2C
CH2
CH3CH2CH CH3 OH
62% H2SO4 87
o
C
H3CH C
CH CH3
( C H 3)3 C O H
20% H2SO4 8 5 -9 0
o
C
( C H 3)2 C
H
Cl
10.21
10.26
10.00
9.38
NO 2 7.15
醇钠、酚钠的碱性： RONa + H2O C6H5ONa + CO2 + H2O ROH + NaOH C6H5OH + Na2CO3
O O O
O O
12⎯冠⎯ 4
18⎯冠⎯6
2 醇的化学性质 1) 与金属钠(镁）的反应（O⎯H键断裂）
H2 O + Na NaOH + H2
ROH + Na
RONa + H2
不同种类的醇与活泼金属反应的快慢有一定的 差异，伯醇反应最快，其次是仲醇，叔醇最慢 故：酸性的强弱次序为：伯醇 > 仲醇 > 叔醇 醇钠的碱性次序为：叔醇钠 > 仲醇钠 > 伯醇钠
三硝酸甘油酯（硝酸甘油）
+
3 H2 O
4) 醇的脱水反应
分子内脱水：
CH3CH2O H
96%
H2S O4
o
170
C
H2C
CH2
CH3CH2CH CH3 OH
62% H2SO4 87
o
C
H3CH C
CH CH3
( C H 3)3 C O H
20% H2SO4 8 5 -9 0
o
C
( C H 3)2 C
H
Cl
10.21
10.26
10.00
9.38
NO 2 7.15
醇钠、酚钠的碱性： RONa + H2O C6H5ONa + CO2 + H2O ROH + NaOH C6H5OH + Na2CO3
第9章 卤代烃讲解
亲核取代反应在合成中的应用举例 ⑴ 卤代烃的水解反应
H 2 O R X + N a O H R O H + N a X
① 碱性条件下反应有利 ② 有机合成中制备醇的好方法
⑵ Williamson混合醚合成
R X + N a O R ' R O R ' + N a X
RX必须是伯卤代烃，否则容易发生消除反应
烃基相同的卤代烃：氯代烃＜溴代烃＜碘代 烃；（为什么？） 分子式相同的同分异构体：直链卤代烃＞支 链卤代烃。（为什么？）
卤代烷的化学性质chemical properties
of alkyl halides
概述： 卤代烷碳卤键的极性使得卤原子比较容 易带着一对电子以卤负离子的形式离去 ，因而卤代烷具有较好的反应活性。
卤代烃的制法preparations
1. 自由基取代反应——卤代反应
缺点：烷烃的氯代得到复杂的产物，难以分离，合成中的应用 价值不大。 比较有意义的是某些烷烃的溴代，以及烯丙位和苄基位的卤代 ：
2. 加成反应——不饱和烃与卤化氢的加成反应
3. 醇的卤代反应 (1) 醇与氢卤酸反应
说明： ① 反应可逆； ② HX通常是HBr或HI，用浓HCl时必须 在路易斯酸催化下进行，常用的路易斯酸为ZnCl2，这一试剂称 为卢卡斯(Lucas)试剂。
第4章 烷基化反应和酰基化反应ppt课件
+ N
C H C H C l2 6 5
C H 3
4.1.3 卤代烷作为O-烷基化试剂
O-烷基化反应是制备醚的方法之一。许多芳醚的制备不宜采 用烷氧基化的合成路线，而需要采用酚羟基化(即O-烷基化)的合 成路线。 对于被烷基化的醇或酚来说，它们的负离子R-O-的反应活性 远远大于醇或酚本身的活性。因此，通常都是先将醇或酚与氢 氧化钠、氢氧化钾或金属钠相作用生成醇钠或酚钠，然后再与 卤代烷反应。
用酸酐对胺类进行酰化反应的通式为:
R'NH2 + (RCO)2O R'NHCOR + RCOOH
这一反应是不可逆的，反应中没有水生成。酸酐的酰化活 性较羧酸强，最常用的酸酐是乙酸酐，在20～90℃反应即可顺 利进行，乙酐的用量一般过量5%～10%。
烷基化反应是指在有机化合物分子中的碳、氮 、氧等原子上引入烃基的反应，包括引入烷基、烯 基、炔基、芳基等。
在有机化合物分子中的碳、氮、氧、硫等原子上 引入脂肪族或芳香族酰基的反应称为酰化反应。
4.1 常用的烷基化试剂——卤烷烃
卤代烷是一类比较活泼的烷化剂，比醇的活性高许多。 卤代烷烃中烷基相同时，活性大小顺序为：
铝 粉
+ H C l
C-烷基可发生重排，反应中的烷基正离子可重排 成较为稳定形式的烷基正离子。例如：
+ CH3 CH2 CH2Cl AlCl3 CH(CH3)2 70% + 30% CH2CH2 CH3
C H C H C l2 6 5
C H 3
4.1.3 卤代烷作为O-烷基化试剂
O-烷基化反应是制备醚的方法之一。许多芳醚的制备不宜采 用烷氧基化的合成路线，而需要采用酚羟基化(即O-烷基化)的合 成路线。 对于被烷基化的醇或酚来说，它们的负离子R-O-的反应活性 远远大于醇或酚本身的活性。因此，通常都是先将醇或酚与氢 氧化钠、氢氧化钾或金属钠相作用生成醇钠或酚钠，然后再与 卤代烷反应。
用酸酐对胺类进行酰化反应的通式为:
R'NH2 + (RCO)2O R'NHCOR + RCOOH
这一反应是不可逆的，反应中没有水生成。酸酐的酰化活 性较羧酸强，最常用的酸酐是乙酸酐，在20～90℃反应即可顺 利进行，乙酐的用量一般过量5%～10%。
烷基化反应是指在有机化合物分子中的碳、氮 、氧等原子上引入烃基的反应，包括引入烷基、烯 基、炔基、芳基等。
在有机化合物分子中的碳、氮、氧、硫等原子上 引入脂肪族或芳香族酰基的反应称为酰化反应。
4.1 常用的烷基化试剂——卤烷烃
卤代烷是一类比较活泼的烷化剂，比醇的活性高许多。 卤代烷烃中烷基相同时，活性大小顺序为：
铝 粉
+ H C l
C-烷基可发生重排，反应中的烷基正离子可重排 成较为稳定形式的烷基正离子。例如：
+ CH3 CH2 CH2Cl AlCl3 CH(CH3)2 70% + 30% CH2CH2 CH3
第十章烷基化反应
优点：烷基化反应时没有氧化副反应，也不会发生芳环的 磺化反应。尤其是芳环上含有敏感性基团（如羟基）时， 用磷酸效果比三氯化铝或硫酸都好。 缺点：价格比三氯化铝、硫酸贵得多，限制了应用。
十二烷基苯
目前采用HF为催化剂 十二烷基苯中苯在5、6位异构体含量高，2位异构体含 量只有15%。
0.4-0.6MPa HF 35-40OC
0 . 3 0 . 5 M P a
O 1 3 0 1 5 0 C
C H 3 C H 3
H CCH CC 3 2
CC H H 2 CC 3
橡胶防老剂OD
除草剂拉索的中间体2，6-二乙基苯胺，还广泛用于医 药、染料等。高压釜中加入苯胺和催化剂，高温高压下 通入过量的乙烯，得到产品。
N H 2 N H 2
O H O H
+ C H = C H ( C H ) 2 3 3
C a t
C ( C H ) 3 3
常用甲基叔丁基醚（沸点55.3℃）代替异丁烯（-6.8℃）
醇类对芳环C的烷基化反应
醇类反应活性较弱，一般选用硫酸、氯化锌作催化剂。
用醇的烷基化：在酸性催化剂的作用下，醇对芳胺进行 烷基化时，如果温度不高（200-250℃），首先发生N的 烷基化。如果温度升高，烷基转移到芳环上，主要生成 对位烷基芳胺。
+ CH3(CH2)9CH=CH2
有机化学：第9章-卤代烃
R-X + NH3（过量） ④与醇钠（RONa）反应
R-NH2 + NH4X 伯氨
R-X + R'ONa
R-O R' + NaX 醚
R-X一般为1°RX，（仲、叔卤代烷与醇钠反应时，主要 发生消除反应生成烯烃）。
22
9.3 卤代烷
⑤与AgNO3—醇溶液反应
醇 R-X + AgNO3
R-O NO2 + AgX 硝酸酯
34
9.3 卤代烷
②格式试剂还可与还原电位低于镁的金属卤化物作用， 这是合成其他有机金属化合物的一个重要方法。
E0=-1.660 E0=-0.402
E0=-2.370 E0=-2.370
E0=+0.014
35
E0=-2.370
9.3 卤代烷
⑵与金属锂反应
❖ 有机锂化合物的性质与格式试剂很相似，反应性能更 为活泼，遇水、醇、酸等即分解。
◆消除反应与取代反应在大多数情况下是同时进行的，为竞争 反应，哪种产物占优则与反应物结构和反应的条件有关。
28
9.3 卤代烷
❖ 脱卤素 ❖ 反应物：邻二卤代物 反应条件：Zn (Ni)粉
C C + Zn 乙醇 XX
C=C + ZnX2
邻二碘化物脱碘反应一般不需要加锌粉。
KOH 醇溶液 R CH CH CH CH R'
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4，醛、酮
HCHO, CH3CHO, C3H7CHO, Ph-CHO,
CH3COCH3,
O
工业上付-克芳烃烷基化反应最常用的烷基化试 剂是烯烃和卤烷，其次是醇、醛和酮。
二、芳环结构对C－烷基化的影响
1，芳环上有给电子基团
（1）烷基，有利于反应 （2）－NH2、－OR、—OH等,与催化剂络合而降低 芳环上的电子云密度而不利于反应。
（含量0.5%）
用来制备染料、橡胶硫化促进剂、炸药和医药中间体。
Al2O3 . SiO2
NH3 + CH3OH
CH3NH2 + H2O
350℃~500℃
500℃反应时，NH3:CH3OH为2.4:1时，产物比例： 一甲胺54%，二甲胺26%，三甲胺20%.
二、用卤烷作烷化剂的N-烷化反应
卤烷是N-烷基化常用的烷基化剂，其反应活 性较醇强。当需要引入长碳链的烷基时，由于 醇类的反应活性随碳链的增长而减弱，此时就 要用卤烷作烷基化剂。
CH2X
>
R3CX
> R2CHX > RCH2X > CH3X
wenku.baidu.com
2，烯烃
CH2=CH2, CH3CH=CH2, R-CH=CH2, CH2=CHCN, CH2=CHCOOCH3,
3，醇类
CH3OH, C2H5OH, n-C4H9OH, C12H25OH, CH3OCH3, C2H5OC2H5;
一般选用硫酸、氯化锌作催化剂
C4H9
浓H 2SO4 C4H9OH 发烟硫酸 磺化 NaOH 中和
C4H9 SO3Na
C4H9
渗透剂BX(拉开粉)
C4H9
在合成橡胶生产中用作乳化剂，在纺织印染 工业中大量用作渗透剂。
B、醛类作为C－烷基化试剂 DDT滴滴涕(1,1,1-三氯-2,2’-双(对氯苯基)乙烷)
O Cl3C-C-H + 2
醚
NH2 + (CH3)2O Al2O3 230℃ NHCH3 + CH3OH
NHCH3 + (CH3)2O
NH(CH3)2 + CH3OH
重要品种
（1）N,N-二甲基苯胺
NH2 + 2CH3OH 摩尔比 ： 1 3.2
高压液相烷化法 H2SO4
N(CH3)2 ( + 96%
NHCH3 )
0.11 温度：205-215oC 压力：3.0-3.2MPa 时间：5h
2，芳环上有吸电子基团
（1）－X、羰基、羧基等，反应需要较苛刻条件。 （2）硝基（－NO2），腈基（－CN），不能进行反 应。
3，烷基进入芳环的位置 （1）低温、低浓度、弱催化剂、短时间，烷基
进入的位置遵循亲电取代反应的规律.
（2）不在上述条件下，烷基进入的位置缺乏规
律.
三、C－烷基化反应的催化剂
（5）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
NH2 + CH3OH
200 C K1
o
NHCH3
CH3OH K2
N(CH3)2
K2/K1=1000
NH2 + C2H5OH
200 C K1
o
NHC2H5
C2H5OH K2
N(C2H5)2
K2/K1=1/4 目的是制备一烷基化仲胺，则醇用量仅稍大于理论量；若 是制备二烷基化叔胺，则醇用量约为理论量的140~160%.
1.异丙苯
用途： 航空汽油的添加剂，提高油品的辛烷值。 经过氧化和分解，制备苯酚和丙酮。 工业上苯和丙烯的连续烷基化用液相和气 相两种方法均可生产。
+
AlCl3： H3PO4(固） 6～7
CH2=CH-CH3
1
CH3 CH CH3
95～100 ℃，0.2～0.3MPa 170-190 ℃，2～4MPa
三氯乙醛
Cl
浓H 2SO4 o 15-30 C
Cl
H C CCl3
Cl
农药
扩散剂N的制备
SO3H 2 + CH2O 130℃
H2 C + H2O HO3S SO3H
纺织印染的重要助剂
4,4’-二氨基二苯甲烷
NH2
2
+ CH2O
HCl 100℃
H2N
H2 C
NH2
+ H2O
偶氮染料的重氮组分，又是制造压敏染料的 中间体。
C－H → C－R N－H → N－R O－H → O－R
烷基化种类
+
H2C
CH CH3
CH3 CH CH3
N(CH3)2
NH2
+ 2CH3OH
H2SO 4
OH
+ CH3Cl
OCH3
§9.2 C－烷基化反应
一、C－烷化剂
1，卤烷
烷基相同时，反应活性为 RCl > RBr > RI 卤原子相同时
C、酮类作为C－烷基化试剂 双酚A（2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷）
O CH3-C-CH3 + 2
过量
OH 酸性催化剂 脱水缩合
HO
CH3 C CH3
双酚A
OH
§9.3 N－烷基化反应
氨基上的氢原子被烷基取代，或者通过 直接加成而在氮原子上引入烷基的反应，叫 做N-烷基化反应。 ArNH2 ＋ R－Z → ArNHR ＋ HR ArNHR ＋ R－Z → ArNR2 ＋ HR
伯胺
H Ar-N+-R H
Ar-N-R + H+ H 仲胺 R+
R Ar-N-R + H+
叔胺
R Ar-N+-R H
R
+
R Ar-N+-R R
季铵盐
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）可逆反应。
Ar-NH2 + ROH Ar-NHR + ROH K1 K2 ArNHR + H2O ArNR2 + H2O
A、醇类作为C－烷基化试剂
酸性催化剂，温度不太高（200-250℃），先N－烷基化 反应 温度再升高（240-300℃）烷基转移，生成烷基芳胺
NH2
+
C4H9OH
ZnCl2 210℃ , 0. 8MPa ZnCl2
NHC4H9
+ H2O
NHC4H9
240℃ , 2. 2MPa
H9C4
NH2
萘与正丁醇和发烟硫酸可同时发生烷基化 和磺化反应，生成二丁基萘磺酸
高温、高压
NH2 C2H5
七、用卤烷作为C-烷基化
工业上一般使用的是氯烷。反应常在液相 中进行。用铝锭或铝球放入烷基化塔内，而 不直接使用无水氯化铝。 苯与氯烷的摩尔比为5:1.
+
C12H25Cl
AlCl3 60 - 70℃
C12H25
+
HCl
八、醇、醛、酮作为C-烷基化试剂
醇类、醛类和酮类是弱烷基化剂 烷基化过程是脱水缩合过程 主要用于活泼芳香族衍生物的烷基化（苯、 萘、酚、芳胺等） 催化剂一般为：硫酸、磷酸、HCl、三氯 化铝、氯化锌
用磷酸酯的N-烷化
磷酸酯与苯胺或其他芳香胺反应可以得到收 率较好、纯度较高的N,N-二烷基芳胺。
NH2 3 + 2(RO)3PO 3 NR2 + 2H3PO4
用芳磺酸酯的N-烷化
ArNH2 + ROSO2Ar'
ArNHR + Ar'SO3H
烷基化用的芳磺酸酯应在反应前制备：芳磺酰 氯与相应的醇在氢氧化钠存在下于低温反应，可 得到芳磺酸酯。/
特点：
（1）烷化剂活泼性
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 卤素相同时
CH3X
RCH2X > R2CHX > R3CX >
（2）反应不可逆，为连串反应
ArNH2 ＋ RX → ArNHR ＋ HX ArNHR ＋ RX → ArNR2 ＋ HX
路易斯酸 质子酸 酸性氧化物 烷基铝 （AlR3）
1，路易斯酸
质子酸
酸性氧化物
烷基铝
四、烷基化反应历程
催化剂的作用下使烷基化剂强烈极化成为活 泼的亲电质点 亲电质点进攻芳环生成σ-络合物 脱去质子变为最终产物
烯烃做烷基化剂时：
+ R CH CH3 AlCl4
慢
H + CH CH3 AlCl4R
NH2
+
CH2Cl
NH
CH2
+ HCl
（3）反应中有HX产生，易与芳胺成盐
NH2·HCl
常用缚酸剂如：NaOH、Na2CO3、MgO、Ca(OH)2等
（4）R－X的沸点较低，反应宜在压力下进行 如：氯甲烷的沸点：-23.7℃，氯乙烷的沸点 13℃
主要产品：N-乙基-N-苄基苯胺
NHC2H5 + ClCH2
苯分子引入乙基或异丙基后，进一步烷基化的速 度比苯快1.5~3.0倍。
（2）C－烷基化反应是可逆反应烷基的转移和歧化 （3）烷基可能重排 1-氯丙烷与苯反应产物
六、用烯烃的C-烷基化
在C-烷基化剂中，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：路易斯酸和质子酸为催化剂。 气相法：固体酸催化剂（如：磷酸-硅藻土， BF3-γ-Al2O3）
2. 异丙基甲苯
用途： 氧化和酸解可得到混合甲酚和丙酮，间甲酚 是生产彩色电影胶片和高效、低毒农药的原料， 并可用于制造树脂、增塑剂和香料。 甲苯与丙烯烷基化，得到邻、间和对位异丙 基甲苯的混合物。
工艺条件
反应可在釜式串联反应器或塔式反应器中以间 歇或连续方法进行。
CH3
3 + CH2=CH-CH3 100oC
R
快
CH CH3 +
δ+ δ-
H Cl AlCl3
对烯烃的加成符合马尔科夫尼科夫规则
卤烷的烷基化
+ R AlCl4慢
H + R . AlCl4-
快
R + HCl + AlCl3
用醇烷基化时，以质子酸为催化剂时：
ROH + H+ ROH2+ R+ + H2O
五、芳烃烷基化反应的特点
（1）C－烷基化是连串反应
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。
R'NH2 + ROSO2R R'NHR + ROSO2OH
R'NH2 + ROSO2Na
R'NHR + NaHSO4
最常用的是硫酸二甲酯。
第九章
烷基化反应
§9.1概述
一、定义
在有机化合物分子中的碳、氮、氧等原子 上引入烃基的反应。
烃基：烷基（-R） 烯基（-C=C-）、炔基（-C≡C-） 芳基（-Ar） 取代烃基(-CH2COOH,-CH2CH2OH,-CH2CH2CN)
二、烷基化种类
1，C－烷基化 2，N－烷基化 3，O－烷基化
烷化试剂：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。
一、用醇或醚的N-烷基化
反应历程
ROH + H+ R+-OH2 R+ + H2O
Ar-NH2 + R+
HO
CH3
+ 2 H2C
CH3 浓 2SO4 H C CH3
C(CH3)3 HO CH3 C(CH3)3
抗氧剂264
5. 烷基苯胺
是制造农药除草剂拉索的重要中间体，此外 还是制备杀虫剂、植物生长调节剂、医药和染 料中间体。汽油抗爆剂、橡胶抗臭氧剂。 由苯胺与烯烃经烷基化制取。
NH2 C2H5 + 2 H2C CH2 Al(NHC6H5)3
<100 C 水介质
o
C2H5 N CH2 + HCl
用途:用作酸性橙50；酸性红119；酸性蓝5、7； 酸性绿5、15、65；阳离子兰65等染料的中间体。
三、用酯作烷化剂的N-烷基化
O R-O-S-O-R O
O Ar-S-OR O
O HO-P-OR OH
硫酸二烷基酯
芳磺酸酯
磷酸单酯
都是很强的烷基化试剂，反应可在常压下进 行，但是有些价格高，限制其应用。
CH3
AlCl
CH3
氧化酸解 氨解
CH3 NH2
CH3 CH CH3
OH
连续生产时：塔的径高比为1/10,甲苯与丙烯 的摩尔比1/0.5,反应温度100℃，常压，物料平 均停留时间约60分钟。
3. 2-异丙基萘
由萘与丙烯经烷基化制取，再进一步氧化和酸 解制备2-萘酚和丙酮。
4. 烷基酚
由苯酚与不同链长的α-烯烃经烷基化制备。 可用于制造润滑油添加剂、增塑剂、润湿剂、 抗氧剂、洗涤剂及浮选剂。
最常用的是对甲苯磺酸甲酯
四、用环氧乙烷的N-烷基化
环氧乙烷是一种活性较强的烷基化剂，容 易开环，和分子中有活性氢的化合物（如水、 醇、氨、胺、羧酸及酚等）发生加成反应。
环氧乙烷的蒸气与空气的混合物的爆炸范围 很宽，空气含量为3%~98%时都在爆炸范围内。
特点
50
（1）反应活性高，在N上引入CH2CH2OH； （2）连串反应；
RNH2 CH2 CH2 O K1 CH2 CH2 O RNHCH2CH2OH K2 RN(CH2CH2OH)2
K1与K2相差不大
（3）酸催化反应。
CH2 CH2 + H+ O NH2 C2H5OH CH2 CH2 O H
开环
+
CH2CH2OH
亲电试剂
NHC2H5 CH2 CH2 O