第二章烃化反应
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药物合成反应 Organic Reactions for Drug Synthesis
第二章 烃化反应
制作：李清寒 副教授
西南民族大学化学与环境工程学院
第二章 烃化反应 (Alkylation Reaction)
烃化反应：用烃基取代有机分子中的氢原子，包括在 某些官能团（如羟基，氨基，巯基）或碳架上的氢原 子。 烃基：饱和的，不饱和的，脂肪的，芳香的以及许多 具有各中取代基的烃基。 烃基引入方式：取代反应，双键加成。 烃化剂：卤代烃，硫酸酯，其它的芳磺酸酯，醇类， 醚类，烯烃类，重氮甲烷，甲醛，甲酸。
•the reactivity of alkyl halides is the highest for
alkyl fluorides and the lowest for alkyl iodides (F
> Cl > Br > I);
•the branching of the alkyl group has a dramatic influence, since tertiary alkyl halides are the most reactive: tertiary,benzyl > secondary> primary;
二、亲电取代反应 主要是芳烃的Friedel-Crafts反应
•In addition to aluminum chloride，other Lewis acids are also used for Friedel-Crafts alkylations: BeCl2, CdCl2, BF3, BBr3, GaCl3, AlBr3, FeCl3, TiCl4, SnCl4, SbCl5, lanthanide trihalides, and alkylaluminum halides (AlRX2). The most widely employed catalysts are AlCl3 and BF3 for alkylations with alkyl halides.
（2）N的亲核取代反应
含N原子的化合物主要包括氨，脂肪氨，芳香胺及含氮杂环。其 氮原子上都有孤对电子，具有碱性，亲核能力较强。因此，他们 比羟基更容易进行烃化反应。
2. 碳负离子的亲核取代反应
R-:炔基负离子、格式试剂烷基负离子、活泼亚甲基产生的负离子 R’L：卤代烃、磺酸酯、硫酸酯
1).活性亚甲基化合物 亚甲基上连有吸电子基团时，使亚甲基上氢原子的活性增大，称 为活性亚甲基。 常见的吸电子基团的强弱顺序： -NO2>-COR>-SO2R>-CN>-COOR>-SOR>-Ph(R为烃基）
•if the aromatic substrate is substituted, electron-donating substituents are required, and electron-poor substrates do not undergo the alkylation;
• （3）同一族中，碱性随体积增加而减小，亲核 性则相反；
一、亲核取代反应
• 1.杂原子的亲核取代反应 • （1）O原子的亲核取代反应 • ① 醇的烃化反应 • 伯烷基: 碱性,SN2反应
伯烷基，在中性或弱碱性：SN1
烃化剂为卤代烃-Williamson醚合成
SN2: the order of reactivity for the halides regarding the alkyl group: Me>allylic~benzylic>1°alkyl>2°alkyl while under standard conditions tertiary alkyl halides undergo E2 elimination to afford the corresponding alkenes;
第一节 反应机理
• 多属于亲核取代反应：杂 原子向亲电试剂 的进攻；
• 亲电取代反应：芳环引入烃化试剂
亲核取代反应影响因素
• 1. 有利于C+形成的因素，愈利于SN1； • 2SN1、SN2均可能； • 4. 卤乙烯型及卤苯型难于进行亲核取代反应； • 5. 典型的SN1、SN2反应
• 6. 碱性越弱越易离去，卤素、磺酸酯、硫酸酯都 是好的离去基团；
• 7. 离去能力越强越利于SN1；
• 8. 极性溶剂利于SN1，不利于SN2；
• 9. 亲核性越强越利于SN2；亲核性-碱性
• （1）同周期的元素形成的负离子，碱性和亲核性 一致，随电负性增大而减, NH2->HO->F-
• （2）亲核原子相同时，碱性和亲核性一致，RO>HO->ArO->RCOO->ROH>H2O;
环氧化合物为烃化剂：SN2反应历程。 烯烃为烃化剂：SN2-烯烃连有吸电子基团才发生 G可以是羰基，氰基，酯基，羧基等基团才发生
② 酚的O烃化反应 酚的酸性强，更容易，需要的碱相对于醇的反应也较弱。通常 为SN2机理。
其中，烷化剂RL常用的有卤代烃，硫酸酯及磺酸酯。常用的 碱为NaOH, KOH, Na2CO3,K2CO3.反应时，可用水，醇类，丙 酮，DMF,DMSO,苯或二甲苯等作为溶剂。
the order of reactivity is also influenced by the nature of the leaving group: OTs~I>OMs>Br>Cl.
The preparation of diaryl ethers from phenoxides and unactivated aryl halides is not possible under the reaction conditions of the Williamson ether synthesis, but in the presence of copper metal or Cu(I)-salt catalysts, diaryl ethers are obtained (see Ullmann biaryl ether synthesis).
第二章 烃化反应
制作：李清寒 副教授
西南民族大学化学与环境工程学院
第二章 烃化反应 (Alkylation Reaction)
烃化反应：用烃基取代有机分子中的氢原子，包括在 某些官能团（如羟基，氨基，巯基）或碳架上的氢原 子。 烃基：饱和的，不饱和的，脂肪的，芳香的以及许多 具有各中取代基的烃基。 烃基引入方式：取代反应，双键加成。 烃化剂：卤代烃，硫酸酯，其它的芳磺酸酯，醇类， 醚类，烯烃类，重氮甲烷，甲醛，甲酸。
•the reactivity of alkyl halides is the highest for
alkyl fluorides and the lowest for alkyl iodides (F
> Cl > Br > I);
•the branching of the alkyl group has a dramatic influence, since tertiary alkyl halides are the most reactive: tertiary,benzyl > secondary> primary;
二、亲电取代反应 主要是芳烃的Friedel-Crafts反应
•In addition to aluminum chloride，other Lewis acids are also used for Friedel-Crafts alkylations: BeCl2, CdCl2, BF3, BBr3, GaCl3, AlBr3, FeCl3, TiCl4, SnCl4, SbCl5, lanthanide trihalides, and alkylaluminum halides (AlRX2). The most widely employed catalysts are AlCl3 and BF3 for alkylations with alkyl halides.
（2）N的亲核取代反应
含N原子的化合物主要包括氨，脂肪氨，芳香胺及含氮杂环。其 氮原子上都有孤对电子，具有碱性，亲核能力较强。因此，他们 比羟基更容易进行烃化反应。
2. 碳负离子的亲核取代反应
R-:炔基负离子、格式试剂烷基负离子、活泼亚甲基产生的负离子 R’L：卤代烃、磺酸酯、硫酸酯
1).活性亚甲基化合物 亚甲基上连有吸电子基团时，使亚甲基上氢原子的活性增大，称 为活性亚甲基。 常见的吸电子基团的强弱顺序： -NO2>-COR>-SO2R>-CN>-COOR>-SOR>-Ph(R为烃基）
•if the aromatic substrate is substituted, electron-donating substituents are required, and electron-poor substrates do not undergo the alkylation;
• （3）同一族中，碱性随体积增加而减小，亲核 性则相反；
一、亲核取代反应
• 1.杂原子的亲核取代反应 • （1）O原子的亲核取代反应 • ① 醇的烃化反应 • 伯烷基: 碱性,SN2反应
伯烷基，在中性或弱碱性：SN1
烃化剂为卤代烃-Williamson醚合成
SN2: the order of reactivity for the halides regarding the alkyl group: Me>allylic~benzylic>1°alkyl>2°alkyl while under standard conditions tertiary alkyl halides undergo E2 elimination to afford the corresponding alkenes;
第一节 反应机理
• 多属于亲核取代反应：杂 原子向亲电试剂 的进攻；
• 亲电取代反应：芳环引入烃化试剂
亲核取代反应影响因素
• 1. 有利于C+形成的因素，愈利于SN1； • 2SN1、SN2均可能； • 4. 卤乙烯型及卤苯型难于进行亲核取代反应； • 5. 典型的SN1、SN2反应
• 6. 碱性越弱越易离去，卤素、磺酸酯、硫酸酯都 是好的离去基团；
• 7. 离去能力越强越利于SN1；
• 8. 极性溶剂利于SN1，不利于SN2；
• 9. 亲核性越强越利于SN2；亲核性-碱性
• （1）同周期的元素形成的负离子，碱性和亲核性 一致，随电负性增大而减, NH2->HO->F-
• （2）亲核原子相同时，碱性和亲核性一致，RO>HO->ArO->RCOO->ROH>H2O;
环氧化合物为烃化剂：SN2反应历程。 烯烃为烃化剂：SN2-烯烃连有吸电子基团才发生 G可以是羰基，氰基，酯基，羧基等基团才发生
② 酚的O烃化反应 酚的酸性强，更容易，需要的碱相对于醇的反应也较弱。通常 为SN2机理。
其中，烷化剂RL常用的有卤代烃，硫酸酯及磺酸酯。常用的 碱为NaOH, KOH, Na2CO3,K2CO3.反应时，可用水，醇类，丙 酮，DMF,DMSO,苯或二甲苯等作为溶剂。
the order of reactivity is also influenced by the nature of the leaving group: OTs~I>OMs>Br>Cl.
The preparation of diaryl ethers from phenoxides and unactivated aryl halides is not possible under the reaction conditions of the Williamson ether synthesis, but in the presence of copper metal or Cu(I)-salt catalysts, diaryl ethers are obtained (see Ullmann biaryl ether synthesis).