烃化
合集下载
烃化
第一节 氧原子上的烃化反应
二、酚的O-烃化
由于酚的酸性比醇强，所以反应更容易进行 1. 卤代烃为烃化剂
第一节 氧原子上的烃化反应
位阻及螯合对酚O-烃化的影响
第一节 氧原子上的烃化反应
2. 硫酸二甲酯为烃化剂
第一节 氧原子上的烃化反应
3 重氮甲烷为烃化剂
第一节 氧原子上的烃化反应
第二节 氧原子上的烃化反应
一、醇的O-烃化
1.卤化烃为烃化剂 Williamson醚合成：
ROH + B
RO + R'X
ROHROR' NhomakorabeaRO
+ HB
ROR' + X
增加底物浓度提高反应速度；
第二节 氧原子上的烃化反应
（1）影响因素 醇的活性较低，加入强碱利于反应；
不能用叔卤代烷作为烷化试剂；如反应的卤代 烷活性不够可加碘化钾催化。 使用极性非质子溶剂（DMSO,DMF等）有利于 反应。
应，是制备环氧乙烷、环氧丙烷及高环醚类化合物的方法。
第一节 氧原子上的烃化反应
2、芳基磺酸酯作为烃化剂 OTs是很好的离去基，常用于引入分子量较大的 烃基。
ROH + TsCl ROTs
第一节 氧原子上的烃化反应
3、环氧乙烷为烃化剂 环氧乙烷由于环张力很大，很活泼，开环可以与 醇反应引入羟乙基。 在碱催化条件下，环氧乙烷取代少的一端与醇相 连。
第二节 氧原子上的烃化反应
（2）应用
①药物苯海拉明的合成：醇(RO-)活性不同，反应条件的选择
也不同
第二节 氧原子上的烃化反应
② 改进的Willamson反应用于醚的制备
烃化20110221
(CH 3)2SO4+2H 2O SO3 CH 3
NaOH
2 CH3
+ CH3OH CH 3
+ NaCl + H2O
磺酸酯类为烃化剂：主要指芳磺酸酯，引入较大的烃基 磺酸酯类为烃化剂：主要指芳磺酸酯，
芳基磺酸脂作为烃化剂在药物合成中的应用范围比较 是很好的离去基， 广， OTs 是很好的离去基，常用于引入分子量较大的 烃基。例如鳖肝醇的合成，以甘油为原料， 烃基。例如鳖肝醇的合成，以甘油为原料，异亚丙基 保护两个羟基后， 保护两个羟基后，再用对甲苯磺酸十八烷酯对未保护 烃化反应， 的伯醇羟基进行 O 烃化反应，所得烃化产物经脱异亚 丙基保护， 丙基保护，便可得到鳖肝醇
X
从X的背面进攻
伯卤代烷RCH2X按SN2历程 伯卤代烷 按 ][R’CH v=k[RO-][R CH2X] 随着与X相连的 的取代基数目 随着与 相连的C的取代基数目 相连的 的增加越趋向SN1 的增加越趋向
1 卤代烷为烃化剂：醇在碱的条件下与卤代烷生成醚 卤代烷为烃化剂：
影响因素 ① 醇的影响
卤代反应中也学习过
应用实例
依次将对羟基苯丙酮、苄氯、碳酸钾、碘化钠、 依次将对羟基苯丙酮、苄氯、碳酸钾、碘化钠、 乙醇加入反应器中，加热回流 ，除去溶剂， 乙醇加入反应器中，加热回流6h，除去溶剂， 残留物溶于氯仿， 残留物溶于氯仿，用1mol/L氢氧化钠水溶液和 氢氧化钠水溶液和 水洗净，无水硫酸钠干燥，除去溶剂，残留物 水洗净，无水硫酸钠干燥，除去溶剂， 用乙醇重结晶，得针状结晶。 用乙醇重结晶，得针状结晶。
卤代烃与酚在碱存在下， 卤代烃与酚在碱存在下，很易得到较高收率的酚 醚，一般加氢氧化钠即可形成芳氧负离子，或用 一般加氢氧化钠即可形成芳氧负离子， 碳酸钠碳酸钾作为除酸剂
烃化
3）用酯类的N-烷化 硫酸酯、芳磺酸酯和磷酸酯等强酸的烷基酯都是活 泼的N-烷化剂，反应可在常压和不太高的温度下 进行。但酯的价格贵主要用于制备价格贵的N-烷 化产物。 （1）用硫酸酯的N-烷化 (P221) 主要是硫酸二甲酯，通常只利用其中的一个甲基， 反应一般在缚酸剂存在下在水介质中或在无水有 机溶剂中，在温热条件下进行。 （2）用芳磺酸酯的N-烷化 主要是苯磺酸的高碳烷基酯，可在较高温度下进 行。
3）催化剂 （1）酸性卤化物 （2）质子酸 （3）酸性氧化物 （4）烷基铝 4）烯烃、卤烷、醇类、醛类、酮类对芳烃的C-烷化 （P243-248）
1、硝基苯制苯胺的反应既有氢化，也有氢解，分三步进 行（P176）: C6H5–NO2 –—— C6H5–N=O –—— C6H5–NHOH 氢解 氢化 –—— C6H5–NH2 氢解 2、简述以对硝基苯胺为原料制取3，5-二氯苯胺的反应 方程式，并进行讨论或说明。（P393） 先卤化得2，6-二氯-4-硝基苯胺，然后用亚硝酰硫 酸重氮化，再还原脱氨基得3，5-二氯硝基苯，再将 硝基还原得产品。
8）N-芳基化（芳氨基化）(通式)P225
（1） 卤素化合物的芳氨基化
Ar-NH2是亲电试剂，Ar-X是亲核试剂。最常 用的卤素化合物主要有：硝基氯苯衍生物、四氯 苯醌、苯醌系或稠环系的氯衍生物或溴衍生物。 为了消除反应生成的HCl或HBr的不利影响，通常 要加缚酸剂。当Ar-NH2或Ar-X不够活泼时还要 加入铜催化剂。为了简化产品的精制操作， Ar-X 或Ar-NH2的物质的量比接近1：1。如果芳伯胺 易回收，也可用过量的芳伯胺作溶剂。例如2-氯5-硝基苯磺与苯胺经芳氨基化、磺基水解和硝基 还原制4-氨基-4`-甲氧基二苯胺(p226)。
4)用环氧乙烷N—烷化(P222) 活泼烷化剂，容易与氨基氮原子发生加成N—烷化引入 羟乙基。是连串反应，K1和K2相差不大，在氮原子上 引入一个或两个羟乙基时均应严格控制反应条件。芳 胺碱性较弱，较难羟乙基化，要用酸性催化剂先生成 +CH CH OH(P232)。注意环氧乙烷易燃、易爆。 2 2 5）用烯烃的N—烷化 当烯双键的AN—烷化位有吸电基时，容易与胺类发生 亲电加成N—烷化。最常用的烯烃是丙烯腈和丙烯酸 甲酯。是较弱的烷化剂，通常要加入酸性或碱性催化 剂，反应一般在水介质中进行。常需加入对苯二酚等 阻聚剂，以避免烯烃自聚。
第二章 烃化反应
6
苄基卤化物，烯丙基卤化物活性较大，只要在 较弱的碱碳酸钾催化下与酚反应即得苄醚或烯 丙醚：
OH
K CO , KI 2 3 K K CO CO ,, KI KI K CO , KI 2 2 3 3 2 3 + ClCH CH=CH + 2CH=CH 2 2CH=CH + ClCH ClCH 2 Me CO 2 2 2 Me2CO Me Me CO CO 2 2 2 OH OH OH OH
NO 22 NO NO 2
OH OH OH OH
NO2
NO2
OCH3 OCH3OH OCH 3 OH NaOH OH NaOH NaOH
OCH3 OCH3ONa OCH 3 ONa ClCH2CHOHCH2OH ONa ClCH2CHOHCH CHOHCH2OH OH ClCH
2 2
OCH3 OCH OCH3 OCH2CHCH2OH 3 OCH 2OH OCH22CHCH CHCH OH 2OH OH OH 6 6
伯卤代烃：SN2机理 苄卤和烯丙卤：SN1或SN2的反应活性都很高； 不同卤素对反应活性有影响： R-I > R-Br > R-Cl。 亲核试剂对反应活性有影响，强亲核试剂对SN2反 应有利，但强碱对于易按SN1机理反应的叔卤烷影 响不大，却可引起它发生消除反应生成烯烃。
叔卤代烃作烷基化试剂：会发生消除反应，得不 到相应的醚； 要合成叔烷基混合醚时，需用叔醇与相应的卤代 烷进行反应；
OH + + R'X R-OH R'X
OH OH
R-O-R' R-O-R'
该反应为亲核取代反应（SN） 根据烃基的结构，可按SN1或SN2机理进行。
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
第十章烃化
2021/7/11
磺 化
H 2 S O 4 1 6 0 ℃
S 3 H O 碱 熔
N a O H
1
OH N + a O H
24
（3）十二烷基苯
十二烷基苯是生产合成洗涤剂十二烷基苯磺酸 钠的中间体，由苯制十二烷基苯的烷化剂有四种：
仲氯十二烷（C10～C14） 聚四丙烯（丙烯四聚）（C9～C15） 十二内烯烃（C10～C14） －十二烯烃（C10～C14）
R C H C H 2 + H +
+
R C H C H 3
O RCH+H+
RC+H O H
O RCR1+H +
+
RCR1
2021/7/11
O H
1
16
（1）H2SO4 应用：广泛用于烯烃、醇、醛和酮为烷化剂的C-烷 化反应； 优点：价廉易得，反应容易控制,催化活性高； 缺点：腐蚀性强，三废严重。 副反应：芳烃磺化、烯烃聚合、酯化、脱水、氧化， 逐渐被其它酸所取代。
I
8 0 ～ 2 4 0 ℃
C H 3
O HC
+2
HCl，140～150℃
NH2
H C O+ 2
浓HCl催化，100℃,烷化
NH2
M
2021/7/11 H
1
35
10.3 N－烃化
N－烃化：氨、脂肪族胺或芳香胺类中氨 基上的氢原子被烷基所取代，或者通过直 接加成而在氮原子上引入烷基的反应。 又 称为氨解或胺化 N－烃化试剂：醇、卤代烷、酯、环氧乙 烷、烯烃、醛酮。
催化剂：AlCl3、ZnCl2
R C+ l AlCl3
第六章-烃化反应
O +NH3 CH3-C-H 加成胺化 乙醛 OH CH3-C-NH2 H 1-羟基乙胺
-H2 CH3CH2OH 脱氢 乙醇
-H2O 脱水
CH3 CH NH
NH2 O NH +
+H2 加氢
CH3CH2NH2
NH -H2O/H2 , Ni
NH
橡胶防老剂4010
6.3 O-烷基化（主要用于制备芳醚，烷氧基化不 宜采用，如2-萘乙醚的制备）
H
Ar-H -H+
-H2O 脱水缩合
Ar-C R
Ar-C-Ar R
• 生产实例
（1）DDT滴滴涕(1,1,1-三氯-2,2’-双(对氯苯基)乙烷)
O Cl3C-C-H + 2
三氯乙醛
Cl
浓H 2SO4 o 15-30 C
Cl
H C CCl3
Cl
（2）双酚A（2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷）
O CH3-C-CH3 + 2
醇羟基（R-OH）或酚羟基（Ar-OH）上的氢 原子被烷基取代，生成二烷基醚、烷基芳基醚或 二芳基醚的反应叫做O-烷基化反应。 烷化试剂：醇（R-OH）、卤化烷（R-X）、 环氧烷类等。
• 用醇类的O-烷化
ROH + R'OH
ROH + H2SO4
大量浓H 2SO4
δ+
R-O-R' + H2O
R-O-R' + H2SO4H
HCl o 130-150 C HCl H2O,回流7h
NH(CH2CH2CN)
N(CH2CH2CN)2
NH2 + 2CH2=CH-C-OCH3 NHCOCH3
-H2 CH3CH2OH 脱氢 乙醇
-H2O 脱水
CH3 CH NH
NH2 O NH +
+H2 加氢
CH3CH2NH2
NH -H2O/H2 , Ni
NH
橡胶防老剂4010
6.3 O-烷基化（主要用于制备芳醚，烷氧基化不 宜采用，如2-萘乙醚的制备）
H
Ar-H -H+
-H2O 脱水缩合
Ar-C R
Ar-C-Ar R
• 生产实例
（1）DDT滴滴涕(1,1,1-三氯-2,2’-双(对氯苯基)乙烷)
O Cl3C-C-H + 2
三氯乙醛
Cl
浓H 2SO4 o 15-30 C
Cl
H C CCl3
Cl
（2）双酚A（2,2’-双(4-羟基苯基)丙烷）
O CH3-C-CH3 + 2
醇羟基（R-OH）或酚羟基（Ar-OH）上的氢 原子被烷基取代，生成二烷基醚、烷基芳基醚或 二芳基醚的反应叫做O-烷基化反应。 烷化试剂：醇（R-OH）、卤化烷（R-X）、 环氧烷类等。
• 用醇类的O-烷化
ROH + R'OH
ROH + H2SO4
大量浓H 2SO4
δ+
R-O-R' + H2O
R-O-R' + H2SO4H
HCl o 130-150 C HCl H2O,回流7h
NH(CH2CH2CN)
N(CH2CH2CN)2
NH2 + 2CH2=CH-C-OCH3 NHCOCH3
第七章烃化
7.4 用酯类的 烷化 用酯类的N-烷化
• • • • 常用酯类 特点 反应通式 实例
7.5 用环氧化合物的 烷化 用环氧化合物的N-烷化
实 例 影 响 因 素 • • • • 底 物 性 质 和 结 构 烷 化 剂 用 量
•
最重要的环氧化合物是环氧乙烷， 最重要的环氧化合物是环氧乙烷，其 环氧乙烷 次是环氧丙烷 环氧丙烷。 次是环氧丙烷。 活性较强烷化剂，易与氨基 原子发生 活性较强烷化剂，易与氨基N原子发生 亲电加成N-烷化 烷化， 原子上引入羟乙基 亲电加成 烷化，在N原子上引入羟乙基 原子上引入 -CH2CH2OH，故又称 -羟乙基化。 ，故又称N-羟乙基化。
烷基相同， ⑴ 烷基相同，卤原子不同 • RI＞RBr＞RCl＞RF ＞ ＞ ＞ 卤原子相同， ⑵ 卤原子相同，烷基不同 随烷基碳链增长减弱。 随烷基碳链增长减弱。 伯卤烷最好，仲卤烷次之， 伯卤烷最好，仲卤烷次之，叔卤烷常 发生严重消除反应。 发生严重消除反应。 脂肪族卤烷＞ 脂肪族卤烷＞芳香族卤烷 常用烷化剂：氯烷。 常用烷化剂：氯烷。当氯烷不够活泼 时，才使用溴烷，如溴代十八烷。 才使用溴烷，如溴代十八烷。
7.2.2 气相烷化法
• 优点 • 催化剂 • 实例
7.3 用卤烷的 烷化 用卤烷的N-烷化
实 例 影 响 因 素 卤 烷 的 活 性 应 用 范 围 • • • •
•
卤烷是N-烷化常用烃化剂， 卤烷是 烷化常用烃化剂，活性比醇 烷化常用烃化剂 是不可逆连串反应。 强，是不可逆连串反应。
• 反应通式？ 反应通式？
• 主要产品
N(CH3)2 NHC2H5 N(C2H5)2
NHC2H5 CH3
N(C2H5)2
CH3
7.2.1 液相烷化法
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章 烃化反应 （Hydrocarbylation, Alkylation）
烃化反应：用烃基取代有机分子中的氢原子，包 括碳骨架上的氢原子或某些官能团（羟基，胺基， 巯基等）上的氢原子，以及有机金属化合物的金 属部分被烃基取代。 被烃化的底物（1）氧烃化：ROH,ArOH （2）氮烃化：RNH2 （3）碳烃化：-CH2-,ArH
4 DCC缩合法
3.多元酚的选择性烃化 多元酚以及带其他官能团的多元酚烃化时，可用强 烈条件实现完全烃化，也可以采用适宜条件进行选 择性烃化。
第二节 氧原子上的烃化反应
一、醇的O-烃化
1.卤化烃为烃化剂 Williamson醚合成：
ROH + B
RO + R'X
ROH
ROR'
RO
+ HB
ROR' + X
增加底物浓度提高反应速度；
第二节 氧原子上的烃化反应
（1）影响因素 醇的活性较低，加入强碱利于反应；
不能用叔卤代烷作为烷化试剂；如反应的卤代 烷活性不够可加碘化钾催化。 使用极性非质子溶剂（DMSO,DMF等）有利于 反应。Βιβλιοθήκη 第一节 氧原子上的烃化反应
3、环氧乙烷为烃化剂 酸催化，环氧乙烷取代多的一端与醇相连
第一节 氧原子上的烃化反应
3、环氧乙烷为烃化剂
第一节 氧原子上的烃化反应
4、烯烃为烃化剂
烯烃双键旁没有吸电子基团存在时，反应不易进 行。只有当双键的α-位有羰基、氰基、酯基、羧 基等存在时，才较易发生烃化反应。
应，是制备环氧乙烷、环氧丙烷及高环醚类化合物的方法。
第一节 氧原子上的烃化反应
2、芳基磺酸酯作为烃化剂 OTs是很好的离去基，常用于引入分子量较大的 烃基。
ROH + TsCl ROTs
第一节 氧原子上的烃化反应
3、环氧乙烷为烃化剂 环氧乙烷由于环张力很大，很活泼，开环可以与 醇反应引入羟乙基。 在碱催化条件下，环氧乙烷取代少的一端与醇相 连。
第一节 氧原子上的烃化反应
二、酚的O-烃化
由于酚的酸性比醇强，所以反应更容易进行 1. 卤代烃为烃化剂
第一节 氧原子上的烃化反应
位阻及螯合对酚O-烃化的影响
第一节 氧原子上的烃化反应
2. 硫酸二甲酯为烃化剂
第一节 氧原子上的烃化反应
3 重氮甲烷为烃化剂
第一节 氧原子上的烃化反应
第二节 氧原子上的烃化反应
（2）应用
①药物苯海拉明的合成：醇(RO-)活性不同，反应条件的选择
也不同
第二节 氧原子上的烃化反应
② 改进的Willamson反应用于醚的制备
第一节 氧原子上的烃化反应
③原酸酯或四烷氧基甲烷的制备
多卤代物与醇钠的反应
第一节 氧原子上的烃化反应
④分子内Williamson反应：卤代醇在碱性条件下的环化反
烃化反应：用烃基取代有机分子中的氢原子，包 括碳骨架上的氢原子或某些官能团（羟基，胺基， 巯基等）上的氢原子，以及有机金属化合物的金 属部分被烃基取代。 被烃化的底物（1）氧烃化：ROH,ArOH （2）氮烃化：RNH2 （3）碳烃化：-CH2-,ArH
4 DCC缩合法
3.多元酚的选择性烃化 多元酚以及带其他官能团的多元酚烃化时，可用强 烈条件实现完全烃化，也可以采用适宜条件进行选 择性烃化。
第二节 氧原子上的烃化反应
一、醇的O-烃化
1.卤化烃为烃化剂 Williamson醚合成：
ROH + B
RO + R'X
ROH
ROR'
RO
+ HB
ROR' + X
增加底物浓度提高反应速度；
第二节 氧原子上的烃化反应
（1）影响因素 醇的活性较低，加入强碱利于反应；
不能用叔卤代烷作为烷化试剂；如反应的卤代 烷活性不够可加碘化钾催化。 使用极性非质子溶剂（DMSO,DMF等）有利于 反应。Βιβλιοθήκη 第一节 氧原子上的烃化反应
3、环氧乙烷为烃化剂 酸催化，环氧乙烷取代多的一端与醇相连
第一节 氧原子上的烃化反应
3、环氧乙烷为烃化剂
第一节 氧原子上的烃化反应
4、烯烃为烃化剂
烯烃双键旁没有吸电子基团存在时，反应不易进 行。只有当双键的α-位有羰基、氰基、酯基、羧 基等存在时，才较易发生烃化反应。
应，是制备环氧乙烷、环氧丙烷及高环醚类化合物的方法。
第一节 氧原子上的烃化反应
2、芳基磺酸酯作为烃化剂 OTs是很好的离去基，常用于引入分子量较大的 烃基。
ROH + TsCl ROTs
第一节 氧原子上的烃化反应
3、环氧乙烷为烃化剂 环氧乙烷由于环张力很大，很活泼，开环可以与 醇反应引入羟乙基。 在碱催化条件下，环氧乙烷取代少的一端与醇相 连。
第一节 氧原子上的烃化反应
二、酚的O-烃化
由于酚的酸性比醇强，所以反应更容易进行 1. 卤代烃为烃化剂
第一节 氧原子上的烃化反应
位阻及螯合对酚O-烃化的影响
第一节 氧原子上的烃化反应
2. 硫酸二甲酯为烃化剂
第一节 氧原子上的烃化反应
3 重氮甲烷为烃化剂
第一节 氧原子上的烃化反应
第二节 氧原子上的烃化反应
（2）应用
①药物苯海拉明的合成：醇(RO-)活性不同，反应条件的选择
也不同
第二节 氧原子上的烃化反应
② 改进的Willamson反应用于醚的制备
第一节 氧原子上的烃化反应
③原酸酯或四烷氧基甲烷的制备
多卤代物与醇钠的反应
第一节 氧原子上的烃化反应
④分子内Williamson反应：卤代醇在碱性条件下的环化反