第三章 烴化反應(yīng)

第二章烴化反應(yīng)Chapter2

HydrocarbylationReaction烴化反應(yīng)：用烴基取代有機(jī)分子中的某些官能團(tuán)上氫原子的反應(yīng)烴基：飽和、不飽和、脂肪、芳香被烴化物C-OH（醇或酚羥基）變?yōu)?OR醚C-N(NH3)變?yōu)椴?、仲、叔胺C-C常用烴化劑的種類鹵代烷：RX最常用硫酸酯、磺酸酯醇烯烴環(huán)氧烴：發(fā)生羥乙基化CH2N2：很好的重氮化試劑

反應(yīng)歷程

SN1SN2

親電取代學(xué)習(xí)重點(diǎn)氧原子上的烴化反應(yīng)歷程、烴化劑種類、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍氮原子上的烴化反應(yīng)歷程、烴化劑種類、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍伯胺的制備方法芳烴的C-烴化（F-C反應(yīng))歷程、特點(diǎn)及影響因素烯丙位、芐位、活性亞甲基化合物的C-烴化的反應(yīng)歷程及影響因素一醇的O-烴化

1鹵代烷為烴化劑2磺酸酯3環(huán)氧乙烷類作烴化劑4烯烴作為烴化劑5醇作為烴化劑6其它烴化劑二酚的O-烴化

1烴化劑2多元酚的選擇性烴化1鹵代烷為烴化劑：結(jié)論：醇在堿的條件下與鹵代烷生成醚第一節(jié)氧原子上的烴化反應(yīng)

一、醇的O－烴基化Williamson醚合成方法（1）反應(yīng)通式：（2）反應(yīng)機(jī)理：SN1（2）反應(yīng)機(jī)理：SN2

伯鹵代烷RCH2X按SN2歷程隨著與X相連的C的取代基數(shù)目的增加越趨向SN1(3)影響因素

①鹵代烴結(jié)構(gòu)的影響苯海拉明合成可采用的兩種方法。前一反應(yīng)醇的活性低，要先制成醇鈉；而二苯甲醇中，由于苯基的吸電子效應(yīng)，羥基中氫原子的活性增大，在反應(yīng)中加入氫氧化鈉作除酸劑即可。顯然后一反應(yīng)優(yōu)于前一反應(yīng)，因此苯海拉明的合成采用了后一種方式②醇的影響

醇的活性較差，需要加入堿金屬、氫氧化鈉、氫氧化鉀以生成親核試劑RO-醇的影響選擇性高

鹵代醇在堿性條件下的環(huán)化反應(yīng)即分子內(nèi)Williamson反應(yīng),是制備環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷及高環(huán)醚類化合物的方法③反應(yīng)溶劑的影響

質(zhì)子溶劑有利于鹵代烴的解離，但能與RO-發(fā)生溶劑化作用，降低RO-的親核性。過量醇（即是反應(yīng)物又是溶劑）

極性非質(zhì)子溶劑，醇鹽的親核性正如其堿性一樣，得到了加強(qiáng)，對(duì)反應(yīng)有利。非質(zhì)子溶劑：苯、甲苯（Tol）、二甲苯（xylene）、DMF、DMSO

④芳香鹵化物也可作為烴化劑，生成芳基烷基混合醚

通常情況下，由于芳鹵化物上的鹵素與芳環(huán)共軛不夠活潑，一般不易反應(yīng)。但當(dāng)芳環(huán)上在鹵素的鄰對(duì)位有吸電基存在時(shí)，可增強(qiáng)鹵原子活性，能順利地與醇羥基進(jìn)行親核取代反應(yīng)而得到烴化產(chǎn)物.⑤副反應(yīng)消除反應(yīng)2.烷基磺酸酯為烴化劑：磺酸酯類為烴化劑：主要指芳磺酸酯，引入較大的烴基

芳基磺酸脂作為烴化劑在藥物合成中的應(yīng)用范圍比較廣，OTs是很好的離去基，常用于引入分子量較大的烴基。例如鱉肝醇的合成。反應(yīng)機(jī)理：a酸催化

R為供電子基或苯，在a處斷裂

R為吸電子基得b處斷裂產(chǎn)物3.環(huán)氧乙烷類作烴化劑

反應(yīng)機(jī)理：b堿催化

SN2雙分子親核取代，開環(huán)單一，立體位阻原因?yàn)橹鳎磻?yīng)發(fā)生在取代較少的碳原子上實(shí)例環(huán)氧乙烷類作烴化劑（羥乙基化反應(yīng)）

醇對(duì)烯烴雙鍵進(jìn)攻，加成而生成醚。烯烴結(jié)構(gòu)中若無極性基團(tuán)存在，反應(yīng)不易進(jìn)行；只有當(dāng)雙鍵兩端連有吸電子基，才能反應(yīng)。

4.烯烴作烴化劑

酚酸性大于醇，所以活性比醇大，醇的氧烴化試劑均可做酚的氧烴化試劑

二酚的O-烴化

1鹵代烴、烯烴、硫酸酯1鹵代烴2硫酸酯3.CH2N2

活性甲基化試劑

用于酚和羧酸的烴化，產(chǎn)生N2氣，無其它副反應(yīng)，后處理簡單室溫或低于室溫反應(yīng)，加熱易爆炸4.DCC縮合法酚-醇偶聯(lián)例

5.多元酚的選擇性烴化學(xué)習(xí)內(nèi)容：伯胺的制備方法，芳香胺的N-烴化和N-芳烴化?；疽螅赫莆誈abriel合成法、Delepine合成法和Ullmann反應(yīng)，以及在精細(xì)化工中的應(yīng)用。第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng)一、氨及脂肪胺的N-烴化反應(yīng)通式：影響因素：

a)物料配比b)溶劑水、醇、苯、甲苯、環(huán)己烷、DMF、NH4Cl、

NH4NO3

、NH4Acc)RXR相同時(shí)RI＞RBr＞RCl＞RF

一般RBr、RCl加入RI發(fā)生分子的鹵素置換1.伯胺的制備注：NH3

大大過量！a.大大過量的氨與鹵代烴反應(yīng)b.Gabriel合成法（加布里爾）：例：抗瘧藥伯胺喹（Primaquine)的合成c.改良的Gabriel反應(yīng)-三氟甲磺酰胺法d.Delepine反應(yīng)（德來番）氯霉素中間體的合成：醛或酮在還原劑存在下與NH3、伯胺、仲胺的反應(yīng)，氮上引入烷基的反應(yīng)

e.還原烴化

Ⅰ催化氫化法（Ⅱ）Leuckart-Wallach和Eschweiler-Clarke反應(yīng)用甲酸及其銨鹽可對(duì)醛酮進(jìn)行還原烴化，該反應(yīng)稱Leuckart-Wallach反應(yīng)Leuckart-Wallach反應(yīng)機(jī)理例題Eschweiler-Clarke反應(yīng)伯胺或仲胺用甲醛及甲酸還原甲基化用于制備叔胺舉例催化劑常用Na/EtOH、Na-Hg/EtOH、Zn-Hg/HCl、HCOOH、H2/Ni、金屬復(fù)氫化合物L(fēng)iAlH4NaBH4；N上引入的碳數(shù)與醛酮的碳數(shù)一致反應(yīng)活性：醛>酮脂肪族>芳香族無立體位阻>有立體位阻2仲胺的制備1）仲鹵代烴與NH3、伯胺反應(yīng)得仲胺2）還原烴化（芳香醛效果好）當(dāng)芳香醛與氨的摩爾比為2：1時(shí)，以蘭尼鎳為還原劑主要得仲胺

3叔胺的制備1）仲胺與鹵代烴作用2）仲胺+1mol醛或酮還原烴化伯胺+2mol醛或酮還原烴化例：氯滅酸、氟滅酸的合成ChlofenamicAcidFlufenamicAcid二.芳香胺的N-芳烴化(Ullmann反應(yīng))芳香伯胺與鹵代芳烴的偶聯(lián)，需要在銅或亞銅鹽的催化下完成，該反稱為Ullmann反應(yīng)RX:烷基鹵代烴,環(huán)烷基鹵代烴芳環(huán):苯環(huán),芳雜環(huán)催化劑:AlX3,ZnCl2,FeCl3,SnCl4,HF,H2SO4,H3PO4第三節(jié)碳原子上的烴化反應(yīng)

一、芳環(huán)上的烴化反應(yīng)(付-克反應(yīng))1反應(yīng)式2．親電取代反應(yīng)機(jī)理C+離子對(duì)芳環(huán)的親電進(jìn)攻(1)RX(ROH、烯烴也可作烴化試劑）a當(dāng)R相同時(shí):RF>RCl>RBr>RIb當(dāng)X相同時(shí)

RCH=CH2CH2X≈PhCH2X>(CH3)3X>R2CHX>RCH2X>CH3X一般來說,鹵代芳烴不反應(yīng)3.影響反應(yīng)因素鹵素離開的難易程度(2)芳烴的結(jié)構(gòu)

a

有供電基取代的芳烴＞無供電基取代的芳烴引入一個(gè)烴基后更易發(fā)生烴化反應(yīng)，但要考慮立體位阻。

b

多鹵代苯、硝基苯以及單獨(dú)帶有酯基、羧基、腈基的吸電子基團(tuán)，不發(fā)生付-克反應(yīng)，可作為反應(yīng)溶劑，但連有供電子基后可發(fā)生F-C反應(yīng)

c

含有-NH2、-NR2的苯環(huán),一般不發(fā)生F-C反應(yīng)(3)催化劑(1)當(dāng)烴基的碳原子數(shù)≥3時(shí),發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng),溫度升高,異構(gòu)化比例增加4副反應(yīng)2mollmol間位產(chǎn)物生成:當(dāng)苯環(huán)上引入的烴基不止一個(gè)時(shí),除了正常的鄰、對(duì)位產(chǎn)物，還常有相當(dāng)比例的間位產(chǎn)物。通常，較強(qiáng)烈的條件，即強(qiáng)催化劑，較長時(shí)間，較高反應(yīng)溫度，生成不正常的間位產(chǎn)物。所以傅-克反應(yīng)時(shí)間不宜過長，AlCl3用量不宜過大。舉例二、炔烴的烴化伯鹵代烷

三、羰基化合物α-位C烴化1活潑亞甲基化合物的C-烴化（1）反應(yīng)機(jī)理（2）影響因素：①堿和溶劑的選擇a根據(jù)活潑亞甲基的化合物的酸性，常用醇鈉、醇鉀b如醇鈉為催化劑，則選醇為溶劑，對(duì)于在醇中難于烴化的活性亞甲基化合物，可在苯、甲苯、二甲苯等油溶劑中加入NaH或金屬鈉，生成烯醇鹽再烴化。②副反應(yīng)

a脫鹵化氫的副反應(yīng)b脫烷氧羰基的副反應(yīng)當(dāng)換成苯基時(shí)，反應(yīng)更易發(fā)生c生成醚的副反應(yīng)所以反應(yīng)不易使用過量的R’X③引入烴基的順序a當(dāng)R=R‘時(shí),分步進(jìn)行b當(dāng)R≠R‘時(shí)，當(dāng)R、R‘為伯鹵代烷，先大再小當(dāng)R、R‘為伯、仲鹵代烷，先伯后仲當(dāng)R、R＇為仲鹵代烷，收率低，一般選用活性高的亞甲基化合物見教材p75頁例子2醛酮以及羧酸衍生物α-C烴化

(1)反應(yīng)式(2)機(jī)理(3)影響因素

aRXb羰基化合物

i醛的α-C烴化少見，易發(fā)生Aldol縮合反應(yīng)，但可采用烯胺法

ii酯的α-C烴化采用強(qiáng)堿，較弱的堿會(huì)發(fā)生Claisen縮合副反應(yīng)

iii不對(duì)稱酮的α-烴化B為動(dòng)力學(xué)控制產(chǎn)物動(dòng)力學(xué)取決于堿奪取H速度，原因：堿奪取位阻小的氫比奪取位阻大的氫的速度要快條件：非質(zhì)子溶劑、強(qiáng)堿、酮不過量A為熱力學(xué)控制產(chǎn)物原因：生成多取代烯醇熱穩(wěn)定，雙鍵的穩(wěn)定性隨取代基的增加而增加條件