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烷基化反应的简介.ppt

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第1页,共35页,星期日,2025年,2月5日一、烷基化反应的简介1.研究作用:可以合成塑料、医药、溶剂、合成洗涤剂、药物、染料、香料、催化剂、表面活性剂等功能性产品。如通过C—烷基化反应可制得阴离子表面活性剂;通过O-烷基化可制得聚乙二醇型非离子表面活性剂;通过N-烷基化合成的季铵盐是重要的阳离子表面活性剂、相转移催化剂、杀菌剂等。3.可发生烷基化反应的有机物:芳烃、活泼亚甲基化合物、胺类等。4.烷基化试剂种类:醇、烯烃、硫酸二甲酯、卤代烷、环氧化物、醛、酮等。2.定义:烷基化反应是指向有机化合物分子中的碳、氮,氧等原子上引入烃基增长碳链(包括烷基、烯基、炔基、芳基等)的反应,其中以引入烷基最为重要。第2页,共35页,星期日,2025年,2月5日二、烷基化反应的类型1.C-烷基化反应:如烷基苯的制备反应:2.O-烷基化反应:如非离子表活剂壬基酚聚氧乙烯醚的制备反应:3.N-烷基化反应:如染料中间体N,N-二甲基苯胺的制备反应:第3页,共35页,星期日,2025年,2月5日

第二节烷基化反应的基本原理一、芳环上的C-烷基化反应二、O-烷基化反应三、N-烷基化反应第4页,共35页,星期日,2025年,2月5日一、芳环上的C-烷基化反应芳环上的C-烷基化是在催化剂作用下直接向芳环碳原子上引入烷基的反应,也称为Friedel-Cartfts反应,简称付氏烷基化反应。利用这类烷基化反应可以增长碳链,合成一系列烷基取代芳烃如十二烷基苯等塑料、医药及合成洗涤剂的原料。★1.C-烷基化反应历程★2.烷基化试剂★3.催化剂★4.芳环上C-烷化反应特点5.C-烷基化方法第5页,共35页,星期日,2025年,2月5日★1.C-烷基化反应历程催化剂路易大多是斯酸、质子酸或酸性氧化物,催化剂的作用是使烷基化剂转变成活泼的亲电质点——碳正离子。烷基正离子进攻芳环发生亲电取代反应。用醇烷基化时,当以质子酸作催化剂,醇和氢质子首先结合成质子化醇,然后再离解成烷基正离子和水。用卤代烷烷基化反应时,Lewis催化剂使卤烷极化,形成碳正离子(有可能发生重排)。用烯烃烷基化反应时,催化剂使烯烃分子生成活泼亲电质点碳正离子。第6页,共35页,星期日,2025年,2月5日★1.C-烷基化反应历程复习《有机化学》相关内容。1.将下列碳正离子的稳定性进行排序:2.完成下列反应方程式:第7页,共35页,星期日,2025年,2月5日★1.C-烷基化反应历程3.判断下列A、B、C、D反应速度的快慢:结论:C>B>A>D第8页,共35页,星期日,2025年,2月5日★2.烷基化试剂主要有卤烷、烯烃和醇类,以及醛、酮类。(1)卤烷:卤烷(R-X)是常用的活性较强的烷化剂。不能用卤代芳烃(氯苯或溴苯)来代替卤烷作烷基化试剂实验。原因:连在芳环上的卤素受到共轭效应的稳定作用,其反应活性较低,不能进行烷基化反应。(2)烯烃:烯烃是另一类常用的活性较强的烷基化剂。(3)醇、醛和酮:它们都是较弱的烷化剂。醛、酮用于合成二芳基或三芳基甲烷衍生物。醇类和卤烷烷化剂除活性上有差别外,均特别适合于小吨位的精细化学品,在引入较复杂的烷基时使用。第9页,共35页,星期日,2025年,2月5日★3.催化剂(1)路易斯酸主要是金属卤化物,其中常用的是AlCl3。催化活性如下:AlCl3>FeCl3>SbCl5>SnCl4>BF3>TiCl4>ZnCl2采用无水三氯化铝作催化剂的优点是价廉易得,催化活性好。缺点是有大量铝盐废液生成,有时由于副反应而不适于活泼芳烃(如:酚、胺类)的烷基化反应。(2)质子酸其中主要是氢氟酸、硫酸和磷酸,催化活性次序如下:HF>H2SO4>P2O5>H3PO4、阳离子交换树脂以烯烃、醇、醛、和酮为烷化剂时,广泛应用硫酸作催化剂。第10页,共35页,星期日,2025年,2月5日★4.芳环上C-烷化反应特点(1)C-烷基化属连串反应由于烷基是供电子基团,芳环上引入烷基后因电子云密度增加而比原先芳烃反应物更加活泼,有利于进一步与烷化剂反应生成二取代烷基芳烃,甚至生成多烷基芳烃。但随着烷基数目增多,空间效应会阻止进一步引入烷基,使反应速度减慢。因此烷基苯的继续烷基化反应

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