【正文】 1 第二章 烴化反應(yīng) Hydrocarbylation Reaction Alkylation 2 ?①醇（ ROH）、酚 (ArOH)等，烴化反應(yīng)發(fā)生在羥基氧上； O烴化（包括 S烴化） ?②胺類，在氨基氮上引人烴基； N烴化 ?③碳原子上引人烴基，如在活性亞甲基、芳烴 (ArH）等引人烴基。 C烴化 3 ?SN1親核取代 ?SN2親核取代 ? 即帶負電荷或未共用電子對的氧、氮、碳硫原子向烴化劑帶正電荷的碳原子作親核進攻 ?親電取代 ? 在催化劑存在下，芳環(huán)上引入烴基的親電性取代反應(yīng)。 ?自由基反應(yīng) ? 在催化劑存在下，芳環(huán)被芳基自由基進攻的取代反應(yīng)等機理。 4 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 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 5 ?鹵代烷 ： RX 最常用 ?硫酸酯也較常用 ?芳 磺酸酯 ?醇 、 醚 ?烯烴 : = ?環(huán)氧烷：發(fā)生羥乙基化 ?CH2N2： 很好的甲基化試劑， 還有甲醛和甲酸等 SOOH O O H SOOR O O R SOOA r O RO6 ? 通式 ?Williamson 醚合成方法 R O H + R 39。 X R O R 39。 + H XB 第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) R O H + B+ R 39。 X R O R 39。 + XR OR O1 鹵代烷為烴化劑 7 1 鹵代烷為烴化劑：醇在堿的條件下與鹵代烷生成醚 ? 影響因素 ?a） RX的影響 第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的 O烴化 R I R B r R C l R FR I R B r R C l當(dāng) R 相 同 C X 極 化 度活 性 ：成 本 ：i ） 活 性 （ ∵ 鹵 素 的 電 負 性 ）8 1 鹵代烷為烴化劑：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烴化 當(dāng) X 相 同 時i i ）鹵 代 丙 烯 , 鹵 芐 鹵 代 烷 鹵 芳 烴 A r XC lN O2O E tN O2+ E t O HN a O H非 那 西 丁 中 間 體? 影響因素 ?a） RX的影響 9 1 鹵代烷為烴化劑：醇在堿的條件下與鹵代烷生成醚 ? 影響因素 ?b) 醇的影響 第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的 O烴化 C H 3 O N a + C l C H 2 C O O M e C H 3 O C H 2 C O O M eC H 3 O H / p H = 86 4 ℃活 性 低 的 醇 ， 可 先 制 成 其 鈉 鹽 ， 再 反 應(yīng)10 1 鹵代烷為烴化劑：醇在堿的條件下與鹵代烷生成醚 ? 影響因素 ? c) 催化劑 ?d)溶劑影響 第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的 O烴化 醇 鈉 、 N a 、 N a H 、 N a O H 、 K O H有 機 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（ Tol）、 二甲苯（ xylene）、 DMF 、 DMSO 無水條件下 . 質(zhì)子性溶劑： 質(zhì)子性溶劑有助于 RCH2X 解離，但是 RO易發(fā)生溶劑化，因此通常不用質(zhì)子性溶劑 . 過量醇 （既是反應(yīng)原料又是溶劑） 11 伯 鹵代烷為烴化劑：醇在堿的條件下與伯鹵代烷生成醚 ? 反應(yīng)機理： SN2 第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的 O烴化 ?伯鹵代烷 RCH2X按 SN2親核取代 歷程 R 39。 O C XRH HR 39。 O + R C H 2 X R 39。 O C H 2 R + X構(gòu) 型 翻 轉(zhuǎn)從 X 的 背 面 進 攻12 叔 鹵代烷及芐鹵代烷等為烴化劑： 醇在弱堿的條件下與鹵代烷生成醚 ? 反應(yīng)機理： SN1 當(dāng) 鹵 代 烴 為 叔 鹵 代 烴 時 ， 不 能 在 強 堿 下 反 應(yīng) ， 易 消 除 H XCC H 3C H 3C H 3 + C H3 CC H 2C H 3B第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的 O烴化 P h C H 2 X R C H = C H C H 2 X叔 鹵 代 烷 、 、 按 S N 1 歷 程13 醇在弱堿的條件下與叔鹵代烷等生成醚 R X R X慢+ 決 定 反 應(yīng) 速 率R + R 39。 O H R O R 39。快R O R 39。 + HH 消 旋 產(chǎn) 物14 伯醇在弱堿存在下與氯代三苯基甲烷的反應(yīng)，屬于 SN1反應(yīng)。例如 α葡萄糖甲苷 (5)與三苯甲基氯的反應(yīng)，是糖化學(xué)中保護糖環(huán) 6位羥基常采用的策略，通常能以高收率得到 6三苯甲基產(chǎn)物（ 6）。 15 由于 Williamson反應(yīng)是在強堿條件下進行的，因此不能用叔鹵代烴作為烷化試劑，因為它很容易發(fā)生消除反應(yīng)（ elimination），生成烯烴；另一方面，手性鹵化物形成正碳離子后發(fā)生消旋。 H 3 C C OC H 3C 2 H 5H 3 CA BB : ( C H 3 ) 3 C O H + C 2 H 5 X欲 制 備 ：A : ( C H 3 ) 3 C X + C 2 H 5 O H第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的 O烴化 C H O C 2 H 5C H 3BAC 6 H 5 CC 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X16 1 鹵代烷為烴化劑：醇在堿的條件下與鹵代烷生成醚 ? 強堿條件下： 第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的 O烴化 C H B rP hP hC H O HP hP hN a C H2C H2N M e2C l C H2C H2N M2. H C lC H O C H2C H2N M e2P hP h++二甲 苯N a O H / 二甲 苯 苯 海拉明 （ D i p h e n h y d r a m i n e )17 ? 有些有旋光活性的醇，如果加金屬鈉制成醇鈉，再與鹵代烴反應(yīng)，產(chǎn)物比較復(fù)雜，部分未反應(yīng)的醇及生成的醚發(fā)生差向異構(gòu)化。例如cis(1)或 trans2甲基環(huán)己醇 (3)的甲基化反應(yīng)，如用氫化鈉，則可立體專一性地得到相應(yīng)的甲醚 (2)或 (4)。 18 ? 鹵代醇在堿性條件下的環(huán)化反應(yīng)即分子內(nèi)WiIliamson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。 19 R O HE t O T lC 6 H 6R O T lR 39。 XC H 3 C NR O R 39。改 進 得 W i l l i a m s o n 醚 合 成 法 ： 將 醇 制 成 醇 鉈 ， 再 進 行 烴 化20 ? 又如二叔丁醚一般不能用通常的 Williamson反應(yīng)制備。因為叔丁醇鉀是個強堿，位阻大、不能對鹵代叔丁烷發(fā)生 SN2進攻，而更易起 E2消除反應(yīng)；另一方面，若采用酸催化縮合的辦法，生成的二叔丁醚極易被酸催化裂解，因而它的制備受到限制。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，氯代叔丁烷在 SbF5/SO2ClF/低溫條件下可生成穩(wěn)定的碳正離子，再在大位阻的有機堿存在下，進攻叔丁醇，按 SN1機理進行反應(yīng)，可得到幾乎定量的二叔丁醚，反應(yīng)中 iPr2NEt是除酸劑。 21 ? 多鹵代物與醇鈉的反應(yīng)，可以制備原酸酯或四烷氧基甲烷。 ? 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(yīng)而得到烴化產(chǎn)物。 22 ? 例如非那西丁中間體對硝基苯乙醚可由對硝基氯苯在氫氧化鈉醇溶液中反應(yīng)得到。六元雜環(huán)類化合物如嘧啶、噠嗪、吡啶、喹啉衍生物中，鹵原子位于氮原子的 a位或 g位 ，活性較大，可在堿性條件下與醇發(fā)生烴化反應(yīng)，例如磺胺多辛 (sulfamethoxine, 8 )的合成中就有此類反應(yīng)。 23 2 磺酸酯類為烴化劑 第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的 O烴化 ( C H3)2S O4 , ( C2H5)2S O4 S O 3 RS O3RH3CR O SOT s O 很 好 的 離 去 基 團SOOOROR1 2 C H3O H + H2S O4( C H3)2S O4+ 2 H2O制 備 方 法 :2 C H3O HN a C l H2ON a O HS O2C lC H3S O3C H3C H3+ ++,：O24 注 意 事 項 ：① 硫 酸 酯 只 用 于 甲 基 化 和 乙 基 化 ， 且 只 有 R 基 參 與 反 應(yīng) ， 硫 酸 酯 應(yīng) 用 廣 ，但 磺 酸 為 強 酸 ， 三 廢 污 染② M e2S O4 b p 1 8 8 ℃ ( C2H5)2S O4 9 6 ℃ / 1 5 m m H g③ p H = 8 ～ 9 遇 酸 或 堿 會 分 解④ 收 率 較 高 ， 成 本 適 中 ， 沸 點 高 ， 反 應(yīng) 溫 度 較 高⑤⑥ 硫 酸 酯 活 性 高 于 磺 酸 酯R O H + ( C H 3 ) 2 S O 4N a O H 滴 加R O H + N a O H( C H3)2S O4滴 加防 止 水 解25 磺酸酯的鹵置換反應(yīng) 將 OH變?yōu)?X最有效方法，常用鹵化劑有鹵化鈉、鹵化鉀、鹵化鋰、鹵化鎂等 R O HH 3 C S C lOO HR O S C H 3OON a IR IO丙 酮26 2 磺酸酯類為烴化劑 第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的 O烴化 O HO HO HM e2C O / H C lO HOOC1 8H3 7O T sK O H / T o l1 1 0o, 3 hO C1 8H3 7OO E t O H / H C lh e a t , 2 hO C1 8H3 7O HO H27 3 環(huán)氧乙烷類作烴化劑（羥乙基化反應(yīng)） 第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的 O烴化 CHHCRHO C HHCRHHO bN uCRHC H 2 O H+H +CHHCRHHON uaabR C H C H 2O H+ 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 ? 反應(yīng)機理：酸催化 SN1 28 C H3C H C H2OC H3C H C H2OC H3C H C H2OC H3C H C H2O