第二章烴化反應Chapter2

HydrocarbylationReaction烴化反應：用烴基取代有機分子中的某些官能團上氫原子的反應烴基：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⒅佟⑹灏稢-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

反應歷程

SN1SN2

親電取代學習重點氧原子上的烴化反應歷程、烴化劑種類、特點及應用范圍氮原子上的烴化反應歷程、烴化劑種類、特點及應用范圍伯胺的制備方法芳烴的C-烴化（F-C反應)歷程、特點及影響因素烯丙位、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

一、醇的O－烴基化Williamson醚合成方法（1）反應通式：（2）反應機理：SN1（2）反應機理：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鹵代烴結構的影響苯海拉明合成可采用的兩種方法。前一反應醇的活性低，要先制成醇鈉；而二苯甲醇中，由于苯基的吸電子效應，羥基中氫原子的活性增大，在反應中加入氫氧化鈉作除酸劑即可。顯然后一反應優(yōu)于前一反應，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)化反應即分子內(nèi)Williamson反應,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，對反應有利。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。但當芳環(huán)上在鹵素的鄰對位有吸電基存在時，可增強鹵原子活性，能順利地與醇羥基進行親核取代反應而得到烴化產(chǎn)物.⑤副反應消除反應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。反應機理：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

反應機理：b堿催化

SN2雙分子親核取代，開環(huán)單一，立體位阻原因為主，反應發(fā)生在取代較少的碳原子上實例環(huán)氧乙烷類作烴化劑（羥乙基化反應）

醇對烯烴雙鍵進攻，加成而生成醚。烯烴結構中若無極性基團存在，反應不易進行；只有當雙鍵兩端連有吸電子基，才能反應。

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，后處理簡單室溫或低于室溫反應，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習內(nèi)容：伯胺的制備方法，芳香胺的N-烴化和N-芳烴化。基本要求：掌握Gabriel合成法、Delepine合成法和Ullmann反應，以及在精細化工中的應用。第二節(jié)氮原子上的烴化反應一、氨及脂肪胺的N-烴化反應通式：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-三氟甲磺酰胺法d.Delepine反應（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，氮上引入烷基的反應

e.還原烴化

Ⅰ催化氫化法（Ⅱ）Leuckart-Wallach和Eschweiler-Clarke反應用甲酸及其銨鹽可對醛酮進行還原烴化，該反應稱Leuckart-Wallach反應Leuckart-Wallach反應機理例題Eschweiler-Clarke反應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、金屬復氫化合物LiAlH4NaBH4；N上引入的碳數(shù)與醛酮的碳數(shù)一致反應活性：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、伯胺反應得仲胺2）還原烴化（芳香醛效果好）當芳香醛與氨的摩爾比為2：1時，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)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

一、芳環(huán)上的烴化反應(付-克反應)1反應式2．親電取代反應機理C+離子對芳環(huán)的親電進攻(1)RX(ROH、烯烴也可作烴化試劑）a當R相同時:RF>RCl>RBr>RIb當X相同時

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

a

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

b

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

c

含有-NH2、-NR2的苯環(huán),一般不發(fā)生F-C反應(3)催化劑(1)當烴基的碳原子數(shù)≥3時,發(fā)生異構化反應,溫度升高,異構化比例增加4副反應2mollmol間位產(chǎn)物生成:當苯環(huán)上引入的烴基不止一個時,除了正常的鄰、對位產(chǎn)物，還常有相當比例的間位產(chǎn)物。通常，較強烈的條件，即強催化劑，較長時間，較高反應溫度，生成不正常的間位產(chǎn)物。所以傅-克反應時間不宜過長，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）反應機理（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

a脫鹵化氫的副反應b脫烷氧羰基的副反應當換成苯基時，反應更易發(fā)生c生成醚的副反應所以反應不易使用過量的R’X③引入烴基的順序a當R=R‘時,分步進行b當R≠R‘時，當R、R‘為伯鹵代烷，先大再小當R、R‘為伯、仲鹵代烷，先伯后仲當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)反應式(2)機理(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，但可采用烯胺法

ii酯的α-C烴化采用強堿，較弱的堿會發(fā)生Claisen縮合副反應

iii不對稱酮的α-烴化B為動力學控制產(chǎn)物動力學取決于堿奪取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、強堿、酮不過量A為熱力學控制產(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