第二章 烷基化反应
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烷基化反应
所以反应不易使用过量的R’X
醛酮以及羧酸衍生物α-C烃化
(1)反应式
O
-C CHR
O
X
活 性 小 于 -C C
活泼亚甲基化合物
Y
(2)机理
O
-C CH
B： O -C C
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
N
CH2CH=CH2
2)H2O
O
CH3 +
N H
N
+
CH3
90%
N CH3
10%
2.2 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。
（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
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
R''X
O R2-CCCH2 R'
R' '
R''X
A
O
H3C
醛酮以及羧酸衍生物α-C烃化
(1)反应式
O
-C CHR
O
X
活 性 小 于 -C C
活泼亚甲基化合物
Y
(2)机理
O
-C CH
B： O -C C
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
N
CH2CH=CH2
2)H2O
O
CH3 +
N H
N
+
CH3
90%
N CH3
10%
2.2 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。
（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
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
R''X
O R2-CCCH2 R'
R' '
R''X
A
O
H3C
（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
烃化_精品文档
O +
CH2Br
DMF OCH2Ph
CF3CH2OH CH2Ph OH
2.1.3醇、酚羟基的保护
在有醇、酚羟基的化合物中，同时存在其他的官 能团，这些官能团发生转换、氧化或还原反应 时，为了不使羟基发生变化，可先将羟基与某些 试剂反应，生成稳定的衍生物，待其他的官能团 转化完成后，再脱除保护基，恢复羟基。
叔卤代烃在强碱中优先发生消除反应，而不 是O-烃化反应。
CH3
CH3O C CH3 的合成
CH3
（1）CH3ONa
+ Cl
CH3 C CH3 CH3
消除 -HCl
CH3
碱
（2）CH3Cl + HO C CH3
CH3
CH3 CH3 C CH2
稳定
CH3O
CH3 C CH3 CH3
在中性或弱碱性条件下，叔卤代烃也可以进 行单分子的亲核取代反应（SN1），也可得 到O-烃化产物。
ROH RCl / R2SO4
• 混合醚：
ROR
ROH + R'Cl
ROR'
• 醇进行O-烃化反应的烃化剂有：
卤代烃RX
硫酸酯（芳磺酸酯）R2SO4、R 环氧烷，如:环氧乙烷
SO3R'
其他的烃化剂
卤代烃RX为烃化剂：
醇在碱（钠、氢氧化钠、氢氧化钾）存在下与 卤代烃RX反应制备混醚，称为威廉森法 （Williamson）。
NO2 非那西丁的中间体
叔卤代烃在强碱中优先发生消除反应，而不是 O-烃化反应。
在中性或弱碱性条件下，叔卤代烃也可以进行 单分子的亲核取代反应（SN1），也可得到O-烃 化产物。
• （2） 醇的影响
烷基化反应ppt课件
2.1.3 用醇作烷化剂的C-烷化反应
反应历程
质 子 化 + +
R O H + H
R O H 2
解 离 +
R + H O 2
实例
（1）芳胺的C-烷化
N H 2
+ C H O H ,H O 4 9 2 Z n C l 2 2 1 0 C ,0 . 8 M P a
o
N H C H 4 9
异 构 化 Z n C l 2 o 2 4 0 C ,2 . 2 M P a
A r H 慢 离 子 对 烷 基 正 离 子
• 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。
反应的影响因素 （1）烷基化试剂的活性
1 R 1 R
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
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 R 烃化剂：烯烃； 卤烷； H O H N 2 R 醇、醛、酮。 反应历程：酸催化的亲电取代反应。
A l C l 3
C C l
二 氯 二 苯 甲 烷
+ 2 H C l
2.1.2 H = C H + H 2
C H C H 2 3
羰基化合物的α-烷基化和催化烷基化反应
OH NH2
(S)-缬氨醇
1.LDA 2.R``X
R
+
O HOOC
R ONBiblioteka O1.LDA 2.R`XR O
N
R`
O
γ-酮酸
R O
N
双环内酰胺
R` R` ` H2SO4,BuOH
(R=Ph)
O R`` R`
Ph
CO2Bu
O
硝基烯胺能与多种亲核试剂反应，生成加成—消除产物。
立体中心的自我再生（SRS）体系：为了在手性分子的单个手性中心 上置换一个取代基而不发生外消旋，首先非对映选择性地生成一个 暂时的手性中心，通过脱除一个取代基使原先的四面体中心变为三 角形，然后非对映选择性地引入一个新的配体。
Evans型试剂：一种基于金属离子配位作用的，由脯氨醇型手性辅剂 衍生的两种形式的烯醇锂的非对映选择性烷基化，为合成α－取代羧 酸提供了一条有效的路线。对于烯醇体系16，烷基化反应优优先从 Si—面发生，而对于17，优先从Re—面发生。这个反应的特点是从 同一底物(16或17)开始，在烷基化产物酸水解以后，可以得到一对对 映体。
93％e.e.
双环脯氨酸类似物衍生的光学活性β-氨基128，催化二乙基锌对醛的 对映选择性加成，光学产率高达100％。比(S)-脯氨酸衍生物(S)-129 效果好。
在同环桥键羟基氨基二茂铁(—)—130存在下，11种芳族和脂族醛与 Et2Zn进行烷基化反应。生成的醇具有67％一97％的e．e．值。这种 二茂铁催化剂成功地用于使芳族醛和直链或支链脂族醛的烷基化，
亲电试剂进攻发生在烯醇的二个非对映面上，即，A进攻和E进攻， 产生酮产物13A和13E。通过假定的椅型过渡态得到的酮13A，可以 认为比酮13E优先形成，后者是由船型过渡态生成的。通过椅型过渡 态形成13A的“坚键烷基化”的能垒相对铰小。
第二节烷基化反应的基本原理
第二节 烷基化反应的基本原理
以烯烃、醇、醛、和酮为烷化剂时，广泛应用硫酸 作催化剂。在硫酸作催化剂时，必须特别注意选择适宜 的硫酸浓度。因为当硫酸浓度选择不当时，可能会发生 芳烃的磺化，烷化剂的聚合、酯化、脱水和氧化等副反 应。如对于丙烯要用 90% 以上的硫酸，乙烯要用 98% 硫 酸，即便如此，这种浓度的硫酸也足以引起苯和烷基苯 的磺化反应，因此苯用乙烯进行乙基化时不能采用硫酸 作催化剂。
第二节 烷基化反应的基本原理
（3）用醇烷基化的反应历程 当以质子酸作催化剂 时，醇先被质子化，然后解离为烷基正离子和水：
如用无水AlCl3为催化剂，则因醇烷基化生成的水会 分解三氯化铝，所以需用与醇等物质量之比的三氯化铝：
烷基化反应的活泼质点是按下面途径生成的：
第二节 烷基化反应的基本原理
（4）用醛、酮烷基化的反应历程 催化剂常用质子 酸。醛、酮首先被质子化得到活泼亲电质点，与芳烃加 成得产物醇；其产物醇再按醇烷基化的反应历程与芳烃 反应，得到二芳基甲烷类产物：
磷酸是较缓和的催化剂，无水磷酸（H3PO4）在高 温时能脱水变在焦磷酸。
第二节 烷基化反应的基本原理
工业上使用的磷酸催化剂多是将磷酸沉积在硅藻土、 硅胶或沸石载体上的固体磷酸催化剂，常用于烯烃的气 相催化烷基化。由于磷酸的价格比三氯化铝、硫酸贵得 多，因此限制了它的广泛应用。 阳离子交换树脂也可作为烷基化反应催化剂，其中 最重要的是苯乙烯-二烯乙苯共聚物的磺化物。它是烯烃、 卤烷或醇进行苯酚烷基化反应的有效催化剂。优点是副 反应少，通常不与任何反应物或产物形成络合物，所以 反应后可用简单的过滤即可回收阳离子交换树脂，循环 使用。缺点是使用温度不高，芳烃类有机物能使阳离子 交换树脂发生溶胀，且树脂催化活性失效后不易再生。
烷基化反应PPT培训课件
OH CH3I/NaH/THF
CH3 trans
50℃, 1 h
OCH3
CH3 trans (100%)
多卤代物的醚化
CHCl3 +
3 CH3ONa
CCl4
+
4 CH3ONa
分子内醚化，制备环氧
OH Br
NaOH
CH(OCH3)3 C(OCH3)4
O
2.磺酸酯为烃化剂
CH2OH CHOH CH2OH
OR
OH + ROH
EtOOCN=NCOOEt PPh3
ArOH +Ph3PN NCOOEt
COOEt
ROH
EtOOCNHNHCOOEt
+ Ph3P O R ArO-
ArOR + Ph3PO
第二节 氮原子上的烷基化反应
一.氨及脂肪胺的N-烷基化反应
（一）氨及胺和卤代烃的反应
RX + NH3
RNH3+X-
1(1)4选)择任一部分有并权按对合承同包条方件根和据价情C格况H执及O行考和核交标货准；进行奖M励e和2处S罚O。4/NaOH
1．面对抱怨要有正确的态度
CHO
（5）第三方出具的2014年度及2015年度财务审计报告，2015年7月-2015年12月期间任意3个月的依法缴纳税收及社会保障资金证明
， （不1）能实提施供或的监应督提货供物相的关运主输管、部现门场出移具动的O、证安H明装材和料调；试；
RNH2 + R'OP+PPh3
DMF
RR'NH + PPh3PO
R'R''NH2 + ROP+PPh3
烷基化反应的机理
烷基化反应的机理石油炼制过程中的烷基化反应是指在酸性催化剂的作用下，烷烃分子与烯烃分子的化学加成反应，在反应过程中烷烃分子中的活泼氢原子的位置被烯烃所取代。
由于异构烷烃中叔碳原子上的氢原子比正构烷烃中伯碳原子上的氢原子活泼得多，因此参加烷基化反应的烷烃为异构烷烃，一般特指异丁烷。
烷基化原料是以催化裂化液化气中异丁烷和异丁烯、丁烯-1为主。
烷基化常用的酸性催化剂有硫酸、氢氟酸、三氯化铝等，本装置使用的催化剂为硫酸。
4.1 正碳离子的概念在研究各种有机化学反应的时候，人们发现各种有机反应中间产物大体可以分为3种类型：自由基、阳离子、阴离子。
烷基化反应属于其中的阳离子反应，即生成了正碳离子。
随着人们对烷基化反应机理的不断探索与认识的日渐成熟，人们普遍接收的是正碳离子——链式反应机理。
所谓正碳离子是一个带正电荷的碳原子，它只有6个外层电子，是缺电荷的，其通式可以写为：围绕正碳离子的取代物可以是氢原子，也可以是甲基基团，其四种形式分别为：其稳定性从左到右依次增大，也就是说叔碳原子的正碳离子是最稳定的。
这里所说的稳定性是相对而言的，总体来说，各种正碳离子都是极不稳定的，很容易进一步参与反应。
只有当其与另一对电子成键以后，也就是说，当这个碳原子周围有了8个电子以后，它才能说是真正稳定了。
正碳离子与另一对电子成键的最常见的形式是加合一个负离子。
这是正碳离子的最后一步反应，但却开始了另一个正离子的进程。
4.2 正碳离子的化学行为以酸为催化剂的烷基化反应中，酸所提供的氢质子与烯烃的加成反应是产生正碳离子的主要反应。
CH HH CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3H HHCCCC如果烯烃与氢质子反应生成的了伯碳原子或仲碳原子上的正碳离子，它们有可能重排或异构化为稳定性相对较高的正碳离子。
如：烯烃与质子发生加成反应能够生成正碳离子，反过来正碳离子也能失去质子再生成烯烃，而且不仅可能生成原来的烯烃，生成更稳定的烯烃的可能性更大。
第二章 烷基化反应
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
OH
CH3I/K2CO3/acetone heat
OCH3
低沸点卤代烃
NaH
R' RNSO2CF3
LiAlH4
R' RNH
b:膦酰胺法
(EtO)2POH/CC4 RNH2
RNHPO(OEt)2
R'X/NaOH
R' RNPO(OEt)2
HCl RR'NH
c:苯磺酰胺法（Hinsberg)反应
ArSO2Cl/NaOH RNH2
RNHSO2Ar
R'X/NaOH
R' RNPSO2Ar
多卤代烃，甲醛，环氧乙烷
二.格氏试剂的C-烷基化 格氏试剂
OH
OMe
Ph-CH-CH-OMe + Ph-CH-CH-OH (25%) (75%)
酸碱下的不同位点，易聚合
4.烯烃为烃化剂
CH3ONa CN H3CO
CN
H H
OH H3PO4 + H BF3 -20oC-0oC O H O
O
叔丁基醚制备
5.氟硼酸三烷基傟盐为烃化剂
O OH NH2 L-valine (CH3)3O+BF4r.t. Br NaNO2/HBr H2O O OH Br Br OH
NaI，KI，促进反应加速
RI > RBr > RCI
非拉西丁中间体
第二章 农药合成单元反应-2
活泼亚甲基反应物中Z、Z'是:
CHO , COR , COOR , CN, NO2 , COOH ,
（二）Knoevengel反应（克脑文那盖尔反应） Knoevengel反应（克脑文那盖尔反应） 反应
(一般-CH2-连两个吸电子基团)，如:丙二酸、丙 二酸酯、氰乙酸酯、硝基烷烃等。 催化剂:NH3、RNH2、吡啶，哌啶 醛易发生此反应，其中以芳基醛的反应最为 重要。
CHO
+
CH2（COOEt）2
呱啶
CH
C（COOEt）2
O N CHO
+
COCH3 Et3N N CH C COOEt
CH3CCH2COOEt
（三）Claisen缩合 Claisen缩合 羧酸酯与R'CH2COR"型含活泼甲基或亚甲基的羧 酸化合物缩合生成β－羰基化合物的反应称Claisen缩 合。该反应有一分子醇脱去。
（二）Knoevengel反应（克脑文那盖尔反应） Knoevengel反应（克脑文那盖尔反应） 反应
COOH CHO
+
哌啶
COOH CH C COOH
C H2 COOH
H eat
CH
CH
COOH
+
C O2
+
H2 O
（二）Knoevengel反应（克脑文那盖尔反应） Knoevengel反应（克脑文那盖尔反应） 反应
N CHMe
H2/Raney Ni
NHCH2CH3
五、缩合反应 Condensation Reaction
（一）羟醛缩合（aldal condensation） 羟醛缩合（ ） 含 α-H原子的醛或酮在催化剂作用下，生成β-羟 基醛、酮的反应称羟醛缩合，也叫醇醛缩合； 该反应通常在碱（氢氧化钠、醇钠）催化下进行， 有时也在酸（硫酸、对甲苯磺酸）催化下进行。
5_烷基化反应(二)概要
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一、N-烷基化反应
4.N-烷基化剂
共有六类：
①醇和醚类；②卤烷类；③酯类；④环氧类； ⑤烯烃衍生物类；⑥醛酮类； 说明：上述N-烷化剂中，前三类反应活性最强的是 硫酸的中性酯，如硫酸二甲酯；其次是卤烷；醇 醚类烷化剂的活性较弱，需用强酸催化或在高温 下才可发生反应。 后三类的反应活性次序大致为：环氧类 >烯烃衍 生物类 >醛酮类。
ch2103mpanchbrnhbrwwwthemegallerycomlogo工业上用于制备脂肪族和芳香族伯胺仲胺叔胺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所以n烷基化反应在染料工业上有着极为重要的意义
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有机及有机合成单元过程
二、芳环上的O-烷基化反应
1.什么是O-烷基化反应？
CH3CH2CH2 Br CH3CH2ONa CH3CH2CH2OCH2CH3
醇羟基或酚羟基中的氢原子被烷基所取代生成醚类 化合物的反应。
2.常用的O-烷基化剂：卤烷、酯、环氧乙烷；
3.反应类型：亲电取代反应；
LOGO
LOGO
ROH + CH2 CH2 O RO CH2CH2 OH
b高级脂肪醇或烷基酚与环氧乙烷作用生成聚醚类产 物，它们均是重要的非离子表面活性剂，一般用碱 催化。
NaOH C12H25OH + nCH2 CH2 O C12H25O(CH2CH2O)nH
(n=20-22) 商品名为乳化剂O或匀染剂O
CH3CH2Br + 2 NH3
CH3CH2NH2 + NH4Br
氨、脂肪胺或芳胺中氨基上的氢原子被烷基 取代或通过直接加成而在上述化合物分子中的N 原子上引入烷基的反应。
烷基化过程
烷基化过程烷基化是指烷烃与烯烃的化学加成反应，在反应中烷烃分子的活泼氢原子的位置被烯烃所取代。
由于异构化烷烃中的叔碳原子比正构烷烃中的伯碳原子上的氢原子活泼得多，因此必须用异构烷烃作为烷基化原料。
一．烷基化工艺反应原料：从液化气分离得到异丁烷和丁烯。
主要反应：在无水氯化铝、硫酸、氢氟酸或者固体超强酸等酸性催化剂作用下，异构丁烷与丁烯合成高辛烷值的异构烷烃。
反应机理：正碳离子机理。
反应产物：研究法辛烷值可达96，不含低相对质量的烯烃，排气中烟雾少，不引起振动，道路辛烷值也好。
用作航空汽油和车用汽油的高辛烷值调和组分。
烷基化所使用的烯烃原料和催化剂不同，烷基化的反应过程和所得产物也有所不同。
在过于苛刻的反应条件下，一次反应物和原料还可以发生裂化、叠合、异构化、歧化和自身烷基化等副反应，在生成低沸点和高沸点的副产物以及脂类和酸油。
（1）硫酸法烷基化（2）氢氟酸法烷基化二．硫酸法烷基化工艺条件（1）反应温度反应温度随着烯烃的种类和催化剂浓度的不同而变化，一般在0-30℃范围内，丙烷烷基化时约30℃，对丁烷则约0-20℃.温度过高则副产物反应增加，温度过低则反应速度低，而且烃类和硫酸的乳化液变得稠而不易流动，因此工业上很少采用低于0℃的反应温度。
（2）异丁烷循环为了抑制烯烃的叠合等副反应，反应系统中有大量的过剩异丁烷进行循环以维持高的异丁烷对烯烃的比例，原料中的异丁烷与烯烃的体积比（液体）为20-40,而在反应器内由于大量的异丁烷循环，其比值一般为500-700.前一种比值称为外比，后者称为内比。
除此之外，异丁烷-烯烃的原料并不是一次全部加入到第一个反应段而是分批加入五个反应段，这样对提高内比有利。
催化剂中的烯烃浓度大小对产生副反应的程度关系很大，除了要控制异丁烷与烯烃的比值外，还应当控制烯烃的进料速度，通常控制在0.1-0.6m3（催化剂）/h。
（3）原料纯度原料中含乙烯会增大催化剂的消耗量，而且生成的硫酸酯混入产品并腐蚀设备，因此应避免乙烯混入原料。
烷基化反应-课件_图文
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 ：
2、制备纯伯胺几种方法： （1）盖布瑞尔（Gabriel）合成法
（2）德来潘（Delepine）合成法
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。
23卤代烃反应时由于収生脱卤化氢副反应因此生成醚的产率丌高2烷基芳基混合醚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即可除草剂24滴丁酯中间体的合成
烷基化反应-课件_图文.ppt
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
在碱催化下： 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 例如：杀菌剂十三吗啉（Tridemorph）的合成：
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。
二、磺酸酯作烷基化试剂 磺酸酯的制备都是从磺酰氯开始:
第三节 其它烷基化试剂 一、醇类烷基化试剂
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：
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。
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R 'X /N a O H
R' R N P O (O E t) 2
HCl R R 'N H
c:苯磺酰胺法（Hinsberg)反应
A r S O 2 C l/N a O H RNH2 R N H S O 2A r
R 'X /N a O H
R' R N P S O 2A r
酸 或 碱 /H 2 O R R 'N H
4.烯烃为烃化剂
C H 3O N a CN H 3C O
CN
H H
OH H 3P O 4 + H BF3 -2 0 C -0 C
o o
H
O
O
O
叔丁基醚制备
5.氟硼酸三烷基傟盐为烃化剂
O OH NH2 L -v a lin e N a N O 2 /H B r H 2O O OH Br Br OH
R O R' + 2HCO O NH4 2) H3 O
+
1) heat R NH2 R'
Eschweiler-Clarke反应
RNH2 + HCHO + H C O 2H R N M e2
二.芳香胺的N-烷基化反应
1.卤代烃为烃化剂
NH2 NHMe NM e2
2.原甲酸乙酯为烃化剂
N H 2 C H (O E t) /H S O 3 2 4 Cl 120
5.还原胺化法
NH2 C H 3C H O N=CHM e N H C H 2C H 3
6.Ullmann反应，N-芳基化反应
P h B r/K 2 C O 3 /C u /P h N O 3 PhNHCO CH3 P h 2N H
CF3 COOH + NH2 Cl 110
o
K 2 C O 3 /C u C
R 'R ''N H 2
+
RO P PPh3
+
DMF R R 'R ''N + PPh PO 3
（二）还原胺化反应
NH2 + N CH 3
N 1 ) T o lu e n e 2) N aB H 4 H N N N O O
BOC
CHO
分步法可以控制无副产物
Leuckart-Wallach 反应
-
RNH2
N + N N N O 2N
C O C H 2B r C 6H 5C l 33~38
o
N O N N N+ C H 2C NO2
C ,1 h
C 2 H 5 O H ,H C l 33~35
o
C O C H 2 N H 2 .H C l O 2N
C ,1 h
氯霉素中间体
反应条件温和， 思考：该中间体能否):酰胺间接法 a:三氟甲磺酰胺法
(C F 3 S O 2 ) 2 O RNH2 R N H S O 2C F 3 R 'X /N a O H
R' R N S O 2C F 3
L iA lH 4
R' RNH
b:膦酰胺法
(E tO ) 2 P O H /C C 4 RNH2 R N H P O (O E t) 2
CH3 + A lC l 3 H 3C C
+
CH3 H 3C C Cl
CH3 A lC l 4 H 3C C + + A lC l 4 CH3
CH3
CH3
H
C H (C H 3 ) 2 C H (C H 3 ) 2 A lC l 4 + HX + A lC l 3
2.影响因素 (1) RX (ROH、烯烃也可作烃化试剂） • a 当R相同时: RF>RCl>RBr>RI 一般来说, 卤代芳烃不反应 • b 当X相同时 RCH=CHCH2X≈ PhCH2X>(CH3)3X> R2CHX>RCH2X>CH3X
N a H /D M F
1 0 % H C l/T H F PhCH =N C 7 H 1 5 -n h e a t/3 h
n -C 7 H 1 5 N H 2 80%
2.仲氨，叔胺的常用制备方法
(1):直接卤代烃的反应
M e N H 2 /E tO H Br 110
o
NHMe C , 18h 78%
OH P h -C H -C H -O M e (1 0 % )
C H 3O N a P h -C H -C H 2 + O M eO H , 5 h
OH P h -C H -C H -O M e + (2 5 % )
OMe P h -C H -C H -O H (7 5 % )
酸碱下的不同位点，易聚合
OH
C H 3 I/K 2 C O 3 /a c e to n e heat
OCH3
低沸点卤代烃
NaH
OH + Br N a H /T H F r e flu x OBn
OH + C lC H 2 O C H 3
N a H /T H F r .t.
OMOM
分子内氢键的影响
O H O OH 1 e q C H 3 I/N a O H O H O OCH3
HCl pH=4
F 3C
H N
C O 2H
NH2 O OH + PhBr
C u I/t-B u O K D M F, 120
o
PhHN C
O OH
常用催化剂：铜粉，或碘化亚铜
第三节 碳原子上的烷基化反应
一.芳烃的烷基化：Friedel-Crafts反应 应用广泛
C C l 4 /A lC l 3 1 0 -3 0
+
RX
R 3N
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 N H 3 (7 0 m o l) 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 O 2N N H 3 /A c O N H 4 170
d:三氟乙酰胺法
O O H 2N NO2 N 2 .T B A C l,M e 2 S O 4 10% N aO H O 1 .T F A A ,C H 2 C l 2 N H O N NO2
O O
e:鏻鎓盐法
RNH2
+
R 'O P P P h 3
+
DMF R R 'N H + PPh PO 3
第二章
烷基化反应 (Alkylation Reaction)
C-O键的形成 C-N键的形成
C-C键的形成
第一节 氧原子上的烷基化反应 （醇和酚的烷基化）
一、醇的O-烷基化
C a t. H 2 S O 4 OH heat O
简单醚或对称醚的制备
混合醚常用制备方法
1.卤代烃为烃化剂
Base ROH + R' X W illia m s io n R e a c tio n ROR'
+ P h 3P O R
A rO -
A rO R
+
P h 3P O
第二节 氮原子上的烷基化反应
一.氨及脂肪胺的N-烷基化反应 （一）氨及胺和卤代烃的反应
B ase RX + NH3 RNH3 X
+ -
RNH2
R N H 3+X -
+
NH3
RNH2
+
N H 4+X -
RNH2
+
RX
R 2N H
R 2N H
o
Et N CHO Cl 8 0 -8 6 %
HCl
Et NH Cl 6 5 -7 0 %
C
3.脂肪伯醇为烃化剂
NH2 R O H /R a n e y N i h e a t,1 6 h NHR
4.酰胺法
NHCOCH3 1 )N a H 2 )C H 3 I 90% Me NCOCH3 HCl or KOH Me NH
o
NO2 NH2 O 2N
C , 6h
制备芳香胺
(2):Gabriel 反应
O K O H /E tO H NH O O R X /D M F N -K + O O N H 2N H 2 O N R H C l/H 2 O O 180
o
NH NH O COOH COOH
+
RNH2
C
+
RNH2
应用范围较广，除少数活性较差的 卤代芳烃之外，适于各种带伯卤代 烃的取代基
C H 2O C 18H 37 C H -O C (C H 3 ) 2 C H 2 -O
E tO H /H C l , 2 h
C H 2O C 18H 37 CHOH C H 2O H
对甲苯磺酸酯，甲磺酸酯，三氟甲磺酸酯
3.环氧乙烷为烃化剂
OMe H 2S O 4 P h -C H -C H 2 + O M eO H P h -C H -C H -O H , 5 h (9 0 % ) +
+
N Me tr a c e
Cl
Cl NO2
40% aq M eN H 2 D M S O , 2 5 -3 5
o
Cl
NHMe NO2
C
适用范围：a:位阻较大的卤代烃 b: 活性较低芳香胺的制备
叔胺的制备