有机合成化学第章烷基化反应和酰基化反应
有机化学反应概要(修订版)
1. Friedel-Crafts 酰化反应（Friedel-Crafts Acylation ）酰基正离子、当量催化剂、不可逆、少重排、I>Br>Cl>F 、一元取代。
2. Friedel-Crafts 烷化反应（Friedel-Crafts Alkylation ）碳正离子、催化量催化剂、可逆、多重排、F>Cl>Br>I 、多元取代。
3. Gattermann 和Gattermann-Koch 甲酰化反应（Gattermann and Gattermann-Koch Formylation ） 用CO 、HCl 、Lewis 酸将芳环甲酰化（Gattermann-Koch 反应）：CO,H Cl AlCl 3C H O当芳环上有吸电子基团时，反应不能发生。
也可用HCN 、HCl进行甲酰化，先生成亚胺，然后水解得醛（Gattermann 反应）：HCN,HCl AlCl 3NH OH 2CHO4. Houben-Hoesch 反应用腈作为亲电试剂对活化的芳环进行亲电取代，产物亚胺水解得到芳环的酰基化产物，可以防止因芳环活性很高造成的多取代。
5. Kolbe-Schmidt 反应CO 2作为亲电试剂，可以对活化的芳环进行亲电取代，生成芳香羧酸。
一般是在绝对无水、高压的CO 2条件下，用酚盐参与反应。
由于在反应中酚盐的金属离子被酚氧基、CO 2络合，故金属离子的体积对于取代位点的控制很重要。
一般说来，大离子利于对位取代，小离子利于邻位取代。
6. Reimer-Tiemann 反应CHCl 3在碱作用下发生α-消除生成二氯卡宾，后者作为缺电子的亲电试剂对活泼的酚芳环进行亲电取代，水解得到甲酰化产物：CHCl 3OH-C ClCl O-OC -ClClHH+～C -OClCl Cl--OClO H 2H+-O-Cl OHCl--OO H H+～OHOH7. Snieckus 定向邻位金属化反应（Snieckus Directed Ortho Metalation ）苯环上有含杂原子的取代基时，用RLi 进行金属化，Li 可以被诱导这些取代基的邻位。
烷基化与酰基化反应
H
HN
R+
H HN R
H
RN
H+
H
H
H
H
RN
R+
H
H RN R
H
R
RN
H+
H
R
RN
R+H来自R RN R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) 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。
b、当环上有-NH2、-OR、-OH等给电子基团时， 因其可以与催化剂络合，而降低芳环上的电子云 密度，不利于烷基化反应的进行。
c、当环上有卤原子、羰基、羧基等吸电子基时， 则不容易进行烷基化反应。
此时，必须选用多量的强催化剂和提高反应温 度，才能进行烷基化反应。
d、当芳环上有硝基时，烷基化反应就不能进行， 但是由于硝基苯能溶解芳烃和三氯化铝，因此可以 用作反应的溶剂。
2.烯烃 烯烃也是最常见的烷基化剂。一般可用三氯化铝
作催化剂，也可用三氟化硼、氟化氢作催化剂，效 果也很好。
3.醇类
醇类也可作烷基化剂，但催化剂选用硫酸、氯化 锌较多。
醚类虽然也可参与烷基化反应，但应用较少。
4.关于C-烷基化反应应注意的两个问题
（1）芳环上的取代基对C-烷基化反应影响。
a、当环上有烷基等给电子基团时，烷基化反应容易 进行。
原子上引入脂肪族或芳香族酰基的反应。酰基是指从含氧酸的 分子中除去羟基后所剩余的基团。
傅克反应
A、傅-克烷基化
试剂： 卤代烃、醇、烯或环氧类化合物等 试剂： 催化剂： 催化剂：AlCl3、FeCl3、SnCl4、BF3、TiCl4、 ZnCl2等Lewis 酸以及 HF、H2SO4、H3PO4等质子 酸，两类催化剂的活性由大到小的顺序也大致 如上。
谢谢~~
傅瑞德尔（ 法国化学家） 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。
Crafts,1839---1917, 克拉夫茨 (James Mason Crafts,1839--1917, 美国化学 家 ) 克拉夫茨 1839 年生于美国波斯顿，在技术学校毕业获得学 士学位后，再攻读机械学一年， 1859 年攻读矿物学， 1860 年在本生指导下学习化学。 1861 年在巴黎武慈指导 下学习化学。 1865 年返回美国，次年任 Cornell 大学化 学教授会领导人。四年后，担任麻省理工学院普通化学领导 人。 1874--1891 年在巴黎大学与傅瑞德尔合作，发现了傅 - 克反应。此外，他在计温技术方面也作过贡献。 1891 年 回到麻省理工学院任教后，担任该校校长职务。
有机化学中碳链增长的反应
有机化学中碳链增长的反应姓名：应化10（本1）汪吉伟100712024摘要：在对有机化学反应的研究过程中，有机合成是必不可少的一个重要环节，然而碳骨架的构建是极其关键的一步，碳链的增长是形成分子骨架的主要手段之一。
在有机化学反应中碳链增长的反应有很多，不同的方法都有其不同的特点及适用范围，因此熟悉并掌握有机反应中各种增加碳链方法的机理和优缺点将有助于我们对有机合成反应的研究，以下是对几种常见的碳链增长反应的总结。
关键词：碳链增长有机金属烃基化亲核加成正文：一、利用有机金属化合物增长碳链卤代烷能和某些金属发生反应，生成有机金属化合物。
有机金属化合物是指金属原子直接与碳原子相连的一类化合物。
有机反应中利用有机金属化合物增长碳链是重要的手段之一。
1.与格氏试剂的反应“格氏试剂”是含卤化镁的有机金属化合物（在常温下把镁屑放在无水乙醚中，滴加卤代烷，卤代烷与镁作用生成的有机镁化合物，该化合物不需分离即可直接用于有机合成反应），是一类亲核试剂，在有机合成中应用十分广泛。
（1）格氏试剂与醛、酮、酯、环氧烷发生亲核加成反应成相应的醇：R MgX R''R'(H)ORCR'(H)OMgXR''H3O+RCR'(H)OHR''反应若生成二级醇，还可以氧化成酮，再继续与格氏试剂反应生成三级醇。
（2）格氏试剂和CO2进行亲核加成后经水解可以可制备多一个碳的羧酸，反应可以从卤代烃出发，得到碳链增长的羧酸，适合伯、仲、叔卤代烃以及烯丙基和苯基卤代烃。
2.与二烃基铜锂的反应二分子烃基锂与一分子卤化亚铜在醚中、低温下与氮气流和氩气流中进行反应，可以形成二烃基铜锂。
二烃基铜锂也是一个反应适用范围很广的试剂。
RLi+CuX→RCu+LiX RCu+RLi→R2CuLi二烃基铜锂的烃基可以是甲基，一级烷基，二级烷基，也可以是烯丙基、苄基、乙烯基、芳基等烃基，故可称为二烃基铜锂或有机锂试剂。
大学有机化学重点考点
一、系统命名烷烃、烯烃（Z,E命名）、炔烃、醇、醚、酚、酮、羧酸及衍生物、胺、季铵盐及碱等。
烯烃：编号（从靠近双键的一端开始）；炔烃：“炔”字放在最后，主链碳数在烯中体现出来。
当从两侧起，双键、叁键处于相同位置时，则应选择使双键的位置较小的编号方式。
芳烃：如果苯环上连接的两个取代烷基不同时，选取最简单碳原子相连的烷基为1位，然后将其它烷基的位次按尽可能小的方向对苯环编号。
二、变化规律有机化合物熔点、沸点的变化规律：芳烃：沸点随相对分子质量的增大而升高。
自由基的稳定性：单原子自由基如CL-，BR- I-取决于电负性和非金属性大小，如越大则越不稳定；有机分子中的自由基稳定性由取代基和分子空间构型决定，如甲基越多越稳定，苯基＞CH3-＞C2H5-＞NH2-＞NO2-；空间构型越对称越稳定如：四苯基正碳离子＞甲基正碳离子；有电子离域效应的比没有的稳定，如：丙烯基＞C2H5-。
碳正离子的稳定性：1.如果连接烷基、H等，由于碳正离子是Sp2杂化，有空的p轨道，会和烷基的C-Hsigma 形成超共轭，进而分散碳正离子的电荷，使之稳定。
所以，连接的烷基越多越稳定，即叔碳正离子>仲碳正离子>伯碳正离子>甲基。
2.如果连接的卤素，以Cl为例，cl的电负性大于c，有吸电子的诱导，同时是2s2 2px2 spy2 2pz，即有未成对电子，有碳正离子是Sp2 杂化，有空的p轨道，cl未成对的电子可以到空轨道上去，则可以分散正电荷，总的效果是使碳正离子更不稳定。
3如果是烯丙型和苄基型的碳正离子，由于p-pai共轭，可以分散电荷，是碳正离子更稳定烯烃及炔烃加氢反应和亲电加成反应速度的变化规律：双键上电子云密度越高则反应越快，即烯烃上若有给电子基团反应迅速，反之电子云密度越低则反应越慢烯烃双键碳原子上连接烷基越多，亲电加成反应的速率越快不同卤代烃亲核取代反应速度的变化规律：伯卤代烃＜仲卤代烃＜叔卤代烃酚的酸性变化规律：当苯环上带有吸电子基团时，苯酚电离后的苯氧基负离子更稳定，即三硝基苯酚大于二硝基苯酚，大于单硝基苯酚但是必须在邻对位上的，硝基的吸电子性强于卤带基团烷基是供电子基团，使得苯氧基负离子不稳定，难以电离取代基的诱导效应，吸电子基越强，酸性越大。
酰基化反应
5.1 N—酰基化反应
6．酰基的水解 ➢酰胺在一定条件下可以水解，生成相应的羧酸和胺。
➢常用的简单酰基对水解的稳定性顺序为
5．2 C—酰基化反应
反应机理一般认为是甲酰胺与三氯氧磷生成加成物．然 后进一步离解为具有碳正离子的活性中间体，再对芳环 进行亲电取代反应，生成α— 氯胺后很快水解成醛。
5．2 C—酰基化反应
Vilsmeier反应是在N，N—二烷基苯胺、酚类、酚醚及 多环芳烃等较活泼的芳香族化合物的芳环上引入甲酰 基的最常用的方法。对多π电子的芳杂环如呋喃、噻吩、 吡咯及吲哚等化合物环上的甲酰化，该方法进行反应 也能获得较好的收率。
5．2 C—酰基化反应
一、芳环的碳酰化反应 1．Friedel—Crafts酰化反应（弗里德耳——克拉夫特）（付克反应）
➢定义：在三氯化铝或其他Lewis酸(或质子酸)催化下，酰化 剂与芳烃发生环上的亲电取代，生成芳酮的反应称为 Friedel—Crafts酰化反应。
5.2 C—酰基化反应
(1)反应机理 催化剂与酰化剂首先作用，生成酰基正离子活性中间体，进攻芳环上 电子云密度较大的碳，取代该碳上的氢，生成芳酮
➢应用：甲苯二异氰酸酯的制备
➢甲苯二异氰酸酯合成泡沫 塑料、涂料、耐磨橡胶和高 强度粘合剂的重要中间体。
5.1 N—酰基化反应
4．用二乙烯酮的N—酰化
➢二乙烯酮的制备
➢二乙烯酮与芳胺反应合成乙酰乙酰芳胺
5.1 N—酰基化反应
5．N—酰化终点的控制 ➢ 在芳胺的酰化产物中，未反应的芳胺能发生重
有机合成化学知到章节答案智慧树2023年山东理工大学
有机合成化学知到章节测试答案智慧树2023年最新山东理工大学第一章测试1.下列关于烯烃的说法正确的是（）。
参考答案:经臭氧化-还原得到醛或酮2.下列关于芳烃的说法正确的是（）。
参考答案:磺化反应是可逆反应3.下列关于卤代烷的说法正确的是（）。
参考答案:可经氢化锂铝还原为烷烃4.醇与二氯亚砜的反应一般不发生重排。
（）参考答案:对5.卤苯一般不容易水解，但当邻对位有强吸电子基取代时，可在较温和条件下水解（）。
参考答案:对第二章测试1.下列关于傅克烷基化反应的说法正确的是（）。
参考答案:容易得到重排产物;容易得到多取代产物成2.下列关于傅克酰基化反应的说法正确的是（）。
参考答案:傅克酰基化反应是可逆反应3.在频哪醇重排反应中，基团迁移速度是烷基>芳基（）。
参考答案:错4.联苯胺重排是分子间反应。
（）参考答案:错5.在强酸条件下，醛酮均可以发生施密特重排反应，但羧酸不可以（）。
参考答案:错1.下列关于羟醛缩合反应的说法正确的是（）。
参考答案:苯甲醛不能发生自身羟醛缩合反应2.下列关于碱催化缩合反应的说法正确的是（）。
参考答案:酯在碱性条件下自身缩合得到1,3-酮酯的盐3.下列关于碱催化缩合反应的说法错误的是（）。
参考答案:苯甲醛与乙酸酐反应制肉桂酸时，可用浓强碱促进反应4.下列反应体系可用于制备肉桂酸的是（）。
参考答案:苯甲醛与乙酸酐在乙酸钠作用下;苯甲醛与丙二酸在哌啶作用下5.下列关于碱催化的烃基化反应的说法正确的是（）。
参考答案:卤苯活性差，不易与丙二酸酯反应1.下列关于格氏试剂的说法正确的是（）。
参考答案:烯丙基格氏试剂的制备一般在无水乙醚中顺利完成2.下列关于有机铜锂试剂的说法正确的是（）。
参考答案:与α,β-不饱和酮的反应中，R2CuLi的R基团的构型不发生改变3.下列关于有机磷试剂的说法正确的是（）。
参考答案:与羰基化合物的反应具有高度的位置专一性4.有机铜锂试剂与α,β-不饱和酮主要发生1,2-加成。
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)
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O-烷基化反应是制备醚的方法之一。许多芳醚的制备不宜采 用烷氧基化的合成路线，而需要采用酚羟基化(即O-烷基化)的合 成路线。
对于被烷基化的醇或酚来说，它们的负离子R-O-的反应活性 远远大于醇或酚本身的活性。因此，通常都是先将醇或酚与氢 氧化钠、氢氧化钾或金属钠相作用生成醇钠或酚钠，然后再与 卤代烷反应。
OH
+ ClCH2COOH
+ 2NaOH
甲苯_水，PTC 85℃，6h
OCH2COONa
4.2 常用的烷基化试剂——硫酸酯和磺酸酯
4.2.1 硫酸酯和磺酸酯用作N-烷基化试剂
硫酸二烷基酯、芳磺酸烷基酯和磷酸三烷基酯等强酸的烷基 酯都是活泼的N-烷化剂，主要用于制备价格贵、产量小的N-烷 化产物。
R'NH2 +CH3OSO2OCH3 R'NH2 +CH3OSO2ONa
卤代烷的烷基化反应一般采用路易斯酸（如AlCl3、 ZnCl2）等作为催化剂。
用三氯化铝进行催化，其活泼亲电试剂的生成：
R—Cl + AlCl3
δ+ δR—Cl:AlCl3
分子配 合物
R+…AlCl4-
离子对或离子配合物
芳烃的亲电烷基化反应历程：
+R+…AlCl4- 慢
H
快
+ R AlCl4-
R + HCl + AlCl3
C2H5ONa +
H C
H
COOC2H5 COOC2H5
脱质子
+Na C-
H
COOC2H5 COOC2H5
C4H9Cl 亲核取代
C4H9 C
H
COOC2H5 COOC2H5
4.1.2 卤代烷烃作为N-烷基化剂
NH3 + R-Z R'NH2 + R-Z
RNH2 + HZ R'NHR + HZ
R'NHR'' + R-Z
第4章 烷基化反应和酰基化反应
烷基化反应是指在有机化合物分子中的碳、氮 、氧等原子上引入烃基的反应，包括引入烷基、烯 基、炔基、芳基等。
在有机化合物分子中的碳、氮、氧、硫等原子上 引入脂肪族或芳香族酰基的反应称为酰化反应。
4.1 常用的烷基化试剂——卤烷烃
卤代烷是一类比较活泼的烷化剂，比醇的活性高许多。
铝粉
+ ClCH2COOH 185℃~218℃
CH2COOH + HCl
C-烷基可发生重排，反应中的烷基正离子可重排 成较为稳定形式的烷基正离子。例如：
AlCl3 + CH3CH2CH2Cl
CH(CH3)2 +
CH2CH2CH3
70%
30%
含活泼亚甲基氢的化合物如乙酰乙酸乙酯、丙二酸 二乙酯、2,4-戊二酮等与卤代烷的C-烷化反应可用于制 备其α-H被烃基取代的衍生物。
苄基氯分子中的氯比较活泼，在酸性催化剂的存在下， 可向芳环引入苄基。例如，在苯和氯化锌水溶液滴加苄基 氯，可得到医药中间体二苯甲烷：
CH2Cl +
ZnCl2水解液 70℃~75℃
CH2
用氯乙酸的C-烷化反应可在芳环上引入羧甲基，用铝 粉作催化剂。例如，精萘、氯乙酸和铝粉在185～218℃ 搅拌5h，即得到农药和医药中间体萘乙酸：
一般不直接采用叔卤代烷进行反应，因叔卤代烷常常会发生 严重的消除反应，生成大量的烯烃。
芳香族卤代烷反应活性较差，较难进行烷基化反应，往往要 在强烈的反应条件下或芳环上有其他活化取代基存在时，才能 进行。
如：用苯胺和氯乙烷置于装有氢氧化钠溶液的高压釜中，升 温至120℃，压力为1.2MPa时，靠反应热可自行升温至 210~230℃，压力4.5~5.5MPa，反应3h，即可完成烷基化反应。
卤代烷烃中烷基相同时，活性大小顺序为：
R-I＞R-Br＞R-Cl；
卤代烷中卤素原子相同，反应活性大小顺序为：
X ＞ R3CX ＞ R2CHX ＞ RCH2X ＞ CH3X
各种卤代烷中，氯代烷是最常用的烷化剂，价廉易得， 例如氯甲烷和氯乙烷等。当氯代烷不够活泼时，才使用溴 代烷。
4.1.1 卤代烷用作C-烷基化试剂
例如：对甲苯胺与硫酸二甲酯于50~60℃时，在碳酸钠、 硫酸钠和少量水存在的条件下，烷基化生成N,N-二甲基对甲苯 胺，收率可达95%。
H3C
NH2 + CH3OSO2OCH3
Na2CO3, Na2SO4, H2O(少量) 50~60℃
H3C
CH3 N
CH3
4.2.2 硫酸酯和磺酸酯用作O-烷基化试剂
在碱性催化剂存在下，硫酸酯与酚、醇在室温下即可顺 利反应，得到收率良好的醚类化合物。
OH + (CH3)2SO4
NaOH 10℃
OCH3
4.3 其他烷基化试剂
ROH + NaOH RO-Na+ + XAlk
RO-Na+ + H2O ROAlk + NaX
在氢氧化钾和相转移催化剂聚乙二醇-400存在下，酚类与卤 代烷的反应非常顺利，如：
OH
+ CH3I + KOH
聚乙二醇- CH2Cl2,H2O
OCH3
+ KI + H2O
用氯乙酸做烷基化剂可用于制备苯氧乙酸类的化合物。
R'NCHH3 + CH3OSO2OH NRH' CH3 + NaHSO4
硫酸的中性酯很容易释放出第一个烷基，而要释放出第二个 烷基则比较困难。当分子中有多个氮原子时，可以根据各氮原 子的碱性不同，选择性地只对一个氮原子进行N-烷基化。
使用硫酸二甲酯的N-甲基化，一般是在水介质中缚酸剂存在下 进行，或者在无水有机溶剂中进行。硫酸二甲酯的优点是它可 以只让氨基烷化而不影响芳环中的羟基。
R'NRR'' + HZ
R、R`、R``代表烷基，Z则代表-OH，-Cl、-OSO3H等基团。
N-烷基化剂的种类很多，常用的烷基化试剂有卤代烷、醇、 醚、酯、环氧化合物、烯烃、醛和酮等。卤代烷烃是N-烷基化 常用的烷基化试剂，其反应活性较醇强。
卤代烷进行的N-烷基化反应是不可逆的。烷化反应时生 成的卤化氢会与芳胺成盐，而芳胺的盐难于烷化，为了避免 这个不利影响，在N-烷化时通常要加入与卤烷等当量的缚酸 剂，例如NaOH、Na2CO3, NaHCO3、Fe (OH)2、Ca (OH)2和 MgO等。
NH2 + C2H5Cl
NaOH 120~220℃
N(C2H5)2 + HCl
N,N-二甲基十八胺的苄基化产物是重要的阳离子表面活性 剂，制备的反应式如下：
C18H37
CH3 N + ClCH2C6H5 CH3
C18H37
CH3 N+ CH2C6H5ClCH3
4.1.3 卤代烷作为O-烷基化试剂