烃化反应 (2)幻灯片.ppt
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1、烃化反应第1页,共57页,编辑于2022年,星期日烃化反应:烃化反应:用烃基取代有机分子中氢原子的反应,包括用烃基取代有机分子中氢原子的反应,包括:官能团官能团(如如-OH、NH、SH.)碳原子上的氢原子碳原子上的氢原子(CH)和有机金属化合物的金属部分被烃基取代和有机金属化合物的金属部分被烃基取代(R-M、RO-M、RS-M.)2.1.1 醇的醇的O烃化烃化(醇的醚化醇的醚化)第2页,共57页,编辑于2022年,星期日4.1.1.1 卤代烃作烃化剂卤代烃作烃化剂醇在碱存在下与卤代烃反应是目前制备混合醚的最佳方法。醇在碱存在下与卤代烃反应是目前制备混合醚的最佳方法。该法是该法是1850年年Wi
2、lliamson发现的。也称发现的。也称Williamson合成法合成法该亲核反应可以是单分子,也可是双分子反应,该亲核反应可以是单分子,也可是双分子反应,取决于卤代烃的结取决于卤代烃的结构构一般情况:伯卤代烃发生双分子亲核取代反应一般情况:伯卤代烃发生双分子亲核取代反应 第3页,共57页,编辑于2022年,星期日改进改进Williamson合成,用醇铊与卤代烃在合成,用醇铊与卤代烃在MeCN中反应,可以得到高产率中反应,可以得到高产率的醚化产品的醚化产品一些光学活性醇,用强碱金属一些光学活性醇,用强碱金属Na酯醇钠,在与卤代烃反应,产物复酯醇钠,在与卤代烃反应,产物复杂,但如果用稍弱的碱杂,
3、但如果用稍弱的碱NaH,则可得立体专一产品,则可得立体专一产品第4页,共57页,编辑于2022年,星期日卤代醇在碱性条件下发生分子内卤代醇在碱性条件下发生分子内Williamson反应,为制备环状醚类化合反应,为制备环状醚类化合物的一种重要方法。物的一种重要方法。为什么为什么Williamson合成法不能用叔卤代烃作烃化剂?合成法不能用叔卤代烃作烃化剂?第5页,共57页,编辑于2022年,星期日Koenigs-Knorr法:法:在在Ag(I)或或Hg(II)盐的帮助下,卤代糖进行中性醇解盐的帮助下,卤代糖进行中性醇解经典合成法经典合成法!多卤化物与醇钠反应,得到多醚化产物:多卤化物与醇钠反应,
4、得到多醚化产物:第6页,共57页,编辑于2022年,星期日4.1.1.2 芳磺酸酯作烃化剂芳磺酸酯作烃化剂芳磺酸酯的应用比硫酸酯芳磺酸酯的应用比硫酸酯(有毒有毒)广,且广,且OTs是很好的离去基团。是很好的离去基团。第7页,共57页,编辑于2022年,星期日4.1.1.3 环氧乙烷作烃化剂环氧乙烷作烃化剂 碱催化:碱催化:由于位阻原因,由于位阻原因,RO进攻环氧乙烷取代基较进攻环氧乙烷取代基较少的碳原子少的碳原子酸催化:酸催化:第8页,共57页,编辑于2022年,星期日由于产物中含羟基,如果环氧乙烷过量,就可形成聚醚,故甲由于产物中含羟基,如果环氧乙烷过量,就可形成聚醚,故甲醇必须过量醇必须过
5、量第9页,共57页,编辑于2022年,星期日4.1.1.4 烯烃作烃化剂烯烃作烃化剂醇在碱性条件下对烯的加成:醇在碱性条件下对烯的加成:醇在酸性条件下对烯的加成:醇在酸性条件下对烯的加成:第10页,共57页,编辑于2022年,星期日4.1.1.5 其它烃化剂其它烃化剂三氟甲磺酸酯三氟甲磺酸酯CF3SO2OR及氟硼酸羊盐及氟硼酸羊盐R3O BF4 是强是强活性烃化剂。可醚化有位阻的醇活性烃化剂。可醚化有位阻的醇Williamson合成法易发生消旋化合成法易发生消旋化而此法则可避免消旋而此法则可避免消旋!第11页,共57页,编辑于2022年,星期日4.1.2 酚的酚的O烃化烃化(酚的醚化酚的醚化)
6、酚比醇酸性强。用碱酚比醇酸性强。用碱Na(K)OH、Na(K)2CO3即可进行即可进行溶剂:溶剂:H2O、醇类、丙酮、醇类、丙酮、DMF、DMSO、苯或二甲苯等、苯或二甲苯等第12页,共57页,编辑于2022年,星期日重氮甲烷,良好的甲醚化试剂。常用乙醚、甲醇、氯仿等作溶剂,可用重氮甲烷,良好的甲醚化试剂。常用乙醚、甲醇、氯仿等作溶剂,可用BF3或或HBF4作催化剂作催化剂优点:反应中放出氮气,无副产物生成优点:反应中放出氮气,无副产物生成缺点:重氮甲烷及其中间体均有毒,不宜大量制备缺点:重氮甲烷及其中间体均有毒,不宜大量制备第13页,共57页,编辑于2022年,星期日第14页,共57页,编辑
7、于2022年,星期日96%DCC催化酚醇偶联催化酚醇偶联第15页,共57页,编辑于2022年,星期日酚与异丁烯在酸催化下得到叔丁醚:酚与异丁烯在酸催化下得到叔丁醚:第16页,共57页,编辑于2022年,星期日4.1.2.3 多元酚的选择性烃化多元酚的选择性烃化 第17页,共57页,编辑于2022年,星期日4.1.2.4 O-烃化和烃化和C-烃化烃化 酚进行烃化时,除了酚进行烃化时,除了O-烃化外,还有烃化外,还有C-烃化烃化 产物产物研究表明,研究表明,在在DMSO、DMF、醚类、醇类中烃化,主要得到、醚类、醇类中烃化,主要得到O-烃化产物烃化产物;在水、在水、酚、三氟乙醇中主要得到酚、三氟乙
8、醇中主要得到O-烃化产物烃化产物第18页,共57页,编辑于2022年,星期日2.2.1 氨及脂肪胺的氨及脂肪胺的N烃化烃化(胺的制备胺的制备)卤代烃与氨或伯、仲胺之间进行的烃化反应是合成胺类化合物的主卤代烃与氨或伯、仲胺之间进行的烃化反应是合成胺类化合物的主要方法之一。要方法之一。氨或胺类化合物都具有碱性,亲核能力较强,它们比羟基化合物更易于进行烃化反应氨或胺类化合物都具有碱性,亲核能力较强,它们比羟基化合物更易于进行烃化反应1849年,年,Hoffman发现:发现:但反应并不停留在该步,而是继续进行下去,生成一个混合物但反应并不停留在该步,而是继续进行下去,生成一个混合物不同卤素对反应活性有
9、影响:活性不同卤素对反应活性有影响:活性 I Br Cl F虽然卤代烃与氨反应可制备伯、仲、叔胺或其铵盐的混合物,但此法分离纯化较困难。虽然卤代烃与氨反应可制备伯、仲、叔胺或其铵盐的混合物,但此法分离纯化较困难。通过长期实践,科技工作者找到了更好的制备方法。通过长期实践,科技工作者找到了更好的制备方法。第19页,共57页,编辑于2022年,星期日4.2.1.1 伯胺的制备伯胺的制备 (1).卤代物的卤素氨基化卤代物的卤素氨基化(2).Gabriel 合成法合成法(经典的伯胺合成法经典的伯胺合成法)第20页,共57页,编辑于2022年,星期日抗疟抗疟(nue)药药 伯胺喹伯胺喹(Primaqui
10、ne)第21页,共57页,编辑于2022年,星期日(3).卤代物与氨基钾卤代物与氨基钾(钠钠)反应反应(4).Dlpine 反应法反应法Dlpine 反应反应:卤代烃与环六亚甲基四胺得到其季铵盐,然后水解得伯胺卤代烃与环六亚甲基四胺得到其季铵盐,然后水解得伯胺氨与甲醛反应制得氨与甲醛反应制得第22页,共57页,编辑于2022年,星期日(5).三氟甲磺酸酐酰化苄胺法三氟甲磺酸酐酰化苄胺法(6).二苯硫氨基锂法二苯硫氨基锂法(7).硝基还原法硝基还原法第23页,共57页,编辑于2022年,星期日(8).腈腈(CN)类化合物还原法类化合物还原法(9).Hoffman降解法降解法(10).还原胺法制伯
11、胺还原胺法制伯胺 (醛、酮与氨反应后,再还原法醛、酮与氨反应后,再还原法)第24页,共57页,编辑于2022年,星期日(11).(月亏月亏)(CH=NOH)类化合物还原法类化合物还原法(12).Leuckart反应法反应法Leuckart反应:在甲酸及其衍生物存在下,羰基化合物与氨、胺的还反应:在甲酸及其衍生物存在下,羰基化合物与氨、胺的还 原氨基化反应原氨基化反应第25页,共57页,编辑于2022年,星期日4.2.1.2 仲胺的制备仲胺的制备 (1).由氨制备由氨制备 (仲卤代烃与氨反应,由于位阻可得到仲胺为主的产物仲卤代烃与氨反应,由于位阻可得到仲胺为主的产物)(2).由伯胺制备由伯胺制备
12、a).伯胺与卤代烃反应制备伯胺与卤代烃反应制备第26页,共57页,编辑于2022年,星期日b).伯胺与三氟甲磺酸酐反应制备伯胺与三氟甲磺酸酐反应制备 (与制备伯胺类似与制备伯胺类似)c).伯胺与亚磷酸二酯反应制备伯胺与亚磷酸二酯反应制备 d).伯胺与磺酰氯反应制备伯胺与磺酰氯反应制备 (Hinsberg反应反应)第27页,共57页,编辑于2022年,星期日g).Leuckart反应法反应法Leuckart反应:在甲酸及其衍生物存在下,羰基化合物与氨、胺的反应:在甲酸及其衍生物存在下,羰基化合物与氨、胺的 还原氨基化反应还原氨基化反应f).还原烃化法制备还原烃化法制备 e).伯胺与醇的鏻鎓盐反应
13、制备伯胺与醇的鏻鎓盐反应制备 第28页,共57页,编辑于2022年,星期日4.2.1.3 叔胺的制备叔胺的制备 a).仲胺与卤代烃反应制备仲胺与卤代烃反应制备b).仲胺与鏻鎓盐反应制备仲胺与鏻鎓盐反应制备 第29页,共57页,编辑于2022年,星期日c).还原烃化法制备还原烃化法制备 d).Leuckart反应法反应法第30页,共57页,编辑于2022年,星期日4.2.2 芳香胺及杂环胺的芳香胺及杂环胺的N烃化烃化 4.2.2.1 N烷基及烷基及N,N双烷基芳香胺的制备双烷基芳香胺的制备 第31页,共57页,编辑于2022年,星期日4.2.2.2 芳香胺的芳香胺的N芳烃化芳烃化 Ullmann
14、反应:芳香伯胺与卤代芳烃在铜或碘化铜以及碳酸钾存反应:芳香伯胺与卤代芳烃在铜或碘化铜以及碳酸钾存 在下加热反应得到二苯胺及其同系物的反应在下加热反应得到二苯胺及其同系物的反应4.2.2.3 杂环胺的杂环胺的N烃化烃化 第32页,共57页,编辑于2022年,星期日为什么为什么1卤丙烷、卤丙烷、2卤丙烷在卤丙烷在Lewis存在下存在下 或正丙醇、异丙醇、丙烯在质子酸存在下或正丙醇、异丙醇、丙烯在质子酸存在下 分别与苯反应得到同一产物分别与苯反应得到同一产物?为什么为什么Lewis酸如酸如AlCl3、BF3等催化烷氧基化合物或芳胺类化合物时催等催化烷氧基化合物或芳胺类化合物时催化剂常常活性很低或失去
15、活性?化剂常常活性很低或失去活性?为什么为什么AlCl3催化醇与芳香环反应时比催化卤代烃与芳香环反应所用催催化醇与芳香环反应时比催化卤代烃与芳香环反应所用催化剂的要多得多?化剂的要多得多?4.3 碳原子上的烃化反应碳原子上的烃化反应?第33页,共57页,编辑于2022年,星期日Friedel-Crafts反应:反应:1877年发现,在三氯化铝催化下,卤代烃及酰年发现,在三氯化铝催化下,卤代烃及酰卤与芳香族化合物反应,在芳香环引入烃基与酰基。分为卤与芳香族化合物反应,在芳香环引入烃基与酰基。分为Friedel-Crafts烃化和酰化反应两种烃化和酰化反应两种催化剂:催化剂:AlCl3、FeCl3
16、、SnCl4、SbCl5、BF3、ZnCl2、TiCl4、HF、H2SO4、P2O5 烃化剂:烃化剂:卤代烃、烯、醇、醚、酯卤代烃、烯、醇、醚、酯芳香族化合物:芳香族化合物:烃类、卤代芳烃、酚、酚醚、芳胺、芳烃类、卤代芳烃、酚、酚醚、芳胺、芳 醛、香羧酸、芳香杂环醛、香羧酸、芳香杂环(如呋喃、噻吩如呋喃、噻吩)第34页,共57页,编辑于2022年,星期日Friedel-Crafts反应的用途:反应的用途:制备烷基取代的芳香化合物制备烷基取代的芳香化合物(如二甲苯、萘、酚、如二甲苯、萘、酚、)第35页,共57页,编辑于2022年,星期日4.3.1.1.1 Friedel-Crafts 烃化反应机
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