【正文】
催化,等生成碳負(fù)離子后再進(jìn)行烴化; ? ③ 對于難反應(yīng)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(yīng),待生成碳負(fù)離子后,再蒸餾分離出甲醇,以避免可逆反應(yīng)的發(fā)生。硫酸酯的特點(diǎn)是沸點(diǎn)高,適合于高溫下的反應(yīng);對甲苯磺酸酯的制備較相應(yīng)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(jī) 相 水 相 有 機(jī) 相 水 相?不加 PTC:充分加熱并攪拌,長達(dá)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(fù)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(fù)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(yīng)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(dāng)反應(yīng)強(qiáng)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(yīng)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(yīng)、酯化反應(yīng)等。季銨鹽是應(yīng)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(yīng)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(jī)相: ?親核試劑一旦進(jìn)入有機(jī)相,便發(fā)生取代反應(yīng)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?yàn)椋? ? 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(yīng)時間短等,取代基進(jìn)入的位置遵循親電取代反應(yīng)的規(guī)律; ?若反應(yīng)條件激烈,即用強(qiáng)催化劑、較高濃度、較高溫度、較長反應(yīng)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(qiáng),反應(yīng)時還要加入腐蝕性更大的鹽酸作助劑,并需在反應(yīng)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(yán)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(tuán)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(yīng) ? FriedelCrafts反應(yīng)(簡稱 FC反應(yīng))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(yīng), 在芳環(huán)上引入烴基及?;?。 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(yīng)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(yīng)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(fù)雜,所以,通常需要考慮反應(yīng)物的活性、立體位阻,溶劑以及保護(hù) H原子等情況。 此反應(yīng)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??赏ㄟ^選擇烴化劑種類、原料配比、反應(yīng)溶劑、添加劑等分別制備伯、仲、叔胺??梢源媪蛩岫柞ィ瑹o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(qiáng)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(yīng)選用酚類與脂肪族的鹵代烴反應(yīng)。 ? 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(dāng)保護(hù)基,即保護(hù)性烴化。 4. 烴化反應(yīng)的機(jī)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