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
minisci烷基化反应
minisci烷基化反应Minisci烷基化反应是一种有机化学反应。
它可以在芳香族分子上引入烷基，并且具有高度的化学选择性，因此在有机合成中得到了广泛的应用。
下面，我们将对该反应进行分步骤的阐述。
第一步：引入氢自由基Minisci烷基化反应的关键步骤是引入C-H键自由基，这可以通过两种方法实现。
一种方法是通过氧化铁和碳四苯漆酰胺的氧化反应，生成自由基。
另一种方法是在较高温度下使用碘和过氧化物，使溴代分子分解成溴自由基，并引起氢自由基的生成。
第二步：生成芳基自由基引入氢自由基后，它将与芳香族分子中的芳基结合，形成芳香族自由基。
这个反应将在高温下进行。
通常情况下，碳氢键的反应较快，因为氢原子可能比碳原子更活泼。
因此，我们需要使用一定的选择性方法，以确保选择性烷基化反应的发生。
第三步：烷基化在生成芳基自由基之后，它将与带有烷基氢的分子结合，形成C-H键键断裂的产物和新的C-C键。
这个过程是Minisci烷基化反应的核心。
第四步：选择性由于芳基自由基是不稳定的，因此在接近烷基时，它将选择性地结合。
如果一系列反应不充分，产生未期望的产物，则可以通过控制反应条件的参数来增强选择性。
例如，可以通过改变反应条件中的催化剂类型和环境温度来控制反应，来达到望而可得的结果。
Minisci烷基化反应是一个有趣且重要的有机化学反应，它在工业和实验室中得到了广泛的应用。
通过使用良好的反应条件有效地控制反应的选择性，可以将该反应应用于许多有机合成方法，这是有机化学领域的重要突破。
（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
化学反应
01 定义
03 相关资料
目录
02 简介
烷基化反应（Alkylation reaction）指向有机物分子中的碳、氮、氧等原子中引入烷基(-R)的反应，简称 烷基化。常用的烷基化剂有烯烃、卤代烷烃、硫酸烷酯和醇等。烷基化是有机合成的重要反应之一。例如苯与卤 代烷烃反应，可在苯环上引入烷基。
相关资料
77年，由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。当在苯和氯甲烷中，加入无水三氯化铝便发生强烈的反应，放出氯化氢气体，并从反应混合物中分离出甲苯， 这种苯烷基化成为甲苯是最简单的一例。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 的用途十分广泛。
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通过烷基化，可形成新的碳碳、碳杂等共价键，从而延长了有机化合物分子骨架，改变了被烷基化物的化学 结构，赋予了其新的性能，制造出许多具有特定用途的有机化学品。有些是专用精细化学品，如非离子表面活性 剂壬基酚聚氧乙烯醚、邻苯二甲酸酯类增塑剂、相转移催化剂季铵盐类等。
烷基化试剂又称为烷化剂、烃化剂许，多烃的衍生物可作烷化剂。 ①卤烷：氯甲烷、碘甲烷、氯乙烷、溴乙烷、氯乙酸和氯化苄等。 ②醇类：甲醇、乙醇、正丁醇、十二碳醇等。 ③酯类：硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、磷酸i甲酯、磷酸三乙酯、对甲基苯磺酸甲酯和乙酯等。 ④不饱和烃：乙烯、丙烯、高碳a烯烃、丙烯腈、丙烯酸甲酯和乙炔等。 ⑤环氧化合物：环氧乙烷、环氧丙烷等。 ⑥醛或酮类：甲醛、乙醛、丁醛、苯甲醛、丙酮和环己酮等。 卤烷、醇类和酯类是取代反应的烷化剂，不饱和烃和环氧化物是加成反应的烷化剂。醛类、酮类是脱水缩合 反应的烷化剂。
定义
有机化合物分子中连在碳、氧和氮上的氢原子被烷基所取代的反应 。
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。
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
第七章烷基化反应
37
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
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。
11
AlCl3使卤烷转变为活泼的亲电质点—烷基正离子
R Cl + AlCl3 δ+ δR Cl : AlCl3
分子络合物
R+
AlCl4-
离子对或离子络合物
液态烃溶剂中 AlCl3能与HCl作用生成络合物，这种 络合物又能与烯烃反应，形成活泼的亲电质点。
HCl (气) + AlCl3 (固)
δ+ δ+ H Cl AlCl3
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，醛和酮相对较少。
7
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。
2，芳环上有吸电子基团
16
其他
ZnCl2、FeCl3、TiCl4等温和催化剂 ZnCl2还广泛用于氯甲基化反应
17
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
18
（A）硫酸
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。
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。
化学反应中的烷基化反应机理解析
化学反应中的烷基化反应机理解析烷基化反应是一种常见的有机化学反应，其中烷烃与其他原料发生反应，生成含有碳链较长的烷基化产物。
本文将对烷基化反应的机理进行解析，并探讨其在有机合成中的应用。
一、烷基化反应的机理烷基化反应通常在碳-碳键断裂和碳-氢键形成之间进行。
下面以烷基化反应中最常见的卤代烷基化反应为例，来分析其机理。
在卤代烷基化反应中，通常使用卤代烷作为烷基化的底物。
该反应的机理主要分为四个步骤：亲核攻击、离去基团离去、质子转移和亲核加成。
首先，在溶剂的作用下，亲核试剂（如醇、胺等）的亲核攻击发生。
亲核试剂中的亲核基团通过空间取向和电子云密度差异作用于卤代烷基的碳原子上，形成一个新的碳-亲核键。
其次，在亲核攻击之后，离去基团（通常为卤素）发生离去，断裂最初的碳-卤素键。
该离去过程的速率决定了整个反应的速率。
然后，质子转移发生。
在离去基团单独离去后，质子会从溶剂中移动到离去基团原来的位置上，修饰亲核试剂中的亲核基团。
这一步骤的目的是使亲核试剂成为更好的离去基团，以促进下一步的亲核加成。
最后，亲核试剂中的亲核基团与离去基团断裂的碳原子进行亲核加成。
该步骤形成了新的碳-亲核键，生成烷基化产物。
反应的速率和选择性主要取决于亲核试剂的性质和反应条件。
二、烷基化反应的应用烷基化反应在有机合成中有着广泛的应用。
具体而言，它可以用来合成复杂的有机分子、改变分子的溶解性和活性，以及在药物和材料领域进行结构修饰。
首先，烷基化反应可以用来合成复杂的有机分子。
例如，通过选择不同的底物和亲核试剂，可以在不同的位置和方向上引入烷基，实现多样的化学转化。
这对于制备药物和天然产物中的生物活性基团非常重要。
其次，烷基化反应可以改变分子的溶解性和活性。
通过在分子结构中引入烷基，可以增加分子的亲疏水性，从而改变其在溶液中的行为。
这对于药物分子的溶解度和生物可利用性有着重要的影响。
最后，烷基化反应在药物和材料领域中进行结构修饰具有重要意义。
烷基化反应与脱氢反应
烷基化反应与脱氢反应一、引言在有机化学领域中，烷基化反应和脱氢反应是两种常见而重要的反应类型。
烷基化反应指的是通过添加一个烷基基团到有机化合物中来增加碳链长度的化学过程。
脱氢反应则是指有机化合物失去氢原子，从而改变化合物的性质和结构。
本文将深入探讨烷基化反应和脱氢反应的原理、机理以及应用。
二、烷基化反应1. 烷基化反应的原理烷基化反应通过在有机化合物中引入一个烷基基团，使得化合物的碳链长度增加。
常见的烷基化试剂包括碱金属和碱土金属的有机化合物，例如碳酸钠、碳酸钾等。
这些试剂可以与有机化合物发生取代反应，将烷基基团引入到目标化合物中。
2. 烷基化反应的机理烷基化反应通常经过两个关键步骤：生成亲核试剂与亲核取代反应。
首先，烷基化试剂与质子化的亲电试剂发生酸碱中和反应，生成亲核试剂。
接着，亲核试剂与有机化合物发生亲核取代反应，将烷基基团引入化合物中。
这个过程可以发生在碱性或中性条件下。
3. 烷基化反应的应用烷基化反应在有机合成中具有广泛的应用。
例如，它可以用于构建碳链长度较长的化合物，从而增加产品的复杂性。
此外，烷基化反应也可以用于合成药物、香料和其他具有生物活性的有机分子。
三、脱氢反应1. 脱氢反应的原理脱氢反应是有机化学中一种常用的氢化反应类型。
脱氢反应通过去除有机化合物中的氢原子，改变化合物的性质和结构。
常见的脱氢试剂包括氧化剂，例如高锰酸钾、过氧化氢等。
2. 脱氢反应的机理脱氢反应通常经过两个关键步骤：生成亲电给体与氢转移反应。
首先，脱氢试剂作为氧化剂接受有机化合物中的氢原子，形成一个亲电给体。
随后，亲电给体与其他亲核试剂之间发生氢转移反应，产生脱氢产物。
这个过程通常在高温条件下进行。
3. 脱氢反应的应用脱氢反应在有机合成和材料科学中具有广泛的应用。
例如，它可以用于合成具有特殊结构和性质的聚合物。
此外，脱氢反应也可以用于合成某些有机催化剂，从而促进其他有机反应的进行。
四、烷基化反应与脱氢反应的联系与区别烷基化反应和脱氢反应在有机化学领域中都有重要的地位，但它们在原理和机理上有一些区别。
化学反应中的烷基化反应
化学反应中的烷基化反应化学反应是指化学物质之间的互相转化。
其中，烷基化反应是一种常见的有机化学反应。
在这种反应中，烷基基团被添加到有机分子中。
这种反应在石油和天然气加工等工业领域中具有广泛应用。
1. 烷基化反应的基本原理烷基化反应通常涉及到烷基卤化物（如氯乙烷）或硫酸酯（如甲基硫酸甲酯）的使用。
这些化合物在反应中会失去部分官能团（如卤素或硫酸基），从而释放出烷基基团。
这些烷基基团可以被添加到其他有机分子中，形成新的化合物。
烷基化反应的典型例子是烷基化酯化反应。
在这种反应中，烷基硫酸酯是典型的烷基化试剂。
它可以和羧酸反应，从而形成酯。
例如，甲基硫酸甲酯和乙酸反应会形成乙酸甲酯，如下所示：CH3-O-SO2-CH3 + CH3COOH → CH3COOCH3 + HSO4-2. 烷基化反应的应用烷基化反应在石油和天然气加工中被广泛应用。
这些化合物中包含着大量的烷基基团。
使用烷基化反应可以将这些基团转化为更有用的化合物，比如醇、酮、酚等。
此外，这种反应也被用于合成一些有机化学品和医药品。
例如，烷基化反应被应用于生产合成橡胶。
合成橡胶是一种高分子化合物，通常用于制造轮胎、密封件、耐磨件等。
通过烷基化反应，可以将丁基基团添加到莫尔滕科聚合物中，从而形成合成橡胶。
此外，烷基化反应也在生产工业用纤维素醋酸酯（CA）中被广泛应用。
CA是一种半合成高分子化合物，常用于制造光学镜片、非常规设备的管道、硬质洗涤剂、水性胶黏剂等。
在生产过程中，使用硫酸醋酯和异丙醇反应，可以形成异丙醇醋酸酯。
接着，异丙醇醋酸酯和纤维素反应，从而形成纤维素醋酸酯。
3. 烷基化反应的反应机理烷基化反应的反应机理有多种。
最常见的反应机理是亲核置换反应机理。
在这种机理中，亲核物（如羟基离子、醇）进攻基团时，会导致反应中断，从而形成产物。
然而，在这种机理中，有机分子通常需要一定程度的活化才能形成中间体。
这种活化常常使用金属催化剂（如钯、铼等）进行。
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R'OH
RCH—CH2 O
R'O
[ RCHCHOR'] O
RCHCH2OR' OH
碱催化的烷基化反应为SN2反应，主要产物为仲醇。
2、在氮原子上引入羟乙基
+ O (CH3)2CHNH2 (CH3)2CHNHCH2CH2OH
例如：杀菌剂十三吗啉（Tridemorph）的合成：
CH3
C13H27NH2 + H3C O
OH + CH2N2 OCH3 + N2
RCOOH + CH2N2
RCOOCH2 + N2
RCOCH2CO2C2H5 + CH2N2
RC=CHCO2C2H5 OCH3
H2C
N
N
+
HOY
H3C—N
N
OY
CH3OY
由于该反应过程只有N２放出，并无其他副产物生 成，产品很纯，收率较高，在实验里适用。
重氮甲烷是剧毒、易燃的气体，因此不适于大规 模工业上的应用。
KOH
200℃
Cl O Cl NO2
二、氮原子的烷基化 1、氨基化反应
RX + NH3 RNH2
RX
RNH
RX
R 3N
RX
R4NX
可以通过改变原料的配比、选择不同溶剂和添 加不同的盐类等方法，来影响烷基化反应的速度和 产物结构的组成。
NO2
NO2 NH 2
NH3 + O 2N
CH3COONH4 O2 N Cl 170 ℃ 6hr
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
Al2=CH2
AlCl3
OH C 2H 5
Friedel—Cralfs反应最常用的催化剂：无水三氯化铝
O O N—R
O H2O O OH + RNH2 OH
（2）德来潘（Delepine）合成法
RX + （CH3）6N4
EtOH HCl
[（R（CH2）6N4] X
RNH2HCl + 6CH2(OEt)2 + NH4Cl + NH4X
该反应分两步进行： 第一步生成环六亚甲基四胺复盐， 再将复盐溶于EtOH，高温用盐酸水介，去除溶剂 和生成的甲醛缩二乙醇后，即得到1°胺的盐酸盐。
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
N H
2、制备纯伯胺几种方法： （1）盖布瑞尔（Gabriel）合成法
O NH O RX KOH
例1：α—甲基环己酮的合成：
O
(CO2C2H5)2 C2H5OH C2H5ONa
O COCOOC2H5
O COOC2H5
O
NaOC2H5 CH3I
COOC2H5 CH3
O HCl CH3
3、烯胺的烷基化和酰基化反应
O + N H N
N
RX
N R
X
H2O
O R
第二节
硫酸酯和磺酸酯用作烷基化试剂
SO3OR > SO3OR > RX
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
Friedel—Cralfs反应最重要用途之一： 合成环状化合物
H2 C CH2 CH2 CH2Cl
AlCl3
+ CH3CHCH2CH2CHCH3 Cl Cl
AlCl3
CH3
CH3
2、活性亚甲基碳原子的烷基化
碱 慢
O RC=CR
R'Cl
RCH2COR
RCHCOR
RCHCOR R'
常见具有活泼亚甲基化合物： 丙二酸酯、氰乙酸酯、乙酰乙酸乙酯、 丙二腈、β—双酮。
当芳环上存在间位纯化基，使芳香烃活性降低， 甚至不发生Friedel—Cralfs反应。 如硝基苯不发生Friedel—Cralfs反应。
Friedel—Cralfs反应在合成上最大限制： 发生烷基试剂异构化作用
CH2CH2CH3 + CH3CH2CH2Cl 无水AlCl3 + 丙苯31-35% 异丙苯65-69% CH(CH3)2
ClCH2OMe
MeOH2CO
CH2OH
Me2SO4/NaOH
HO
CH2OCH3
H2O
MeOH2CO
CH2OCH3
二、磺酸酯作烷基化试剂 磺酸酯的制备都是从磺酰氯开始:
CH3OH NaOH 低温
H3C
SO3CH3 + HCl
H3C
SO2Cl
C2H5OH NaOH 低温
H3C
SO3C2H5 + HCl
C2H5I C3H7OC2H5
卤代烷中随R增加，逐渐按SN１机理进行：
慢
R—X R + R'OH
快
R + X R—O—R’
[R—O—R’ ] 快
RX结构不同，反应速度:３°＞２°＞１°
３°反应中要形成C＋，所以常伴有一定要用 特殊条件，才能合成３°醚:
NaH (CH3)3C—OH HMPT/THF (CH3)3C—O—Na
ROSO3OR > Me
一、硫酸酯烷基化试剂 硫酸二酯是中性化合物，在水中溶解度小， 易水介。因此，使用硫酸二酯一般在碱液或无 水条件下直接加热进行烷基化反应。
CH2OH + (CH3)2SO4 NaOH
CH2OCH3
由于酚羟基容易生成钠盐，因此用硫酸二甲酯烷基化时， 酚羟基优先甲基化。
HO
CH2OH
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。
CO2R H2C CO2R
+ B
CO2R HC CO2R
R'X
+ BH
R' X +
CO2R C CO2R
H
影响活性亚甲基碳原子烷基化的因素： （1）碱和溶剂的选择：醇钠最常用。 （2）一烷基化和二烷基化反应： 一取代还是二取代，由亚甲基化合 物与卤代烃活性和反应条件来定。 （3）烷基化反应中的副反应：
除草剂2，4-滴丁酯中间体的合成：
Cl Cl OH + ClCH2COOH
Cl
NaOH
Cl
OCH2COONa
Cl
HCl
Cl OCH2COOH
3、芳基—芳基醚（Ullmann Reaction）
ONa + X R OH
R O R
R
草枯醚（CNP）的合成 :
Cl Cl Cl Cl Cl + HO NO2
Cl
CH2CN +
SO3CH(CH3)2
Cl
CHCN CH(CH3)2
第三节
其它烷基化试剂
一、醇类烷基化试剂
ROH + H2SO4
ROSO3H
R'OH
ROR' + H2SO4
二、环氧乙烷类化合物的羟乙基化 1、在氧原子上引入羟乙基 在酸催化下：
RCH—CH2 O H
[ RCHCH2OH]
R'OH
第四章 烷基化反应
烷基化反应:指把饱和、不饱和、脂肪、芳香、 等各种取代基团的烷基引入化合物分子中的氧、氮、 碳原子上的反应 常用烷基化试剂： 卤代烃、硫酸酯、芳磺酸酯和其他酯、醇、 醚、烯烃类、甲醛、甲酸等。
常用的烷基化试剂—卤烷烃 第一节 常用的烷基化试剂 卤烷烃 一、羟基氧原子上的烷基化反应 1、二烷基混合醚（Williamson Reaction）
R C H H
R'—O
+ RCH2—X
[R'—O
X]
R'OCH2R + X
在SN２反应中,反应速度与卤烷烃中R的结构 和卤素的性质有关。 1°＞２°＞3° X影响C－X极化度，活性次序：RI＞RBr＞RCl； R’－O-活性远大于R－OH，所以要设法先生成R’－OC3H7OH + Na
C3H7ONa
RCHCH2OH OR'
+
H
(1)
RCH—CH2 O
H
[ RCHCH2] OH
RCHCH2OR' OH
+
H
(2)
酸催化下是SN１反应 由于R基的性质可有两种方式断裂，得两种羟乙基化合物: 若R为给电子基，反应按（１）进行，产物主要为伯醇； 若R为吸电子基，反应按（２）进行，主要产物为仲醇。
在碱催化下：