版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
第二章烃化反应学习目标理解通过O-烃化反应制备混合醚的各种方法;掌握卤代烃为烃化剂制备混合醚时原料与试剂的选择、反应条件的确定等方法,以及环氧乙烷类烃化剂在烃化反应中的应用。理解伯、仲、叔胺的制备方法;掌握Gabriel反应、Delepine反应的原理、过程、特点及适用范围;了解选择性烃化的思路与基本方法。掌握F-C烃化反应的反应规律及影响因素,活性亚甲基化合物C-烃化的反应条件、影响因素及在药物合成中的应用;理解芳烃氯甲基化、炔烃烃化的原理、方法及应用。理解相转移催化反应的原理;了解常用的相转移催化剂及其特点,采用相转移催化技术的优点以及相转移催化技术在科研与生产中的应用与发展。1.概念用烃基取代有机物分子中的氢原子,包括某些官能团或碳架上的氢原子,均称为烃化反应引入的烃基包括饱和的、不饱和的烃基脂肪的、芳香的烃基含有各种取代基的烃基举例2.常用烃化剂及应用常用烃化剂:卤代烃、硫酸酯、芳磺酸酯、环氧烷类,醇类、醚类、烯烃、甲醛、甲酸等应用:永久性烃化:即制备含有某些官能团的化合物(如醚类、胺类)或构建分子骨架;充当保护基:即保护性烃化。第一节氧原子上的烃化反应一、卤代烃为烃化剂Williamson合成
定义醇或酚在碱(钠、氢氧化钠、氢氧化钾等)存在下,与卤代烃反应生成醚的反应称为Williamson合成合成过程1.醇或酚的影响
醇
醇的酸性较弱活性小的醇:先与金属钠或氢氧化钠作用制成醇钠,再烃化;活性大的醇:可在反应中加入氢氧化钠等碱作为去酸剂。例如1.醇或酚的影响
酚
酚酸性比醇强在碱性条件下,容易得到高收率的酚醚。操作时,可用NaOH形成酚氧负离子,或用碳酸钠(钾)做去酸剂。例:
2.卤代烃的影响
卤代烃的活性
烃基相同时:RF<RCl<RBr<RI;卤原子相同时:随烃基分子量的增大,活性逐渐降低。
卤代烃的选择
一般不用叔卤烷卤原子相同时伯卤烷的反应最好,仲卤烷次之氯苄和溴苄易于进行烃化反应制备芳基-脂肪混合醚一般用酚类与脂肪族的卤代烃反应3.碱和溶剂
醇的O-烃化
碱氢氧化钠、氢氧化钾、钠等强碱。溶剂极性非质子性溶剂如DMSO、DMF等酚的氧烃化
常用的碱氢氧化钠等强碱、碳酸钠(钾)等弱碱反应溶剂水、醇类、丙酮、DMF、DMSO、苯等二、酯类为烃化剂1.芳磺酸酯烃化剂
制备应用常用于引入分子量较大的烃基,或用于难以烃化的羟基2.硫酸酯
特点与应用:常用的甲基化及已基化试剂其沸点比相应的卤代烃高活性大毒性大作为甲基化试剂广泛应用三环氧乙烷类为烃化剂1.反应条件酸催化
单分子亲核取代碱催化
双分子亲核取代2.副反应及其利用副反应易与环氧乙烷继续反应生成聚醚衍生物副反应的避免办法
使用大大过量的醇副反应的应用
制备相应的聚醚类产物。(m、n、p均约为20)四其它烃化剂烯烃为烃化剂重氮甲烷烃化剂
酚羟基、羧羟基甲基化多元酚的选择性烃化五、螯合酚及多元酚的选择性烃化1.酚的螯合及其对烃化的影响螯合酚螯合酚的烃化2.多元酚的选择性烃化多元酚的烃化
选择性烃化第二节氮原子上的烃化反应一、卤代烃为烃化剂1.伯胺的制备NH3与卤代烃反应(不常用)Gabriel合成Delepine反应新方法Gabriel合成反应式特点酸性水解一般需要剧烈条件用水合肼水解效果好卤代烃范围广Delepine反应反应式(反应分两步进行)优点
原料价廉易得缺点应用范围不如Gabriel合成广泛要求使用的卤代烃有较高的活性2.仲胺的制备利用反应物的活性及位阻利用阻断基
3.叔胺的制备卤代烃与仲胺反应是制备叔胺常用的方法4.联芳胺的制备Ullmann反应
二、酯类为烃化剂1.硫酸酯为烃化剂2.芳磺酸酯及其他酯类烃化剂三、环氧乙烷类烃化剂伯胺与环氧乙烷反应是制备烃基双-(β-羟乙基)胺的主要方法。常用来合成氮芥类抗肿瘤药及镇痛药等。四、醛、酮为烃化剂还原烃化反应
定义
醛或酮在还原剂存在下,与氨及伯、仲胺反应,在氮原子上引入烃基的反应称为还原烃化反应。反应过程1.还原剂RaneyNi金属钠(或钠汞齐)加乙醇锌粉金属复氢化物甲酸等。2.反应特点及规律制备伯胺
五碳以上的脂肪醛与过量的氨,在RaneyNi催化剂存在下氢化还原,主要得伯胺苯甲醛与等摩尔氨在此条件下主要得苄胺制备仲胺
芳香醛与NH3的摩尔比为2:1时,以RaneyN催化加氢,烃化产物主要为仲胺。制备叔胺
仲胺的位阻较大,用甲醛制得叔胺的收率才高。3.反应溶剂及其他常用醇类作溶剂反应条件温和反应的优点没有季铵盐生成反应的缺点使用氢气,易燃、易爆,且需加压,需加强安全操作第三节碳原子上的烃化反应一、芳烃的C-烃化:Friedel-Crafts反应反应机理(略)主要影响因素应用及操作方法需注意的问题主要影响因素烃化试剂
芳香族化合物的结构
催化剂常用的Lewis酸的活性顺序:常用的质子酸的活性顺序:催化剂的用量一般为烃化试剂用量的1/10(摩尔比。溶剂
芳烃本身为液体时,可以过量使用当芳烃为固体时,可用二硫化碳、石油醚、四氯化碳作溶剂F-C烃化反应的应用及操作方法应用操作
反应前
当反应激烈放热时
烃化试剂全部加完后反应毕
4.应用F-C烃化反应需注意的问题烃基的异构化烃基的定位
与反应条件有关较温和的条件取代基进入的位置遵循亲电取代反应的规律;激烈的反应条件常得到较多非规律的产物。卤代烃、醇或烯烃与催化剂如三氯化铝作用形成碳正离子二、芳烃的氯甲基化:Blanc反应
定义
芳烃在甲醛、氯化氢及无水ZnCl2(或AlCl3、SnCl4)或质子酸(H2SO4、H3PO4、HOAc)等缩合剂存在下,可以在芳环上引入氯甲基(—CH2Cl),此反应又称为Blanc反应。过程1.芳烃结构
若环上存在有给电子基团,反应容易进行。若芳环上存在有吸电子基团时,将阻碍氯甲基化反应的进行。例如,硝基苯进行氯甲基化时,收率很低。芳酮一般不发生氯甲基化反应,但有给电子基存在时可使芳环活化,而能进行氯甲基化反应。2.氯甲基化试剂
甲醛缩二甲醇甲醛缩二乙醇甲醛或多聚甲醛氯甲醚二氯甲醚等
3.应用
在构建碳架及官能团的转化中有非常重要的意义三、羰基化合物的α位C-烃化
活性亚甲基化合物在一个饱和的碳原子上含有两个或一个强的吸电子取代基时,常被称为活性亚甲基化合物,其烃化反应的活性较高,这类反应很有应用价值。
常见的活性亚甲基化合物
β-二酮、β-羰基酸酯等1.反应机理
活性亚甲基的C-烃化反应属于SN2机理2.主要影响因素催化剂溶剂
烃化试剂及被烃化物的结构引入烃基的次序3.应用
制备某些结构的酮、长链羧酸及其衍生物在活性亚甲基上引入侧
利用二卤烷与活性亚甲基化合物的反应,制备环状化合物。
利用烃化反应合成取代氨基酸四、炔烃的碳烃化
乙炔及其他末端炔(R—C≡CH)由于它们分子中有两个或一个氢原子和碳碳三键相连,因而具有酸性,在液氨中与强碱如氨基钠作用可得炔化钠,炔化钠作为亲核试剂与卤代烃及羰基化合物反应生成炔烃衍生物。
操作中,乙炔钠在液氨中第一次烃化得1-炔后,不必分离,再加入悬浮在液氨中的氨基钠,然后再加入与第一次烃化相同或不同的卤代烃(或羰基化合物),即可得很好收率的相应的炔。1.烃化剂
金属炔化物与卤代烃的反应比较容易进行,而卤代烃的结构对反应有一定的影响。卤代烃的活性随卤素原子量的增加而增大芳卤化物不能用来烃化炔离子2.应用
利用本反应可以增长碳链利用格氏试剂与金属锂也可以对炔烃进行烃化,可参见第十章有关内容。MechanismoftheUllmannReaction第四节相转移催化技术在药物合成中的应用节约溶剂用碱金属氢氧化物水溶液代替醇盐、氨基钠、氢化钠及金属钠等反应快而条件温和,后处理较容易提高反应的选择性,抑制副反应,提高收率等一、相转移催化反应的原理
季铵盐(R4N+X—)或季磷盐(R4P+X—)被称为相转移催化剂(phasetransfercatalyst,简称PTC)。作用:使一种反应物由一相转移到另一相中,促使一个可溶于有机溶剂的底物和一个不溶于此溶剂的离子型试剂两者之间发生反应。二、相转移催化剂
1.相转移催化剂的要求具备形成离子对的条件,即结构中含有的阳离子部分便于与阴离子形成有机离子对,或者能与反应物形成复合离子。有足够的碳原子,以便形成的离子对具有亲有机溶剂的能力。R的结构位阻应尽可能小,R基为直链居多稳定并便于回收2.常用的相转移催化剂(1)翁盐类催化剂英文缩写名催化剂英文缩写名(CH3)4NBr(C3H7)4NBr(C4H9)4NBr(C4H9)4NI(C4H9)4NCl(C2H5)3C6H5CH2NCl(C2H5)3C6H5CH2NBr(C4H9)4NHSO4TMABTPABTBABTBAITBACTEBACTEBABTBAHS(C8H17)3NCH3ClC6H13N(C2H5)3BrC8H17N(C2H5)3BrC10H21N(C2H5)3BrC12H25N(C2H5)3BrC16H33N(C2H5)3BrC16H33N(CH3)3Br(C8H17)3NCH3BrTOMACHTEABOTEABDTEABLTEABCTEABCTMABTOMAC(2)冠醚类也称非离子型相转移催化剂,它具有特殊的复合性能(3)非环多醚类聚乙二醇脂肪醚聚乙二醇烷基苯醚折叠成不同大小的螺旋型结构,与不同直径的金属离子复合“三相催化”是新的合成技术,优点:固相催化剂可在反应结束后过滤除去,操作简单,可回收套用,分离纯化简便等。三、主要影响因素1.溶剂的选择
2.催化
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 广东省2024-2025年高中物理 学业水平测试冲A 第1章 运动的描述教案(含解析)
- 【《论加强A企业固定资产管理问题及完善建议(论文)》11000字】
- 1学习伴我成长(教学设计) 2024-2025学年统编版道德与法治三年级上册
- 2022年湖北随州中考满分作文《我为书狂》3
- 2022年黑龙江绥化中考满分作文《路的含义》
- 2023-2024学年人教版物理九年级上册同步教案:15.1 两种电荷
- 1 读懂彼此的心 第一课时 教学设计-2023-2024学年道德与法治五年级下册统编版
- 第三单元练习卷(进阶练习)2024-2025学年六年级上册语文统编版
- 纳米机器人辅助的前膜微创手术
- 色素沉着相关基因的表观调控机制
- 电力安全事故应急处置和调查处理条例(-)课件
- 中建八局施工组织设计方案
- 人教版六年级上册数学位置与方向(PPT)
- 财政支出绩效评价要点
- 2023广东珠海金湾区公开招聘合同制职员64人(共1000题含答案解析)模拟检测(自我提高)试卷
- 【高分复习笔记】尤建新《管理学概论》(第3版)笔记和课后习题详解
- 职称个人业务自传
- 安徽海华科技集团有限公司年产2万吨甲酚技改及厂区清洁化升级改造项目环评报告书
- 血液透析业务学习课件
- 第1讲-大学生心理健康导论
- 全面提高人才自主培养质量PPT着力造就拔尖创新人才聚天下英才而用之PPT课件(带内容)
评论
0/150
提交评论