【正文】
催化,等生成碳負離子后再進行烴化; ? ③ 對于難反應的化合物,也可以在石油醚中加入甲醇鈉 /甲醇溶液,使之與活性亞甲基反應,待生成碳負離子后,再蒸餾分離出甲醇,以避免可逆反應的發(fā)生。硫酸酯的特點是沸點高,適合于高溫下的反應;對甲苯磺酸酯的制備較相應的鹵化物容易,某些情況下更有利于烴化;環(huán)氧乙烷作為烴化劑,在活性亞甲基的碳原子上引入 β羥乙基。 ?例如, C 8 H 1 7 C l N a C N C 8 H 1 7 C N N a C l有 機 相 水 相 有 機 相 水 相?不加 PTC:充分加熱并攪拌,長達數(shù)天,壬腈的收率也為零。 ?離子對:季鹽類(即 鎓 鹽),季銨鹽( R4N+X— )、季磷鹽( R4P+X— )等; ?復合離子:聚醚類化合物,如冠醚和非環(huán)多醚。 ? 表 32 常用季銨鹽相轉(zhuǎn)移催化劑及其英文縮寫 催化劑 英文縮寫名 催化劑 英文縮寫名 (CH3)4NBr (C3H7)4NBr (C4H9)4NBr (C4H9)4NI (C4H9)4NCl (C2H5)3C6H5CH2NCl (C2H5)3C6H5CH2NBr (C4H9)4NHSO4 TMAB TPAB TBAB TBAI TBAC TEBAC TEBAB TBAHS (C8H17)3NCH3Cl C6H13N(C2H5)3Br C8H17N(C2H5)3Br C10H21N(C2H5)3Br C12H25N(C2H5)3Br C16H33N(C2H5)3Br C16H33N(CH3)3Br (C8H17)3NCH3Br TOMAC HTEAB OTEAB DTEAB LTEAB CTEAB CTMAB TOMAC ?( 2)冠醚類 ?冠醚類也稱非離子型相轉(zhuǎn)移催化劑,它具有特殊的復合性能。 ?三相催化: ?還可將一般的相轉(zhuǎn)移催化劑連接到固定載體上,如聚苯乙烯、硅膠、纖維素等,使反應成為三相,即所謂“三相催化”。催化劑用量一般在 0. 5~10%之間;當反應強烈放熱或催化劑較昂貴時,催化劑的用量較少,在 1~3%之間。 返回本節(jié) 。鎓鹽類,特別是季銨鹽應用較多,而冠醚和非環(huán)多醚等化合物只在少數(shù)情況下才顯示出優(yōu)于季銨鹽。 ?( 4)其他類型的相轉(zhuǎn)移催化劑 叔胺類也可用作相轉(zhuǎn)移催化劑,多用于烴化反應、酯化反應等。季銨鹽是應用最廣泛的一類催化劑,結(jié)構(gòu)( R4N+X— )中四個烷基的總碳原子數(shù)一般應大于 12, R基一般為 C2~C16左右。 Q X N a C N Q C N N a X水 相 水 相水 相水 相?③ 親核作用的陰離子( CN— )一定要與Q+形成離子對,并且必須萃取入有機相: ?親核試劑一旦進入有機相,便發(fā)生取代反應而形成產(chǎn)物。 返回本節(jié) ( 1)制備某些結(jié)構(gòu)的酮、長鏈羧酸及其衍生物 ,如 : ( 5 6 ~ 6 1 % )nC H 3 C O O C H 2 B uHn/ H 2 OO HC H3 C O C H C O O E tB uC H 3 C O C H 2 C O O E t n B u B r / E t O N a 1 ) 2 )3 ) , C O 2C H 2 ( C O O E t ) 2C 7 H 1 5 B r / N a O B u t C H ( C O O E t )2C 7 H 1 51 ) H 2 O / O H2 ) H ,C 7 H 1 5 C H 2 C O O H( 6 6 ~ 7 5 % )返回本節(jié) ? ( 2)在活性亞甲基上引入側(cè)鏈 ? 如前所述,通過在丙二酸二乙酯的活性亞甲基上引入側(cè)鏈,可以制備巴比妥類藥物中間體;通過在苯乙腈的活性亞甲基上引入側(cè)鏈,可以制備許多藥物的中間體,如鎮(zhèn)痛藥美沙酮、鎮(zhèn)靜催眠藥格魯米特及抗心律失常藥維拉帕米等中間體( 46)、( 47)、( 48)的合成。如鎮(zhèn)咳藥噴托維林( Pentoxyverin,咳必清)中間體( 43),鎮(zhèn)痛藥鹽酸哌替啶( Pethidine Hydrochioride,度冷丁)中間體( 44)的合成。不同醇鈉的堿性順序為: ? 若亞甲基上氫原子的活性較低,需要時也可用氫化鈉、金屬鈉作催化劑。這些試劑都要和氯化氫合用。 返回本節(jié) ?( 2)烴基的定位 ?低溫、低濃度、弱催化劑、反應時間短等,取代基進入的位置遵循親電取代反應的規(guī)律; ?若反應條件激烈,即用強催化劑、較高濃度、較高溫度、較長反應時間,特別是催化劑過量,則常得到較多非規(guī)律的產(chǎn)物。 ?常用的質(zhì)子酸的活性順序一般如下: A l C l 3 S b C l 5 F e C l 3 S n C l 4 T i C l 4 Z n C l 2H F H 2 S O 4 P 2 O 5 H 3 P O 4?由于 Lewis酸和質(zhì)子酸的腐蝕性均較強,反應時還要加入腐蝕性更大的鹽酸作助劑,并需在反應后使用大量的氫氧化鈉中和廢酸,因而生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量的廢酸、廢渣、廢水和廢氣,環(huán)境污染十分嚴重。尤其用環(huán)氧乙烷為烴化劑時,生成 β芳基乙醇,這在構(gòu)建分子骨架及官能團的轉(zhuǎn)化中有非常重要的意義。 ?主要內(nèi)容: ?芳烴 C烴化 ?炔烴 C烴化 ?羰基化合物的 α位 C烴化 返回本節(jié) 一、芳烴的 C烴化 : FriedelCrafts反應 ? FriedelCrafts反應(簡稱 FC反應)是在三氯化鋁催化下由鹵代烴及酰鹵與芳香族化合物反應, 在芳環(huán)上引入烴基及酰基 。 N HSO OO HC O O C H 3NSO OO HC O O C H 3C H 3( C H 3 ) 2 S O 4 / N a O H2 5 , 1 0 h( 2 8 )N HC H 3C H 3CON( C H 3 ) 2 S O 4 / N a O HHNC H 3N HC H 3C H 3CO( 2 9 )返回本節(jié) ?2.芳磺酸酯及其他酯類烴化劑 ?芳磺酸酯對 N的烴化容易,常用于引入大的烴基,或較難反應的情況。這也是制備叔胺常用的方法,如降壓藥優(yōu)降寧( Pargyline)中間體( 24)、鎮(zhèn)咳藥氯哌斯酊( Cloperastine)中間體( 25)等的合成。L i A l H 4 R R 39。 O 2 N C O C H 2 B r( C H 2 ) 6 N 4/ C 6 H 5 C l℃ 3 3 ~ 3 8 , 1 hO 2 N C O C H 2 N 4 ( C H 2 ) 6 B rE t O H / H C l3 3 ~ 3 5 ℃ , 1 hO 2 N C O C H 2 N H 2 H C l( 1 9 )返回本節(jié) ? ?仲胺的制備與伯胺的制備過程基本相同,可由伯胺與鹵代烴反應而得,但由于仲胺( R1R2NH)仍含有活潑氫,還會繼續(xù)烴化生成叔胺使產(chǎn)物復雜,所以,通常需要考慮反應物的活性、立體位阻,溶劑以及保護 H原子等情況。 此反應稱為 Gabriel合成 ,其過程如下: ?酸性水解:一般需要劇烈條件,如用鹽酸需在封管中加熱至 180℃ ,收率低,操作不便。可通過選擇烴化劑種類、原料配比、反應溶劑、添加劑等分別制備伯、仲、叔胺??梢源媪蛩岫柞?,無毒、無污染,是優(yōu)良的甲基化試劑。由于芳磺酸酯基和硫酸酯基比鹵原子易離去,所以, 其活性比鹵代烴大 ,是一類 強烴化劑 。 ? e. 芳基 脂肪混合醚的制備 ? 制備芳基 脂肪混合醚( ArOR)時,一般應選用酚類與脂肪族的鹵代烴反應。 ? 請讀者思考 ,上例中氯化芐、碘化鉀、碳酸鉀、丙酮的作用各是什么? C O N H 2O HC O N H 2O E tE t B r / N a O H8 0 ~ 1 0 0 ℃( 7 5 % )返回本節(jié) A r O H R X O H A r O R X H 2 OB rO HH OP h C H 2 C l / M e 2 C O / K I / K 2 C O 3B rO C H 2 P hP h C H 2 O2.鹵代烴的影響 ( 1)鹵代烴的活性 鹵代烴的活性與其結(jié)構(gòu)及鹵原子有較大的關(guān)系。 返回本節(jié) ++ H BR OBR O H+ +R 39。 ⑵ 充當保護基,即保護性烴化。 4. 烴化反應的機理 : 1. 親核取代(較多),如氧、氮以及活性 亞甲基、炔烴上的碳等原子的烴化 2. 親電取代,如