烷基化反应ppt课件
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O
NaOC2H5
COOC2H5 HCl
CH3I
CH3
O CH3
2019-10-5
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18
7.3 O-烷基化反应
醇羟基、酚羟基化合物与活泼的烷基化试剂生 成醚或芳醚的反应，成醚反应为Williamson合成。
7.3.1 用卤代烷O-烷基化 1.用卤代烷O-烷基化
Cl
OH
+ ClCH2COOEt
苯环上带有氨基时，也不能发生Friedel-Crafts反应。
NH2 AlCl3
H
+－
N AlCl3
H
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8
催化剂： Lewis酸无水AlCl3，以及FeCl3、BF3、SnCl4、ZnCl2等； 质子酸HF、 H3PO4、H2SO4等。
卤代烃的活性次序： RCl > RBr > RI； CH2 CHCH2 X > 3°RX > 2°RX > 1°RX； C6H5CH2 X 卤代苯不能用作烷基化试剂。
R + HCl
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5
反应历程（亲电取代反应）
R Cl + AlCl3
δ+
δ－
R Cl AlCl3
R+ + AlCl4－
R+
AlCl
－ 4
H
+
R ·AlCl－4
R + HCl + AlCl3
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也可以用烯烃、醇或环氧化物作烷基化试剂，这时常
(n-C4H9)4N+INaOH
（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PPT课件
AlCl3 - H-Cl
D
NO2 CH3
AlCl3 CH3 CH3Cl, - H-Cl
C
结论：C ＞ B ＞ A ＞D
CH3 CH3
CH3
第7页/共35页
★ 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。
+ CH3Cl
AlCl3
CH3 + H-Cl
聚醚生成。产品是一种优良的非离子表面活性剂，商品名为乳化剂O或匀
染剂O。
C12H25OH + n CH2 CH2 NaOH
C12H25O(CH2CH2O)n H
O
n=20~22
将辛基酚与其质量分数为1%的氢氧化钠水溶液混合，真空脱水，氮气
置换，于160～180℃通入环氧乙烷，经中和漂白，得到聚醚产品，其商品
名为OP型乳化剂。
C8H17
OH
+
n CH2 O
CH2
NaOH
第16页/共35页
C8H17
O(CH2CH2O)nH
小结
1. 烷基化反应按照引入位置分： C、N和O烷基化反应
2. 烷基化试剂的种类： 卤代烷、烯烃、醇、硫酸二甲酯、环氧乙烷、醛以及酮等
3. C和O烷基化反应机理分： 亲电取代以及亲电加成型
（3）烷基正离子能发生重排 这与反应机理密切相关。
+ CH3CH2CH2Cl
AlCl3
CH3 CH CH3
+ H-Cl
C－烷基化中的亲电质点烷基碳正离子会重排成较稳定的碳正离子。如用
正丙基氯在无水三氯化铝作催化剂与苯反应时，得到的正丙苯只有30%，而异 丙苯却高达70%。
第七章烷基化与酰基化反应-PPT精选文档
－ + σ σ R C l : A l C l R A l C l 3 4 子 对 或 离 子 络 合 物 分 子 络 合 物 离
慢 RA l C l 4
H R σ 络 合 物 A l C l 4
快
R H C l+ A l C l 3
一般认为，当R为叔烷基或仲烷基时，比较容易生 成R＋或离子对，当R为伯烷基时，往往不易生成R＋， 而是以分子络合物参加反应。
烷基铝
三氯化铝是最常用的傅－克反应催化剂，其 优点是价廉易得，催化活性好。缺点是有铝盐废 液生成，有时由于副反应而不适用于活泼芳香族 化合物(如酚、芳胺类)的烷基化反应。 烷基铝的特点是能使烷基有选择地进入芳环 上氨基或羟基的邻位。
7.1.3 C-烷基化反应历程
1. 用烯烃烷基化
用烯烃烷基化，在用三氯化铝作催化剂时， 还必须有微量能提供质子的共催化剂如氯化氢存 在，才能进行烷基化反应。
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
7.1.2 催化剂
芳香族化合物C-烷基化反应最初用的催化剂 是三氯化铝，后来研究证明，其他许多催化剂也有 同样的催化作用。现经常采用的有如下几种：
路易斯酸：AlCl3＞FeCl3＞SbCl5＞SnCl4＞BF3＞ TiCl4＞ZnCl2
质子酸：HF＞H2SO4＞P205＞H3PO4、阳离子交换 树脂 酸性氧化物：SiO2-Al2O3、分子筛、M(Al2O3· SiO2)
羰基化合物的α-烷基化和催化烷基化反应PPT课件
-
23
-
24
Evans酰亚胺制备烷基酸或相应化合物：
-
25
Evans试剂有效合成：
-
26
2.4.4 手性烯胺的烷基化 手性环己酮亚胺26 能进行高非对映选择性的烷基化。
PhCH 2 H
N
OMe
1. LDA 2.RX
O R H
26 RX Me 2SO 4 C 3H7I
CH 2=CHCH 2Br
五元环内烯醇的非对映选择性烷基化反应中，1，3—和1，2—不对 称诱导都可能发生。在这种情况下，anti—诱导的烷基化过渡态主要 受空间位阻的控制方式所支配。
-
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图2．10所示的反应是anti －1,3—不对称诱导的一个实例。
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2.3.4 降冰片体系
许多烷基化反应的例子涉及降冰片环系，在此环系中烯醇可以是环 内的或是环外的。由于是刚性的环系，无论是环内的或环外的烯醇 都显现出高度的不对称诱导(图2．11)。
-
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2.4 配位型的环内手性传递
配位型的手性烯醇体系，金属离子在固定原有的手性和烯醇部分之 间的立体化学关系至关重要。
2.4.1β-羟基酸
在烯醇化过程中这些底物可以形成E烯醇或者Z烯醇，对这两种烯醇 体系的任何一种而言，配位作用在确定烯醇对映面的选择中都可能 是决定性的。如图2．12所示，由于Re面进攻Z-或E-烯酵，结果都形 成了主要的组分。
质子性辅剂催化的不对称烷基化的可能历程：
-
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大 部 分 工 作 是 设 计 新 的 手 性 配 体 ， 主 要 是 β- 氨 基 醇 ， 最 成 功 的 是 DBNE(114)和DAIB（115）。
-
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第七章 烷基化反应
δ+ δH Cl AlCl3 (溶液)
H C
CH3 AlCl4
HCl (气) + AlCl3 (固)
δ+ δ+ H Cl AlCl3
R
C H
CH2
R
（1）Lewis酸
a. 氯化铝
材料学院·应用化学
无水AlCl3是最广泛使用的付－克反应的催化剂， 由金属铝或氧化铝和焦炭在高温下与氯气作用 而制得，一般为粉状或小颗粒状。
§ 7.2.3 芳环C-烷基化 （2）反应特点
材料学院·应用化学
C-烷基化是连串反应 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。
C-烷基化反应是可逆反应，烷基的转移 烷基的异构化，烷基可能发生重排
§ 7.2.6 醇、醛和酮的C-烷基化
材料学院·应用化学
HO
CH3 C CH3
OH + H2O
§7.3 O-烷基化反应
材料学院·应用化学
O-烷基化：醇或酚和烷基化试剂发生反应，在醇 或酚的氧原子上引入烷基，生成醚的反应。
烷基化剂：
卤代烷 强酸的酯类 醇 环氧乙烷
§7.3 O-烷基化反应
§ 7.3.1 卤代烷的O-烷基化 （1）卤代烷烃的O-烷基化
优点：副反应少；易分离回收循环使用。 缺点：温度不能过高；易发生溶胀；失效后不 易再生。
（4）酸性氧化物
材料学院·应用化学
这类催化剂主要用于气相催化烷基化反应。
单独催化剂活性很小，以适当比例配合的
SiO2-Al2O3具有良好的催化活性；
硅铝催化剂可以是天然的，也可以是合成的； 工业硅铝催化剂通常含有三氧化二铝10%~15% 及二氧化硅 85%~90%。
H C
CH3 AlCl4
HCl (气) + AlCl3 (固)
δ+ δ+ H Cl AlCl3
R
C H
CH2
R
（1）Lewis酸
a. 氯化铝
材料学院·应用化学
无水AlCl3是最广泛使用的付－克反应的催化剂， 由金属铝或氧化铝和焦炭在高温下与氯气作用 而制得，一般为粉状或小颗粒状。
§ 7.2.3 芳环C-烷基化 （2）反应特点
材料学院·应用化学
C-烷基化是连串反应 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。
C-烷基化反应是可逆反应，烷基的转移 烷基的异构化，烷基可能发生重排
§ 7.2.6 醇、醛和酮的C-烷基化
材料学院·应用化学
HO
CH3 C CH3
OH + H2O
§7.3 O-烷基化反应
材料学院·应用化学
O-烷基化：醇或酚和烷基化试剂发生反应，在醇 或酚的氧原子上引入烷基，生成醚的反应。
烷基化剂：
卤代烷 强酸的酯类 醇 环氧乙烷
§7.3 O-烷基化反应
§ 7.3.1 卤代烷的O-烷基化 （1）卤代烷烃的O-烷基化
优点：副反应少；易分离回收循环使用。 缺点：温度不能过高；易发生溶胀；失效后不 易再生。
（4）酸性氧化物
材料学院·应用化学
这类催化剂主要用于气相催化烷基化反应。
单独催化剂活性很小，以适当比例配合的
SiO2-Al2O3具有良好的催化活性；
硅铝催化剂可以是天然的，也可以是合成的； 工业硅铝催化剂通常含有三氧化二铝10%~15% 及二氧化硅 85%~90%。
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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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
快 . H 慢 . . + C H C H . C H C H 2 3 . . 2 3 .
C H 2 5 + + H
C H 3 + C = C H H 2+ C H 3
烷基化反应
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：
（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; CH H C HC ； 2 2 3 （4）环氧化合物： H2C ,CH
C H 3 C C H 3 C H 3
重要品种介绍
（1）异丙苯
+C H = C H C H 2 3 C H 3 C H C H 3
AlCl3：
6～7
1
95～100 ℃，0.2～0.3MPa
H3PO4(固）
170-190 ℃，2～4MPa
（2）间异丙基甲苯
C H 3
3 o + C H = C H C H 2 3 1 0 0 C
O C H 3 N O 2 C H ( C H ) 3 2
（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）
R
2.1.1 用卤烷作烷化剂的C-烷化反应
反应历程
RC l [ A l C l ] 3
分 子 配 合 物
+ R A l C l 4
R C l+ A l C l 3
慢 A r H
H 快 A l C l A r R + A l C l + H C l A r 4 3 R
+ R + A l C l 4
C H X 2 2 2 C H = C H C H X > R C X > R C H X > R C H X > C H X , 2 2 2 3 3 R
R F > R C l > R B r > R I
（2）芳香族化合物的活性
O C H 3 N O 2
( C H ) C H O H 3 2 H F N O 2
~ 2 0 0 C , ~ 2 M P a
o
（5）2,6-二乙基苯胺
N H 2 + 2 C H = C H 2 2
o
( C H ) A l C l 2 5 2 3 0 0 C , 6 . 5 7 . 0 M P a , 1 1 5 m i n
N H 2 H C C H 5 2 2 5 y = 9 7 . 9 %
副反应
(1) 当烃基的碳原子数＞ 3时, 发生异构化反应, 温度升高, 异构 化比例增加
A l C l 3 C H C H C H C l + 3 2 2
C H C H C H 2 2 3
C H ( C H ) 2 3 2
6 ℃ 5 h 3 3 5 ℃ 5 h 2
+ : : 2 3
(2) 间位产物生成: 当苯环上引入的烃基不止一个时, 除了正 常 的邻、对位产物，还常有相当比例的间位产物。通常，较强烈 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。
C H 3
A l C l
C H 3 O H
C H 3 N H 2
氧 化 酸 解 C H 3 C H C H 3
氨 解
（3）十二烷基苯
+ C H 1 2 2 4
A l C l , H F 3
C H 1 2 2 5
（4）酚类的C-烷化
O H + H C = C ( C H ) 2 3 2 O H C ( C H ) 苯 酚 铝 催 化 剂 3 3
H 3C CH 3 Cl/AlCl3 CH 3
0℃ △
CH 3Cl/AlCl3 CH 3
重排
CH 3
100 ℃
H 3C
CH 3
实例
C l
C H C l + 2
Z n C l 2 l o C 8 5 9 0 C
C H 2
对 氯 二 苯 甲 烷
C l 2 + C C l o 4 1 0 C , 3 h