傅克反应与聚芳醚-砜-酮
傅-克反应
傅-克反应
傅-克反应(Friedel-Crafts reaction)是一种重要的有机反应,可用于向芳香烃中引入新基团。
傅-克反应于1877年首次由法国化学家Charles Friedel和James Crafts 发现,因此得名。
该反应的一般形式如下:
R-X + Ar-H → Ar-R + HX
其中R-X指有机卤化物,Ar-H指含有苯环的有机化合物,HX指卤化氢。
反应的催化剂为路易斯酸,通常使用的是三氟化铝(AlCl3)或氢氟酸(HF)。
傅-克反应的机理是由阴离子进攻芳环的离子机制。
在反应开始时,AlCl3或HF将R-X离子化,使其在离子态下与芳环发生反应。
形成的芳基阳离子会转移一个质子,生成稳定的芳基卤化物。
傅-克反应还包括两个具体的类型,即芳香取代反应和芳香缩合反应。
芳香取代反应
芳香取代反应通常是指用硝酸或硫酸与苯或其它芳香化合物反应,生成芳香基硝化物或芳基磺酸盐。
该反应可以用于合成芳残基化合物。
例如,苯与硝酸反应可以得到硝基苯:
C6H6 + HNO3 → C6H5NO2 + H2O
硝基苯也可以被还原为苯胺,然后再进一步反应,如磺化、酰化等,最终合成一些颜料、药物和香料等有机化合物。
苯乙酮还可以被还原为苯乙醇,再进行酯化、烷化等反应,合成出一系列重要的化学品。
总之,傅-克反应是一种通用且多功能的有机合成反应,常常用于合成各种化学品。
在反应过程中需要特别注意反应条件的控制,如温度、反应时间等,以保证反应的高效性和选择性。
聚芳醚砜生产工艺
聚芳醚砜生产工艺
聚芳醚砜是一种高性能的聚合物,用于制造高温、高强度和耐化学腐蚀的材料。
下面是一种常见的聚芳醚砜的生产工艺。
1. 原料准备:准备聚芳醚醚如果酚类和二酚类等原料,通过特定的合成工艺合成聚芳醚醚酮。
2. 预聚合反应:将聚芳醚醚酮与亚胺类或者胺类等反应物在催化剂的作用下进行预聚合反应,生成关键的中间产物。
3. 交联反应:将预聚合物通过特定的工艺进行加热,以引发交联反应。
此时,聚芳醚醚酮中部分酮基和亚胺类或者胺类中的活性氢原子发生反应,形成聚芳醚醚酮主链的交联点,从而提高聚合物的强度和耐高温性能。
4. 粉碎和干燥:将交联反应得到的聚离子液体通过特定的工艺进行粉碎和干燥处理,以得到粒径适中的聚离子液体颗粒。
5. 成型:将干燥后的聚芳醚醚酮颗粒通过挤出、注塑、压制等工艺进行成型,制备出所需的产品。
6. 后处理:根据产品的要求,可能需要进行后处理工艺,如热处理、抛光、涂层等,以提高产品的性能和表面质量。
以上是一种常见的聚芳醚砜的生产工艺,具体的工艺参数和步骤可能会有所不同,根据实际情况进行调整和改进。
傅克反应
多取代物。
3、烷基化反应是可逆反应,催化剂对逆反应也具催化作用。
二、傅-克酰基化反应
酰基化反应:指芳香化合物在酸(路易斯酸或质子酸) 催化作用下与亲电试剂酰卤作用,在芳环上导入酰基 的反应。
试剂:酰卤、酸酐、羧酸
例如:
反应机理
2)酰基化试剂:酰卤、酸酐、羧酸 3)催化剂:可分两类,路易斯酸类(在有机化学中,能
吸收电子云的分子或原子团称为路易斯酸)如AlCl3、 FHe2CSlO3、4、SHnC3Pl4O、4B等F。3、(T两iC类l4催、Z化n剂C的l2等活性;由质大子到酸小类的顺如序H取代基时,傅-克反 应则无法进行。
当苯与三个或三个以上的C组成的卤代 烃发生反应时,生成的主要产物是重排 产物。
傅瑞德尔( Charles Friedel ,1832--1899 ,法国化学家)
傅瑞德尔生于法国斯特拉斯堡( strasboury ),在 武慈指导下学习化学, 1869 年获得博士学位, 1876 年任教授,八年后接替武慈首席有机化学教授位置。
在催化剂作用下,酰化试剂首先生成酰 基正离子,然后和芳环发生亲电取代反 应。
酰基化反应的特点
1、酰基正离子比较稳定,故酰基化不会发生 重排或异构化作用;
2、酰基化反应是不可逆的,并且由于酰基是 芳环的钝化基团,故酰基化反应一般得到的是 单取代产物;
3、催化剂一般都大于1。如,酮能与氯化铝生 成络合物,因此氯化铝的用量应略超过酰氯的 物质的量,如用酸酐为原料,由于副产物羧酸 也能与氯化铝络合,后者用量略超过酸酐物质 的量的二倍。
傅瑞德尔对矿物学和有机化学的研究很有成就。合成 了异丙醇,乳酸和甘油,从 1874 年至 1891 年和美 国化学家克拉夫茨( Crafts )合作,发现无水三氯 化铝催化下把卤代烷加到苯中,便会反应。以他们名 字名的称为 Friedel-Crafts 烷基化和酰基化反应。
傅克反应的机理
傅克反应的机理1.定义在无水三氯化铝等路易斯酸存在下,芳烃与卤烷作用,在芳环上发生亲电取代反应,其氢原子被烷基取代,生成烷基芳烃的反应,称为傅列德尔一克拉夫茨烷基化反应(Friedel-Crafts alkylation);芳烃与酰卤或酸酐作用,芳环上的氢原子被酰基取代,生成芳酮的反应,称为傅列德尔~克拉夫茨酰基化反应(Friedel-Crafts acylation)。
傅列德尔克拉夫茨反应,是烷基化与酰基化反应,统称傅列德尔克拉夫茨反应简称傅克反应。
2.机理在烷基化反应中,反应并不停止在一烷基化阶段,由于生成的烷基苯比苯易于烷基化,还可以生成多烷基取代的芳烃。
以苯的乙基化为例,除乙苯外,还生成二乙苯和三乙苯等。
如果加入过量的苯,则可以提高乙苯的产率,抑制多乙苯的生成,这是因为傅列德尔-克拉夫茨烷基化反应是可逆反应。
这里,如果单纯地按照苯环定位规律的话,二乙苯主要应是对位和邻位的二乙苯异构体,三乙苯主要是1,2,4-三乙苯。
事实上二乙苯主要是间位异构体,三乙苯主要是1,3,5-三乙苯。
其原因还是在于傅列德尔一克拉夫茨烷基化反应是可逆的,反应是热力学控制的,而间位异构体是热力学上最稳定的。
在酰基化反应中,反应可以停止在一酰基化阶段。
例如,苯和乙酐反应,可得较纯的苯乙酮。
在酰基化反应中,酰基化试剂和产物芳酮中都含有羰基,能与催化剂配合,形成稳定的配合物,因此需要催化剂的量至少比酰基化试剂的量多才行。
有的副产物还需要消耗催化剂,进行制备反应时必须考虑催化剂的合理用量。
此外,这类催化剂极易吸水、水解或形成配合物而失去催化作用。
3.反应特点(1)烷基化反应亲电试剂为碳正离子,有重排现象,故烷基化产物有异构化现象;(2)烷基化反应为可逆反应故烷基苯可进行歧化反应即一分子烷基苯脱烷基变成苯另一分子烷基苯增加烷基变成二烷基苯;(3)生成的烷基苯更容易进行烷基化反应故烷基化反应能生成多元取代产物;(4)苯环上有强吸电子基如硝基、磺基时不易发生烷基化反应。
傅克反应资料讲解
傅克反应资料讲解傅克反应傅-克反应傅⾥德-克拉夫茨反应,简称傅-克反应,是⼀类芳⾹族亲电取代反应,1877年由法国化学家查尔斯·傅⾥德(Friedel C)和美国化学家詹姆斯·克拉夫茨(Crafts J)共同发现。
该反应主要分为两类:烷基化反应和酰基化反应。
傅-克反应:(1)傅-克烷基化反应;(2)傅-克酰基化反应傅-克烷基化反应傅-克烷基化反应在强路易斯酸的催化下使⽤卤代烃对⼀个芳环进⾏烷基化。
假设使⽤⽆⽔氯化铁作为催化剂,在氯化铁的作⽤下,卤代物产⽣碳正离⼦,碳正离⼦进攻苯环并取代环上的氢,最后产⽣烷基芳⾹族化合物和氯化氢。
总反应式如下:傅-克烷基化机理这类反应有个严重缺点:由于烷基侧链的供电性,反应产物⽐起原料具有更⾼的亲核性,于是产物苯环上的另⼀个氢继续被烷基所取代,导致了过烷基化现象⽽形成了众多副产物。
由于这类反应是可逆的,还可能出现烷基被其他基团所取代的副产物(例如被氢取代时,也称为傅-克脱烷基化反应);另外长时间的反应也会导致基团的移位,通常是转移⾄空间位阻较⼩、热⼒学稳定的间位产物。
另外如果氯不是处于三级碳原⼦(叔碳原⼦)上,还有可能发⽣碳正离⼦重排反应,⽽这取决于碳正离⼦的稳定性:即三级碳>⼆级碳>⼀级碳。
空间位阻效应可以被利⽤于限制烷基化的数量,⽐如1,4-⼆甲氧基苯的叔丁基化反应。
1,4-⼆甲氧基苯的叔丁基化烷基化的底物并不局限于卤代烃类,傅-克烷基化可以使⽤任何的碳正离⼦中间体参与反应,如⼀些烯烃,质⼦酸,路易斯酸,烯酮,环氧化合物的衍⽣物。
如合成1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷就可以从苯与3-氯-2-甲基丙烯进⾏反应:1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷的合成曾有研究实例表明亲电试剂还能选⽤由烯烃和NBS⽣成的溴离⼦。
通过烯烃的傅-克烷基化在这个反应中三氟甲磺酸钐被认为在卤离⼦形成中活化了NBS的供卤素能⼒。
傅-克去烷基化反应傅-克烷基化是⼀个可逆反应。
傅克反应机理
傅克反应机理Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020Friedel-Crafts反应机理摘要:本文总结了傅-克反应提出以来,化学研究人员对该反应的机理方面的研究,包括动力学研究、中间体结构和性质的。
提出傅一克反应机理目前存在的疑问及机理动力学的发展方向。
关键词:傅-克反应;动力学;中间体;反应机理1、傅-克反应的发现傅-克反应在整个化学发展史上是最为古老的化学之一[1]。
1869年德国化学家Zincke[2]首次报道了在苯环上引入烷基的反应.这个反应的发现来源于一个偶然,当时Zincke想从苄氯和氯乙酸(以苯作为溶剂)出发,在铜粉(或银粉)和密封加热的条件下,通过类似Wurtz反应的方法制各苯丙酸,但他发现在反应过程中有大量的氯化氢产生,同时也生成了二苯甲烷。
他意识到这是苄氯和溶剂苯发生反应产生的。
为此,在接下来的几年里,他开始研究这类苯环上引入取代基的反应。
Zincke的发现引起了化学家们的广泛关注,他们用不同芳烃进行反应,并且得到了相应芳烃的烷基化和酰基化产物.至此,他们一致认为铁、铜、银或锌等金属粉末可以作为此类反应的催化剂,这个反应也因此被命名为Zincke反应。
1877年,Friedel和Crafts[3-4]试图通过Gustavson反应将1,1,1一三氯乙烷(苯作溶剂)在铝粉和碘单质存在条件下转化为1,1,1.三碘乙烷,但出乎意料的是他们再次得到了Zincke反应的产物。
经过他们的不断研究,他们又对各种金属卤化物、各种卤代烃以及各种酰卤分别进行了研究,表明Zincke提出的各种金属确实不是此类反应的催化剂,它们的卤代物才是真正意义上的催化剂。
至此傅一克反应被正式提出,包括傅一克烷基化反应和傅一克酰基化反应。
傅一克反应虽然说是非常古老的化学,但是直到现在其应用依然非常的广泛[5-6]。
一直以来,许多化学工作者对傅一克反应机理的研究非常感兴趣,同时也做了许多工作。
傅克反应总结材料
傅克反应总结材料傅克反应总结材料1.傅克反应的发现:在这些反应中,以制备芳烃和芳酮是主要的。
2. 傅克反应的反应机理注意以下三种情形下的反应:A. 烷基正离子的重排(稳定性:叔>仲>伯)因此反应中都有异构体产物的出现。
如:B. 烷基取代不会停留在一取代阶段于烷基是供电子基团,已取代后芳环上电子云密度增大,使得亲电取代反应更容易进行,所以取代还会继续进行下去,最后可以全部取代。
如:但是有些基团于位阻关系,只能得到已取代的产物。
如果取代基团是酰基,于酰基是吸电子基团,使得芳环电子云密度减小,使得亲电取代反应比较困难,反应一步后会停下来,所以傅克酰化合成芳酮更为有用。
C. 定文问题:下面的例子将让我们更好的去理解定位问题:3. 傅克反应的催化剂路易氏酸,强酸,酸酐,酰氯和一些中性化合物和元素等。
特别需要注意以下及点: A.不同催化剂产生不桶产物:B.不同催化剂产率有很大的差别:C. 氯化物作为催化剂要无水,但是绝对无水活性反而不大,甚至不能进行。
有些反应还需要把催化剂暴露在空气中吸水几分钟后,才能催化反应的进行。
4. 傅克反应所用的烷基化剂A. 常用的是氯化物,活泼性次序RCl>RBr>RIB. 烯类也是很好的烷基化剂,催化剂用BF3和HF效果很好。
C. 醇类也可作为烷基化剂,但是催化剂用BF3和HF效果最好。
5. 酰基取代剂A. 酰卤活性顺序为:B. 酸酐也是很好的酰化剂,但是它需要比酰卤多50%的氯化铝。
C. 羧酸也可以直接用作酰化剂,但催化剂不宜用氯化铝,而要用硫酸,磷酸,最好是氟化氢。
6. 芳环芳环和杂环化合物都能参加F-C反应,其中并环和稠环更易发生反应,杂环中,呋喃类,吡咯类等虽对酸敏感,但在适当情况下也可发生F-C反应。
如环上有供电子基团,可用较若的反应条件。
如有吸电子基团,则要用较强的反应条件。
稠环的定位问题:7. 芳酸的环化首先要考虑形成环的稳定性,一般是6元环>5元环>7元环8. 实验操作:傅克反应总结材料1.傅克反应的发现:在这些反应中,以制备芳烃和芳酮是主要的。
傅克反应总结材料
傅克反应总结材料傅克反应总结材料1.傅克反应的发现:在这些反应中,以制备芳烃和芳酮是主要的。
2.傅克反应的反应机理注意以下三种情形下的反应:A.烷基正离⼦的重排(稳定性:叔>仲>伯)因此反应中都有异构体产物的出现。
如:B.烷基取代不会停留在⼀取代阶段由于烷基是供电⼦基团,已取代后芳环上电⼦云密度增⼤,使得亲电取代反应更容易进⾏,所以取代还会继续进⾏下去,最后可以全部取代。
如:但是有些基团由于位阻关系,只能得到已取代的产物。
如果取代基团是酰基,由于酰基是吸电⼦基团,使得芳环电⼦云密度减⼩,使得亲电取代反应⽐较困难,反应⼀步后会停下来,所以傅克酰化合成芳酮更为有⽤。
C.定⽂问题:下⾯的例⼦将让我们更好的去理解定位问题:3.傅克反应的催化剂路易⽒酸,强酸,酸酐,酰氯和⼀些中性化合物和元素等。
特别需要注意以下及点:A.不同催化剂产⽣不桶产物:B.不同催化剂产率有很⼤的差别:C. 氯化物作为催化剂要⽆⽔,但是绝对⽆⽔活性反⽽不⼤,甚⾄不能进⾏。
有些反应还需要把催化剂暴露在空⽓中吸⽔⼏分钟后,才能催化反应的进⾏。
4.傅克反应所⽤的烷基化剂A.常⽤的是氯化物,活泼性次序RCl>RBr>RIB.烯类也是很好的烷基化剂,催化剂⽤BF3和HF效果很好。
C.醇类也可作为烷基化剂,但是催化剂⽤BF3和HF效果最好。
5.酰基取代剂A. 酰卤活性顺序为:B. 酸酐也是很好的酰化剂,但是它需要⽐酰卤多50%的氯化铝。
C. 羧酸也可以直接⽤作酰化剂,但催化剂不宜⽤氯化铝,⽽要⽤硫酸,磷酸,最好是氟化氢。
6.芳环芳环和杂环化合物都能参加F-C反应,其中并环和稠环更易发⽣反应,杂环中,呋喃类,吡咯类等虽对酸敏感,但在适当情况下也可发⽣F-C反应。
如环上有供电⼦基团,可⽤较若的反应条件。
如有吸电⼦基团,则要⽤较强的反应条件。
稠环的定位问题:7.芳酸的环化⾸先要考虑形成环的稳定性,⼀般是6元环>5元环>7元环8.实验操作:9.反应实例:A.芳烃+AlCl3C 2H 5C 2H 5C 2H 586-87%在1升三⼝瓶中,放⼊365克⽆⽔氯化铝,冷在冰盐浴内,加⼊200毫升溴⼄烷,搅拌。
傅克反应机理
Friedel-Crafts反应机理摘要:本文总结了傅-克反应提出以来,化学研究人员对该反应的机理方面的研究,包括动力学研究、中间体结构和性质的。
提出傅一克反应机理目前存在的疑问及机理动力学的发展方向。
关键词:傅-克反应;动力学;中间体;反应机理1、傅-克反应的发现傅-克反应在整个化学发展史上是最为古老的化学之一[1]。
1869年德国化学家Zincke[2]首次报道了在苯环上引入烷基的反应.这个反应的发现来源于一个偶然,当时Zincke想从苄氯和氯乙酸(以苯作为溶剂)出发,在铜粉(或银粉)和密封加热的条件下,通过类似Wurtz反应的方法制各苯丙酸,但他发现在反应过程中有大量的氯化氢产生,同时也生成了二苯甲烷。
他意识到这是苄氯和溶剂苯发生反应产生的。
为此,在接下来的几年里,他开始研究这类苯环上引入取代基的反应。
Zincke的发现引起了化学家们的广泛关注,他们用不同芳烃进行反应,并且得到了相应芳烃的烷基化和酰基化产物.至此,他们一致认为铁、铜、银或锌等金属粉末可以作为此类反应的催化剂,这个反应也因此被命名为Zincke反应。
1877年,Friedel和Crafts[3-4]试图通过Gustavson反应将1,1,1一三氯乙烷(苯作溶剂)在铝粉和碘单质存在条件下转化为1,1,1.三碘乙烷,但出乎意料的是他们再次得到了Zincke反应的产物。
经过他们的不断研究,他们又对各种金属卤化物、各种卤代烃以及各种酰卤分别进行了研究,表明Zincke提出的各种金属确实不是此类反应的催化剂,它们的卤代物才是真正意义上的催化剂。
至此傅一克反应被正式提出,包括傅一克烷基化反应和傅一克酰基化反应。
傅一克反应虽然说是非常古老的化学,但是直到现在其应用依然非常的广泛[5-6]。
一直以来,许多化学工作者对傅一克反应机理的研究非常感兴趣,同时也做了许多工作。
目前有关该反应机理方面的报道相对较少,直至现在还是没有非常清楚地指明该反应的机理,最主要的是至今仍然没有明确提出该反应实际的反应活性中间体.这未免有些遗憾,但研究者们出色的工作还是给出了大量的信息,为傅一克反应机理的进一步探索做出了巨大贡献。
傅克反应 药物合成
傅克反应药物合成傅克反应属于有机合成中的重要反应类型之一,通常被广泛应用于药物合成和材料科学等领域。
在本文中,我们将逐步介绍傅克反应的机理和其在药物合成中的应用。
一、傅克反应的机理傅克反应的本质是亲电性芳香取代反应,其基本步骤如下:1. 首先,单个亲电性取代剂(通常是卤代烷或磺酸酯等)进行亲电攻击,打开芳香环;2. 然后,一个芳香环中的π键上的另一对电子被亲电取代剂附加;3. 最后,原先的离子体失去一个负电荷并结合上一个卤化物离子生成新的化合物。
傅克反应的重要特征是,它可以在碳-碳双键和三键上发生,并且可以形成碳-碳单键和双键。
此外,该反应在酸性和碱性条件下都能进行。
二、傅克反应在药物合成中的应用由于傅克反应在药物合成中是一种十分有用的方法,因此在药物大环化合物的合成中,它经常被用到。
以下是几个傅克反应在药物合成中的应用实例:1. 吡啶类化合物吡啶类化合物是一类具有强大生化活性的大环化合物,常常被用于蛋白质抑制剂和免疫抑制剂等药物的制备。
傅克反应可以用于吡啶类化合物的制备。
其中一个典型的例子是在一项针对Bcl-xL蛋白质中心凹槽结合战略的研究中,使用傅克反应成功地合成了具有良好生物活性的吡啶衍生物。
2. 沙星类化合物沙星类化合物是一种被广泛用于动物生产以及医学领域的药物,该类药物与细菌DNA损伤的修复有关。
傅克反应可以用于沙星类化合物的制备,例如,沙星、氟氯沙星和环丙沙星等化合物。
3. 类红霉素化合物类红霉素化合物是一类具有广谱抗菌活性的化合物,由于其制备复杂,因此傅克反应被广泛用于类红霉素类化合物的制备。
例如,泰索霉素的制备中就使用了傅克反应。
三、结论傅克反应是一种非常有用的有机合成方法,广泛应用于药物合成和材料科学领域。
在药物合成中,傅克反应可以用于合成各种大环化合物,包括吡啶类化合物、沙星类化合物和类红霉素化合物等。
因此,傅克反应在药物合成研究中将发挥更加重要的作用。
傅克反应机理
傅克反应机理 Prepared on 24 November 2020Friedel-Crafts反应机理摘要:本文总结了傅-克反应提出以来,化学研究人员对该反应的机理方面的研究,包括动力学研究、中间体结构和性质的。
提出傅一克反应机理目前存在的疑问及机理动力学的发展方向。
关键词:傅-克反应;动力学;中间体;反应机理1、傅-克反应的发现傅-克反应在整个化学发展史上是最为古老的化学之一[1]。
1869年德国化学家Zincke[2]首次报道了在苯环上引入烷基的反应.这个反应的发现来源于一个偶然,当时Zincke想从苄氯和氯乙酸(以苯作为溶剂)出发,在铜粉(或银粉)和密封加热的条件下,通过类似Wurtz反应的方法制各苯丙酸,但他发现在反应过程中有大量的氯化氢产生,同时也生成了二苯甲烷。
他意识到这是苄氯和溶剂苯发生反应产生的。
为此,在接下来的几年里,他开始研究这类苯环上引入取代基的反应。
Zincke的发现引起了化学家们的广泛关注,他们用不同芳烃进行反应,并且得到了相应芳烃的烷基化和酰基化产物.至此,他们一致认为铁、铜、银或锌等金属粉末可以作为此类反应的催化剂,这个反应也因此被命名为Zincke反应。
1877年,Friedel和Crafts[3-4]试图通过Gustavson反应将1,1,1一三氯乙烷(苯作溶剂)在铝粉和碘单质存在条件下转化为1,1,1.三碘乙烷,但出乎意料的是他们再次得到了Zincke反应的产物。
经过他们的不断研究,他们又对各种金属卤化物、各种卤代烃以及各种酰卤分别进行了研究,表明Zincke提出的各种金属确实不是此类反应的催化剂,它们的卤代物才是真正意义上的催化剂。
至此傅一克反应被正式提出,包括傅一克烷基化反应和傅一克酰基化反应。
傅一克反应虽然说是非常古老的化学,但是直到现在其应用依然非常的广泛[5-6]。
一直以来,许多化学工作者对傅一克反应机理的研究非常感兴趣,同时也做了许多工作。
目前有关该反应机理方面的报道相对较少,直至现在还是没有非常清楚地指明该反应的机理,最主要的是至今仍然没有明确提出该反应实际的反应活性中间体.这未免有些遗憾,但研究者们出色的工作还是给出了大量的信息,为傅一克反应机理的进一步探索做出了巨大贡献。
最新傅克反应
傅-克反应12傅里德-克拉夫茨反应,简称傅-克反应,是一类芳香族亲电取代反应,1877 3年由法国化学家查尔斯·傅里德(Friedel C)和美国化学家詹姆斯·克拉夫茨4(Crafts J)共同发现。
该反应主要分为两类:烷基化反应和酰基化反应。
56傅-克反应:(1)傅-克烷基化反应;(2)傅-克酰基化反应7傅-克烷基化反应8傅-克烷基化反应在强路易斯酸的催化下使用卤代烃对一个芳环进行烷基化。
9假设使用无水氯化铁作为催化剂,在氯化铁的作用下,卤代物产生碳正离子,10碳正离子进攻苯环并取代环上的氢,最后产生烷基芳香族化合物和氯化氢。
总11反应式如下:1213傅-克烷基化机理14这类反应有个严重缺点:由于烷基侧链的供电性,反应产物比起原料具有更15高的亲核性,于是产物苯环上的另一个氢继续被烷基所取代,导致了过烷基化16现象而形成了众多副产物。
由于这类反应是可逆的,还可能出现烷基被其他基17团所取代的副产物(例如被氢取代时,也称为傅-克脱烷基化反应);另外长时18间的反应也会导致基团的移位,通常是转移至空间位阻较小、热力学稳定的间19位产物。
另外如果氯不是处于三级碳原子(叔碳原子)上,还有可能发生碳正20离子重排反应,而这取决于碳正离子的稳定性:即三级碳>二级碳>一级碳。
空21间位阻效应可以被利用于限制烷基化的数量,比如1,4-二甲氧基苯的叔丁基化22反应。
23241,4-二甲氧基苯的叔丁基化25烷基化的底物并不局限于卤代烃类,傅-克烷基化可以使用任何的碳正离子中26间体参与反应,如一些烯烃,质子酸,路易斯酸,烯酮,环氧化合物的衍生物。
27如合成1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷就可以从苯与3-氯-2-甲基丙烯进行反应:28291-氯-2-甲基-2-苯基丙烷的合成30曾有研究实例表明亲电试剂还能选用由烯烃和NBS生成的溴离子。
3132通过烯烃的傅-克烷基化33在这个反应中三氟甲磺酸钐被认为在卤离子形成中活化了NBS的供卤素能力。
傅克反应
+ C H 3 C H 2 C l A 0 l-C 2 5 l3
C H 2 C H 3
.
机理:卤代烃等烷基化试剂在路易斯酸 作用下生成烷基碳正离子,作为亲电试 剂进攻芳环,形成的中间体σ-络合物失 去一个质子得到芳烃烷基化产物。
.
注意!
并不是傅-克烷基化反应都经过碳正离子: 活泼芳香C-H键对亲电试剂(如羰基化合 物,α,β-不饱和羰基化合物等)的加 成生成新C-C键的反应也归属为傅-克烷 基化反应。其反应历程中并不包括碳正 离子的形成。
2、由于烷基是给电子基团,是活化基团,故烷基化反应易生成
多取代物。
3、烷基化反应是可逆反应,催化剂对逆反应也具催化作用。
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二、傅-克酰基化反应
酰基化反应:指芳香化合物在酸(路易斯酸或质子酸 )催化作用下与亲电试剂酰卤作用,在芳环上导入酰 基的反应。
试剂:酰卤、酸酐、羧酸
例如:
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反应机理
在催化剂作用下,酰化试剂首先生成酰 基正离子,然后和芳环发生亲电取代反 应。
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注意!
当苯环上有强钝化取代基时,傅-克反 应则无法进行。
当苯与三个或三个以上的C组成的卤代 烃发生反应时,生成的主要产物是重排 产物。
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傅瑞德尔( Charles Friedel ,1832--1899 ,法国化学家)
傅瑞德尔生于法国斯特拉斯堡( strasboury ),在 武慈指导下学习化学, 1869 年获得博士学位, 1876 年任教授,八年后接替武慈首席有机化学教授位置。 傅瑞德尔对矿物学和有机化学的研究很有成就。合成 了异丙醇,乳酸和甘油,从 1874 年至 1891 年和美 国化学家克拉夫茨( Crafts )合作,发现无水三氯 化铝催化下把卤代烷加到苯中,便会反应。以他们名 字名的称为 Friedel-Crafts 烷基化和酰基化反应。
傅克反应催化剂后处_OK
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四、现用FC反应的后处理方法 2021/8/31
傅克反应进行完,后处理的工艺通 常是酸解,通常计算加酸量的方法如下: 三氯化铝的质量乘2,为盐酸的体积,冰 的质量为三氯化铝的4倍。
酸解的过程其实是三氯化铝和反应物 的解络合的过程,如果食用纯水,这个过 程非常慢,而且效果不好!
路易斯酸并
不一定需要
有质子(H+)
的转移,
对路易斯酸理论
来说,
所有亲电试剂都可
以叫做
路易斯酸。虽然所
有布朗
斯特-劳里酸都属
于路易
斯酸,但实际上路
易斯酸
这个名词多指那些不属于布朗斯特-劳里酸的
路易斯酸。
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三、在工业生产过程中所存在的20问21/8/31 题
目前F-C反应催化用到大量三氯化铝。该反 应废水量大,铝盐容易产生絮状物,处理十分 困难。希望找到先进技术对催化剂进行可循环 使用。采取经济可靠措施,降低高盐份强碱废 水的深度,使之能排放进入企业内部的生化处 理中心,成本要求控制在200元/吨。
AlCl3作为催化剂所存在的问题
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2021/8/31
三氯化铝作为傅克反应催化剂的一种,有着 广泛的用途,但使用起来产生的HCl多,废水多, 与现在的清洁生产的理念不相称,但寻找替代产 品却很不容易,虽然又很多报道阐述了很多种替 代品,如超强固体酸、固载型三氯化铝催化剂等 等,但真正在实际生产中使用的报道的并不多见。
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傅克反应后处理
——关于傅克反应催化剂处理方法
的研究讨论
2021/8/31
韩雪 化一09 200900111041
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2021/8/31
1. 傅克反应 2. 傅克反应催化剂(三氯化铝) 3. 在工业生产过程中所存在的问题 4. 已有的研究方法 5. 综合处理意见
傅克反应 溶剂
傅克反应溶剂
傅克反应,或称为F-K反应,是一种在溶液中进行的重要的有机化学
反应。
该反应是指一个二级芳香胺和一个酰卤反应生成芳香酰胺的过程。
在傅克反应中,溶剂起着重要的作用。
最常用的溶剂是二氯甲烷或三
氯甲烷,这些溶剂通常被称为极性卤代烷。
这些溶剂的极性很低,因
此它们不能很好地溶解许多极性分子。
此外,这些溶剂的挥发性也很高,因此它们通常被称为易挥发性溶剂。
如果试图使用传统的极性溶剂来进行傅克反应,那么反应速率将会非
常低,反应产物的产率也会降低。
因此,使用极性卤代烷作为溶剂是
傅克反应能够高效进行的关键。
极性卤代烷可以有效地促进酰卤和二
级芳香胺之间的反应,从而提高反应速率。
除了溶剂的选择外,傅克反应的其他因素也会影响反应的速率和产物
的选择性。
例如,可以调节反应的温度、反应物的浓度和反应的时间,以优化反应条件。
此外,使用不同的酰卤或芳香胺也会对反应的选择
性产生影响。
通常来说,酰氯比酰酸或酸酐更容易反应,而酰基的电
子吸引度以及芳香胺的取代位点也会影响反应的产物选择性。
总的来说,傅克反应是重要的有机合成方法之一,其反应的效率和选择性取决于溶剂、反应条件以及反应物的选择。
对于有机化学研究人员来说,了解这些因素的作用是非常重要的,因为这将帮助他们更好地设计和控制有机反应的过程。
傅克反应 溶剂
傅克反应溶剂傅克反应(Fischer esterification)是一种有机合成反应,通过酸催化将酸和醇反应生成酯。
在傅克反应中,选择合适的溶剂对反应的进行起着至关重要的作用。
本文将介绍傅克反应溶剂的选择、溶剂对反应速率的影响以及一些常用的傅克反应溶剂。
1. 溶剂的选择在傅克反应中,溶剂的选择很重要,因为它既要满足反应的要求,又要考虑反应活性、收率和成本等方面的因素。
常见的傅克反应溶剂有以下几种:1.1 极性溶剂极性溶剂通常具有较高的极性,能够增加反应的速率和选择性。
常见的极性溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮和二甲亚砜等。
这些溶剂可以通过形成氢键和酸催化来促进反应的进行。
1.2 水溶性溶剂由于傅克反应是涉及水溶性物质的有机反应,所以水溶性溶剂也常常被选为傅克反应的溶剂。
例如,醇酸反应可以使用水作为溶剂,因为反应物和产物都是可溶于水的。
1.3 非极性溶剂非极性溶剂在某些情况下也可作为傅克反应的溶剂。
这些溶剂通常是不含水,不极性的有机化合物,例如苯、正己烷和二氯甲烷等。
使用非极性溶剂时,反应速率会较慢,但是反应的选择性较高。
综上所述,傅克反应溶剂的选择应根据实际情况进行考虑。
在大多数情况下,极性溶剂和水溶性溶剂是较常用的选择。
2. 溶剂对反应速率的影响溶剂对傅克反应速率有着重要的影响。
傅克反应是通过酸催化进行的,溶剂对催化剂的溶解度会有一定的影响,从而影响反应速率。
此外,溶剂还可能影响反应物的溶解度和反应物与催化剂之间的相互作用。
一般来说,较极性的溶剂有助于提高傅克反应的速率。
这是因为极性溶剂能够催化剂和反应物之间的相互作用,从而提高了反应速率。
此外,极性溶剂也有助于促进酸催化剂的质子转移反应。
相比之下,非极性溶剂通常对傅克反应的速率有较小的影响。
这是因为非极性溶剂不能有效地催化傅克反应,且一些催化剂的溶解度也较低。
在非极性溶剂中进行傅克反应通常需要更长的反应时间。
3. 常用的傅克反应溶剂3.1 甲醇甲醇是一种常用的傅克反应溶剂,具有较高的极性和良好的溶解性。
傅克酰化反应
傅克酰化反应解析嘿,小伙伴们,今天咱们来聊聊化学界里一个挺有意思的反应——傅克酰化反应。
听到这个名字,是不是觉得挺高大上的?别怕,咱们慢慢聊,保证让你一听就懂,还能觉得挺有趣呢!说起傅克酰化反应,其实它就是芳烃和酰氯或酸酐在路易斯酸的作用下,进行酰化的一个过程。
就像咱们平时炖肉的配方,各种食材在锅里一炖,味道就融合在一起了。
只不过,这次咱们“炖”的是分子,而且用的“火候”和“调料”都挺讲究。
想象一下,芳烃就像是那个等着被调味的食材,酰氯或酸酐就是咱们要加的调料,而路易斯酸呢,就是那个能让调料和食材充分融合的“催化剂”。
在这个反应里,路易斯酸通常会和酰氯先“打个招呼”,生成一个酰基正离子。
这个酰基正离子就像是一个馋嘴的小吃货,看到芳烃这个“大餐”就忍不住扑上去,取代了芳烃上的一个氢原子,生成了一个新的化合物——芳香酮。
这个过程听起来挺简单的,但其实里面还有很多小细节呢。
比如,这个反应一般要在无水无氧的条件下进行,因为那些催化剂啊、反应物啊都特别“娇气”,一遇到水或空气就容易“变质”。
还有啊,生成的芳香酮活性降低了,所以产率通常都挺高的,这也是咱们喜欢用这个反应的原因之一。
傅克酰化反应在化学合成里可是个“明星反应”,它能帮咱们合成很多有用的化合物,比如二芳基乙酸衍生物、聚醚醚酮、芳香酮等等。
这些化合物在医药、材料、染料等领域都有广泛的应用,可以说,傅克酰化反应就像是化学界里的一个“魔术师”,能变出很多咱们需要的东西来。
怎么样,听了我的介绍,是不是觉得傅克酰化反应也没那么神秘了?其实啊,化学世界里的很多反应都像这个一样,只要咱们用心去了解它,就能发现它们的有趣之处。
好了,今天咱们就聊到这里吧,希望这个小知识能让你对化学世界多一份好奇和热爱!。
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傅-克反应,又称傅列德尔-克拉夫茨反应(Friedel –Crafts reaction ),由法国化学家查尔斯•傅列德尔与美国化学家詹姆斯•克拉夫茨于1877年,共同发现,是一类针对芳香族的亲电取代反应。
根据取代物的不同,该反应主要分为傅列德尔-克拉夫茨烷基化反应和傅列德尔-克拉夫茨酰基化反应。
由于傅-克反应是实现碳碳成键的最有效方式之一,并且是制备各种芳基酮, 杂环芳烃酮等的重要手段, 所以它在医药、农药、染料、香料等工业生产中具有非常广泛的应用。
在聚合物合成上与之相关的是一类高性能工程材料,聚(醚)砜和聚(醚)酮。
1962年,Dupont 公司的Bonner ,首次采用傅克反应合成了聚醚酮酮(PEKK )。
傅克反应机理如下所示:
S O O
Cl C
O Cl
O O AlCl 4
+
C
O AlCl 3
O -H
S O O
聚(醚)砜和聚(醚)酮类聚合物按傅克亲电取代路线合成时,由于所用单体大多来源方便、价格低廉,而且合成反应容易控制,不需要高温和真空条件,反应条件温和,因此聚合物大多成本低,容易得到推广应用。
一般反应条件为在无水AlCl 3和N ,N-二甲基甲酰胺(DMF )存在下,于1,2-二氯乙烷(DCE )中进行低温(冰水浴)共缩聚反应。
然而,聚合过程中被带正电荷的亲电试剂进攻的苯环上的5个氢具有相等的活性,尽管由于空间位阻的作用对位的氢最易于脱去,然而其他的氢仍有可能被亲电试剂进攻,这样就必然得到有一定程度支化和交联的聚合物。
支化、交联反应一般会降低树脂的性能,导致高温流动性差,冲击强度低,脆性大,后加工困难等。
在支化、交联严重时,将得不到具有使用价值的反应产物。
名称结构式醚/酮Tg Tm PEEEK 3/1 129 342 PEEK 2/1 145 335 PEEKEK 3/2 148 345 PEK 1/1 152 365 PEEKK 1/1 150 365 PEKK 1/2 165 388 PEKEKK 1/3 160 384
羰基较之醚键更不易旋转,当羰基含量增加使得聚合物的链段运动受阻程度增加,因此,在可加工允许的温度范围内增加羰基含量,可以提高聚合物的使用温度。