【正文】 Hydrocarbylation Reaction, Alkylation 第二章 烴化反應(yīng) 反 應(yīng) 定義： 用 烴基取代有機(jī)分子中的氫原子 ，包括在某些官能團(tuán)（如羥基、氨基、巰基等）或碳架上的氫原子，均 稱 為 烴 化反應(yīng) 。 此外， 有機(jī)金屬化合物的金屬部分 被烴基取代的反應(yīng)，也屬于烴化反應(yīng)的范疇。 引入的烴基包括： ? 飽和的、不飽和的烴基 ? 脂肪的、芳香的烴基 ? 含有各種取代基的烴基 C H 3 C H 2 B r N H 3 C H 3 C H 2 N H 2 H B r( 過 量 ）C 2 H 5 O H C H 3 I C 2 H 5 O C H 3 H IN a O HC 2 H 5 C lC 2 H 5H C lA l C l 3舉例 ? 烴基的引入方式 主要是通過取代反應(yīng) ，也可以通過雙鍵加成實(shí)現(xiàn)烴化。 ? 發(fā)生烴化反應(yīng)的化合物稱為被烴化物。 常見的有： ?醇（ ROH）、酚 (ArOH)等，在 羥基氧 上引入烴基 ?胺類，在 氨基氮上 引入烴基； ?活性亞甲基 (CH2)，芳烴 (ArH)等，在 碳原子上 引入烴基。 常用烴化劑 常用烴化劑： ? 鹵代烴、硫酸酯、芳磺酸酯、環(huán)氧烷類 ? 醇類、醚類、烯烴、甲醛、甲酸等 第一節(jié) 反應(yīng)機(jī)理 烴化反應(yīng)的機(jī)理類型： ? 單分子的 SN1親核取代反應(yīng)； ? 雙分子的 SN2親核取代反應(yīng)； ?帶負(fù)電荷或未共用電子對(duì)的氧、氮、碳原子向烴化劑帶正電荷的碳原子做親核進(jìn)攻； ? 催化劑存在下，芳環(huán)上引入烴基的親電性取代反應(yīng)及芳環(huán)自由基進(jìn)攻的取代反應(yīng)機(jī)理。 反應(yīng)的難易及應(yīng)用： ? 不僅決定于被烴化物的結(jié)構(gòu)； ? 也決定于烴化劑的結(jié)構(gòu)及其離去基團(tuán)的性質(zhì)； ? 溶劑的影響等。 應(yīng)用： ? 永久性烴化 :即制備含有某些官能團(tuán)的化合物 （如醚類、胺類）或構(gòu)建分子骨架； ? 充當(dāng)保護(hù)基 :即保護(hù)性烴化。 如： C O C H C H 2 N ( C 2 H 5 ) 2ON H 2普 魯 卡 因C O C H C H 2 N ( C 2 H 5 ) 2On C 4 H 9 H N丁 卡 因丁卡因藥效為普魯卡因的 10倍 局部浸潤麻醉藥 一、親核取代反應(yīng) ? 大多數(shù)的烴化反應(yīng)是通過親核取代反應(yīng)完成的 根據(jù)親核試劑結(jié)構(gòu)的不同，分為： ? 雜原子的親核取代 ? 碳負(fù)離子的親核取代 (1)氧原子的親核取代反應(yīng) ? 主要是指醇類和酚類化合物羥基氧上發(fā)生的烴化反應(yīng)。 ? 醇羥基和酚羥基的酸性有較大的差別，和不同烴化劑反應(yīng)時(shí)，機(jī)理和條件不同。 ① 醇的 O烴化反應(yīng) ? 根據(jù)烴化劑結(jié)構(gòu)的不同，醇羥基的烴化可以發(fā)生單分子和雙分子兩種親核取代反應(yīng) SN2反應(yīng)機(jī)理 ? 當(dāng)烴化劑烷基為伯烷基時(shí)，在堿性條件下，一般通過雙分子機(jī)理反應(yīng) 構(gòu)型反轉(zhuǎn)產(chǎn)物 SN1反應(yīng)歷程 ? 在中性或堿性條件下，烴化劑也可以進(jìn)行單分子的親核取代反應(yīng) R X R X慢+ 決 定 反 應(yīng) 速 率R + R 39。 O HR O R 39。快R O R 39。 + HH 消 旋 產(chǎn) 物P h C H2X R C H = C H C H 2 X叔 鹵 代 烷 、 、 按 S N 1 歷 程② 酚的 O烴化反應(yīng) ? 由于酚的酸性比醇強(qiáng)，所以反應(yīng)更容易進(jìn)行，需要的堿相對(duì)醇的反應(yīng)也較弱。 ? 反應(yīng)通常是通過 SN2機(jī)理完成 ? 碳負(fù)離子帶有負(fù)電荷，具有很強(qiáng)的堿性和親核能力，可以和鹵代烴等烴化試劑發(fā)生取代反應(yīng)，延長碳鏈。 ? 其中碳負(fù)離子可以是炔基負(fù)離子，格氏試劑中的烷基負(fù)離子及活潑亞甲基在堿作用形成次甲基負(fù)離子。 二、親電取代反應(yīng) ? 通過親電取代進(jìn)行 C烴化的主要是芳烴親電取代反應(yīng)， FriedelCrafts烴化反應(yīng)（簡稱 FC烴化反應(yīng)）。 ? 在 Lewis酸的催化下，鹵代烴與芳香化合物反應(yīng)，在環(huán)上引入烴基。 ? 碳正離子來自鹵代烴與 Lewis酸的絡(luò)合物、質(zhì)子化的醇以及質(zhì)子化的烯等 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（ FC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 第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) ? 一 、醇的 O烴化 1 鹵代烷為烴化劑 2 磺酸酯作烴化劑 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 第二節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一、醇的 O烴化 在醇的氧原子上進(jìn)行烴化反應(yīng)可得 醚 。 通常簡單醚采用醇脫水的方法制備。 *本節(jié)主要討論通過醇與烴化劑的反應(yīng) 制備 混合醚 的方法。 1 鹵代烷為烴化劑 2 磺酸酯作烴化劑 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 一 、醇的 O烴化 ? 醇或酚在堿（鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀等）存在下，與鹵代烴反應(yīng)生成醚的反應(yīng) 稱為 Williamson合成 . 定義 1. 鹵代烴為烴化劑 R O H + R 39。 X R O R 39。 + H XB（ 1）反應(yīng)通式 R O H + B+ R 39。 X R O R 39。 + HR OR O結(jié)論：醇在堿的條件下與鹵代烷生成醚 1. 鹵代烴為烴化劑 （ 2）反應(yīng)機(jī)理： ? 反應(yīng)為親核取代反應(yīng)，可以是單分子，也可以是雙分子； 取決于鹵代烴的結(jié)構(gòu) 。 ? 通常伯鹵代烴發(fā)生雙分子親核取代反應(yīng)。 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 構(gòu)型反轉(zhuǎn)產(chǎn)物 反應(yīng)機(jī)理： SN1 R X R X慢+ 決 定 反 應(yīng) 速 率R + R 39。 O HR O R 39。快R O R 39。 + HH 消 旋 產(chǎn) 物P h C H2X R C H = C H C H 2 X叔 鹵 代 烷 、 、 按 S N 1 歷 程（ 3）影響因素 a. 鹵代烴的影響 ?鹵代烴中隨著烷基與鹵素相連碳原子上 取代基的增加 ，反應(yīng)逐漸 按 SN1機(jī)理進(jìn)行 。 ?不同的鹵素影響 C－ X鍵之間的極化度，極化度大，反應(yīng)速度快。 鹵代烴的活性 ? 烴基相同時(shí)： RFRClRBrRI； ? 鹵原子相同時(shí)：隨烴基分子量的增大， 活性逐漸降低 。 芳香鹵代物 ? 芳香鹵代物也可作為烴化劑，生成芳基 烷基混合醚。 ? 一般情況下，芳鹵化物上的鹵素與芳環(huán)共軛不夠活潑，不易反應(yīng)； ? 如芳環(huán)上在鹵素的鄰對(duì)位有吸電子基存在時(shí)，增強(qiáng)鹵原子的活性，能順利與醇羥基進(jìn)行親核取代反應(yīng)得到烴化產(chǎn)物。 C H O C 2 H 5H 3 CBAC 6 H 5 C ＊C H 3+ C 2 H 5 O HA :H 消 旋 體欲 制 備C H O HC H 3+ C 2 H 5 B rB :活 性 強(qiáng)非那西?。? 原料藥、解熱鎮(zhèn)痛類原料藥 b. 醇 (ROH) 的影響 ? 醇的活性一般較弱， 不易與鹵代烴反應(yīng)。 ? 需在反應(yīng)中加入堿金屬或氫氧化鈉、氫氧化鉀以生成親核試劑 RO。 ? 活性小的醇： 先與金屬鈉或氫氧化鈉作用制成醇鈉，再烴化； ? 活性大的醇： 可在反應(yīng)中加入氫氧化鈉等堿作為去酸劑。 醇 鈉 、 N a 、 N a H 、 N a O H 、 K O H有 機(jī) 堿 ： 六 甲 基 磷 酰 胺 （ H M P A ） 、 N , N 二 甲 基 苯 胺 （ D M A ） 、非 質(zhì) 子 溶 劑 ： 苯 、 甲 苯 （ T o l ） 、 二 甲 苯 （ x y l e n e ） 、 D M F 、 D M S O 無 水 條 件 下質(zhì) 子 性 溶 劑 ： R O X 有 助 于 R C H 2 X 解 離 ， 但 是 R O 易 發(fā) 生 溶 劑 化 ，