烷基化反應

烷基化反應

徠烷基化反應(Alkylation reaction)指的是將有機物分子碳、氮、氧等原子上引入烷基,合成有機化學品的反應。被烷基化物主要有烷烴及其衍生物、芳香烴及其衍生物。其反應主要分為C-烷基化、N-烷基化、O-烷基化三類。

基本定義


有機化合物分子中連在碳、氧和氮上的氫原子被烷基徠所取代的反應。

應用作用


有機物分子碳、氮、氧等原子上引入烷基,合成有機化學品的過程稱為烷基化。被烷基化物主要有烷烴及其衍生物、芳香烴及其衍生物。烷烴及其衍生物,包括脂肪醇脂肪胺羧酸及其衍生物等。通過烷基化,可在被烷基化物分子中引入甲基、乙基、異丙基、叔丁基、長碳鏈烷基等烷基。也可引入氯甲基、羧甲基、羥乙基、睛乙基等烷基的衍生物,還可引入不飽和烴基、芳基等。芳香烴及其衍生物,包括芳香烴及硝基芳烴、鹵代芳烴、芳磺酸、芳香胺類、酚類、芳羧酸及其酯類等。
通過烷基化,可形成新的碳碳、碳雜等共價鍵,從而延長了有機化合物分子骨架,改變了被烷基化物的化學結構,賦予了其新的性能,製造出許多具有特定用途的有機化學品。有些是專用精細化學品,如非離子表面活性劑壬基酚聚氧乙烯醚、鄰苯二甲酸酯類增塑劑、相轉移催化劑季銨鹽類等。

化學試劑


烷基化試劑又稱為烷化劑、烴化劑許,多烴的衍生物可作烷化劑。
①鹵烷:氯甲烷、碘甲烷、氯乙烷、溴乙烷、氯乙酸和氯化苄等。
②醇類:甲醇、乙醇、正丁醇、十二碳醇等。
③酯類:硫酸二甲酯、硫酸二乙酯、磷酸i甲酯、磷酸三乙酯、對甲基苯磺酸甲酯和乙酯等。
不飽和烴:乙烯、丙烯、高碳a烯烴、丙烯腈、丙烯酸甲酯和乙炔等。
⑤環氧化合物:環氧乙烷、環氧丙烷等。
⑥醛或酮類:甲醛、乙醛、丁醛、苯甲醛、丙酮和環己酮等。
鹵烷、醇類和酯類是取代反應的烷化劑,不飽和烴和環氧化物是加成反應的烷化劑。醛類、酮類是脫水縮合反應的烷化劑。

分類類型


C

C-烷基化最初是在1877年,由法國化學家傅列德爾(Friedel)和美國化學家克拉夫茨(Crafts)兩人發現的。當在苯和氯甲烷中,加入無水三氯化鋁便發生強烈的反應,放出氯化氫氣體,並從反應混合物中分離出甲苯,這種苯烷基化成為甲苯是最簡單的一例。利用這類烷基化反應可以合成一系列烷基取代芳烴,在實驗室和工業上的用途十分廣泛。

O

許多芳醚的製備不宜採用烷氧基化的合成路線,而需要採用O-烷基化的合成路線。例如β-萘乙醚的製備,如果採用烷氧基化的合成路線,則原料β-氯萘很難獲得,而且其中的氯原子也很不活潑;如果採用O-烷基化,則原料β-萘酚容易得到。又如在製備芳環上含有羧甲氧基或苄氧基的中間體時,採用酚類氯乙酸(或氯苄)相作用的合成路線更為合理。因為氯乙酸和氯苄比羥基乙酸和苄醇容易獲得,而且又都是活潑的烷基化劑。