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1、Introduction有机物分子中氢原子有机物分子中氢原子(包括包括-OH、-NH2、-SH、-C上的氢原子上的氢原子)被烃基取代的反应被烃基取代的反应形成形成C-C键不发生官能团转换键不发生官能团转换第1页/共116页第一节第一节 反应机理反应机理多属于亲核取代反应：杂 原子向亲电试剂的进攻；亲电取代反应：芳环引入烃化试剂第2页/共116页亲核取代反应影响因素1.有利于C+形成的因素，愈利于SN1；2.新戊基SN1、SN2均不利；3.对烯丙型、苄基型SN1、SN2均可能；4.卤乙烯型及卤苯型难于进行亲核取代反应；5.典型的SN1、SN2反应第3页/共116页6.碱性越弱越易离去，卤素、磺酸
2、酯、硫酸酯都是好的离去基团；7.离去能力越强越利于SN1；8.极性溶剂利于SN1，不利于SN2；9.亲核性越强越利于SN2；亲核性-碱性（1）同周期的元素形成的负离子，碱性和亲核性一致，随电负性增大而减,NH2-HO-F-（2）亲核原子相同时，碱性和亲核性一致，RO-HO-ArO-RCOO-ROHH2O;（3）同一族中，碱性随体积增加而减小，亲核性则相反；第4页/共116页一、亲核取代反应1.杂原子的亲核取代反应（1）O原子的亲核取代反应 醇的烃化反应伯烷基-碱性：SN2反应第5页/共116页伯烷基，中性或弱碱性：SN1第6页/共116页烃化剂为卤代烃-Williamson醚合成第7页/共11
3、6页第8页/共116页第9页/共116页the order of reactivity for the halides regarding the alkyl group:Meallylicbenzylic1alkyl2alkyl while under standard conditions tertiary alkyl halides undergo E2 elimination to afford the corresponding alkenes;第10页/共116页the order of reactivity is also influenced by the nature of
4、the leaving group:OTsIOMsBrCl.第11页/共116页The preparation of diaryl ethers from phenoxides and unactivated aryl halides is not possible under the reaction conditions of the Williamson ether synthesis,but in the presence of copper metal or Cu(I)-salt catalysts,diaryl ethers are obtained(see Ullmann bia
5、ryl ether synthesis).第12页/共116页环氧化合物为烃化剂：SN2烯烃为烃化剂：SN2-烯烃连有吸电子基团第13页/共116页 酚的O烃化反应酚的酸性强，更容易，碱相对弱。通常为SN2第14页/共116页（2）N的亲核取代反应第15页/共116页2.碳负离子的亲核取代反应R-:炔基负离子、格式试剂烷基负离子、活泼亚甲基产生的负离子RL：卤代烃、磺酸酯、硫酸酯第16页/共116页二、亲电取代反应Friedel-Crafts反应第17页/共116页In addition to aluminum chloride，other Lewis acids are also used
6、for Friedel-Crafts alkylations:BeCl2,CdCl2,BF3,BBr3,GaCl3,AlBr3,FeCl3,TiCl4,SnCl4,SbCl5,lanthanide trihalides,and alkylaluminum halides(AlRX2).The most widely employed catalysts are AlCl3 and BF3 for alkylations with alkyl halides.第18页/共116页 the reactivity of alkyl halides is the highest for alkyl f
7、luorides and the lowest for alkyl iodides(F Cl Br I);the branching of the alkyl group has a dramatic influence,since tertiary alkyl halides are the most reactive:tertiary,benzyl secondary primary;第19页/共116页if the aromatic substrate is substituted,electron-donating substituents are required,and elect
8、ron-poor substrates do not undergo the alkylation;after the first alkyl group is introduced,the aromatic ring becomes more reactive and polyalkylation often occurs.第20页/共116页nucleophilic functional groups(-OH,-OR,-NH2)coordinate to the Lewis acid catalyst,thereby deactivating it;第21页/共116页 第二节第二节 氧原
9、子上的烃化反氧原子上的烃化反应应一、醇的一、醇的O O烃化烃化1.1.卤代烃为烃化剂卤代烃为烃化剂(1)(1)反应通式反应通式第22页/共116页（2 2）反应机理）反应机理伯卤代烷按伯卤代烷按SN2历程，叔卤代烷按历程，叔卤代烷按SN1历程，得烯烃。历程，得烯烃。仲卤代烷按仲卤代烷按SN1和和SN2历程；历程；RIRBrRCl (活性活性)采用采用RO-、OH-试剂。溶剂：试剂。溶剂：ROH、DMSO、DMF、HMPT等；等；第23页/共116页（3）影响因素卤代烃的结构如果活性不够，可加入适当的KI；芳香卤化物-邻对位有吸电子基团存在；反应溶剂醚类、极性非质子溶剂？非纳西丁中间体第24页/
10、共116页（4）应用特点二苯甲醚制备第25页/共116页 用用ROTl作试剂作试剂(改进的改进的williamson合合成法成法)第26页/共116页卤代醇在碱性条件下卤代醇在碱性条件下,环化为分子内环化为分子内WilliamsonWilliamson反应反应第27页/共116页 叔卤代烃在特殊条件下，也可制得叔卤代烃在特殊条件下，也可制得叔醚叔醚第28页/共116页2.芳基磺酸酯为烃化剂鲨肝醇的合成第29页/共116页3.3.环氧乙烷为烃化剂环氧乙烷为烃化剂（1 1）反应通式）反应通式第30页/共116页(2)反应机理 碱催化机理碱催化机理:第31页/共116页 酸催化机理酸催化机理:NuN
11、u第32页/共116页(3)应用特点 烷氧基醇的制备第33页/共116页 聚醚的制备第34页/共116页二、酚的二、酚的O-O-烃化烃化 1.卤代烃为烃化剂碱碱:NaOH、Na2CO3溶剂：水、醇、丙酮、溶剂：水、醇、丙酮、DMF、DMSO、苯、苯、二甲苯二甲苯试剂：试剂：R-X、Me2SO4、CH2N2第35页/共116页镇痛药镇痛药（3）应用特点）应用特点 芳基脂肪醚的制备芳基脂肪醚的制备 易苄化易苄化-苄醚苄醚第36页/共116页位阻或螯合酚的烃化Solutions：更强的碱 NaH、Rli等。第37页/共116页2.硫酸二甲酯为甲基化试剂 降压药甲基多巴中间体降压药甲基多巴中间体第38
12、页/共116页 活性：活性：-COOH-OH-COOH-OH3.重氮甲烷为甲基化试剂第39页/共116页4.DCC缩合法伯醇收率较好，仲、叔醇收率较低第40页/共116页Mitsunobu reaction.5.烷氧基鏻盐为烃化剂第41页/共116页Mechanism第42页/共116页第43页/共116页第44页/共116页 第三节第三节 氮原子上的烃化反应氮原子上的烃化反应 一、氨及脂肪胺的一、氨及脂肪胺的N-N-烃化烃化应用特点应用特点（1 1）仲胺及叔胺的制备）仲胺及叔胺的制备第45页/共116页 第46页/共116页（2 2）伯胺）伯胺(RCH(RCH2 2NHNH2 2)的制备的制
13、备-Gabriel NHNH3 3大过量大过量第47页/共116页GabrielGabriel合成法合成法(多采用肼解多采用肼解)(条件苛刻条件苛刻)第48页/共116页抗疟疾药伯胺喹抗疟疾药伯胺喹第49页/共116页（3）伯胺的制备-Dlpine反应乌洛托品法第50页/共116页六亚甲四胺为叔胺，第一步只能在氮上引入一个烷基，因此水解后生成比较纯净的伯胺。常用的卤代烃为活泼卤代烃，如烯丙型、苯甲型和-卤代酮。第51页/共116页（4）伯胺的制备-三氟甲磺酰胺法 利用吸电子效应，亚胺水解第52页/共116页（5）还原制胺第53页/共116页第54页/共116页第55页/共116页第56页/共1
14、16页Curtius Rearrangement（6）重排制胺第57页/共116页第58页/共116页第59页/共116页Example第60页/共116页第61页/共116页Schmidt Rearrangement第62页/共116页第63页/共116页第64页/共116页第65页/共116页Lossen rearrangement.第66页/共116页第67页/共116页Example第68页/共116页（7）Hinsberg Reaction第69页/共116页（8）亚磷酸酯法利用亚磷酸酯封锁伯胺，制备仲胺第70页/共116页（9）鏻鎓盐法 由鏻鎓盐反应，制备仲胺和叔胺第71页/共11
15、6页1.反应机理二、芳香胺的二、芳香胺的N-烃化烃化第72页/共116页另一种机理第73页/共116页2.应用特点（1）卤代烃为烃化剂（2）原甲酸酯为烃化剂第74页/共116页（3）脂肪伯醇烃化第75页/共116页(4)(4)酰胺法酰胺法第76页/共116页(5)(5)还原烃化还原烃化第77页/共116页 （6）芳胺的芳胺的N-N-芳烃化芳烃化 U11mannU11mann反反应应 氯灭酸氯灭酸第78页/共116页三、杂环胺的N-烃化1 1位酸性较强，应在碱性介质下反应才能甲基位酸性较强，应在碱性介质下反应才能甲基化；化；3 3位和位和7 7位酸性较弱，碱性较强，在近中性位酸性较弱，碱性较强，
16、在近中性条件下可被甲基化。选择不同条件，可得不同条件下可被甲基化。选择不同条件，可得不同产物。产物。咖啡因咖啡因可可碱第79页/共116页1.反应通式2.反应机理 第四节第四节 碳原子上的烃化反碳原子上的烃化反应应 一、芳烃的烃化一、芳烃的烃化 第80页/共116页3.影响因素（1）烃化剂结构的影响反应速度反应速度:叔碳叔碳 仲碳仲碳 伯碳伯碳RFRClRBrRI最常用烃化剂：卤代烃、醇、烯，卤代烃、烯只需催化量最常用烃化剂：卤代烃、醇、烯，卤代烃、烯只需催化量AlCl3,醇能与醇能与AlCl3络络合，则需较大量催化剂。合，则需较大量催化剂。第81页/共116页 供电子基供电子基(芳环上芳环上
17、)有利于反应，吸电子基不利于反应有利于反应，吸电子基不利于反应 如：如：(不反应不反应)（2）芳环结构的影响第82页/共116页（3）催化剂的影响Lewis acid及其催化活性强于质子酸AlBr3AlCl3SbCl5FeCl3TeCl2SnCl4TiCl4TeCl4BCl3ZnCl2质子酸：HFH2SO4P2O5H3PO4第83页/共116页(稳定稳定)4.应用特点（1）烃基的异构化第84页/共116页温度、催化剂种类、活性、用量均可影响异构比例第85页/共116页（2）烃基的定位强烈条件，常得到相当比例的间位产物第86页/共116页用BF3、H2SO4、FeCl3，主要得到对位产物第87页
18、/共116页（3）其他烃化剂第88页/共116页二、炔烃的烃化二、炔烃的烃化 1.RIRBrRClRF1.RIRBrRClRF 中等分子量的卤化物好中等分子量的卤化物好,仲、叔及仲、叔及b b位有位有侧链时易消除侧链时易消除(强碱作用下强碱作用下)。不易反应不易反应第89页/共116页2.需要无水操作，否则生成醇及醚等.例如：第90页/共116页三、格氏试剂的C-烃化1.反应通式芳香氯化物、氯乙烯不够活泼，难以形成格式试剂第91页/共116页2.反应机理3.影响因素（1）卤代烃结构影响RIRBrRClRF第92页/共116页(2)溶剂的影响Et2O、THF、烃类如烷基卤化镁，不溶于烃类溶剂，可
19、加入叔胺，利用N-Mg络合而溶解。Schlenk平衡第93页/共116页（3）手性碳的影响醚类-消旋程度较高；烃类-避免消旋4.应用-伯、仲、叔醇的制备多虑平第94页/共116页抗胆碱药-胃长宁第95页/共116页 四四、羰基化合物、羰基化合物a a位位C-C-烃化烃化1.1.活性亚甲基化合物的活性亚甲基化合物的C-C-烃化烃化(1)(1)反应机理反应机理第96页/共116页亚甲基所连吸电子基团活性越强，亚甲基氢酸性越大：NO2CORSO2R1CNCOOR1SOR1Ph(2)影响因素 烃化剂和碱的影响伯卤代烃及磺酸酯为佳仲、叔卤代烃及磺酸酯易消除第97页/共116页（4）应用特点单烃化及双烃化
20、环状衍生物制备第98页/共116页第99页/共116页 引入烃基的次序：不同双烃基取代衍生物的制备 先引入大基团先引入大基团,后引入小基团后引入小基团第100页/共116页2.醛、酮、羧酸衍生物的a a位烃化 （1 1）反应机理第101页/共116页KC-enolate非质子溶剂（aprotic solvent）弱亲核性强碱低温较短的反应时间第102页/共116页TC-enolate质子性溶剂亲核碱高温较长的反应时间第103页/共116页说明质子性溶剂-EC；非质子性溶剂-KC碱的作用：和底物反应去质子化后又成为共轭弱的共轭酸对平衡控制起重要重要第104页/共116页说明 一般地：烯醇负离子酸
21、性碱的共轭酸酸性溶剂的酸性第105页/共116页练习：第106页/共116页3.烯胺的C-烃化（1）反应机理第107页/共116页相排斥相排斥90%10%90%10%A B A B A:A:稳定，稳定，B B不稳定。要求不稳定。要求N N和和C=CC=C 共平面，故共平面，故A A稳定。稳定。（2）应用特点烯胺的制备第108页/共116页 烯胺的选择性烃化66%66%第109页/共116页 五、五、相转移烃化反应相转移烃化反应 有机相有机相 水相水相 有机相有机相 水相水相 有机相有机相水相水相若不加若不加R R4 4NClNCl，反应几天也得不到壬腈，加入少量，反应几天也得不到壬腈，加入少量R R4 4NClNCl后，后，2h2h即定量得到壬腈。即定量得到壬腈。第110页/共116页 加冠醚，也可达到此目的加冠醚，也可达到此目的18-18-冠冠-6-6冠醚与冠醚与 络合，使络合，使 转移至有机相中，加速转移至有机相中，加速反应进行。反应进行。第111页/共116页应用特点（1）常用相转移催化剂季铵盐冠醚聚醚PEG、聚乙醇醚、杂环聚醚第112页/共116页（2）O-O-烃化烃化第113页/共116页（3）N-N-烃化烃化第114页/共116页（4 4）C-C-烃化烃化第115页/共116页感谢您的观看！第116页/共116页