1、第二章 烴化反應(yīng)Hydrocarbylation Reaction,定義：有機(jī)物分子中,CH、 NH及 OH中 的H原子被烴基取代的反應(yīng)。,烴基： 飽和 、不飽和 、 脂肪 、芳香,分類 1）按形成鍵的形式分類,C-OH（醇或酚羥基） 變?yōu)?OR醚 NH3 變?yōu)椴?、仲、叔?C-CH-,分類 2）按反應(yīng)歷程分類,SN1 SN2 親電取代,分類 3）按烴化劑的種類分類,鹵代烷 ： RX 最常用 硫酸酯、 磺酸酯 醇：羥烴基化 烯烴 環(huán)氧烷：發(fā)生羥乙基化 CH2N2：很好的重氮化試劑,應(yīng) 用,丁卡因藥效為普魯卡因的10倍,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

2、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（F-C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 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,1 鹵代烷為烴化劑：,第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的O-烴化,結(jié)論：醇在堿的條件下與鹵代烷生成醚,通式：,Williamson 醚合成方法,1 鹵代烷為烴化劑：醇在堿的條件下與鹵代烷生成醚,反應(yīng)機(jī)理：SN1,第一節(jié)

3、 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的O-烴化,1 鹵代烷為烴化劑：醇在堿的條件下與鹵代烷生成醚,反應(yīng)機(jī)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歷程 隨著與X相連的C的取代基數(shù)目 的增加越趨向SN1,1 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,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,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

4、化,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 催化劑: 溶劑: 過量醇 （即是溶質(zhì)又是溶劑）,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：醇在堿的條件下與鹵代烷生成醚,副反應(yīng) a. 消除反應(yīng),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：醇在堿的條件下與鹵代烷生成醚,副反應(yīng) a. 消除反應(yīng),第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的O-烴化,2 磺酸酯類為烴化劑：主要指芳磺酸酯，引入較大的烴基,第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的O-烴化,2 磺酸酯類為烴化劑：主要指芳磺酸酯，引入較大的烴基,第一節(jié) 氧原子上

5、的烴化反應(yīng) 一 醇的O-烴化,3 環(huán)氧乙烷類作烴化劑（羥乙基化反應(yīng)）,反應(yīng)機(jī)理：a. 酸催化 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,第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的O-烴化,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,反應(yīng)機(jī)理：b. 堿催化 SN2 雙分子親核取代，開環(huán)單一，立體位阻原因?yàn)橹?，反?yīng)發(fā)生在取代較少的碳原子上,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,實(shí)例,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,實(shí)例,4 烯烴作為烴化劑,第一節(jié)

6、 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的O-烴化,醇對烯烴雙鍵進(jìn)攻，加成而生成醚。烯烴結(jié)構(gòu)中若無極性基團(tuán) 存在，反應(yīng)不易進(jìn)行；只有當(dāng)雙鍵兩端連有吸電子基，才能反應(yīng)。 吸電子基： 實(shí)例：,5 醇作為烴化劑 6 其它烴化劑,醇：通常加酸作為催化劑，如 H2SO4 H3PO4 TsOH HCl氣體,第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 一 醇的O-烴化,其它烴化劑：,酚酸性大于醇，所以活性比醇大，醇的氧烴化試劑均可做酚的氧烴化試劑,鹵代烴,第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 二 酚的 O-烴化 1鹵代烴、烯烴、硫酸酯,烯烴,硫酸酯,第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 二 酚的 O-烴化 2其它烴化劑,（1）CH2N2 活性甲基化試劑

7、用于酚和羧酸的烴化，產(chǎn)生N2氣，無其它副反應(yīng)， 后處理簡單室溫或低于室溫反應(yīng)，加熱易爆炸,第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 二 酚的 O-烴化 2其它烴化劑,（2）ROH /DCC DCC用于醇酚偶聯(lián),形成酚醚,第一節(jié) 氧原子上的烴化反應(yīng) 三 多元酚的選擇性烴化,例,與鹵代烴反應(yīng)機(jī)理：,第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng) 一、氨及脂肪胺的N-烴化,影響因素：,第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng) 一、氨及脂肪胺的N-烴化,第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng) 一、氨及脂肪胺的N-烴化 1 伯胺的制備,2 ） Gabriel反應(yīng),1 伯胺的制備 1）,應(yīng)用范圍較廣，除少數(shù)活性較差的鹵代芳烴之外， 適于各種帶伯鹵代烴的取代基,第二節(jié)氮原

8、子上的烴化反應(yīng) 一、氨及脂肪胺的N-烴化 1 伯胺的制備,2 ） Gabriel反應(yīng),第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng) 一、氨及脂肪胺的N-烴化 1 伯胺的制備,3） 改良的 Gabriel反應(yīng),第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng) 一、氨及脂肪胺的N-烴化 1 伯胺的制備,4） Delepine反應(yīng),第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng) 一、氨及脂肪胺的N-烴化 1 伯胺的制備,5） 還原烴化,醛或酮在還原劑存在下與NH3、伯胺、仲胺的反應(yīng)，氮上引入烷基的反應(yīng),第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng) 一、氨及脂肪胺的N-烴化 1 伯胺的制備,特 點(diǎn),（2）N上引入的碳數(shù)與醛酮的碳數(shù)一致 （3）低級脂肪醛與NH3 在H2/Ni條件下，得混

9、合物（當(dāng)C4，得伯胺, 因?yàn)槲蛔璧挠绊?（4）反應(yīng)活性：醛酮 脂肪族芳香族 無立體位阻有立體位阻,（1）催化劑,第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng) 一、氨及脂肪胺的N-烴化 1 伯胺的制備,舉例,第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng) 一、氨及脂肪胺的N-烴化 2 仲胺的制備,2 仲胺的制備 1） 仲鹵代烴與NH3、伯胺反應(yīng)得仲胺,2） 還原烴化（芳香醛效果好） 當(dāng)芳香醛與氨的摩爾比為2：1時，以蘭尼鎳為還原劑主要的仲胺,第二節(jié)氮原子上的烴化反應(yīng) 一、氨及脂肪胺的N-烴化 3 叔胺的制備,3 叔胺的制備 1） 仲胺與鹵代烴作用,2） 仲胺+1mol醛或酮還原烴化 伯胺+2mol醛或酮還原烴化,RX: 烷基鹵代烴,環(huán)烷

10、基鹵代烴 芳環(huán): 苯環(huán),芳雜環(huán) 催化劑: AlX3, ZnCl2, FeCl3, SnCl4, HF, H2SO4, H3PO4,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 一、芳環(huán)上的烴化反應(yīng) (付-克反應(yīng)) 1 反應(yīng)式,1 反應(yīng)式,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 一、芳環(huán)上的烴化反應(yīng) (付-克反應(yīng)) 2 反應(yīng)機(jī)理,2 反應(yīng)機(jī)理 ：C+ 離子對芳環(huán)的親電進(jìn)攻,(1) RX (ROH、烯烴也可作烴化試劑）,a 當(dāng)R相同時: RFRClRBrRI 一般來說, 鹵代芳烴不反應(yīng) b 當(dāng)X相同時 RCH=CH2X PhCH2X(CH3)3X R2CHXRCH2XCH3X,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 一、芳環(huán)上的烴化反應(yīng)

11、(付-克反應(yīng)) 3 影響因素,3 影響因素,(2) 芳烴的結(jié)構(gòu),a 有供電基取代的芳烴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 b 多鹵代苯、硝基苯以及單獨(dú)帶有酯基、羧基、腈基的吸電子基團(tuán)，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),第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 一、芳環(huán)上的烴化反應(yīng) (付-克反應(yīng)) 3 影響因素,(3) 含有-NH2、-NR2的苯環(huán),一般不發(fā)生F-C反應(yīng),(4) 催化劑,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 一、芳環(huán)上的烴化反應(yīng) (付-克反應(yīng)) 3 影響因素,(5) 溶劑,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 一、芳環(huán)上的烴化反應(yīng) (付-克反

12、應(yīng)) 3 影響因素,(1) 當(dāng)烴基的碳原子數(shù) 3時, 發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng), 溫度升高, 異構(gòu)化比例增加,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 一、芳環(huán)上的烴化反應(yīng) (付-克反應(yīng)) 4 副反應(yīng),4 副反應(yīng),第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 一、芳環(huán)上的烴化反應(yīng) (付-克反應(yīng)) 4 副反應(yīng),(2) 間位產(chǎn)物生成: 當(dāng)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(dāng)比例的間位產(chǎn)物。 通常，較強(qiáng)烈的條件，即強(qiáng)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。 所以傅-克反應(yīng)時間不宜過長，AlCl3用量不宜過大。,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 一、芳環(huán)上的烴化反應(yīng) (付-克反應(yīng)) 4 副反應(yīng),舉例,1 活

13、潑亞甲基化合物的C-烴化,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 二、羰基化合物-位C烴化 1 活潑亞甲基化合物的C-烴化,1 活潑亞甲基化合物的C-烴化,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 二、羰基化合物-位C烴化 1 活潑亞甲基化合物的C-烴化,影響因素： （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 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、二甲苯等油溶劑中加入NaH或金屬鈉，生成烯醇鹽再烴化,1 活潑亞甲基化合物的C-烴化,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 二、羰基化合物-位C烴化 1 活潑亞甲基化合物的C-烴化,（2）引入烴基的順序 a 當(dāng)

14、R=R時,分步進(jìn)行 b 當(dāng)RR時， 當(dāng)R、R 為伯鹵代烷，先大再小 當(dāng)R、R 為仲鹵代烷，先伯后仲 當(dāng)R、R 為仲鹵代烷，收率低，一般選用活性高的亞甲基化合物,1 活潑亞甲基化合物的C-烴化,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 二、羰基化合物-位C烴化 1 活潑亞甲基化合物的C-烴化,（3） 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(dāng)換成苯基時，反應(yīng)更易發(fā)生 c 生成醚的副反應(yīng) 所以反應(yīng)不易使用過量的RX,2 醛酮以及羧酸衍生物-C烴化,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 二、羰基化合物-位C烴化 2 醛酮以及羧酸衍生物-C烴化,(1)反應(yīng)式 (2)機(jī)理 (3)影響因素,a RX b 羰基化合物

15、 i 醛的-C烴化少見，易發(fā)生Aldol縮合反應(yīng)， 但可采用烯胺法 ii 酯的-C烴化采用強(qiáng)堿，較弱的堿會發(fā)生 Claisen縮合副反應(yīng) iii 不對稱酮的-烴化,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 二、羰基化合物-位C烴化 2 醛酮以及羧酸衍生物-C烴化,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(qiáng)堿、酮不過量 A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,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 二、羰基化合物-位C烴化 2 醛酮以及羧酸衍生物-C烴化,第三節(jié) 碳原子上的烴化反應(yīng) 二、羰基化合物-位C烴化 2 醛酮以及羧酸衍生物-C烴化,(1)結(jié)構(gòu),(