第二章 烷基化反应
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4 烷基化反应定义:一般而言,有机分子中的氢原子(包括某些官能团上的,如羟基和氨基等)被烷基取代,可称为烷基化反应。
意义:在药物分子中引入烷基可增加其脂溶性,或形成新的官能团赋予药物以特殊性能。
如丁卡因药效为普鲁卡因的10倍。
本章内容:醇、酚的氧烷化,胺的氮烷化,活泼亚甲基及芳烃的碳烷化等反应。
4.1 氧原子上的烷基化反应在氧原子上烷基化是获得醚,尤其是不对称醚的通用方法。
4.1.1 以卤代烃为烷基化试剂醇、酚的钠盐或醇、酚在碱(钠、氢氧化钠以及氢氧化钾等)的存在下与卤代烷生成醚的反应称为Williamson反应,是合成不对称醚的最常用方法。
(1) 反应机理Williamson反应是典型的SN2反应。
此外,醇、酚与卤代烷的反应也可按SN1机理进行。
(2) 影响因素底物的影响:①伯卤代烷一般为SN2机理;叔卤代烷一般为SN1机理;而仲卤代烷可SN1也可SN2。
②由于芳环的吸电子作用,使得酚的活性一般弱于醇。
③底物的空间位阻对反应速率影响较大。
溶剂的影响:极性溶剂可促进反应。
SN2反应一般在碱性条件下进行;而SN1反应一般在酸性或近中性(可为弱碱性)条件下进行。
(3) 反应示例①苯海拉明的合成反应机理:双分子亲核取代(SN2)。
②糖环6-伯羟基的保护在极性溶剂中,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)。
③卤代烃为芳卤的情况:对硝基苯乙醚(非那西丁中间体)的合成反应机理:加成-消除机理。
反应活性:I<Br<Cl<F;芳环上一定要有吸电子基。
4.1.2 以芳磺酸酯为烷基化试剂氧原子的吸电子作用使得芳磺酸酯成为很好的离去基团,当与其相连的碳原子受到醇的进攻时,芳磺酸基很容易离去。
常见的芳磺酸酯包括苯磺酸酯、对甲苯磺酸酯、对硝基苯磺酸酯、对卤苯磺酸酯以及对三氟甲基苯磺酸酯等。
反应示例:鲨肝醇的合成(SN2反应)。
有机化学基础知识点整理烷基化反应与烷化反应机制【有机化学基础知识点整理】烷基化反应与烷化反应机制烷基化反应是有机化学中一类重要的反应,主要涉及底物中的氢原子被烷基基团取代的过程。
烷化反应机制则是指在此类反应中所形成的反应中间体和过渡态的详细变化过程。
本文将整理烷基化反应的几个基础知识点,并探讨其中常见的烷化反应机制。
一、烷基化反应的基本概念烷基化反应是有机化学中最为常见和广泛应用的一类反应,其中最常见的就是烷基磺酸盐的合成。
其原理是通过引入一个“烷基基团”,将底物中的氢原子取代。
烷基化反应可以形成新的碳-碳键或碳-氧键,产生新的有机化合物。
二、烷基化反应的分类烷基化反应根据反应过程的类型和反应底物的不同,可以分为以下几类:1.质子接受型烷基化反应:底物中的质子被烷基离子或烷基金属试剂取代。
2.质子捐赠型烷基化反应:底物中的烷基基团将质子给予另一分子,形成新的碳-碳键。
3.亲电取代型烷基化反应:底物中的亲电试剂与烷基基团发生亲电取代反应。
4.自由基烷基化反应:底物中的烷基离子与自由基试剂发生反应,形成新的碳-碳键。
三、常见的烷化反应机制1.质子接受型烷基化反应机制:在质子接受型烷基化反应中,底物中的质子被烷基离子或烷基金属试剂取代。
这类反应通常采用强碱作为反应试剂,如氢氧化钠(NaOH)。
反应机理如下:底物 + 烷基离子/烷基金属试剂→ 产物 + 相应的离子/金属盐该反应机制属于亲核取代反应,质子首先被碱中的氢氧根离子去质子化,然后进一步与烷基离子或金属离子发生亲核取代反应,最终形成新的碳-碳键。
2.自由基烷基化反应机制:在自由基烷基化反应中,底物中的烷基离子与自由基试剂发生反应,形成新的碳-碳键。
这类反应通常通过热、光或自由基引发剂来产生自由基,如过氧化氢(H2O2)或过氧化苯甲酰(Benzoyl peroxide)。
反应机理如下:底物 + 自由基试剂→ 产物该反应机制属于自由基取代反应,首先由自由基引发剂产生自由基,然后自由基与底物反应,形成新的碳-碳键。