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苯的烷基化、酰基化、苯炔的反应机理

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烷基化反应的名词解释

烷基化反应的名词解释

烷基化反应的名词解释烷基化反应是有机化学中重要的一类转化反应，它指的是将一个氢原子替换为烷基基团的化学过程。

在烷基化反应中，烷基基团可以是直链、分支链或环状结构。

这种反应广泛应用于有机合成、材料科学和药物化学领域，极大地丰富了化学品种和化学反应的范围。

烷基化反应的基本原理可以通过傅-科瑞特垂直攻击机制和自由基取代反应机制来解释。

在傅-科瑞特垂直攻击机制中，烷基化反应的反应底物通常是一个酸或碱。

在酸性介质中，酸性催化剂（如质子酸）可将底物分子上的氢离子去除，形成一个烷基离子。

接下来，该烷基离子可以与亲电试剂（如烯烃或芳香族化合物）发生亲电加成反应，形成新的碳碳键。

在碱性介质中，碱性催化剂（如碱金属）可使用相同的原理将酸性底物（如卤代烷）中的氯离子取代为烷基离子。

自由基取代反应机制是烷基化反应的另一种常见形式。

在这种机制下，反应底物通常是卤代烷或炔烃。

通过热、光或化学活化剂的作用，卤代烷会发生一个氯离子的替代，生成烷基自由基。

接下来，烷基自由基可以与另一个分子中的自由基反应，形成新的碳碳键。

这种自由基取代反应通常用来合成烷烃、脂肪族化合物和芳香族化合物。

烷基化反应的应用非常广泛，例如在有机合成中，它常用于构建碳链或引入特定的基团。

通过选择不同的反应底物和催化剂，可以将烷基化反应用于合成各种有机物，从而实现天然产物合成、药物合成和材料合成。

此外，烷基化反应还可应用于构建大分子化合物，例如聚合物的合成过程中，可以利用烷基化反应进行分支支链修饰，调控聚合物的结构和性质。

除了有机合成外，烷基化反应在环境科学和工业领域也起着重要作用。

例如，在环境科学中，烷基化反应可用于土壤和水体中有机物的生物降解研究，帮助我们理解有机污染物的降解机理和环境行为。

在工业领域，烷基化反应常用于催化剂的制备和表面修饰，以改善催化剂的活性和选择性。

总的来说，烷基化反应是一类重要的有机化学反应，通过将氢原子替换为烷基基团，为有机合成、材料科学和药物化学等领域提供了广阔的应用空间。

烷基化与酰基化反应

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。

烷基化反应

烷基化反应
所以反应不易使用过量的R’X
醛酮以及羧酸衍生物α-C烃化
(1)反应式
O
-C CHR
O
X
活 性 小 于 -C C
活泼亚甲基化合物
Y
(2)机理
O
-C CH
B： O -C C
R-X O -C C
(3)影响因素
R
碱 : 三 苯 甲 基 钠 (锂 )Ph3CNa, 丁 基 锂 NaH、 NaNH2
二 异 丙 基 氨 基 锂 (i-Pr)2NLi
N
CH2CH=CH2
2)H2O
O
CH3 +
N H
N
+
CH3
90%
N CH3
10%
2.2 N-烃化
氨基上的氢原子被烃基取代的反应叫做N烃化反应。
烃化试剂：醇、卤代烷、酯、烯烃、醛和酮、 环氧乙烷等。
用途：（1）引入-CH2CH2OH、-CH2CH2CN极性、 非水溶性基团；
（2）制备季铵盐型阳离子化合物； （3）其它助剂、医药中间体。
（1）碱和溶剂的选择 a. 根据活泼亚甲基的化合物的酸性，常用醇钠、醇钾
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
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
R''X
O R2-CCCH2 R'
R' '
R''X
A
O
H3C

烷基化反应

烷基化反应
烷基化反应
化学反应
01 定义
03 相关资料
目录
02 简介
烷基化反应（Alkylation reaction）指向有机物分子中的碳、氮、氧等原子中引入烷基(-R)的反应，简称 烷基化。常用的烷基化剂有烯烃、卤代烷烃、硫酸烷酯和醇等。烷基化是有机合成的重要反应之一。例如苯与卤 代烷烃反应，可在苯环上引入烷基。
相关资料
77年，由法国化学家傅列德尔（Friedel）和美国化学家克拉夫茨（Crafts）两人发现 的。当在苯和氯甲烷中，加入无水三氯化铝便发生强烈的反应，放出氯化氢气体，并从反应混合物中分离出甲苯， 这种苯烷基化成为甲苯是最简单的一例。利用这类烷基化反应可以合成一系列烷基取代芳烃，在实验室和工业上 的用途十分广泛。
谢谢观看
通过烷基化，可形成新的碳碳、碳杂等共价键，从而延长了有机化合物分子骨架，改变了被烷基化物的化学 结构，赋予了其新的性能，制造出许多具有特定用途的有机化学品。有些是专用精细化学品，如非离子表面活性 剂壬基酚聚氧乙烯醚、邻苯二甲酸酯类增塑剂、相转移催化剂季铵盐类等。
烷基化试剂又称为烷化剂、烃化剂许，多烃的衍生物可作烷化剂。 ①卤烷：氯甲烷、碘甲烷、氯乙烷、溴乙烷、氯乙酸和氯化苄等。 ②醇类：甲醇、乙醇、正丁醇、十二碳醇等。 ③酯类：硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、磷酸i甲酯、磷酸三乙酯、对甲基苯磺酸甲酯和乙酯等。 ④不饱和烃：乙烯、丙烯、高碳a烯烃、丙烯腈、丙烯酸甲酯和乙炔等。 ⑤环氧化合物：环氧乙烷、环氧丙烷等。 ⑥醛或酮类：甲醛、乙醛、丁醛、苯甲醛、丙酮和环己酮等。 卤烷、醇类和酯类是取代反应的烷化剂，不饱和烃和环氧化物是加成反应的烷化剂。醛类、酮类是脱水缩合 反应的烷化剂。
定义
有机化合物分子中连在碳、氧和氮上的氢原子被烷基所取代的反应 。

烷基化反应的简介

烷基化反应的简介
CH 3 CH 3 CH 3
+
（3）醇、醛和酮 ：
H 3C C CH 2 H
H 2SO4
CH
CH 3
它们都是较弱的烷化剂。醛、酮用于合成二芳基或三芳基甲烷衍生物。
醇类和卤烷烷化剂除活性上有差别外，均特别适合于小吨位的精细化学 品，在引入较复杂的烷基时使用。
★ 3．催化剂
（1）路易斯酸 主要是金属卤化物，其中常用的是AlCl3。催化活性如下： AlCl3＞ FeCl3＞SbCl5 ＞SnCl4＞ BF3＞ TiCl4 ＞ZnCl2 采用无水三氯化铝作催化剂的优点是价廉易得，催化活性好。缺点 是有大量铝盐废液生成，有时由于副反应而不适于活泼芳烃（如：酚、 胺类）的烷基化反应。 （2）质子酸 其中主要是氢氟酸、硫酸和磷酸，催化活性次序如下： HF ＞ H2SO4 ＞ P2O5 ＞ H3PO4 、阳离子交换树脂
1．C－烷基化反应：如烷基苯的制备反应：
OH + CH2 O
n
CH2 O CH2
+ RCl
AlCl3
R + HCl
2．O－烷基化反应： 如非离子表活剂壬基酚聚氧乙烯醚的制备反应：
C9H19 CH2
NaOH
C9H19
OCH2CH2OH
C9H19
O(CH2CH2) n CH2CH2OH
3．N－烷基化反应： 如染料中间体N,N－二甲基苯胺的制备反应：
3 2
3 2
伯碳正离子
+ +
H 3C CH 2
慢
H
+
快
CH 2CH 3 CH 2CH 3
+，醇和氢质子首先结合成质子化醇， + + + 然后再离解成烷基正离子和水。 CH3CH2 + HOH CH3CH2OH + H CH3CH2OH2 用卤代烷烷基化反应时，Lewis催化剂使卤烷极化，形成碳正离子（有 + 可能发生重排）。 + 重 排

了解有机化学中的烷基化和芳基化反应

了解有机化学中的烷基化和芳基化反应

了解有机化学中的烷基化和芳基化反应有机化学是研究碳基化合物及其反应的科学，其中烷基化和芳基化反应是有机合成中非常重要的两种反应类型。

烷基化反应指的是将烷烃或烯烃中的氢原子被取代成烷基基团的反应。

而芳基化反应则是将芳烃中的氢原子被取代成芳基基团的反应。

本文将分别介绍烷基化和芳基化反应的机理和应用。

一、烷基化反应烷基化反应可以分为两种类型：饱和烃的烷基化和烯烃的烷基化。

1. 饱和烃的烷基化饱和烃的烷基化反应是将烷烃中的氢原子被取代成烷基基团的化学反应。

通常情况下，该反应需要催化剂的存在，常用的催化剂包括酸性催化剂和金属催化剂。

其中，酸性催化剂如硫酸、氯化铝等对烷基化反应具有很好的催化效果。

例如，乙酸和氯代烷反应产生醋酸酯，反应方程式如下：R-Cl + CH3COOH → R-COOR' + HCl在反应中，氯代烷被乙酸取代成乙酰基基团，形成醋酸酯产物。

2. 烯烃的烷基化烯烃的烷基化反应是将烯烃中的一个碳碳双键上的氢原子取代成烷基基团的化学反应。

烯烃分子的不对称结构决定了它可以通过烷基化反应引入各种取代基团，并合成不同的有机化合物。

常见的烯烃烷基化反应包括环丙烷化和环戊烷化等。

例如，苯烯与马来酸酐反应生成马来酸酐酯，反应方程式如下：H2C=CH-CH2-C6H5 + HOOC-CH=CH-COOH → HOOC-CH=CH-CH2-C6H5 + CO2在反应中，苯烯的一个双键被马来酸酐取代成烷基基团，生成马来酸酐酯产物。

二、芳基化反应芳基化反应是将芳烃中的氢原子被取代成芳基基团的化学反应。

这类反应通常需要催化剂的存在，常用的催化剂包括氟化铁、氯化铝等。

芳基化反应是合成芳香化合物和药物的重要方法之一。

例如，苯和溴乙酸反应生成对溴乙酸苯，反应方程式如下：C6H6 + CH2BrCOOH → C6H5COCH2COOH + HBr在反应中，苯的氢原子被溴乙酸取代成芳基基团，生成对溴乙酸苯产物。

芳基化反应还有更多具体的应用，包括合成香料、染料、药物等。

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)

烷基化反应技术

烷基化反应技术
烷基化反应是一种在有机化合物分子中引入烷基(-R)的过程，通常利用加成或置换反应实现。

这种反应是一种重要的合成手段，广泛应用于许多化工生产过程。

烷基化反应通常需要选择适当的烷基化剂和优化反应条件。

常用的烷基化剂有烯烃、卤代烷烃、硫酸烷酯和醇等。

在烷基化反应中，被烷基化物可以是烷烃及其衍生物、芳香烃及其衍生物等。

通过烷基化反应，可以在被烷基化物分子中引入甲基、乙基、异丙基、叔丁基、长碳链烷基等烷基。

烷基化反应在许多化学领域中具有应用价值。

例如，苯与卤代烷烃反应可以在苯环上引入烷基，合成有机化学品。

此外，高级的加工过程如烷烃环化和环烷脱氢可以获得芳烃，也可以增加汽油辛烷值。

在现代化炼油过程中，可以将输入的原油完全转变为燃料型产物。

总之，烷基化反应是一种重要的合成手段，广泛应用于许多化工生产过程。

通过选择适当的烷基化剂和优化反应条件，可以实现各种有机化合物的合成。

随着化学工业的发展，烷基化反应技术的应用将更加广泛。

1。

第七章 芳环上亲电和亲核取代反应反应



磺化反应及苯磺酸衍生物的重要性
亲油端
NaOH C12H25 SO3H C12H25 SO3Na
• 合成苯磺酸衍生物
C12H25 H2SO4 (浓)
亲水端
合成洗涤剂
H3C H2SO4 (浓) H3C SO3H
(有机强酸，固体）
TsOH，对甲基苯磺酸
• 由磺酸转化为其它衍生物
Ar SO3H POCl3 Ar SO2Cl
芳环上的卤代在合成上的重要性
• 是芳环引入卤素（Cl、Br）的主要方法之一（Ar－X是合成
其它类型的化合物的重要中间体，
芳环的氟代和碘代方法
I2 ＋

HNO3 H Cl I －H+ I
I
(I2 ＋ Cl2) HF / CCl4 ＋ XeF2 （自由基型反应） F
3. 苯环上的硝化反应
取代甲氧基
NaOCH3
取代硝基
NH3 100 C
o

其它底物的类似取代反应
X + Nu Nu + X
W
W
W: 吸电子基
各类吸电子基对反应速率的促进作用比较：
W: N2
>
O CR
Nபைடு நூலகம்3
>
CN
NO
>
NO2 >
CF3
>
>
>
COOH
例：
N H NC Cl NaOR Cl Cl Cl Cl Cl F DMSO, Cl OR + NaCl NC N H F
p键
(sp2-sp2) 未参与环的共振

苯炔的性质：
活泼、易反应（不能分离、可捕获）

第4章 烷基化反应和酰基化反应


OCH3
4.3 其他烷基化试剂
4.3.1 烯、炔 （1） 烯、炔用作C-烷基化试剂 烯烃也是常用的烷基化试剂，如乙烯、丙烯、异丁烯等， 催化剂一般选用三氯化铝，也有用三氟化硼、氟化氢作催化 剂。
δ+ δ-
HCl(气) + AlCl3(固) R—CH=CH2 + H—Cl[AlCl3]
δ+ δ-
H—Cl[AlCl3](溶液） [R—CH—CH3]AlCl4-
（1）醇用作烷基化试剂
酸性催化剂作用下，用醇对芳胺进行烷基化，温度不太高 （200~250℃）时，烷基首先取代氮原子上的氢，发生N-烷基 化。
NH2 + C4 H9 OH
ZnCl2 210℃, 0.8MPa
NHC4H9
+ H2O
（2）醛和酮用作烷基化试剂
醛或酮只适用于活泼芳香族衍生物的烷基化反应，常用于 合成二芳基或二芳基甲烷衍生物。 例如：过量的苯胺与甲醛在盐酸中反应，可以制备4, 4′-二氨 基二苯甲烷：
H2N + CH2O
浓HCl 100℃
H2 N
C H2
NH2
NH2
2 +
CHO
H2N
H C
NH2+ H2O
4.3.3 环氧乙烷 环氧乙烷的分子具有三元环结构，易开环与含有活泼氢的 化合物（如水、醇、氨、胺、羧酸及酚等）发生加成反应，环 氧乙烷是一种有较强活性的烷基化试剂。
K1
ArNH2 + H2 C O
4.4.2 用酸酐的N-酰化
用酸酐对胺类进行酰化反应的通式为:
R'NH2 + (RCO)2O R'NHCOR + RCOOH
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