05第五章烴化反應(yīng)課件

第五章烴化反應(yīng)

HydrocarbylationReaction,Alkylation

中國藥科大學(xué)姚其正

第五章烴化反應(yīng)

Hydrocarbylation1★用烴基取代有機分子中的氫原子，均稱為烴化反應(yīng)。引入的烴基包括飽和的、不飽和、脂肪的、芳香的以及各種取代的烴基；

★被烴化的有：醇、酚、胺及活性亞甲基、芳烴等。氧、氮、碳原子上的烴化反應(yīng)，分別形成醚，伯、仲、叔胺和碳鏈的延伸；

★常用的烴化劑：鹵代烴及硫酸酯類；芳磺酸酯、醇、醚、烯烴以及環(huán)氧烷、甲醛、甲酸、重氮甲烷(甲基化或重氮化試劑)等?！镉脽N基取代有機分子中的氫原子，均稱為烴化反應(yīng)。引入的烴基2本章學(xué)習(xí)要點氧原子上的烴化反應(yīng)歷程、烴化劑種類、特點及應(yīng)用范圍氮原子上的烴化反應(yīng)歷程、烴化劑種類、特點及應(yīng)用范圍伯胺的制備方法芳烴的C-烴化（F-C反應(yīng))歷程、特點及影響因素活性亞甲基化合物的C-烴化的反應(yīng)歷程及影響因素相轉(zhuǎn)移催化(PTC)反應(yīng)、二鹵卡賓及應(yīng)用有機金屬化合物在C-烴化中的應(yīng)用本章學(xué)習(xí)要點氧原子上的烴化反應(yīng)歷程、烴化劑種類、特3第一節(jié)氧原子上的烴化反應(yīng)一、醇的O-烴化—醚1、鹵代烴為烴化劑Williamson合成－－醇在堿存在下與鹵代烴反應(yīng)生成醚的反應(yīng)－－是制備混合醚的有效方法。第一節(jié)氧原子上的烴化反應(yīng)一、醇的O-烴化—醚405第五章烴化反應(yīng)課件505第五章烴化反應(yīng)課件6(1)雙分子親核反應(yīng)及其影響因素

a.伯、仲碳的鹵代烴作烴化劑，常發(fā)生SN2反應(yīng)：

反應(yīng)速度：v=k[R’O-][RCH(R”)X]注意：隨著與X相連的C的取代基數(shù)目的增加，反應(yīng)過程越趨向SN1.(1)雙分子親核反應(yīng)及其影響因素

a.伯、仲碳的鹵代烴作烴7b.RX的影響

i)隨著與X相連的C的取代基數(shù)目的增加，反應(yīng)過程越趨向SN1；

ii)當X相同時，鹵代烴有下列活性順序：

鹵代丙烯，鹵芐＞鹵代烷＞鹵芳烴(ArX)

對于叔鹵代烴，不能在強堿下反應(yīng)，因易消除HX，宜在中性或弱堿性下反應(yīng)。iii)烷基R相同時，C-X極化度(X原子半徑與電負性的影響)↑，活性↑，其順序為：RI>RBr>RCl＞

RF

.后三者常用KI催化.b.RX的影響

i)隨著與X相連的C的取代基數(shù)目的增加，反8c.醇的影響c.醇的影響9d.溶劑的影響

常用過量醇作(質(zhì)子)溶劑，也兼作反應(yīng)劑；質(zhì)子溶劑有利于RCH2-X的解離，但易于R’O-發(fā)生溶劑化，使R’O-親核性下降，應(yīng)當使用非質(zhì)子溶劑，如：苯、甲苯、二甲苯、液氨或DMF、DMSO等，同時需在無水條件下反應(yīng).

e.催化劑

可用：RONa、Na、NaH、NaOH、KOH等；有機堿，如：六甲基磷酰胺(HMPA)、N,N-二甲基苯胺(DMA)…作催化劑；

用NaH代替Na可使有旋光活性的醇在用鹵代烴烴化時，得到立體專一性的醚，而用金屬Na則發(fā)生醚的差向異構(gòu)化。見下例：d.溶劑的影響

常用過量醇作(質(zhì)子)溶劑，也兼作反10差向異構(gòu)化差向異構(gòu)化11g.鹵代醇在堿性條件下的環(huán)化反應(yīng)即分子內(nèi)Williamson反應(yīng)，是制備環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷及高級醚的方法：g.鹵代醇在堿性條件下的環(huán)化反應(yīng)即分子內(nèi)Williamson12(2)單分子親核取代(SN1)反應(yīng)及其影響因素反應(yīng)速度只與[RX]克分子濃度相關(guān)。(2)單分子親核取代(SN1)反應(yīng)及其影響因素反應(yīng)速度只與[13a.隨RX中烷基C原子上取代基增多，以SN1烴化的傾向增大；

b.由于叔鹵烴易形成較穩(wěn)定的陽離子，進而常有消除成烯烴，或與溶劑分子、或與堿試劑發(fā)生取代的副反應(yīng)。故：

i)以叔鹵烴作烴化劑時，應(yīng)選擇中性或弱堿性條件；也不必將醇羥基(醇兼作溶劑時)先轉(zhuǎn)變?yōu)橥檠蹶庪x子；

ii)或者變換反應(yīng)原料，盡量不用叔鹵烴作烴化劑，見以下舉例：a.隨RX中烷基C原子上取代基增多，以SN1烴化的傾向增大；1405第五章烴化反應(yīng)課件15(3)烷基-芳基混合醚

a.鹵代烴與酚類間的烴化反應(yīng)，其反應(yīng)通式：◆可根據(jù)酚上取代基性質(zhì)，選用不同去酸劑，常用NaOH、Na2/(K2)CO3等，一般反應(yīng)至中性時，反應(yīng)基本完成；

◆

常用溶劑有：水、醇類、丙酮、DMF、DMSO、苯和二甲苯(xyl)等.(3)烷基-芳基混合醚

a.鹵代烴與酚類間的烴化反應(yīng)，其反應(yīng)16b.芳鹵烴與醇羥基間的烴化反應(yīng)

i)芳鹵烴因鹵原子與芳烴間共軛效應(yīng)而不活潑，不易發(fā)生烴化反應(yīng)；

ii)若鹵芳環(huán)上鄰或?qū)ξ挥休^強吸電取代基，才可順利與醇發(fā)生烴化反應(yīng)；此情況下，芳鹵烴上鹵原子的活性順序為：F＞Cl＞Br＞I，因鹵素電負性越大，與芳環(huán)越不易發(fā)生共軛效應(yīng)；

iii)若鹵芳烴上無吸電性取代基，則鹵原子的活性順序基本與鹵烷烴相同，即ii)相反，這和極化度大小相關(guān).

非那西汀(N-乙酰-4-乙氧基苯胺)有良好的解熱鎮(zhèn)痛作用。常用于治療發(fā)熱、頭痛、神精痛等。毒性低,作用緩慢而持久。

b.芳鹵烴與醇羥基間的烴化反應(yīng)

i)芳鹵烴因鹵原子與芳烴間17周效磺胺－－150hiv)對芳香氮雜環(huán)鹵化物來說，鹵原子在N原子的鄰或/和對位，其活性會增大，易于發(fā)生與醇的烴化反應(yīng)，如下例：周效磺胺－－150hiv)對芳香氮雜環(huán)鹵化物來說，鹵原子在N182、磺酸酯為烴化劑

主要指芳磺酸酯，引入較大的烴基.

常用：2、磺酸酯為烴化劑

主要指芳磺酸酯，引入較大的烴基.19OTs是很好的離去基團(HOTs)OTs是很好的離去基團(HOTs)203、環(huán)氧乙烷為烴化劑（羥乙基化反應(yīng)）

反應(yīng)機理

(1)堿催化，屬于雙分子親核取代反應(yīng)：開環(huán)單一，立體效應(yīng)為主要影響因素，反應(yīng)發(fā)生在取代較少的碳原子上，產(chǎn)物以仲醇為主。3、環(huán)氧乙烷為烴化劑（羥乙基化反應(yīng)）反應(yīng)機理

(1)堿催21(2)酸催化，屬于單分子親核取代反應(yīng)：(2)酸催化，屬于單分子親核取代反應(yīng)：2205第五章烴化反應(yīng)課件234、烯烴為烴化劑醇和烯烴加成反應(yīng)生成醚。也可理解為烯對醇的O－烴化；只有當雙鍵上有羰基、氰基、酯基、羧基等存在時，較易發(fā)生烴化反應(yīng).4、烯烴為烴化劑醇和烯烴加成反應(yīng)生成醚。也可理解為烯對醇的O24二、酚的O-烴化酚的酸性比醇強，所以活性比醇大，反應(yīng)更容易進行，醇的氧烴化劑均可做酚的氧烴化劑

烴化劑：鹵代烴、硫酸酯、重氮甲烷、醇有機膦鹵化物、烯烴、氯甲醚等(一)烴化劑1、鹵代烴二、酚的O-烴化酚的酸性比醇強，所以活性比醇大，反應(yīng)更容易進25酚羥基易芐基化，將酚置于干燥的丙酮中，與氯化芐、碘化鉀、碳酸鉀回流即可。酚羥基易芐基化，將酚置于干燥的丙酮中，與氯化芐262、烯烴3、硫酸酯◆硫酸酯的活性大于芳磺酸酯，大于鹵代烴；◆常用的硫酸酯為硫酸二甲酯和二乙酯，故只能用于甲基化和乙基化，其中兩個烴基，僅有一個烴基同于烴化反應(yīng)。2、烯烴3、硫酸酯◆硫酸酯的活性大于芳磺酸酯，大于鹵代烴；27

分子中同時含有酚羥基和醇羥基時,若只需對醇羥基進行烴化，則應(yīng)保護酚羥基：分子中同時含有酚羥基和醇羥基時,若只需對醇羥基進行284、重氮甲烷▲缺點：重氮甲烷及制備的中間體均有毒，加熱易爆炸，限于實驗室使用，不宜大量制備；▲用于酚與酸的甲基化。羥基的酸性愈大，質(zhì)子愈易發(fā)生轉(zhuǎn)移，反應(yīng)愈易進行；重氮甲烷先與醇縮合成重氮鹽，再分解放出N2成甲醚；更易與酸成甲酯。4、重氮甲烷▲缺點：重氮甲烷及制備的中間體均有毒，加熱易2905第五章烴化反應(yīng)課件305、醇-DCC

酚與醇在DCC存在下發(fā)生縮合反應(yīng)可生成酚醚；伯醇收率較好，仲、叔醇收率偏低；其過程如下：5、醇-DCC

酚與醇在DCC存在下發(fā)生縮合31(二)酚自身結(jié)構(gòu)對酚羥基烴化的影響

1、分子內(nèi)氫鍵(二)酚自身結(jié)構(gòu)對酚羥基烴化的影響

1、分子內(nèi)氫鍵32解決方法：

1)用NaH或RLi先去除H，將酚轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的鈉或鋰鹽，然后用鹵代烴在極性非質(zhì)子溶劑中烴化；

2)用硫酸二甲酯與K2CO3在丙酮中對酚進行烴化；或用對甲苯磺酸甲酯在劇烈條件下進行甲基化，如下例：解決方法：

1)用NaH或RLi先去除H，將酚轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的鈉332、有位阻的酚羥基的烴化2、有位阻的酚羥基的烴化34(三)多元酚的選擇性烴化(三)多元酚的選擇性烴化3505第五章烴化反應(yīng)課件36(四)個別情況下溶劑引起O-烴化/C-烴化(四)個別情況下溶劑引起O-烴化/C-烴化37第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng)一、概述※鹵代烴與氨或伯、仲胺進行N-烴化反應(yīng)是合成胺類的主要方法之一；※氨或伯、仲胺比羥基更容易進行烴化反應(yīng)，但應(yīng)注意N-烴化后消/脫除烴基也較易。1.與鹵代烴反應(yīng)機理：第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng)一、概述382.反應(yīng)規(guī)律與影響因素

1)以鹵代烴為烴化劑進行N-烴化，需堿協(xié)助，以去除鹵化氫，有利反應(yīng)，堿性物質(zhì)常為氨/胺，且過量：2)溶劑常用：水、醇、甲苯、環(huán)已烷和DMF等，水作溶劑時反應(yīng)速度快于醇類等溶劑；用高級鹵代烴進行烴化時，用醇作溶劑為好，以便反應(yīng)物溶解；2.反應(yīng)規(guī)律與影響因素

1)以鹵代烴為烴化劑進行N-烴化，需393)反應(yīng)中多取代不可避免，產(chǎn)物常為混合物，故創(chuàng)造條件制備單一胺類化合物十分重要；

4)RX

當R相同時，鹵代烴的活性順序如下：RI>RBr>>RCl>>RF，常用RBr或RCl加入KI等碘鹽作催化。

5)反應(yīng)中常加入NH4Cl、NH4NO3和NH4OAc等鹽類，以增加氨的濃度，有利于反應(yīng)。

二、伯胺的制備策略

1、大大過量的氨與鹵代烴反應(yīng)，以抑制多取代發(fā)生，得主產(chǎn)物伯胺；3)反應(yīng)中多取代不可避免，產(chǎn)物常為混合物，故創(chuàng)造條件制備單一4005第五章烴化反應(yīng)課件412、Gabriel反應(yīng)(鄰苯二甲酰亞胺的N-烴化反應(yīng))2、Gabriel反應(yīng)(鄰苯二甲酰亞胺的N-烴化反應(yīng))421)肼解過程具有反應(yīng)迅速，不需加壓，操作方便，產(chǎn)品純，伯胺收率較高等特/優(yōu)點。而酸性水解要有較強烈的反應(yīng)條件，收率低。肼解具體過程如下：1)肼解過程具有反應(yīng)迅速，不需加壓，操作方便，產(chǎn)品純，伯胺4305第五章烴化反應(yīng)課件442)改良的Gabriel合成法應(yīng)用三氟甲基磺酸酐與芐胺形成N-芐基三氟甲基磺酰胺，利用該中間體N上H原子酸性與鹵代烴反應(yīng)，再水解得高收率的伯胺，見下例：2)改良的Gabriel合成法應(yīng)用三氟甲基磺酸酐與芐453、Delepin反應(yīng)鹵代烴與環(huán)六亞甲四胺（烏洛托品）反應(yīng)后，酸解制伯胺：3、Delepin反應(yīng)鹵代烴與環(huán)六亞甲四胺（46Delepin反應(yīng)的優(yōu)點：操作簡便，原料價廉易得，中間體季胺鹽可方便分離，以利產(chǎn)品純化。

缺點：應(yīng)用范圍不如Gabriel方法廣泛，需活性較高的RX，如R常需為：ArCH2-、R’COCH2-、CH2=CHCH2-、R’C≡CCH2-等。

與該法有類似的思路，還有如用兩個苯硫基封閉氨中氮，然后與丁基鋰反應(yīng)得鋰鹽，再與鹵代烴反應(yīng)，經(jīng)水解得伯胺：Delepin反應(yīng)的優(yōu)點：操作簡便，原料價廉易得，中間體季胺474、還原烴化制伯胺

應(yīng)用醛、酮在還原劑存在下，與氨或伯胺、仲胺反應(yīng)，使氮原子上引入烴基的反應(yīng)稱為還原烴化反應(yīng)：4、還原烴化制伯胺

應(yīng)用醛、酮在還原劑存48此法可按條件差異，得到伯、仲、叔胺：此法可按條件差異，得到伯、仲、叔胺：49催化劑：

Na/EtOH、Na-Hg/EtOH、Zn-Hg/EtOH；HCOOH；最常用催化氫化還原法，如H2/RaneyNi等；以及金屬復(fù)氫化合物還原，常用LiAlH4、NaBH4等反應(yīng)規(guī)律：●低級(C≤4)脂肪醛與NH3在H2/RaneyNi還原條件下，生成胺類混合物；●當C＞4時，得伯胺，因為位阻作用增大；●脂肪酮與芳香酮與氨，在H2/RaneyNi還原條件下，生成多烴化胺很少。催化劑：

Na/EtOH、Na-Hg/EtOH、Z5005第五章烴化反應(yīng)課件5105第五章烴化反應(yīng)課件52三、仲胺的制備策略

1、仲鹵代烴與NH3或伯胺反應(yīng)得仲胺

三、仲胺的制備策略

1、仲鹵代烴與NH3或伯胺反應(yīng)得仲胺532、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Raney鎳為還原劑主要的仲胺：2、還原烴化（芳香醛效果好）

543、其它方法

借助其它試劑合成仲胺：3、其它方法55四、叔胺的制備策略

1、仲胺與鹵代烴作用

四、叔胺的制備策略

1、仲胺與鹵代烴作用562、仲胺+1mol醛或酮還原烴化

伯胺+2mol醛或酮還原烴化2、仲胺+1mol醛或酮還原烴化

伯胺+2m57五、芳香胺的N-烴化五、芳香胺的N-烴化58六、芳香胺的N-芳基化－Ullmann反應(yīng)六、芳香胺的N-芳基化－Ullmann反應(yīng)5905第五章烴化反應(yīng)課件60七、雜環(huán)胺的N-烴化七、雜環(huán)胺的N-烴化61

第三節(jié)碳原子上的烴化反應(yīng)

一、芳烴的烴化－Friedel-Craft反應(yīng)

1、反應(yīng)歷程

1)伯鹵代烴的C-烷化歷程:C+離子對芳環(huán)的親電進攻第三節(jié)碳原子上的烴化反應(yīng)

一、芳烴的烴化－Frie622)反應(yīng)歷程的例證：2)反應(yīng)歷程的例證：633)仲或叔鹵代烴的C-烴化歷程3)仲或叔鹵代烴的C-烴化歷程642、影響反應(yīng)的因素引入的烴基：烷基、環(huán)烷基、芳烷基；烴化劑：鹵代烴、烯、醇、醚及酯；芳香族化合物：烴、氯及溴化物、酚、酚醚、胺、醛、羧酸、芳香雜環(huán)如呋喃、噻吩等；催化劑：Lewis酸－三氯化鋁、三氯化鐵、五氯化銻、三氟化硼、氯化鋅、四氯化鈦等；質(zhì)子酸－氟氫酸、硫酸、五氧化磷等.2、影響反應(yīng)的因素引入的烴基：烷基、環(huán)烷基、芳烷基；651)

RX(ROH、烯烴也可作烴化試劑）a當R相同時:

RF>RCl>RBr>RI；一般來說,鹵代芳烴不反應(yīng)；b當X相同時

RCH=CH2X≈PhCH2X>(CH3)3X>R2CHX>RCH2X>CH3X原因何在？？1)RX(ROH、烯烴也可作烴化試劑）a當R相同66最常用的烴化劑為鹵代烴、醇及烯，均可用AlCl3催化烴化。鹵代烴及烯只需催化量即可，而醇則要較大量催化劑，因醇與AlCl3發(fā)生反應(yīng)：

烯及醇用AlCl3催化易得樹脂狀副產(chǎn)物，產(chǎn)物有顏色，用HF或BF3可以避免。正醇用AlCl3不發(fā)生烴基異構(gòu)化，而H2SO4或BF3則發(fā)生異構(gòu)化。

最常用的烴化劑為鹵代烴、醇及烯，均可用AlCl3催化672)芳烴的結(jié)構(gòu)

a.有供電基取代的芳烴活性＞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(yīng)，但要考慮立體位阻；如苯上6個氫可被甲、乙和正丙基取代，只能被4個異丙基取代，2個叔丁基取代；

一般采用適當溶劑、較高反應(yīng)溫度或高攪拌速度，來避免產(chǎn)生多烴基取代物；

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(yīng)，

可作為反應(yīng)溶劑，但連有供電子

基后可發(fā)生F-C反應(yīng)。2)芳烴的結(jié)構(gòu)

a.有供電基取代的芳烴活性＞無供電基6805第五章烴化反應(yīng)課件69c.

含有-OH、-OR、-NH2、-NR2的苯環(huán),以鹵代烴作烴化劑時，一般不易發(fā)生F-C反應(yīng)；

原因是：這些含有孤對電子的O或N原子取代基與催化劑可以形成絡(luò)合物，降低了催化劑的活性，同時也令這些取代基失去對芳環(huán)的釋電子能力，降低了芳環(huán)的活化作用。

如酚可烴化，常為鄰或?qū)ξ蝗〈?，芳胺的烴化收率低！但芳胺和酚與烯烴可順利地?zé)N化。

d.六元含氮芳雜環(huán)，以及呋喃、噻吩都難于烴化。

3)催化劑、以及催化劑和反應(yīng)溫度對烴基異構(gòu)化的影響c.含有-OH、-OR、-NH2、-NR2的苯環(huán),以鹵代烴70a.催化劑

Lewis酸的活性排序－－活性大小因反應(yīng)條件不同而不同，按苯與氯芐反應(yīng)，Lewis酸活性可分為三類：質(zhì)子酸排序：

兩類催化劑的活性不宜作比較；對鹵代烴言，一般認為Lewis酸的活性大于質(zhì)子酸。a.催化劑

Lewis酸的活性排序－－活71

AlCl3不宜用于富π-電子的芳香雜環(huán)如呋喃、噻吩等的烴化，芳環(huán)上的芐醚、烯丙醚等基團，常引起去烴基副反應(yīng)(脫保護基作用)。AlCl3不宜用于富π-電子的芳香雜環(huán)如呋喃、噻吩72b.烴基的異構(gòu)化

異構(gòu)化：一為引進烴基(3C以上)的異構(gòu)化，另為環(huán)上原有烴基的異構(gòu)化；

這兩種異構(gòu)化產(chǎn)率與溫度、催化劑活性與用量有關(guān)，一般是：其它條件一定，溫度高、催化劑活性大、用量大有利于異構(gòu)化。b.烴基的異構(gòu)化

異構(gòu)化：一為引進烴7305第五章烴化反應(yīng)課件7405第五章烴化反應(yīng)課件754)溶劑

a.當芳烴為液體時，常過量作溶劑，如苯；

b.常用非極性溶劑，如CS2、CCl4、四氯乙烷等；

c.中等極性溶劑也常用，如二氯乙烷等；

d.硝基苯、硝基甲烷也常作反應(yīng)溶劑.

3、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(yīng)溫度，生成不正常的間位產(chǎn)物。

所以F-C反應(yīng)時間不宜過長，AlCl3用量不宜過大。4)溶劑

a.當芳烴為液體時，常過量作溶劑，如苯；

b.7605第五章烴化反應(yīng)課件77苯環(huán)上的烴化舉例：苯環(huán)上的烴化舉例：78二、羰基化合物的α位C-烴化

1、活性亞甲基化合物的C－烴化

1)概述活性亞甲基化合物一般通式：吸電子基團及其使亞甲基氫原子活性增加的順序：二、羰基化合物的α位C-烴化

1、活性亞甲基化合物的C－烴792)反應(yīng)機理以丙二酸二乙酯為例，為雙分子親核取代反應(yīng)(SN2)：2)反應(yīng)機理以丙二酸二乙酯為例，為雙分子親核80

烴化反應(yīng)速度與反應(yīng)物的濃度有關(guān)，這是由于C負離子形成過程中存在其與溶劑(醇、液氨等)、堿之間的競爭性平衡，可見，要使C負離子有足夠濃度，溶劑與堿共軛酸BH的酸性必小于活性次甲基化合物的酸性：烴化反應(yīng)速度與反應(yīng)物的濃度有關(guān)，這是由于C負離子形812)影響因素分析（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，其堿性減弱序列如下：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、二甲苯或煤油等溶劑中加入NaH或金屬Na(更強堿性催化劑)，生成烯醇鹽再烴化.2)影響因素分析82(2)單烴化或雙烴化

以下競爭性平衡反應(yīng)可見雙烴化機會不多：(2)單烴化或雙烴化

以下競爭性平衡反應(yīng)可見雙烴化83（3）引入烴基的順序在有活潑次甲基化合物作反應(yīng)物時，同時伴有足夠的堿和烴化劑條件下，可發(fā)生雙烴基取代，其引入方法：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?。划擱、R’為仲鹵代烷，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.

(具體參見教材p89頁例子)（3）引入烴基的順序在有活潑次甲基化合物作反應(yīng)84（4）副反應(yīng)

a.脫鹵化氫的副反應(yīng)

b.脫烷氧羰基的副反應(yīng)當換成苯基時，該反應(yīng)更易發(fā)生（4）副反應(yīng)

a.脫鹵化氫的副反應(yīng)b.脫烷氧羰基的85c.生成醚的副反應(yīng)所以反應(yīng)不易使用過量的R’X.2、醛酮以及羧酸衍生物α-C烴化c.生成醚的副反應(yīng)所以反應(yīng)不易使用過量的R’X.2、醛酮86(1)反應(yīng)式(2)機理(3)影響因素(1)反應(yīng)式(2)機理(3)影響因素8705第五章烴化反應(yīng)課件88綜合控制反應(yīng)條件對產(chǎn)物的影響動力學(xué)控制產(chǎn)物熱力學(xué)控制產(chǎn)物綜合控制反應(yīng)條件對產(chǎn)物的影響動力學(xué)控制產(chǎn)物熱力學(xué)控制產(chǎn)物89A為熱力學(xué)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：質(zhì)子溶劑（有利于兩中間產(chǎn)物通過質(zhì)子交換平衡產(chǎn)物轉(zhuǎn)換）\或酮過量或采用較弱的堿B。B為動力學(xué)控制產(chǎn)物

動力學(xué)取決于堿奪取H速度，堿中H位阻小；

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(xué)控制產(chǎn)物B為動力學(xué)控制產(chǎn)物9005第五章烴化反應(yīng)課件91三、相轉(zhuǎn)移催化(PhaseTransferCatalyst,PTC)反應(yīng)

1、概述

上世紀60年代，Makosza、Starke和Braendstroem三個研究組幾乎同時提出：

三、相轉(zhuǎn)移催化(PhaseTransferCataly92優(yōu)點：

反應(yīng)條件溫和、操作簡便，需用的時間短、反應(yīng)選擇性高、副反應(yīng)少，并可避免使用價格昂貴的試劑或溶劑。應(yīng)用范圍：取代反應(yīng)、消化反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、Witting反應(yīng)、Michel反應(yīng)、Darzens反應(yīng)、卡賓的制備和應(yīng)用等，

在高分子合成領(lǐng)域，單體合成、縮聚，大分子側(cè)鏈上的反應(yīng)等方面也有相轉(zhuǎn)移催化的研究。機理：

所謂相轉(zhuǎn)移催化，通俗講是在互不相溶的兩溶劑相間中利用相轉(zhuǎn)移催化劑使反應(yīng)物從一相（水相）轉(zhuǎn)移到另一相（有機相)，再與該相中的另一物質(zhì)反應(yīng)得到產(chǎn)物。以親核試劑二元鹽M+Y-與有機反應(yīng)物RX的液液非均相親核取代反應(yīng)為例。如果M+Y-只溶于水相，而不溶于有機相，RX只溶于有機相而不溶于水相。在上述體系中加入季銨鹽Q+X-時，它的相轉(zhuǎn)移催化作用如上圖。優(yōu)點：反應(yīng)條件溫和、操作簡便，需用的時間短、反應(yīng)選932、相轉(zhuǎn)移催化劑1)鎓鹽

這種催化劑使用范圍廣，價格便宜。常用的有季銨鹽和季磷鹽，另外，還有锍鹽的鉀鹽，催化效果好，應(yīng)用廣泛的有：2、相轉(zhuǎn)移催化劑1)鎓鹽942)冠醚

冠醚可以堿金屬離子絡(luò)合形成偽有機正離子(堿金屬離子在其空穴中)，它的性質(zhì)與季銨鹽正離子相似，因此能使有機或無機的堿金屬鹽溶于非極性溶劑中，但由于它的毒性大，價格昂貴。目前使用最多的有：2)冠醚9505第五章烴化反應(yīng)課件963)三相催化劑

以高分子或硅膠等載體將季銨鹽、季磷鹽、冠醚、聚乙二醇等聯(lián)在高分子鏈上作為相轉(zhuǎn)移使用，應(yīng)用中由于反應(yīng)中存在固相（催化劑）—水相—有機相三相體系，故把這種催化劑稱為三相催化劑（TriphaseCatalysis）4)其它相轉(zhuǎn)移催化劑

有機金屬：例如二氯二丁基錫的催化效果與季銨鹽相似。牛血清蛋白：可把有機相的物質(zhì)帶入水相中反應(yīng)。3)三相催化劑973、影響因素

1)適宜的相轉(zhuǎn)移催化劑；

2)溶劑，常用：CH2Cl2、ClCH2CH2Cl、PhH、PhCH3、CH3CN、CHCl3、EtOAc、THF、DMSO等，最常為鹵代烴；

3)攪拌速度與攪拌漿型式.

4、烴化實例3、影響因素

1)適宜的相轉(zhuǎn)移催化劑；

2)溶劑，常用：98O-烴化O-烴化99N-烴化氯丙嗪N-烴化氯丙嗪100C-烴化C-烴化101丙戊酸鈉丙戊酸鈉102C-烴化與N-烴化反應(yīng)C-烴化與N-烴化反應(yīng)103四、二氯卡賓及其加成反應(yīng)

1、二氯卡賓的制備氯仿在堿作用下去質(zhì)子后，經(jīng)消除而得二氯卡賓；二氯卡賓不穩(wěn)定，對水相當敏感；二氯卡賓的其它制備與確實其存在實驗：四、二氯卡賓及其加成反應(yīng)

1、二氯卡賓的制備氯仿在堿作用下10405第五章烴化反應(yīng)課件1052、PTC-CCl2系統(tǒng)(Makosza試劑)

與烯烴的C-烴化2、PTC-CCl2系統(tǒng)(Makosza試劑)

與106第五章烴化反應(yīng)

HydrocarbylationReaction,Alkylation

中國藥科大學(xué)姚其正

第五章烴化反應(yīng)

Hydrocarbylation107★用烴基取代有機分子中的氫原子，均稱為烴化反應(yīng)。引入的烴基包括飽和的、不飽和、脂肪的、芳香的以及各種取代的烴基；

★被烴化的有：醇、酚、胺及活性亞甲基、芳烴等。氧、氮、碳原子上的烴化反應(yīng)，分別形成醚，伯、仲、叔胺和碳鏈的延伸；

★常用的烴化劑：鹵代烴及硫酸酯類；芳磺酸酯、醇、醚、烯烴以及環(huán)氧烷、甲醛、甲酸、重氮甲烷(甲基化或重氮化試劑)等?！镉脽N基取代有機分子中的氫原子，均稱為烴化反應(yīng)。引入的烴基108本章學(xué)習(xí)要點氧原子上的烴化反應(yīng)歷程、烴化劑種類、特點及應(yīng)用范圍氮原子上的烴化反應(yīng)歷程、烴化劑種類、特點及應(yīng)用范圍伯胺的制備方法芳烴的C-烴化（F-C反應(yīng))歷程、特點及影響因素活性亞甲基化合物的C-烴化的反應(yīng)歷程及影響因素相轉(zhuǎn)移催化(PTC)反應(yīng)、二鹵卡賓及應(yīng)用有機金屬化合物在C-烴化中的應(yīng)用本章學(xué)習(xí)要點氧原子上的烴化反應(yīng)歷程、烴化劑種類、特109第一節(jié)氧原子上的烴化反應(yīng)一、醇的O-烴化—醚1、鹵代烴為烴化劑Williamson合成－－醇在堿存在下與鹵代烴反應(yīng)生成醚的反應(yīng)－－是制備混合醚的有效方法。第一節(jié)氧原子上的烴化反應(yīng)一、醇的O-烴化—醚11005第五章烴化反應(yīng)課件11105第五章烴化反應(yīng)課件112(1)雙分子親核反應(yīng)及其影響因素

a.伯、仲碳的鹵代烴作烴化劑，常發(fā)生SN2反應(yīng)：

反應(yīng)速度：v=k[R’O-][RCH(R”)X]注意：隨著與X相連的C的取代基數(shù)目的增加，反應(yīng)過程越趨向SN1.(1)雙分子親核反應(yīng)及其影響因素

a.伯、仲碳的鹵代烴作烴113b.RX的影響

i)隨著與X相連的C的取代基數(shù)目的增加，反應(yīng)過程越趨向SN1；

ii)當X相同時，鹵代烴有下列活性順序：

鹵代丙烯，鹵芐＞鹵代烷＞鹵芳烴(ArX)

對于叔鹵代烴，不能在強堿下反應(yīng)，因易消除HX，宜在中性或弱堿性下反應(yīng)。iii)烷基R相同時，C-X極化度(X原子半徑與電負性的影響)↑，活性↑，其順序為：RI>RBr>RCl＞

RF

.后三者常用KI催化.b.RX的影響

i)隨著與X相連的C的取代基數(shù)目的增加，反114c.醇的影響c.醇的影響115d.溶劑的影響

常用過量醇作(質(zhì)子)溶劑，也兼作反應(yīng)劑；質(zhì)子溶劑有利于RCH2-X的解離，但易于R’O-發(fā)生溶劑化，使R’O-親核性下降，應(yīng)當使用非質(zhì)子溶劑，如：苯、甲苯、二甲苯、液氨或DMF、DMSO等，同時需在無水條件下反應(yīng).

e.催化劑

可用：RONa、Na、NaH、NaOH、KOH等；有機堿，如：六甲基磷酰胺(HMPA)、N,N-二甲基苯胺(DMA)…作催化劑；

用NaH代替Na可使有旋光活性的醇在用鹵代烴烴化時，得到立體專一性的醚，而用金屬Na則發(fā)生醚的差向異構(gòu)化。見下例：d.溶劑的影響

常用過量醇作(質(zhì)子)溶劑，也兼作反116差向異構(gòu)化差向異構(gòu)化117g.鹵代醇在堿性條件下的環(huán)化反應(yīng)即分子內(nèi)Williamson反應(yīng)，是制備環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷及高級醚的方法：g.鹵代醇在堿性條件下的環(huán)化反應(yīng)即分子內(nèi)Williamson118(2)單分子親核取代(SN1)反應(yīng)及其影響因素反應(yīng)速度只與[RX]克分子濃度相關(guān)。(2)單分子親核取代(SN1)反應(yīng)及其影響因素反應(yīng)速度只與[119a.隨RX中烷基C原子上取代基增多，以SN1烴化的傾向增大；

b.由于叔鹵烴易形成較穩(wěn)定的陽離子，進而常有消除成烯烴，或與溶劑分子、或與堿試劑發(fā)生取代的副反應(yīng)。故：

i)以叔鹵烴作烴化劑時，應(yīng)選擇中性或弱堿性條件；也不必將醇羥基(醇兼作溶劑時)先轉(zhuǎn)變?yōu)橥檠蹶庪x子；

ii)或者變換反應(yīng)原料，盡量不用叔鹵烴作烴化劑，見以下舉例：a.隨RX中烷基C原子上取代基增多，以SN1烴化的傾向增大；12005第五章烴化反應(yīng)課件121(3)烷基-芳基混合醚

a.鹵代烴與酚類間的烴化反應(yīng)，其反應(yīng)通式：◆可根據(jù)酚上取代基性質(zhì)，選用不同去酸劑，常用NaOH、Na2/(K2)CO3等，一般反應(yīng)至中性時，反應(yīng)基本完成；

◆

常用溶劑有：水、醇類、丙酮、DMF、DMSO、苯和二甲苯(xyl)等.(3)烷基-芳基混合醚

a.鹵代烴與酚類間的烴化反應(yīng)，其反應(yīng)122b.芳鹵烴與醇羥基間的烴化反應(yīng)

i)芳鹵烴因鹵原子與芳烴間共軛效應(yīng)而不活潑，不易發(fā)生烴化反應(yīng)；

ii)若鹵芳環(huán)上鄰或?qū)ξ挥休^強吸電取代基，才可順利與醇發(fā)生烴化反應(yīng)；此情況下，芳鹵烴上鹵原子的活性順序為：F＞Cl＞Br＞I，因鹵素電負性越大，與芳環(huán)越不易發(fā)生共軛效應(yīng)；

iii)若鹵芳烴上無吸電性取代基，則鹵原子的活性順序基本與鹵烷烴相同，即ii)相反，這和極化度大小相關(guān).

非那西汀(N-乙酰-4-乙氧基苯胺)有良好的解熱鎮(zhèn)痛作用。常用于治療發(fā)熱、頭痛、神精痛等。毒性低,作用緩慢而持久。

b.芳鹵烴與醇羥基間的烴化反應(yīng)

i)芳鹵烴因鹵原子與芳烴間123周效磺胺－－150hiv)對芳香氮雜環(huán)鹵化物來說，鹵原子在N原子的鄰或/和對位，其活性會增大，易于發(fā)生與醇的烴化反應(yīng)，如下例：周效磺胺－－150hiv)對芳香氮雜環(huán)鹵化物來說，鹵原子在N1242、磺酸酯為烴化劑

主要指芳磺酸酯，引入較大的烴基.

常用：2、磺酸酯為烴化劑

主要指芳磺酸酯，引入較大的烴基.125OTs是很好的離去基團(HOTs)OTs是很好的離去基團(HOTs)1263、環(huán)氧乙烷為烴化劑（羥乙基化反應(yīng)）

反應(yīng)機理

(1)堿催化，屬于雙分子親核取代反應(yīng)：開環(huán)單一，立體效應(yīng)為主要影響因素，反應(yīng)發(fā)生在取代較少的碳原子上，產(chǎn)物以仲醇為主。3、環(huán)氧乙烷為烴化劑（羥乙基化反應(yīng)）反應(yīng)機理

(1)堿催127(2)酸催化，屬于單分子親核取代反應(yīng)：(2)酸催化，屬于單分子親核取代反應(yīng)：12805第五章烴化反應(yīng)課件1294、烯烴為烴化劑醇和烯烴加成反應(yīng)生成醚。也可理解為烯對醇的O－烴化；只有當雙鍵上有羰基、氰基、酯基、羧基等存在時，較易發(fā)生烴化反應(yīng).4、烯烴為烴化劑醇和烯烴加成反應(yīng)生成醚。也可理解為烯對醇的O130二、酚的O-烴化酚的酸性比醇強，所以活性比醇大，反應(yīng)更容易進行，醇的氧烴化劑均可做酚的氧烴化劑

烴化劑：鹵代烴、硫酸酯、重氮甲烷、醇有機膦鹵化物、烯烴、氯甲醚等(一)烴化劑1、鹵代烴二、酚的O-烴化酚的酸性比醇強，所以活性比醇大，反應(yīng)更容易進131酚羥基易芐基化，將酚置于干燥的丙酮中，與氯化芐、碘化鉀、碳酸鉀回流即可。酚羥基易芐基化，將酚置于干燥的丙酮中，與氯化芐1322、烯烴3、硫酸酯◆硫酸酯的活性大于芳磺酸酯，大于鹵代烴；◆常用的硫酸酯為硫酸二甲酯和二乙酯，故只能用于甲基化和乙基化，其中兩個烴基，僅有一個烴基同于烴化反應(yīng)。2、烯烴3、硫酸酯◆硫酸酯的活性大于芳磺酸酯，大于鹵代烴；133

分子中同時含有酚羥基和醇羥基時,若只需對醇羥基進行烴化，則應(yīng)保護酚羥基：分子中同時含有酚羥基和醇羥基時,若只需對醇羥基進行1344、重氮甲烷▲缺點：重氮甲烷及制備的中間體均有毒，加熱易爆炸，限于實驗室使用，不宜大量制備；▲用于酚與酸的甲基化。羥基的酸性愈大，質(zhì)子愈易發(fā)生轉(zhuǎn)移，反應(yīng)愈易進行；重氮甲烷先與醇縮合成重氮鹽，再分解放出N2成甲醚；更易與酸成甲酯。4、重氮甲烷▲缺點：重氮甲烷及制備的中間體均有毒，加熱易13505第五章烴化反應(yīng)課件1365、醇-DCC

酚與醇在DCC存在下發(fā)生縮合反應(yīng)可生成酚醚；伯醇收率較好，仲、叔醇收率偏低；其過程如下：5、醇-DCC

酚與醇在DCC存在下發(fā)生縮合137(二)酚自身結(jié)構(gòu)對酚羥基烴化的影響

1、分子內(nèi)氫鍵(二)酚自身結(jié)構(gòu)對酚羥基烴化的影響

1、分子內(nèi)氫鍵138解決方法：

1)用NaH或RLi先去除H，將酚轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的鈉或鋰鹽，然后用鹵代烴在極性非質(zhì)子溶劑中烴化；

2)用硫酸二甲酯與K2CO3在丙酮中對酚進行烴化；或用對甲苯磺酸甲酯在劇烈條件下進行甲基化，如下例：解決方法：

1)用NaH或RLi先去除H，將酚轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的鈉1392、有位阻的酚羥基的烴化2、有位阻的酚羥基的烴化140(三)多元酚的選擇性烴化(三)多元酚的選擇性烴化14105第五章烴化反應(yīng)課件142(四)個別情況下溶劑引起O-烴化/C-烴化(四)個別情況下溶劑引起O-烴化/C-烴化143第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng)一、概述※鹵代烴與氨或伯、仲胺進行N-烴化反應(yīng)是合成胺類的主要方法之一；※氨或伯、仲胺比羥基更容易進行烴化反應(yīng)，但應(yīng)注意N-烴化后消/脫除烴基也較易。1.與鹵代烴反應(yīng)機理：第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng)一、概述1442.反應(yīng)規(guī)律與影響因素

1)以鹵代烴為烴化劑進行N-烴化，需堿協(xié)助，以去除鹵化氫，有利反應(yīng)，堿性物質(zhì)常為氨/胺，且過量：2)溶劑常用：水、醇、甲苯、環(huán)已烷和DMF等，水作溶劑時反應(yīng)速度快于醇類等溶劑；用高級鹵代烴進行烴化時，用醇作溶劑為好，以便反應(yīng)物溶解；2.反應(yīng)規(guī)律與影響因素

1)以鹵代烴為烴化劑進行N-烴化，需1453)反應(yīng)中多取代不可避免，產(chǎn)物常為混合物，故創(chuàng)造條件制備單一胺類化合物十分重要；

4)RX

當R相同時，鹵代烴的活性順序如下：RI>RBr>>RCl>>RF，常用RBr或RCl加入KI等碘鹽作催化。

5)反應(yīng)中常加入NH4Cl、NH4NO3和NH4OAc等鹽類，以增加氨的濃度，有利于反應(yīng)。

二、伯胺的制備策略

1、大大過量的氨與鹵代烴反應(yīng)，以抑制多取代發(fā)生，得主產(chǎn)物伯胺；3)反應(yīng)中多取代不可避免，產(chǎn)物常為混合物，故創(chuàng)造條件制備單一14605第五章烴化反應(yīng)課件1472、Gabriel反應(yīng)(鄰苯二甲酰亞胺的N-烴化反應(yīng))2、Gabriel反應(yīng)(鄰苯二甲酰亞胺的N-烴化反應(yīng))1481)肼解過程具有反應(yīng)迅速，不需加壓，操作方便，產(chǎn)品純，伯胺收率較高等特/優(yōu)點。而酸性水解要有較強烈的反應(yīng)條件，收率低。肼解具體過程如下：1)肼解過程具有反應(yīng)迅速，不需加壓，操作方便，產(chǎn)品純，伯胺14905第五章烴化反應(yīng)課件1502)改良的Gabriel合成法應(yīng)用三氟甲基磺酸酐與芐胺形成N-芐基三氟甲基磺酰胺，利用該中間體N上H原子酸性與鹵代烴反應(yīng)，再水解得高收率的伯胺，見下例：2)改良的Gabriel合成法應(yīng)用三氟甲基磺酸酐與芐1513、Delepin反應(yīng)鹵代烴與環(huán)六亞甲四胺（烏洛托品）反應(yīng)后，酸解制伯胺：3、Delepin反應(yīng)鹵代烴與環(huán)六亞甲四胺（152Delepin反應(yīng)的優(yōu)點：操作簡便，原料價廉易得，中間體季胺鹽可方便分離，以利產(chǎn)品純化。

缺點：應(yīng)用范圍不如Gabriel方法廣泛，需活性較高的RX，如R常需為：ArCH2-、R’COCH2-、CH2=CHCH2-、R’C≡CCH2-等。

與該法有類似的思路，還有如用兩個苯硫基封閉氨中氮，然后與丁基鋰反應(yīng)得鋰鹽，再與鹵代烴反應(yīng)，經(jīng)水解得伯胺：Delepin反應(yīng)的優(yōu)點：操作簡便，原料價廉易得，中間體季胺1534、還原烴化制伯胺

應(yīng)用醛、酮在還原劑存在下，與氨或伯胺、仲胺反應(yīng)，使氮原子上引入烴基的反應(yīng)稱為還原烴化反應(yīng)：4、還原烴化制伯胺

應(yīng)用醛、酮在還原劑存154此法可按條件差異，得到伯、仲、叔胺：此法可按條件差異，得到伯、仲、叔胺：155催化劑：

Na/EtOH、Na-Hg/EtOH、Zn-Hg/EtOH；HCOOH；最常用催化氫化還原法，如H2/RaneyNi等；以及金屬復(fù)氫化合物還原，常用LiAlH4、NaBH4等反應(yīng)規(guī)律：●低級(C≤4)脂肪醛與NH3在H2/RaneyNi還原條件下，生成胺類混合物；●當C＞4時，得伯胺，因為位阻作用增大；●脂肪酮與芳香酮與氨，在H2/RaneyNi還原條件下，生成多烴化胺很少。催化劑：

Na/EtOH、Na-Hg/EtOH、Z15605第五章烴化反應(yīng)課件15705第五章烴化反應(yīng)課件158三、仲胺的制備策略

1、仲鹵代烴與NH3或伯胺反應(yīng)得仲胺

三、仲胺的制備策略

1、仲鹵代烴與NH3或伯胺反應(yīng)得仲胺1592、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Raney鎳為還原劑主要的仲胺：2、還原烴化（芳香醛效果好）

1603、其它方法

借助其它試劑合成仲胺：3、其它方法161四、叔胺的制備策略

1、仲胺與鹵代烴作用

四、叔胺的制備策略

1、仲胺與鹵代烴作用1622、仲胺+1mol醛或酮還原烴化

伯胺+2mol醛或酮還原烴化2、仲胺+1mol醛或酮還原烴化

伯胺+2m163五、芳香胺的N-烴化五、芳香胺的N-烴化164六、芳香胺的N-芳基化－Ullmann反應(yīng)六、芳香胺的N-芳基化－Ullmann反應(yīng)16505第五章烴化反應(yīng)課件166七、雜環(huán)胺的N-烴化七、雜環(huán)胺的N-烴化167

第三節(jié)碳原子上的烴化反應(yīng)

一、芳烴的烴化－Friedel-Craft反應(yīng)

1、反應(yīng)歷程

1)伯鹵代烴的C-烷化歷程:C+離子對芳環(huán)的親電進攻第三節(jié)碳原子上的烴化反應(yīng)

一、芳烴的烴化－Frie1682)反應(yīng)歷程的例證：2)反應(yīng)歷程的例證：1693)仲或叔鹵代烴的C-烴化歷程3)仲或叔鹵代烴的C-烴化歷程1702、影響反應(yīng)的因素引入的烴基：烷基、環(huán)烷基、芳烷基；烴化劑：鹵代烴、烯、醇、醚及酯；芳香族化合物：烴、氯及溴化物、酚、酚醚、胺、醛、羧酸、芳香雜環(huán)如呋喃、噻吩等；催化劑：Lewis酸－三氯化鋁、三氯化鐵、五氯化銻、三氟化硼、氯化鋅、四氯化鈦等；質(zhì)子酸－氟氫酸、硫酸、五氧化磷等.2、影響反應(yīng)的因素引入的烴基：烷基、環(huán)烷基、芳烷基；1711)

RX(ROH、烯烴也可作烴化試劑）a當R相同時:

RF>RCl>RBr>RI；一般來說,鹵代芳烴不反應(yīng)；b當X相同時

RCH=CH2X≈PhCH2X>(CH3)3X>R2CHX>RCH2X>CH3X原因何在？？1)RX(ROH、烯烴也可作烴化試劑）a當R相同172最常用的烴化劑為鹵代烴、醇及烯，均可用AlCl3催化烴化。鹵代烴及烯只需催化量即可，而醇則要較大量催化劑，因醇與AlCl3發(fā)生反應(yīng)：

烯及醇用AlCl3催化易得樹脂狀副產(chǎn)物，產(chǎn)物有顏色，用HF或BF3可以避免。正醇用AlCl3不發(fā)生烴基異構(gòu)化，而H2SO4或BF3則發(fā)生異構(gòu)化。

最常用的烴化劑為鹵代烴、醇及烯，均可用AlCl3催化1732)芳烴的結(jié)構(gòu)

a.有供電基取代的芳烴活性＞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(yīng)，但要考慮立體位阻；如苯上6個氫可被甲、乙和正丙基取代，只能被4個異丙基取代，2個叔丁基取代；

一般采用適當溶劑、較高反應(yīng)溫度或高攪拌速度，來避免產(chǎn)生多烴基取代物；

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(yīng)，

可作為反應(yīng)溶劑，但連有供電子

基后可發(fā)生F-C反應(yīng)。2)芳烴的結(jié)構(gòu)

a.有供電基取代的芳烴活性＞無供電基17405第五章烴化反應(yīng)課件175c.

含有-OH、-OR、-NH2、-NR2的苯環(huán),以鹵代烴作烴化劑時，一般不易發(fā)生F-C反應(yīng)；

原因是：這些含有孤對電子的O或N原子取代基與催化劑可以形成絡(luò)合物，降低了催化劑的活性，同時也令這些取代基失去對芳環(huán)的釋電子能力，降低了芳環(huán)的活化作用。

如酚可烴化，常為鄰或?qū)ξ蝗〈铮及返臒N化收率低！但芳胺和酚與烯烴可順利地?zé)N化。

d.六元含氮芳雜環(huán)，以及呋喃、噻吩都難于烴化。

3)催化劑、以及催化劑和反應(yīng)溫度對烴基異構(gòu)化的影響c.含有-OH、-OR、-NH2、-NR2的苯環(huán),以鹵代烴176a.催化劑

Lewis酸的活性排序－－活性大小因反應(yīng)條件不同而不同，按苯與氯芐反應(yīng)，Lewis酸活性可分為三類：質(zhì)子酸排序：

兩類催化劑的活性不宜作比較；對鹵代烴言，一般認為Lewis酸的活性大于質(zhì)子酸。a.催化劑

Lewis酸的活性排序－－活177

AlCl3不宜用于富π-電子的芳香雜環(huán)如呋喃、噻吩等的烴化，芳環(huán)上的芐醚、烯丙醚等基團，常引起去烴基副反應(yīng)(脫保護基作用)。AlCl3不宜用于富π-電子的芳香雜環(huán)如呋喃、噻吩178b.烴基的異構(gòu)化

異構(gòu)化：一為引進烴基(3C以上)的異構(gòu)化，另為環(huán)上原有烴基的異構(gòu)化；

這兩種異構(gòu)化產(chǎn)率與溫度、催化劑活性與用量有關(guān)，一般是：其它條件一定，溫度高、催化劑活性大、用量大有利于異構(gòu)化。b.烴基的異構(gòu)化

異構(gòu)化：一為引進烴17905第五章烴化反應(yīng)課件18005第五章烴化反應(yīng)課件1814)溶劑

a.當芳烴為液體時，常過量作溶劑，如苯；

b.常用非極性溶劑，如CS2、CCl4、四氯乙烷等；

c.中等極性溶劑也常用，如二氯乙烷等；

d.硝基苯、硝基甲烷也常作反應(yīng)溶劑.

3、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(yīng)溫度，生成不正常的間位產(chǎn)物。

所以F-C反應(yīng)時間不宜過長，AlCl3用量不宜過大。4)溶劑

a.當芳烴為液體時，常過量作溶劑，如苯；

b.18205第五章烴化反應(yīng)課件183苯環(huán)上的烴化舉例：苯環(huán)上的烴化舉例：184二、羰基化合物的α位C-烴化

1、活性亞甲基化合物的C－烴化

1)概述活性亞甲基化合物一般通式：吸電子基團及其使亞甲基氫原子活性增加的順序：二、羰基化合物的α位C-烴化

1、活性亞甲基化合物的C－烴1852)反應(yīng)機理以丙二酸二乙酯為例，為雙分子親核取代反應(yīng)(SN2)：2)反應(yīng)機理以丙二酸二乙酯為例，為雙分子親核186

烴化反應(yīng)速度與反應(yīng)物的濃度有關(guān)，這是由于C負離子形成過程中存在其與溶劑(醇、液氨等)、堿之間的競爭性平衡，可見，要使C負離子有足夠濃度，溶劑與堿共軛酸BH的酸性必小于活性次甲基化合物的酸性：烴化反應(yīng)速度與反應(yīng)物的濃度有關(guān)，這是由于C負離子形1872)影響因素分析（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，其堿性減弱序列如下：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、二甲苯或煤油等溶劑中加入NaH或金屬Na(更強堿性催化劑)，生成烯醇鹽再烴化.2)影響因素分析188(2)單烴化或雙烴化

以下競爭性平衡反應(yīng)可見雙烴化機會不多：(2)單烴化或雙烴化

以下競爭性平衡反應(yīng)可見雙烴化189（3）引入烴基的順序在有活潑次甲基化合物作反應(yīng)物時，同時伴有足夠的堿和烴化劑條件下，可發(fā)生雙烴基取代，其引入方法：a.當R