烷基化反应
(7)烷基化反应
1
7.2 C-烷基化反应
有机芳环化合物碳原子上的氢被烷基所取代的反应叫C-烷 基化反应。其最重要的烷基化剂有：烯烃、卤烷、醇、醛、 酮等。该反应是1877年法国化学家Friedel与美国化学家Crafts 两人发现的，也称为Friedel- Crafts反应。 7.2.1 反应历程
对于芳胺的N—烷化，胺的碱性越强，亲电加成易于进行， 当环上有给电子取代基时，反应可在100℃以下进行，当环上 有吸电子取代基时，反应需在120℃以上进行 。 氨或脂肪胺与环氧乙烷的反应，用于制备乙醇胺类化合物。
29
30
7.3.5 用烯烃的N—烷化 当烯烃分子中烯双键的α位没有吸电子基时，氨基氮原子的
19
苯胺用乙醇N-乙基化时， K1和K2都比较小（分别为30和2.7）， 所以就是用过量较多的乙醇，烷化产物中仍以N-乙基苯胺为主。 如果烷化温度过高，氮原子上的烷基会转移到苯环中氨基的对 位或邻位碳原子上。 存在烷基的转移。 3）工艺举例
20
21
22
7.3.2 用卤代烃作烷化剂 当卤烷比相应的醇更易获得时，当然用卤烷作烷化剂，如氯
8
酚类的烷基化：催化剂可用浓硫酸，强酸性阳离子交换树 脂，磷酸等，此时烷基进入对位。
如要控制烷基进入邻位，则需用酚铝作催化剂。
OH +
阳离子交换树脂
CH2=C(CH3)2 80-200oC
OH
OH
(C6H5O)3Al
+ CH2=C(CH3)2
200oC, 2MPa
C(CH3)3
OH C(CH3)3
酸催化剂 H3C H3C
CCl3 C H
CH3 + H2O
烷基化反应的重要性及应用
烷基化反应的重要性及应用烷基化反应是化学中一种重要的反应，它是有机化学的基础之一。
烷基化反应指的是将一种化合物中的一种或多种氢原子取代为烷基基团的反应，常用的烷基化试剂有硫酸、亚硫酸、醇和羰基化合物等。
烷基化反应在有机合成、药物合成等领域都有着广泛的应用。
1. 烷基化反应在有机合成中的应用烷基化反应是有机合成中最为基础和重要的反应之一，它能够构建出复杂的碳链和不同类型的碳碳、碳氧、碳氮键，是合成天然产物、药物以及高分子化合物的重要步骤。
例如, 将芳香酮与有机硫化合物反应可以合成各类烷基硫醇衍生物，是制备植物激素、农药、生物碱、天然香料等的重要途径。
此外，烷基化反应还常常被用来合成复杂的天然产物，比如土霉素、紫杉烷等。
2. 烷基化反应在药物合成中的应用烷基化反应在药物合成领域也有着广泛的应用。
例如，苯地酸经由烷基化反应可以得到壬二酸，后者是制备高血压和高胆固醇的药物的原料；烷基化反应还可以用于合成止痛剂、退烧药、镇静剂等。
此外，烷基化反应在开发新药物中也有着重要的作用，因为大量的新型药物分子中都含有具有特殊功能的碳链结构，因此烷基化反应是设计新型药物的基础。
3. 烷基化反应在高分子化学中的应用烷基化反应在高分子化学中也有着重要应用。
例如，用烷基化反应合成不同长度的板栗糖醇，从而探索其在高分子领域中的应用；烷基化反应也可以用于聚合物的修饰，引入不同的官能团，从而改变聚合物的性质和应用。
总的来说，烷基化反应是有机化学中一种非常重要的反应，它在有机合成、药物合成、高分子化学等领域都有着广泛的应用。
新的烷基化试剂和新反应的开发将推动烷基化反应在各个领域中的应用更加广泛深入。
烷基化反应
CH2
+ HCl
六、用醇对芳环的C－烷基化
• 醇类是反应能力较弱的烷基化剂，它 们只适用于活泼芳族化合物(例如苯胺、 苯酚和萘等)的C-烷基化。 • 常用的烷基化催化剂有路易斯酸和质子 酸等。 • 1．用醇对芳胺的C-烷基化
NH2
C4H9OH H2O ZnCl2催化 210℃， 0.8MPa
NHC4H9
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
4、用醛或酮的N-烷基化
• 氨或胺类化合物和许多醛或酮可发生还 原性烷基化，即伴随有还原反应的烷基 化反应，其化学反应通式如下：
H R C O H + NH3
H2O
R C NH
亚胺
还原剂
RCH2NH2
伯胺
R R
/
R C O + NH3
H2O
R
/
C
亚胺
（精品课件）烷基化反应
4 烷基化反应定义：一般而言，有机分子中的氢原子(包括某些官能团上的，如羟基和氨基等)被烷基取代，可称为烷基化反应。
意义：在药物分子中引入烷基可增加其脂溶性，或形成新的官能团赋予药物以特殊性能。
如丁卡因药效为普鲁卡因的10倍。
本章内容：醇、酚的氧烷化，胺的氮烷化，活泼亚甲基及芳烃的碳烷化等反应。
4.1 氧原子上的烷基化反应在氧原子上烷基化是获得醚，尤其是不对称醚的通用方法。
4.1.1 以卤代烃为烷基化试剂醇、酚的钠盐或醇、酚在碱(钠、氢氧化钠以及氢氧化钾等)的存在下与卤代烷生成醚的反应称为Williamson反应，是合成不对称醚的最常用方法。
(1) 反应机理Williamson反应是典型的SN2反应。
此外，醇、酚与卤代烷的反应也可按SN1机理进行。
(2) 影响因素底物的影响：①伯卤代烷一般为SN2机理；叔卤代烷一般为SN1机理；而仲卤代烷可SN1也可SN2。
②由于芳环的吸电子作用，使得酚的活性一般弱于醇。
③底物的空间位阻对反应速率影响较大。
溶剂的影响：极性溶剂可促进反应。
SN2反应一般在碱性条件下进行；而SN1反应一般在酸性或近中性(可为弱碱性)条件下进行。
(3) 反应示例①苯海拉明的合成反应机理：双分子亲核取代(SN2)。
②糖环6-伯羟基的保护在极性溶剂中，Ph3CCl可形成非常稳定的碳正离子Ph3C+，此步为控制步骤，该碳正离子形成后迅速与伯羟基结合，生成醚。
反应机理：碳正离子历程(SN1)。
③卤代烃为芳卤的情况：对硝基苯乙醚(非那西丁中间体)的合成反应机理：加成-消除机理。
反应活性：I<Br<Cl<F；芳环上一定要有吸电子基。
4.1.2 以芳磺酸酯为烷基化试剂氧原子的吸电子作用使得芳磺酸酯成为很好的离去基团，当与其相连的碳原子受到醇的进攻时，芳磺酸基很容易离去。
常见的芳磺酸酯包括苯磺酸酯、对甲苯磺酸酯、对硝基苯磺酸酯、对卤苯磺酸酯以及对三氟甲基苯磺酸酯等。
反应示例：鲨肝醇的合成(SN2反应)。
烷基化反应的简介
07
烷基化反应研究前沿与挑战
研究现状概述
烷基化反应类型
目前已知的烷基化反应主要包括 Friedel-Crafts 烷基化、烯烃的烷 基化、芳烃的烷基化等，每种类 型都有其特定的反应条件和机理 。
催化剂研究
催化剂在烷基化反应中起着至关 重要的作用，目前研究主要集中 在寻找高效、环保的催化剂，如 固体酸催化剂、离子液体催化剂 等。
02 03
烯烃烷基化反应数据处理
通过测定反应前后烯烃和卤代烃的含量变化来计算反应的 转化率和选择性；通过气相色谱等手段对产物进行分离和 定量分析。
羧酸烷基化反应数据处理
通过测定反应前后羧酸和卤代烃的含量变化来计算反应的 转化率和选择性；通过红外光谱、核磁共振等手段对产物 进行结构鉴定。同时，还可以通过对比实验数据，优化反 应条件，提高反应的效率和产物的纯度。
05
烷基化反应在有机合成中的应用
药物合成中的应用
1 2 3
合成药物活性成分
通过烷基化反应，可以合成具有特定药理活性的 药物分子，如抗癌药物、抗病毒药物等。
改善药物性质
烷基化反应可用于改善药物的溶解性、稳定性以 及生物利用度等性质，从而提高药物的疗效和安 全性。
药物代谢研究
烷基化反应在药物代谢研究中也有重要应用，可 以通过模拟体内代谢过程，研究药物在体内的转 化和代谢途径。
天然产物合成中的应用
合成复杂天然产物
通过烷基化反应，可以合成具有复杂结构的天然产物，如萜类、 生物碱等，这些天然产物往往具有重要的生物活性。
天然产物结构修饰
烷基化反应可用于对天然产物的结构进行修饰，从而改变其生物活 性和药理作用，为药物设计和开发提供新的思路。
合成天然产物类似物
第十章烷基化反应
C2H5
C2H5
87%
NH2
+2CH2=CH2
(C2H5)2AlCl 300OC, 6.5-7MPa, 115min
C2H5
C2H5
97.9%
烷基铝作催化剂，使烷基有选择性地进入芳环氨基或羟基的邻位；遇水 或空气会分解燃烧，因此，反应要求无水、隔绝空气，具有良好的搅拌。
3、烯烃对酚类的C烷基化反应
CH3 CH
70%
+
CH3
CH CH2
AlCl3
CH3 CH2CH2CH3
30 %
§7.3 N－烷基化反应
常用的烷基化剂 醇和醚：甲醇、乙醇、甲醚、乙醚等
取代烷 卤烷：氯甲烷、碘甲烷、溴乙烷、氯苄等 基化剂
酯类：硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、磷酸三甲酯等
加成烷 基化剂 烯烃衍生物：丙稀腈、丙烯酸、丙烯酸甲酯 还原烷 醛酮：各种脂肪族和芳香族的醛酮 基化剂
烷基化反应在精细有机合成中的应用
O CNH2 OH O
+EtBr
NaOH 80~100 C 1.96MPa
O
CNH2 OEt 75%
镇痛药邻乙氧 基苯甲酰胺
NHCH2Ph N
Me2NCH2CH2 NCH2Ph NaNH2/Tol 6h 88% N
+ClCH2CH2NMe2HCl
抗组胺药
CH CH COOH
R R
+
R
2
R
R
+ H+
R
+ R+
利用该原理制备1，2，3－三烷基苯、4-叔丁基苯乙 酮等难于制备的化合物。
R' R R (CH3)3CCl AlCl3 R R R' Cl AlCl3 R R
烷基化反应的简介
R' NH2 + R
' R NHR + R
z
z
z
RNH2 + HZ
RNHR' + HZ
R2NR' + HZ
R2NR' + R
z
R3NR' +
+
z-
N－烷基化产物是制造医药、表面活性剂及纺织印染助剂时的重要中间体。 氨基是合成染料分子中重要的助色基团，烷基的引入可加深染料颜色，故N－
烷基化反应在染料工业有着极为重要的意义。
它们均是反应能力相对较弱的烷化剂，仅适用于活泼芳烃的C－烷基化， 如苯、萘、酚和芳胺等。
OH OH
+
Cat HCHO
CH 2OH
二、O-烷基化反应
醇羟基或酚羟基中的氢被烷基所取代生成醚类化合物的反应，称为O －烷基化反应。 常用的O－烷基化剂： 卤烷、酯及环氧乙烷等 被烷基化物：醇、酚 反应机理： 属亲电取代反应
CH 3
A
NO2
B
AlCl3 - H-Cl
CH 3 NO2
C
CH 3
+
CH 3Cl
D
结论：C ＞ B ＞ A ＞D
★ 2．烷基化试剂
主要有卤烷、烯烃和醇类，以及醛、酮类。 （1）卤烷： 卤烷（R－X）是常用的活性较强的烷化剂。
+
AlCl3 CH 3Cl
CH 3
+
H-Cl
不能用卤代芳烃（氯苯或溴苯）来代替卤烷作烷基化试剂实验。 原因： 连在芳环上的卤素受到共轭效应的稳定作用，其反应活性较低， 不能进行烷基化反应。 （2）烯烃 ： 烯烃是另一类常用的活性较强的烷基化剂。
8章 烷基化反应
5.芳环上C-烷化反应特点 连串反应 可逆反应 烷基正离子能发生重排
6. C-烷基化方法
烯烃烷化法 乙苯、异丙苯和高级烷基苯
卤烷烷化法 苯系物与氯代高级烷烃 制备高 级烷基苯
醇、醛和酮烷化法 适用于活泼芳烃的C-烷基 化，如苯、萘、酚和芳胺等。常用的催化剂有 路易斯酸和质子酸等。
萘与正丁醇和发烟硫酸可以同时发生C-烷基化和磺化反 应，得到的二丁基萘磺酸，即为渗透剂BX（拉开粉）
活泼的碳正离子与芳烃形成σ-络合物，再进一步脱去
质子生成芳烃的取代产物烷基苯。
上述亲电质点（碳正离子）的形成反应中，H+总是加到含氢 较少的烯烃碳原子上，遵循马尔克夫尼可夫(Markovnikov)规 则，以得到稳定的碳正离子。
2）卤烷的C-烷基化 Lewis 酸催化剂三氯化铝能使卤 烷极化，形成分子络合物、离子络合物或离子对：
丙烯腈和丙烯酸酯分子中含有较强吸电子基团(氰基、羧 酸酯)，使分子中β-碳原子上带部分正电荷，从而有利于 与胺类发生亲电加成，生成N-烷基取代产物。
β-氨基丙酸型两性表面活性剂通常是由1ml脂肪伯胺与 1.0-1.1mol的α-不饱和一元酸酯(如丙烯酸甲酯、丙烯酸 乙酯)反应来制备的。
RNH2
COOR1
2）烯烃 常用的烷基化剂，生产成本最低、来源最广， 故广泛用于芳烃、芳胺和酚类的C-烷基化。 常用的烯烃有：乙烯、丙烯、异丁烯 3）醇、醛和酮 较弱的烷化剂， 醛、酮用于合成二芳基或三芳基甲烷衍生物。
2 烷基化底物的影响 适用广泛，芳杂环、稠环、呋喃系、吡咯系等。 芳环上的取代基的影响： 1）烷基推电子基团，易进行C-烷基化 2）存在氨基、醚、羟基等供电子基团，不利于C-烷基 化反应（？？）； 3）吸电子基团，不易发生C-烷基化反应。
有机化学基础知识点整理烷基化反应与烷化反应机制
有机化学基础知识点整理烷基化反应与烷化反应机制【有机化学基础知识点整理】烷基化反应与烷化反应机制烷基化反应是有机化学中一类重要的反应，主要涉及底物中的氢原子被烷基基团取代的过程。
烷化反应机制则是指在此类反应中所形成的反应中间体和过渡态的详细变化过程。
本文将整理烷基化反应的几个基础知识点，并探讨其中常见的烷化反应机制。
一、烷基化反应的基本概念烷基化反应是有机化学中最为常见和广泛应用的一类反应，其中最常见的就是烷基磺酸盐的合成。
其原理是通过引入一个“烷基基团”，将底物中的氢原子取代。
烷基化反应可以形成新的碳-碳键或碳-氧键，产生新的有机化合物。
二、烷基化反应的分类烷基化反应根据反应过程的类型和反应底物的不同，可以分为以下几类：1.质子接受型烷基化反应：底物中的质子被烷基离子或烷基金属试剂取代。
2.质子捐赠型烷基化反应：底物中的烷基基团将质子给予另一分子，形成新的碳-碳键。
3.亲电取代型烷基化反应：底物中的亲电试剂与烷基基团发生亲电取代反应。
4.自由基烷基化反应：底物中的烷基离子与自由基试剂发生反应，形成新的碳-碳键。
三、常见的烷化反应机制1.质子接受型烷基化反应机制：在质子接受型烷基化反应中，底物中的质子被烷基离子或烷基金属试剂取代。
这类反应通常采用强碱作为反应试剂，如氢氧化钠（NaOH）。
反应机理如下：底物 + 烷基离子/烷基金属试剂→ 产物 + 相应的离子/金属盐该反应机制属于亲核取代反应，质子首先被碱中的氢氧根离子去质子化，然后进一步与烷基离子或金属离子发生亲核取代反应，最终形成新的碳-碳键。
2.自由基烷基化反应机制：在自由基烷基化反应中，底物中的烷基离子与自由基试剂发生反应，形成新的碳-碳键。
这类反应通常通过热、光或自由基引发剂来产生自由基，如过氧化氢（H2O2）或过氧化苯甲酰（Benzoyl peroxide）。
反应机理如下：底物 + 自由基试剂→ 产物该反应机制属于自由基取代反应，首先由自由基引发剂产生自由基，然后自由基与底物反应，形成新的碳-碳键。
烷基化反应
R Ar-N+-R
R
季铵盐
R+ + H2O
Ar-N-R + H+ H 仲胺 R+ R
Ar-N+-R H
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）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
（5）可逆反应。
Ar-NH2 + ROH
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；Βιβλιοθήκη 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
慢
ArH
H
快
Ar AlCl4
R
Ar-H 慢
R+ + AlCl4-
烷基正离子
Ar-R + AlCl3 + HCl
• 回顾
在Lewis酸催化作用下，芳烃及其衍生物与烯 烃、卤烷、酰卤、酸酐等活性组分反应形成新的 C-C键的反应，叫做傅氏反应。
引入烷基的反应叫做傅氏烷基化反应； 引入酰基的反应叫做傅氏酰基化反应。
NH2
BrCH2CF3 NaOH
NHCH2CF3
主要产品：N-乙基-N-苄基苯胺
NHC2H5 + ClCH2
烷基化反应方程式
烷基化反应方程式
主要的烷基化反应包括：卤代烷基化反应、炔烃炔基化反应、芳香化
合物烷基化反应等。
以下分别介绍这些反应的方程式。
1.卤代烷基化反应
卤代烷基化反应是指通过取代卤代烃中的卤原子，引入烷基基团。
卤代烷基化反应的机理分为两步：
(1)卤离子的脱离：R-X+NaOH→R-OH+NaX
(2)烷基化：R-OH+CH3I→R-CH3+HI
其中，R代表烷基基团，X代表卤素，比如氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)等。
2.炔烃炔基化反应
炔烃炔基化反应是指通过取代炔烃中的氢原子，引入烷基基团。
炔烃炔基化反应的机理如下：
炔烃+X2→炔基卤代物+HX
炔基卤代物+CH3MgX→炔基烷基化物+MgX2
其中，X代表卤素，MgX代表有机锂/有机镁试剂。
3.芳香化合物烷基化反应
芳香化合物烷基化反应是指通过取代芳香环上的氢原子，引入烷基基团。
芳香化合物烷基化反应的机理如下：
芳香烃+AlCl3→芳香基卤代物+HCl
芳香基卤代物+CH3MgX→芳香基烷基化物+MgX2
其中，X代表卤素，AlCl3代表路易斯酸。
需要注意的是，以上的方程式只是烷基化反应的一般形式，实际反应中可能存在多种反应途径和副反应。
此外，不同的烷基化反应有不同的条件和催化剂要求，具体反应条件需要根据实际情况进行选择。
总结起来，烷基化反应是一类通过在有机分子中引入烷基基团而改变其化学性质的有机化学反应。
主要的烷基化反应包括卤代烷基化反应、炔烃炔基化反应和芳香化合物烷基化反应。
了解烷基化反应的方程式可以帮助我们理解它们的反应机理以及应用范围。
第四章 烷基化反应
三、碳原子上的烷基化 1、芳环上碳原子的烷基化（Friedel—Cralfs反应）
Ar—H + RX AlCl3 Ar—R + HX
烯烃是好的烷基化试剂，可看成芳烃对烯烃的加成：
Ar
Ar—H
+
C
C
AlCl3
H
—C
C—
OH
+ CH2=CH2
AlCl3
OH C 2H 5
Friedel—Cralfs反应最常用的催化剂：无水三氯化铝
C6H5CH2Cl
（CH3）3COCH2C6H5 70—78%
一般来说，1°卤代烃与醇钠反应，可以得到 良好产率醚。２°、３°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
RCHX R’
+ R
OH
OH
R
OCHR + R’
H 3O
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 K２CO３即可
CH2CHOH C13H27N CH2CHOH CH3
CH3
H2SO4 180 ℃
C13H27N
CH2CH O CH2CH CH3
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。
68%~72%
在氨基化反应中，卤代烷的活性次序为： RI>RBr>RCl>RF R的结构： 伯卤代烷>仲卤代烷>叔卤代烷。 叔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 ：
Br(CH2)5Br + NH3
第二章_烷基化反应
R2NH R3N
R2NH +
跟卤代烃的反应是主要方法之一， 缺点：易得到混合胺
1.伯氨的常用制备方法
(1):氨水和卤代烃的反应
O OH Br 70% NH2 NH3(70mol) O OH
用大大过量的氨水，抑制进一步反应， 该方法在工业中应用广泛
NO2 Cl O2N NH3/AcONH4 170 oC, 6h O2N NO2 NH2
CCl4/AlCl3 10-30 oC,3 h Cl Cl O H2O 80ຫໍສະໝຸດ O OH 95% CH2CH2CN
冠状动脉扩张药派克西林中间体
O OH C6H6/AlCl3 25 C, 4 h
o
冠状动脉扩张药普尼拉明中间体
MeO MeO CN AlCl3 MeO MeO
镇痛药延胡索乙素中间体
1.反应机理 ：C+ 离子对芳环的亲电进攻
差向异构
OH CH3 cis CH3I/NaH/THF 50℃, 1 h OCH3 CH3 cis (100%)
OH CH3 trans
CH3I/NaH/THF 50℃, 1 h
OCH3 CH3 trans (100%)
多卤代物的醚化
CHCl3 + 3 CH3ONa CH(OCH3)3
CCl4
+
多卤代烃，甲醛，环氧乙烷
二.格氏试剂的C-烷基化 格氏试剂
OMe
Case：
NHBoc OH
PhCH2Br
NHBoc O
H N O O
二、酚的O-烷基化
1.卤代烃为烃化剂
CONH2 OH EtBr/NaOH 80~100℃, 19.6 x 10exp4 Pa CONH2 OEt
烷基化反应
F-C 烷基化反应
全名叫福瑞德―克拉夫反应、就是苯环上发生的酰基化或烷基（乙、丙稀等）化 反应 。
在苯环上引入酰基或 者烷基，常用路易士酸或质子酸催化，最长用的无水三氯化铝（A1C13）催化剂，是苯环衍生化的 重要 反应。
烷基化反应∶1、把烃基引入有机化合物分子中的C、N、O（氢、氮等）原子上的反应称为烷基化反应，也可简
称烷化。
2、利用加成或置换反应将烷基引入有机物分子中的反应过程。
烷基化反应作为一种重要的合成手
段广泛应用的于许多化学工生产过程。
3、烷基—即饱和烃基、是烷烃分子中失掉一个氢原子后剰余的烃基（如甲基、乙基等）,烯烃是
最便宜和活泼的烷基化剂，常用的烯烃有乙烯、丙烯等。
重要。
生物能量转化中的烷基化反应
生物能量转化中的烷基化反应生物能量转化是指生物体内对化学能的利用和转化，包括三个基本过程：酶催化反应、酸碱平衡和氧化还原反应。
其中，烷基化反应是生物体内重要的氧化还原反应之一。
烷基化反应是指通过一系列酶的协同作用，将碳氢键上的氢原子取代成甲基基团的一种反应。
在生物体内，烷基化反应主要参与脂类代谢和有机物降解过程，是生命能量转化的重要步骤之一。
在生物体内，烷基化反应的过程由较为复杂的酶络合或酶促反应完成。
其中最典型的反应便是羧酸-酯转移酶所催化的反应。
在这个过程中，酯键上的氧元素与羧酸基团接近，导致氧离子带负电荷，从而形成具有强亲电性的甲基基团。
烷基化反应也可以由甲基转移酶催化完成。
在这个过程中，某些辅因子或辅酶作为反应的催化剂，帮助氧化碳氢键上的氢原子成为甲基基团的一部分。
这个反应发生的具体步骤为：首先，辅酶中的某些辅基（如辅酶A）与可转移的烷基发生诱导拼合成暂时性的酰基。
这个酰基原则上可以由任何酸团提供——比如，参与正在进行的脂质代谢反应的次甲基叔醇脱氢酶就可以提供。
但是，主要情况是这些酸酐由转酰基酶的催化下直接从羧酸首位胺基、酰胺、双糖-N-乙酰胺或甘油三酯的脂肪酸基上脱离并加到辅基的硫原子上。
然而，生物烷基化反应的普遍存在往往受到反应难度较大的抑制作用。
在一定程度上，角蛋白酰化反应和DNA甲基化反应常常被认为是由反应难度大的生物烷基化反应的一种保护机制或转化机制。
总体来说，生物烷基化反应反映了生物体内丰富多彩的化学反应特性，也揭示了生物能量转化与代谢的重要特征。
回顾烷基化反应的生物学意义，不难看出，恰当的研究和应用烷基化反应可以为开展更加深入的生物能量转化研究和新型生物技术发展提供关键的思路和实践基础。
了解有机化学中的烷基化反应和芳基化反应
了解有机化学中的烷基化反应和芳基化反应有机化学是研究碳及其化合物的科学，是化学学科中的一个重要分支。
在有机化学中，烷基化反应和芳基化反应是常见的反应类型。
本文将详细介绍这两种反应的概念、机理和应用。
一、烷基化反应1. 概念烷基化反应是将氢原子替换为烷基基团的化学反应。
在这种反应中，烷基基团可由卤代烷或有机金属试剂等与反应物发生取代反应而得到。
2. 机理烷基化反应的机理主要分为两种：亲核取代机理和自由基取代机理。
亲核取代机理多发生在芳香族化合物的取代反应中，而自由基取代机理则更常用于碳碳键的烷基化反应。
3. 应用烷基化反应在有机合成中具有广泛的应用。
例如，通过烷基化反应可以合成一系列烷基化合物，如烷基卤化物、醚类化合物等。
这些化合物在药物合成、聚合物合成等领域具有重要的作用。
二、芳基化反应1. 概念芳基化反应是将氢原子替换为芳香基团的化学反应。
由于芳香基团的稳定性和活性，芳基化反应相对烷基化反应来说更为复杂。
在芳基化反应中，芳香族化合物通过取代反应与芳香化合物或芳香烃发生反应，取代基通常包括烷基、酰基、氧化物等。
2. 机理芳基化反应的机理主要有电子亲核芳香取代机理和电子亲电芳香取代机理。
在电子亲核芳香取代机理中，取代基通过亲核进攻取代芳环上的一个氢原子；而在电子亲电芳香取代机理中，取代基通过电子亲电性进攻取代芳环。
3. 应用芳基化反应在有机合成中具有广泛的应用。
例如，通过芳基化反应可以合成一系列含有芳香环的化合物，如芳基卤化物、酰基芳香化合物等。
这些化合物在医药化学、材料化学等领域中具有重要的应用价值。
总结有机化学中的烷基化反应和芳基化反应是两种重要的反应类型。
烷基化反应是将氢原子替换为烷基基团，而芳基化反应是将氢原子替换为芳香基团。
这两种反应在有机合成中有着广泛的应用，可以合成各种有机化合物，并在药物合成、材料合成等领域中发挥重要作用。
了解有机化学中的烷基化反应和芳基化反应对于深入理解有机反应机理、推导合成路线以及解决化学问题都具有重要意义。
格氏试剂烷基化反应
格氏试剂烷基化反应格氏试剂烷基化反应是一种重要的有机合成反应，它可以将含有活泼氢原子的化合物烷基化。
该反应的反应物为格氏试剂和含有活泼氢原子的化合物，反应产物为烷基化产物和氯化镁。
该反应具有反应条件温和、反应产率高、反应物易得等优点，因此在有机合成中得到广泛应用。
格氏试剂烷基化反应的机理是格氏试剂与含有活泼氢原子的化合物发生加成反应，生成中间体，然后中间体与氯化镁发生消除反应，得到烷基化产物和氯化镁。
具体反应机理如下：首先，格氏试剂与含有活泼氢原子的化合物发生加成反应，生成中间体。
格氏试剂中的有机锂与含有活泼氢原子的化合物中的活泼氢原子发生反应，生成中间体。
中间体的结构为R-Mg-X，其中R为烷基，X 为卤素。
中间体的生成是一个亲核加成的过程。
然后，中间体与氯化镁发生消除反应，得到烷基化产物和氯化镁。
中间体中的镁离子与氯化镁反应，生成镁盐。
镁盐与中间体中的卤素离子发生消除反应，生成烷基化产物和氯化镁。
反应过程中，氯化镁起到了催化剂的作用。
格氏试剂烷基化反应的反应条件包括反应温度、反应时间、反应物的摩尔比等。
一般来说，反应温度在-78℃至室温之间，反应时间在数小时至数天之间，反应物的摩尔比为1:1至1:3之间。
反应条件的选择应根据具体反应物的性质和反应要求进行调整。
在有机合成中，格氏试剂烷基化反应可以用于合成烷基化产物、芳基化产物、脂肪酸盐等化合物。
例如，可以将苯甲醇烷基化得到苯乙醇，将苯甲醛烷基化得到苯乙醛，将苯甲酸烷基化得到苯乙酸等。
此外，格氏试剂烷基化反应还可以用于合成生物活性分子、药物分子等有机化合物。
总之，格氏试剂烷基化反应是一种重要的有机合成反应，具有反应条件温和、反应产率高、反应物易得等优点，在有机合成中得到广泛应用。
格氏试剂烷基化反应
格氏试剂烷基化反应格氏试剂烷基化反应是有机合成中常用的一种方法，可以将醇、酚等含有活泼氢原子的化合物转化为相应的烷基化产物。
本文将介绍格氏试剂烷基化反应的原理、机理以及实验操作步骤。
1. 原理格氏试剂是由三甲基锡（Me3Sn）和溴代烷（R-Br）经过碱催化反应制备得到的有机锡试剂。
在格氏试剂烷基化反应中，三甲基锡被活泼氢原子取代，生成相应的烷基锡中间体。
然后，该中间体会与底物发生S_N2取代反应，生成相应的烷基化产物。
格氏试剂烷基化反应示意图如下：R-Br + Me3Sn → R-SnMe3R-SnMe3 + Nu^- → R-Nu + Me3Sn^-其中，R表示底物分子中的活泼氢原子，Nu^-表示亲核试剂。
2. 机理格氏试剂烷基化反应主要涉及两个步骤：格氏试剂形成和烷基化反应。
2.1 格氏试剂形成格氏试剂的制备是通过三甲基锡和溴代烷经过碱催化反应得到的。
碱的作用是去质子化三甲基锡，生成三甲基锡负离子，然后与溴代烷发生取代反应，生成格氏试剂。
格氏试剂的结构中，有一个碳-锡键和三个碳-甲基键。
2.2 烷基化反应在实际反应中，底物中的活泼氢原子会与格氏试剂发生S_N2取代反应。
此时，底物分子中的活泼氢原子会被烷基锡离子取代，而原来与活泼氢原子相连的部分则与Me3Sn-离子结合。
这样就形成了烷基化产物和Me3Sn-离子。
3. 实验操作步骤下面介绍一种常见的实验操作步骤来进行格氏试剂烷基化反应：3.1 实验材料和仪器•格氏试剂：三甲基锡•底物：含有活泼氢原子的醇、酚等化合物•溴代烷：用于制备格氏试剂•溶剂：常用的有机溶剂如二氯甲烷、乙醇等•碱：用于催化反应的碱，如碳酸钠、氢氧化钠等•实验仪器：反应釜、磁力搅拌器、冷却装置等3.2 实验步骤1.制备格氏试剂：1.在干燥条件下，将三甲基锡和溴代烷按一定的摩尔比例加入反应釜中。
2.加入适量的碱催化剂。
3.在适当的温度和时间下进行反应，通常需要加热和搅拌。
4.反应结束后，用水或稀酸处理格氏试剂，使其转变为不带电荷的有机锡化合物。
n烷基化反应机理
n烷基化反应机理烷基化反应是有机化学中一种常见的反应类型，它在有机合成中具有重要的应用价值。
本文将以n烷基化反应为题，为读者讲述其反应机理和应用。
一、引言有机化合物中的烷基化反应是一种将烷基基团引入到有机分子中的重要方法。
它可以通过引入烷基基团来改变分子的性质和结构，从而得到具有新功能的有机分子。
本文将以人类的视角，向读者介绍烷基化反应的机理和应用。
二、烷基化反应的机理烷基化反应是通过在有机分子中引入烷基基团来改变其性质和结构的一种反应。
在烷基化反应中，通常会使用烷基化试剂作为烷基来源。
烷基化试剂可以是烷基卤化物、烷基金属试剂或烷基醇等。
烷基化反应的机理可以分为两个步骤：亲核取代和消除反应。
首先，亲核取代反应发生在亲核试剂（如烷基卤化物）与底物（如烯烃或芳香化合物）之间的反应中。
亲核试剂中的烷基离子攻击底物中的亲电子部分，形成新的化学键。
这个步骤通常是一个速率决定步骤，也是烷基化反应的关键步骤。
接下来是消除反应，该步骤发生在生成的中间体与底物中的亲电子部分之间的反应中。
消除反应可以是通过β消除还原、α消除还原或内消除来进行的。
这个步骤通常是一个副反应，但在某些情况下也可以是主要反应。
三、烷基化反应的应用烷基化反应在有机合成中有广泛的应用。
它可以用于合成新的有机分子，改变其性质和结构。
例如，通过烷基化反应可以合成具有特定功能的药物分子或具有特定性质的材料。
烷基化反应还可以用于有机合成的其他方面。
例如，它可以用于合成具有手性的有机分子，从而得到具有特定光学活性的化合物。
它还可以用于构建有机分子的骨架，从而得到具有特定结构的化合物。
总结通过本文的介绍，我们了解了烷基化反应的机理和应用。
烷基化反应是有机化学中一种重要的反应类型，它可以通过引入烷基基团来改变有机分子的性质和结构。
烷基化反应具有广泛的应用价值，可以用于合成具有特定功能和性质的有机分子。
希望本文能够为读者对烷基化反应有一个初步的了解，并对其在有机合成中的应用有所启发。
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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
快
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