道尔顿烃化反应的概念
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烃化反应
一 醇的O-烃化 1 卤代烷为烃化剂 2 磺酸酯 3 环氧乙烷类作烃化剂 4 烯烃作为烃化剂 5 其它烃化剂 二 酚的O-烃化 1 烃代烃为烃化剂 2 硫酸二甲酯为烃化剂 3 重氮甲烷为烃化剂
3、环氧乙烷为烃化剂（羟乙基化反应） P50 O
ROH +
R H
C
C
H H
ROCH2CH2OH
反应机理：酸催化（碳正离子中间体稳定性）
OH
R'O
SN2 双分子亲核取代，开环单一，立体位阻原因为主， 反应发生在取代较少的碳原子上
Ph-CH-CH2 + CH3 OH
O
H2SO4 ref 5h
PHCHCH2OCH3
OH
+
PhCHCH2OH OCH3 90%
10% +
CH3ONa PHCHCH OCH 2 3 ref 5h
OH
PH-CHCH2OH
普鲁卡因
O n-C4H9-HN C-O-CH-CH2 N(C2H5)2
丁卡因
重点内容：
1、理解氧原子上的烃化反应--环氧乙烷为烃化试剂酸、碱催 化历程，会写主产物 2、理解活性亚甲基化合物α位的C-烃化的反应历程，会写产 物，不同双烃基取代衍生物制备过程中引入烃基的顺序
第二节 氧原子上的烃化反应P47
b 如醇钠为催化剂，则选醇为溶剂，对于在醇中难于 烃化的活性亚甲基化合物，可在苯、甲苯、二甲苯 等油溶剂中加入NaH或金属钠，生成烯醇盐再烃化
2）引入烃基的顺序 a 当R=R ’时,分步进行
COOEt RX：B：H2C COOEt =1： 1： 1 蒸出生成醇，再加入
b 当R≠R ’时： 当R、R ’为伯卤代烷，先大再小 当R、R ’为仲卤代烷，先伯后仲 当R、R ’为仲卤代烷，收率低，一般选用活性高 的亚甲基化合物
第二章 烃化反应
原因为主，反应发生在取代较少的碳原子上
（2）实例
O CH3OH/H+ OH OCH3
△
80%
Ph-CH-CH2 + EtOH
O
NaOH
CH3 CHCH2OEt OH
80%
H2SO4 ref 5h Ph-CH-CH2 + CH3 OH
O
PHCHCH2OCH3
OH
+
PhCHCH2OH OCH3 90%
3、叔胺的制备：还原烃化
第三节 碳原子上的烃化反应
• 芳环上的烃化反应 (付-克反应) • 羰基化合物α -位C烃化 • 相转移烃化反应
一、芳环上的烃化反应 (付-克反应)
RX: 烷基卤代烃,环烷基卤代烃 芳环: 苯环,芳杂环
催化剂: AlX3, ZnCl2, FeCl3, SnCl4, HF,
第二章 烃化反应
定义
有机物分子中C、 N、 O上的H被烃基
取代的反应 烃基：饱和 、不饱和 、 脂肪 、芳香烃基 烃基引入方式：
分类
按被烃化物的不同分类
被烃化物+烃化剂
产物
C-OH（醇或酚羟基） 变为-OR醚
C-N(NH3) 变为伯、仲、叔胺 C-C
O RCH2 C OC2H5
氧原子、氮原子、碳原子
第二节 氮原子上的烃化反应
• 氨及脂肪胺的N-烃化 • 芳香胺及杂环胺的N-烃化 • 羟基、氨基的保护
反应活性：胺 > 醇
一、氨及脂肪胺的N-烃化
与卤代烃反应机理：
影响反应的因素
（1）物料配比
（2）溶剂 水、醇、苯、甲苯、环己烷、DMF （3）添加盐类：NH4Cl、NH4NO3、NH4Ac （4）RX
烃化反应
CH3OCH2COOMe
改进的Williamson醚合成法：将醇制成醇铊，再进行烃化
EtOTl
R-OH
C6H6
ROTl
苯
R'X CH3CN
R-O-R'
CH3OCH2CH2OH + EtOTl
PhCH2Br CH3CN 20~60 C
o
CH3OCH2CH2OTl
CH3OCH2CH2OCH2Ph
81%
影响因素c 催化剂
i-Pr2NHEt
(t-Bu)2O
+ 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)。
• 反应机理：SN2
R
R'O + R-CH2-X R'O H 从X的背面进攻 C H 构型翻转 X R'O-CH2R + X
Cl
CN C C C2H5
甲苯
回流
C2H5
OC4H9
乙胺嘧啶中间体
2.1.1.6 其它烃化剂：
CF3SO2OR -SO3R R3OBF4 用来烃化位阻醇
OH C16H33O OTs
TfOBn DMC C16H33O
OBn OTs 96%
Tetrahedron Lett. 1988, 29, 4393
ONa O2N NO CH2NCONH2 (CH3OCH2)2 O2N
Tetrahedron Lett. 1973, 14, 1397
OCH3
（2）ROH /DCC 二环已基碳二亚胺
DCC用于醇酚偶联,形成酚醚
鲨肝醇
第二章-烃化反应-f
（3） 影响因素 ① 醇的影响
活性低的醇，可先制成其钠盐，再反应
CH3ONa + ClCH2COOMe
EtOTl R'X CH3CN
CH3OH/pH=8 64 ℃
CH3OCH2COOMe
改进得Williamson醚合成法：将醇制成醇铊，再进行烃化 R-OH
C6H6
ROTl
R-O-R'
② RX的影响
OTs = O-Toslate =
O O S O
CH3
3. 环氧乙烷类作烃化剂
(1)反应通式
R C H O R H C O
C H
2
+
R 'O
R
H C O
C H 2O R '
C H 2O R '
+
R 'O H
R
H C C H 2O R ' O H
（2） 反应机理： 碱催化反应机理
H R C CH 2 O
3. 应用特点：
（1）仲胺及叔胺的制备
对于某些仲胺，可以利用氨或者伯胺与立体位阻较大的仲 卤代烃反应来制备。
H3C CHI H3C H3C NH3(1.5mol)/EtOH H3C CH NH HC CH3 CH3
CH3 CH3 CH Br
CH3NH2 110 C,18h
0
CH3NH CH (78%)
（3）应用特点
CH3O HO CHO Me2SO4/NaOH CH3O CH3O
降压药甲基多巴的中间体
CHO
3.重氮甲烷为甲基化试剂
用于酚和羧酸的烃化，副产物只有N2。 后处理简单，产品纯度好，收率高。 重氮甲烷和制备它的中间体有毒，加热易爆炸
ky-2-烃化反应
CH3CHCOOH NH3(70mol) CH3CHCOOH Br NH2
烃化反应中还可加入氯化铵、硝酸铵、乙酸铵等铵盐， 因增加了铵离子，使氨浓度增高，有利于反应。
O2N NO2 Cl NH3 /AcONH4 170 ,6h NO2 O2N NH2
2） Gabriel反应 :是合成纯伯胺的好方法 。
影响因素 b RX的影响
CH3 CH3 C ONa + CH3CH2CH2Br CH3 CH3
CH3 C OCH2CH2CH3 CH3
不用CH3CH2CH2ONa 与 (CH2)3CBr反应
Cl EtOH / NaOH OEt 卤原子位于NO2的对位或邻位 活性较大，可在碱性条件下 发生烃化反应 NO2
2） 还原烃化（芳香醛效果好）
当芳香醛与氨的摩尔比为2：1时，以兰 尼镍为还原剂主要得仲胺。 例：
3 叔胺的制备
1） 仲胺与卤代烃作用
NH + n-BuBr
2
Li
2
N-Bu-n + LiBr
2） 仲胺+1mol醛或酮还原烃化 伯胺+2mol醛或酮还原烃化
二、芳胺的N-烃化
1、卤代烃为烃化剂 苯胺与RX反应生成仲胺，进一步反应得叔胺。
这类反应实用价值较大，如抗疟疾药阿的平
H2N COOC2H5 n-C4H9Br / Na2CO3 回流，10h n-C4H9HN COOC2H5 丁卡因中间体
局麻药丁卡因中间体的合成。
利用阻断基： 用三氟甲磺酸酐酰化伯胺，然后烃化， 还原可得仲胺。 用亚磷酸二酯与伯胺反应，对氮封锁， 只剩一个活泼氢，再烃化，水解得仲胺。
消旋体
B:
CH OH + C2H5 Br CH3
烃化反应中还可加入氯化铵、硝酸铵、乙酸铵等铵盐， 因增加了铵离子，使氨浓度增高，有利于反应。
O2N NO2 Cl NH3 /AcONH4 170 ,6h NO2 O2N NH2
2） Gabriel反应 :是合成纯伯胺的好方法 。
影响因素 b RX的影响
CH3 CH3 C ONa + CH3CH2CH2Br CH3 CH3
CH3 C OCH2CH2CH3 CH3
不用CH3CH2CH2ONa 与 (CH2)3CBr反应
Cl EtOH / NaOH OEt 卤原子位于NO2的对位或邻位 活性较大，可在碱性条件下 发生烃化反应 NO2
2） 还原烃化（芳香醛效果好）
当芳香醛与氨的摩尔比为2：1时，以兰 尼镍为还原剂主要得仲胺。 例：
3 叔胺的制备
1） 仲胺与卤代烃作用
NH + n-BuBr
2
Li
2
N-Bu-n + LiBr
2） 仲胺+1mol醛或酮还原烃化 伯胺+2mol醛或酮还原烃化
二、芳胺的N-烃化
1、卤代烃为烃化剂 苯胺与RX反应生成仲胺，进一步反应得叔胺。
这类反应实用价值较大，如抗疟疾药阿的平
H2N COOC2H5 n-C4H9Br / Na2CO3 回流，10h n-C4H9HN COOC2H5 丁卡因中间体
局麻药丁卡因中间体的合成。
利用阻断基： 用三氟甲磺酸酐酰化伯胺，然后烃化， 还原可得仲胺。 用亚磷酸二酯与伯胺反应，对氮封锁， 只剩一个活泼氢，再烃化，水解得仲胺。
消旋体
B:
CH OH + C2H5 Br CH3
烃化反应
ph CH ph OH + ClCH2CH2NMeHCl
NaOH/二甲苯 △
ph CH ph OCH2CH2NMe2
苯海拉明(Diphenydramine)
返回本节
（2）酚结构对烃化反应的影响
酚酸性比醇强，在碱性条件下，很容易得到高收率的酚醚。
ArOH RX
OH
Ar
O R
X
H2O
如镇痛药邻乙氧基苯甲酰胺（Ethenzamide）的合成。
返回本节
（2）卤代烃的选择
a. 由于Williamson合成是在强碱条件下进行的，所以 一般不用叔卤烷作为烃化试剂，因为叔卤烷在碱性条 件下易发生消除，生成烯烃。 b. 如果卤原子相同，则伯卤烷的反应最好，仲卤烷次 之。 c. 氯苄和溴苄的活性较大，易于进行烃化反应； d. 氯苯和溴苯由于卤原子与芳环存在p-π共轭，活性 很差，烃化反应较难进行。 e. 芳基-脂肪混合醚的制备 制备芳基-脂肪混合醚（Ar-O-R）时，一般应选用酚类 与脂肪族的卤代烃反应。
返回本节
（2）酚的氧烃化
① 由于酚的烃化比醇容易，所以常用的碱除 了氢氧化钠等强碱外，还可以用碳酸钠（钾） 等弱碱。 ② 反应溶剂可用水、醇类、丙酮、DMF、 DMSO、苯或二甲苯等。
返回ArSO2OR）和硫酸酯烃化剂
也是常用烃化剂，其反应机理与卤代烃的烃化反应 相同。由于芳磺酸酯基和硫酸酯基比卤原子易离去， 所以，其活性比卤代烃大，是一类强烃化剂。因此， 使用芳磺酸酯和硫酸酯时，其反应条件较卤代烃温 和。 芳磺酸酯由芳磺酰氯与相应的醇在低温下反应制得。 芳磺酸酯中应用最多的是对甲苯磺酸酯（TsOR）， 常用于引入分子量较大的烃基。 某些难以烃化的羟基（如螯合酚的烃化），可用芳 磺酸酯进行烃化。
NaOH/二甲苯 △
ph CH ph OCH2CH2NMe2
苯海拉明(Diphenydramine)
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（2）酚结构对烃化反应的影响
酚酸性比醇强，在碱性条件下，很容易得到高收率的酚醚。
ArOH RX
OH
Ar
O R
X
H2O
如镇痛药邻乙氧基苯甲酰胺（Ethenzamide）的合成。
返回本节
（2）卤代烃的选择
a. 由于Williamson合成是在强碱条件下进行的，所以 一般不用叔卤烷作为烃化试剂，因为叔卤烷在碱性条 件下易发生消除，生成烯烃。 b. 如果卤原子相同，则伯卤烷的反应最好，仲卤烷次 之。 c. 氯苄和溴苄的活性较大，易于进行烃化反应； d. 氯苯和溴苯由于卤原子与芳环存在p-π共轭，活性 很差，烃化反应较难进行。 e. 芳基-脂肪混合醚的制备 制备芳基-脂肪混合醚（Ar-O-R）时，一般应选用酚类 与脂肪族的卤代烃反应。
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（2）酚的氧烃化
① 由于酚的烃化比醇容易，所以常用的碱除 了氢氧化钠等强碱外，还可以用碳酸钠（钾） 等弱碱。 ② 反应溶剂可用水、醇类、丙酮、DMF、 DMSO、苯或二甲苯等。
返回ArSO2OR）和硫酸酯烃化剂
也是常用烃化剂，其反应机理与卤代烃的烃化反应 相同。由于芳磺酸酯基和硫酸酯基比卤原子易离去， 所以，其活性比卤代烃大，是一类强烃化剂。因此， 使用芳磺酸酯和硫酸酯时，其反应条件较卤代烃温 和。 芳磺酸酯由芳磺酰氯与相应的醇在低温下反应制得。 芳磺酸酯中应用最多的是对甲苯磺酸酯（TsOR）， 常用于引入分子量较大的烃基。 某些难以烃化的羟基（如螯合酚的烃化），可用芳 磺酸酯进行烃化。
药物合成反应-烃化反应
C-OH（醇或酚羟基） C-N(NH3)
变为-OR醚
变为伯、仲、叔胺
活性亚甲基（CH2)
芳烃（Ar-H)
●烃化剂的种类
◆卤代烷 ： RX 最常用 ◆ 磺酸酯 ◆醇
◆烯烃
◆环氧烃：发生羟乙基化 ◆ CH2N2：很好的重氮化试剂
●反应机理
◆ SN1 ◆ SN2 ◆ 亲电取代
Contents
氧原子上的烃化反应
降压药物甲基多巴的中间体合成过程
酚的O-烃化
●硫酸二甲酯为烃化剂：
◆ 硫酸二甲酯属于软碱，在药物生成中广泛使用； ◆ 在碱性条件下，酚氧负离子向电正性的甲基亲核进攻，结合 形成芳基甲基醚；
酚的O-烃化
●重氮甲烷为烃化剂
◆重氮甲烷(CH2N2，-N=N+=CH2)：活性甲基化试剂
◆ 反应过程中羟基上的质子转移到活泼亚甲基上形成重氮盐后 释放出氮气形成醚， ◆ 羟基的酸性越大，质子转移的越快，反应越容易进行；
●改进的Williamson反应用于醚反应 p49
◆ 用醇铊代替醇钠与卤代烃在乙腈中反应，条件温和且 收率较佳
◆ 反应是强碱条件下发生的，所以不能用叔卤代烃做 为烷化试剂，防止发生消除反应生成烯烃
(H3C)3 CX
B-
(H3C)3 C+
CH3 C CH2 CH3
●二叔丁醚的制备p49
◆叔丁醇钾是强碱，位阻大，不能对卤代叔丁烷发生亲核 进攻，更易引起消除反应； ◆若采用酸催化缩合，生成的二叔丁醚极易被酸催化裂解。
◆氯代叔丁烷在SbF5/SO2ClF/低温条件下可生成稳定的碳正离 子，再在大位阻的有机碱(i-Pr2NEt)存在下，进攻叔丁醇，按 SN1机理进行反应，可得到几乎定量的二叔丁醚。
变为-OR醚
变为伯、仲、叔胺
活性亚甲基（CH2)
芳烃（Ar-H)
●烃化剂的种类
◆卤代烷 ： RX 最常用 ◆ 磺酸酯 ◆醇
◆烯烃
◆环氧烃：发生羟乙基化 ◆ CH2N2：很好的重氮化试剂
●反应机理
◆ SN1 ◆ SN2 ◆ 亲电取代
Contents
氧原子上的烃化反应
降压药物甲基多巴的中间体合成过程
酚的O-烃化
●硫酸二甲酯为烃化剂：
◆ 硫酸二甲酯属于软碱，在药物生成中广泛使用； ◆ 在碱性条件下，酚氧负离子向电正性的甲基亲核进攻，结合 形成芳基甲基醚；
酚的O-烃化
●重氮甲烷为烃化剂
◆重氮甲烷(CH2N2，-N=N+=CH2)：活性甲基化试剂
◆ 反应过程中羟基上的质子转移到活泼亚甲基上形成重氮盐后 释放出氮气形成醚， ◆ 羟基的酸性越大，质子转移的越快，反应越容易进行；
●改进的Williamson反应用于醚反应 p49
◆ 用醇铊代替醇钠与卤代烃在乙腈中反应，条件温和且 收率较佳
◆ 反应是强碱条件下发生的，所以不能用叔卤代烃做 为烷化试剂，防止发生消除反应生成烯烃
(H3C)3 CX
B-
(H3C)3 C+
CH3 C CH2 CH3
●二叔丁醚的制备p49
◆叔丁醇钾是强碱，位阻大，不能对卤代叔丁烷发生亲核 进攻，更易引起消除反应； ◆若采用酸催化缩合，生成的二叔丁醚极易被酸催化裂解。
◆氯代叔丁烷在SbF5/SO2ClF/低温条件下可生成稳定的碳正离 子，再在大位阻的有机碱(i-Pr2NEt)存在下，进攻叔丁醇，按 SN1机理进行反应，可得到几乎定量的二叔丁醚。
第二章 烃化反应
N
N
扑尔敏
烃基的异构化
n-Pr i-Pr
+ CH3CH2CH2Br
AlCl3
or
i-Pr
+
(CH3)2CHBr
AlCl3
烃基的异构化
烃基的异构化
试 解 释 之
烃基的异构化
所以傅-克反应时间不宜过长，AlCl3用量不宜过大。
Why？ ？？？ ？？？
烃基的定位
用 BF3、H2SO4、FeCl3 得到对二烃基苯。
烯及醇用AlCl3催化易得树脂状副产物，产物有颜色， 用HF或BF3可以避免。但正醇用AlCl3不发生烃基异 构化，而H2SO4或BF3则发生异构化。
芳香族化合物：
影响因素
当环上存在释电子取代基时，反应较易进 行。故当苯环上连有一个烃基后，有利于 反应的进一步进行而得到多烃基衍生物。
？？
影响因素
混合物
芳香胺的N-芳基化－Ullmann反应:
后二者均为非甾体抗炎药
杂环胺的N-烃化: 抗组胺
曲吡那敏
咖啡因
黄嘌呤
可可碱
注意选择性
COOH Cl
OMgBr C2H5OH H2SO 4 CO 2C2H5 Cl C6H5MgBr C Cl H2O H2SO 4
OH Cl C Cl SOCl2 C Cl N H N N C
第一节
氧原子上的烃化反应
醚
一、醇的O-烃化
1、卤代烃为烃化剂 Williamson合成－－醇在碱存在下与卤代 烃反应生成醚的反应－－是制备混合醚的 有效方法。
卤代烃的结构不同，反应可以是单 分子亲核取代反应SN1，也可以是双 分子取代反应SN2。 通常伯卤代烃发生SN2反应
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道尔顿烃化反应的概念
道尔顿烃化反应是一种有机化学反应，是通过加热将烷烃转化为烯烃的过程。
该反应具有重要的工业和实验室应用，可以产生具有高度不饱和性质的烯烃。
道尔顿烃化反应的机理包括三个主要步骤：脱氢、异构化和化合物重排。
首先，通过脱氢反应，反应物中的氢原子被去除，生成一个中间体。
然后，中间体发生异构化，即原本链式的烷烃分子重新排列成较为稳定的环状结构。
最后，产生的环状结构通过化合物重排，形成所需的烯烃产物。
道尔顿烃化反应可以通过不同的热能源来进行加热，如电弧、燃烧或催化剂。
热能的输入使得烷烃分子中的C-H键断裂，生成自由基中间体。
这些自由基中间体可以与周围的烷烃分子发生碰撞，进一步反应形成低碳数的烯烃，并释放出更多的自由基，从而维持反应的进行。
道尔顿烃化反应的产物主要为烯烃，其反应性高于烷烃，因为烯烃分子中存在C=C双键，可以参与更多的化学反应。
烯烃可以用于合成有机化合物，如聚合物、溶剂、染料和药物等。
道尔顿烃化反应的应用广泛，特别是在石油和石化工业中。
在石油加工过程中，道尔顿烃化反应可以将低碳数的烷烃转化为更高碳数的烃类化合物，满足不同级别燃料和化学原料的需求。
此外，该反应还可用于去除石油和石化产品中的杂质，提高其纯度和品质。
道尔顿烃化反应也可以在实验室中进行，用于有机合成中的特定转化。
通过选择不同的反应条件和催化剂，可以控制反应的产物类型和选择性。
这些研究对于有机化学的理解和合成新颖有机分子具有重要意义。
总之，道尔顿烃化反应是一种将烷烃转化为烯烃的有机化学反应。
该反应通过脱氢、异构化和化合物重排三个步骤实现，能产生高度不饱和的烯烃化合物。
道尔顿烃化反应在石油和石化工业中具有重要的应用，也在实验室中用于特定有机合成。
对这一反应机制的深入理解，有助于开发新的化学转化和有机合成方法。