第10章烃化精细有机合成ppt课件.ppt

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1、第10章 烃化6/5/2023 1篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统烃基:烷基(-R)烯基(-C=C-)、炔基(-CC-)芳基(-Ar)取代烃基(-CH2COOH,-CH2CH2OH,-CH2CH2CN)在有机化合物分子中的碳、氮、氧、硅、磷或硫原子上引入烃基的反应,叫做烃化反应。10.1概述6/5/20232篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统6/5/20233篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统

2、是一种得分类型的系统(1)卤烷:CH3Cl,CH3I,C2H5Cl,C2H5Br,ClCH2COOH,Ph-CH2Cl;(2)酯类:(RO)2SO2,PhSO2OR,CH3-Ph-SO2OR,(RO)3PO;(3)醇类和醚类:CH3OH,C2H5OH,n-C4H9OH,C12H25OH,CH3OCH3,C2H5OC2H5;(4)环氧化合物:,;(5)烯烃和炔烃:CH2=CH2,CH3CH=CH2,R-CH=CH2,CH2=CHCN,CH2=CHCOOCH3,CHCH;(6)羰基化合物:HCHO,CH3CHO,C3H7CHO,Ph-CHO,CH3COCH3,烃化剂:取 代 型加成 型缩合-还原型

3、6/5/20234篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一、N-烃化反应 1.用醇类的N-烷基化;2.用卤烷的N-烷基化;3.用酯类的N-烷基化;4.用环氧乙烷的N-烷化;5.用烯烃的N-烷基化;6.用醛和酮的N-烷基化。7.N-芳基化(芳氨基化)本章教学基本内容和要求6/5/20235篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二、O-烷基化反应 1.用醇类的O-烷基化;2.用卤烷的O-烷基化;3.用酯类的O-烷基化;4.用环氧乙烷的O-烷化;5.用醛和酮的N

4、-烷基化;6.用烯烃的O-烷基化;7.O-芳基化(烷氧基化和芳氧基化)。6/5/20236篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统三.芳环上的C-烷基化反应1.烯烃对芳烃的C-烷基化;2.烯烃对芳胺的C-烷基化;3.烯烃对酚类的C-烷基化;4.卤烷对芳环的C-烷基化;5.醇对芳环的C-烷基化;6.醛烃对芳环的C-烷基化;7.酮烃对芳环的C-烷基化。6/5/20237篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10-2 N-烃化烃化试剂:醇、卤代烷、酯、烯烃、醛和酮

5、、环氧乙烷等。氨基上的氢原子被烃基取代的反应叫做N-烃化反应。用途:(1)引入-CH2CH2OH、-CH2CH2CN极性、非水溶性基团;(2)制备季铵盐型阳离子化合物;(3)其它助剂、医药中间体。本节重点讨论芳胺的N-烷化。6/5/20238篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.2.1 用醇类的N-烷基化1、用醇类进行液相N-烷基化反应的反应历程常用用浓硫酸等强酸作催化剂(7-12):结论:1、芳香胺类用醇进行的液相N-烷基化是一个亲电取代反应。胺的碱性越强,反应越易进行;2、芳香族胺类,如果环上带有给电基时,则芳胺将

6、容易发生烷基化;而环上带有吸电基时,则烷基化较难进行。3、由强酸催化的用醇进行胺类烷基化反应时,往往得到伯、仲、叔胺和季铵盐的混合物,季铵离子的生成量按化学计量不会超过原来加入的酸量。4、胺类用醇的烷基化是连串反应,又是可逆反应。一、用醇类的液相N-烷基化6/5/20239篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2、用醇类进行液相N-烷基化反应的化学平衡以苯胺用甲醇的N-烷化为例:苯胺进行甲基化时,若目的产物是一烷基化的仲胺,则醇的用量仅稍大于理论量;若目的产物是二烷基化的叔胺,则醇用量约为理论量140%160%。即使如此,在

7、制备仲胺时,得到的仍是伯、仲、叔胺的混合物。用醇烷化时,每摩尔胺用强酸催化剂0.050.3mol,反应温度约为200左右,不宜过高,否则有利于芳环上的C-烷化反应。苯胺甲基化反应完毕后,物料用氢氧化钠中和,分出N,N-二甲基苯胺油层。再从剩余水层中蒸出过量的甲醇,然后再在170180,压力0.81.0MPa下使季胺盐水解转化为叔胺。K2/K1=10006/5/202310篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统以苯胺用乙醇的N-烷化为例:注意:胺类化合物在N烷基化反应中也存在烷基的转移现象。例如:K2/K1=1/46/5/20

8、2311篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统临氢烷化法均相配位催化催化法电解N-烷化6/5/202312篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二、气-固相接触催化烷化法催化剂:-氧化铝;改性分子筛;新型纳米催化剂6/5/202313篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.2.2 用卤烷的N-烷基化一、烷化剂当烷基相同时:R-I R-Br R-Cl当烷基不同时:C6H5CH2X R3

9、CX R2CHX RCH2X CH3X。6/5/202314篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n R越长,RX的活性越低 n 卤代烃的活性与CX键的键能成反比。RI RBr RCl RF n 卤素相同 伯卤代烷反应最好,仲卤烷次之,叔卤烷常因发生消除反应而不宜采用。二、反应特点:(1)活泼性6/5/202315篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(2)反应不可逆,为连串反应n ArNH2 RX ArNHR HXn ArNHR RX ArNR2 HX(

10、3)反应中有HX产生,易与芳胺成盐 常用缚酸剂如:NaOH、Na2CO3、MgO、Ca(OH)2等(4)RX的沸点较低,反应宜在一定压力下进行 n 如:氯甲烷的沸点:-23.7,氯乙烷的沸点 13 6/5/202316篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统三、重要实例(1)N,N二乙基间氨基苯磺酸钠(2)N,N二乙基-3-乙酰氨基苯胺(3)N乙基-N-苄基苯胺 6/5/202317篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.2.3 用酯类的N-烷基化硫酸二

11、烷基酯芳磺酸酯 磷酸单酯6/5/202318篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n 用硫酸酯的N-烷化(1)沸点高,故可在常压下进行;但价格比醇和卤代烃高;ArNH2 ROSO2OR ArNHR ROSO2OH 需要碱中和生成的酸 ArNH2 ROSO2ONa ArNHR NaHSO4 难于进行(2)可在-NH2的N上烷基化而不影响-OH;(3)有多个氨基时,可根据N原子的碱性,选择性地对一个N烷基化;(4)缺点:毒性大。6/5/202319篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计

12、分系统是一种得分类型的系统10.2.4 用环氧化合物的N-烷基化()环氧乙烷的沸点较低(10.7),其蒸气与空气的混合物的爆炸范围很宽,空气含量为3一98时都在爆炸范围内,所以在通环氧乙烷前后,务必用氮气置换容器内的气体。6/5/202320篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n 特点(1)反应活性高,在N上引入CH2CH2OH;(2)连串反应;K1与K2相差不大(3)酸催化反应。当环氧乙烷过量时,6/5/202321篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系

13、统6/5/202322篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.2.5 用烯烃的N-烷基化酸:CH3COOH、H2SO4、HCl、FeCl3碱:三甲胺,三乙胺+催化剂6/5/202323篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3-乙酰氨基-N,N-二(-甲氧基羰基乙基)苯胺6/5/202324篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.2.6 用醛或酮的N-烷基化(自学)10.2.7 N

14、-芳基化(芳氨基化)(自学)6/5/202325篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.3 O-烃化 醇羟基(R-OH)或酚羟基(Ar-OH)上的氢原子被烃基取代,生成二烷基醚、烷基芳基醚或二芳基醚的反应叫做O-烃化反应。烷化试剂:醇(R-OH)、卤化烷(R-X)、环氧烷类等。产物:二烷基醚(R-O-R):R-OH的H被烷基取代(O-烷基化)烷基芳基醚(Ar-O-R):Ar-OH的H被烷基取代(O-烷基化)R-OH的H被芳基取代(O-芳基化)二芳基醚(Ar-O-Ar):Ar-OH的H被芳基取代(O-芳基化,芳氧基化)6/

15、5/202326篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.3.1 用醇类的O-烷基化+6/5/202327篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 甲醇和乙醇对活泼的酚进行O-烷化。6/5/202328篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n 反应特点(1)用卤烷的O-烷化是亲核取代反应,卤烷是亲核试剂;(2)对于被烷化的醇或酚而言,他们的负离子的反应活性远高于其本身,因此通常是先将醇或

16、酚与NaOH、KOH或金属钠相作用,然后再与卤烷反应;(3)当酚和卤烷都比较活泼时,O-烷化可以在水介质中进行,必要时加入相转移催化剂;(4)当酚和卤烷都不活泼时,要先将醇或酚制成醇钠或醇钾,再与卤烷反应,可以避免卤烷的水解副反应;(5)工业上一般用氯烷,当氯烷不够活泼时则需要用溴烷。10.3.2用卤烷的O-烷基化6/5/202329篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 生产实例1、用氯甲烷的-O烷化6/5/202330篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的

17、系统用卤烷作烷基化剂可制以下重要的芳醚:6/5/202331篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统+CH3I+KOH+C8H17Br+KOH相转移催化剂:聚乙二醇-4006/5/202332篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2、用氯乙酸的-O烷化甲苯-水介质,相转移催化剂85,6h6/5/202333篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3、用3-氯丙烯的-O烷化4、用环氧氯丙烷的-

18、O烷化(自学)6/5/202334篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统硫酸酯及磺酸酯均是良好的烷基化剂。在碱性催化剂存在下,硫酸酯与酚、醇在室温下即能顺利反应,并以良好产率生成醚类:10.3.3 用酯类的O-烷基化6/5/202335篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.3.4 用环氧乙烷的O-烷基化1、反应历程(1)酸性催化剂,如BF3和它的乙醚配合物及酸性Al2O3。属单分子亲电取代反应,其反应历程可简单表示如下:6/5/202336篮球比赛是

19、根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(2)碱性催化剂,如固体氢氧化钠和固体氢氧化钾。属双分子亲电加成反应,其反应历程可简单表示如下:6/5/202337篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2、重要产品举例(1)低碳醇的乙二醇单烷基醚以甲醇、乙醇或正丁醇与环氧乙烷作用而制得:(2)高碳伯醇的聚氧乙烯醚用途:非离子型表面活性剂。6/5/202338篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(3)壬基酚

20、聚氧乙烯醚式中,n=710,其系列产品的商标牌号有:Perelex、NS等。他们都是重要的非离子型表面活性剂。6/5/202339篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统醛或酮在酸性催化剂作用下,很容易和两分子醇缩合,并失水变为缩醛或缩酮类化合物。反应通式如下:说明:1、当RH时,称缩醛;RR时,称缩酮;2、O-烃化反应需用无水醇类和无水酸作催化剂,常用的是干燥氯化氢气体或对甲苯磺酸,也有采用草酸、柠檬酸、磷酸或阳离子交换树脂等。10.3.5 用醛类的O-烷基化6/5/202340篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少

21、来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统通常醛加醇容易,酮困难。反应式:反应机理:6/5/202341篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 缩醛具有双醚结构,对碱和氧化剂稳定,但遇酸迅速水解为原来的醛和醇 所以,制备缩醛时必须用干燥的HCl气体,体系中不能含水。6/5/202342篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统醛可与一元醇或二元醇生成缩醛或环状缩醛:酮只能与二元醇生成环状缩醛(因为五元、六元环有特殊稳定性):6/5/2023

22、43篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统用途:a.保护醛基:6/5/202344篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统b、苹果酯(2-甲基-2-乙酸乙酯-1,3-二氧茂烷)的制备6/5/202345篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.3.7 O-芳基化(烷氧基化和芳氧基化)芳环上的取代基(主要是氯原子和硝基)被烷氧基(或芳氧基)所置换的反应叫做烷氧基化。烷氧基化是亲核取代反应。

23、本节主要讲解苯系卤素化合物的烷氧基化和芳氧基化。6/5/202346篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一、氯原子置换成烷氧基该反应是在碱性试剂存在下(例如苛性钠),用醇作用于芳香族氯衍生物来完成的。属芳香族亲核取代反应,SN2机理。6/5/202347篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统应用该法可制得如下重要硝基苯烷醚:6/5/202348篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统带有

24、吸电基的单卤代芳烃与醇钠反应远较水解反应容易,这是因为烷氧基的亲核性远大于水的亲核性,因而醇解反应活化能远低于水解反应活化能。在这样的前提下,控制足够低的反应温度,完全可以抑制水解副反应。由于体系中存在的水(OH-)在低温下不参与化学反应,这样,直接以纯的醇钠或其溶液与卤代芳烃反应是不必要的,因为以氢氧化钠醇溶液与卤代芳烃反应仍无水解副反应,而原料更经济。单卤代芳烃的烷氧基化反应的优化应记住两个要点:1、控制足够低的反应温度;2、选用廉价原料-强碱的醇溶液。6/5/202349篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统烷氧基化时

25、加入相转移催化剂(主要是季铵盐)、可以减少醇的用量(相应地提高了碱浓度),缩短反应时间,反应可在常压下进行。其反应历程如下:+NaCl+ArONa相界相界RR44NORNOR+-RR44NXNX+-+RONaRR44NORNOR+-+ArClRR44NXNX+-水相油相动画演示6/5/202350篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二芳醚一般是由芳香族卤化物与酚钠盐(或酚钾盐)相作用而生成芳环上的取代基被芳氧基所取代的反应叫做芳氧基化,制得的产物是二芳基醚。6/5/202351篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少

26、来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1、对于非常活泼的芳香族氯化物,可在水介质中进行反应;但在一般情况下,反应均在无水介质及较高温度下进行6/5/202352篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2、3、4、6/5/202353篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统有机芳环化合物在催化剂作用下,用卤烷、烯烃等烷基化剂可以直接将烷基接到芳环上反应。一、C-烷基化剂1、卤代烷2、烯烃3、醇类4、醛和酮1、当卤烷中的烷基相同,而卤素原子

27、不同时,则反应活性的顺序为:RCl RBrR3CX R2CHX RCH2X CH3X。3、不能用卤代芳烃如氯苯或溴苯来代替卤烷。烯烃也是最常用的烷基化剂,如乙烯、丙烯、异丁烯等,一般可用AlCl3作催化剂,也有用BF3、HF作催化剂,效果也很好。醇类也可作烷基化剂,但催化剂选用硫酸、氯化锌较多,醚类虽然也可参与烷基化反应但应用较少。醛和酮都是反应能力较弱的烷基化剂,它们仅适用于活泼芳香族衍生物的烷基化。醛和酮常用于二芳基或三芳基甲烷衍生物的制备。10.4 芳环上的C-烷化6/5/202354篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的

28、系统1、芳环上有给电子基团(1)烷基(2)NH2、OR、OH等 2、芳环上有吸电子基团(1)X、羰基、羧基等(2)硝基(NO2),氰基(CN)3、烷基进入芳环的位置(1)低温、低浓度、弱催化剂、短时间,烷基进入的位置遵循亲电取代反应的规律(2)不在上述条件下,烷基进入的位置缺乏规律 6/5/202355篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二、催化剂1、路易斯酸2、质子酸3、酸性氧化物4、烷基铝AlCl3 FeCl3 SbCl5 SnCl4 BF3 TiCl4 ZnCl2HF H2SO4 P2O5 H3PO4、阳离子交换树脂

29、SiO2-Al2O3、分子筛、M(SiO2 Al2O3)烯烃作烷基化剂时的一种专属催化剂,其特点是能使烷基有选择性的进入芳环上氨基或羟基的邻位。三氯化铝 反应历程6/5/202356篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(A)无水AlCl31、新鲜制备的升华无水AlCl3,几乎不溶于烃类中,并且对用烯烃的C-烷基化反应没有催化活性;而必须有少量水分或者氯化氢存在,才能显示出催化活性。2、工业上生产烷基苯时,通常使用的是三氯化铝-氯化氢络合物催化剂溶液,它由无水三氯化铝、多烷基苯和少量水配制而成,其色较深,俗称红油。3、用氯烷

30、作烷基化试剂时,可以直接用金属铝作催化剂,而不必用无水三氯化铝,在分批操作时常用铝丝,连续操作时可用铝锭或铝球。4、优点:价廉易得,催化活性好;缺点:有铝盐废液生成,有时由于副反应而不适用于活泼芳香族化合物(如酚或芳胺等)的烷基化反应。5、无水三氯化铝能与氯化钠等盐类形成复盐,如AlCl3NaCl,其熔点185,在141 已开始流体化。如果需要较高的烷基化温度(140 250)而又无合适的溶剂的,就可以使用这种复盐,它既是催化剂又是反应介质。6、无水AlCl3具有很强的吸水性,因此,无水AlCl3应装在隔绝空气和耐腐蚀的密闭容器中,使用时也要注意保持干燥,并要求其他原料和溶剂以及反应器那是干燥

31、无水的。此外,含硫化合物会影响AlCl3的催化活性,所以应严格控制有机原料的含硫量。工业生产时通常选用适当粒度的无水AlCl3,而不宜使用粉状的。质子酸6/5/202357篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.4.1 烯烃对芳烃的C-烷化一、反应历程和动力学三氯化铝为催化剂时的反应历程特点:1、对于多碳烯烃,质子总是加到烯双键中含氢较多的碳原子上,即遵循Markovnikov规则;2、用烯烃进行C-烷化时,总是在芳环上引入带支链的烷基。如丙烯和苯生成异丙苯,异丁烯和苯生成叔丁苯。3、在反应条件下,烷基正离子会发生氢转移

32、-异构化反应。一般规律:伯重排为仲、仲重排为叔;对于多碳直链仲碳正俩,一般规律是正电荷从靠边的仲碳原子逐步转移到居中的仲碳原子上。4、可逆反应。6/5/202358篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统二、重要实例液相法的催化剂呈溶液状态参加反应,液态苯和气态烯烃(如乙烯、丙烯)或其他液态烷基化剂在催化剂(路易斯酸和质子酸)作用下,完成烷基化反应。工业上进行烷基化反应的方法有液相法和气相法两类。气相法是使气态苯和气态烷基化剂在一定的温度和压力下,通过固体酸催化剂,如磷酸-硅藻土,BF3-Al2O3。6/5/202359篮球比

33、赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(1)异丙苯的制备6/5/202360篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统反应特点:1、反应较温和,催化剂对烷基转移反应也有较好的活性,多烷基苯可以循环使用。2、需定期或连续补加新鲜的络合物催化剂。3、需用耐腐蚀材料衬里的设备。4、缺点:反应过程中,放出少量HCl,在烷基化液的中和、洗涤时生成Al(OH)3絮状物,不易处理。目前此法已较少发展。6/5/202361篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,

34、因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统用磷酸/二氧化硅为催化剂,反应温度:250350;反应压力:0.31.0MPa6/5/202362篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(2)异丙基甲苯的制备为了增加间甲酚含量,要采用三氯化铝与多异丙基甲苯的络合物220,4MPa6/5/202363篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(3)高级烷基苯的制备侧链烷基含有1014个碳原子的单烷基苯,如十二烷基苯的制备催化剂 反应条件 异构体组成,%2位 3位

35、4位 5和6位HF 55 25 17 17 41HF 55,己烷稀释 14 15 17 54HF 0,己烷稀释-11(2位最少)AlCl3 0,反应30s 44 22 14 10AlCl3 35-37 32 19-21 17 30-32用-十二烯制十二烷基苯时异构体组成6/5/202364篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(4)2-异丙基萘的制备三氯化铝、三氯化铝与甲苯或二异丙基萘的络合物、三氟化硼磷酸、固体磷酸、硅酸铝、浓硫酸等。6/5/202365篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球

36、比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.4.2 烯烃对芳胺的C-烷化4,4-双叔辛基二苯胺(用途:橡胶防老剂OD)硅酸铝说明:芳胺在用烯烃进行C-烷化时,如果用质子酸、Lewis酸或酸性氧化物作催化剂,则烷基优先进入芳环上氨基的对位;如果用烷基铝类催化剂,则烷基优先进入氨基的邻位。二异丁烯6/5/202366篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统是制造农药除草剂拉索的重要中间体,此外还是制备杀虫剂、植物生长调节剂、医药和染料的中间体。该化合物本身又是汽油抗爆剂和橡胶抗臭氧剂。苯胺,二乙基氯化铝T=300,P=6.57.0

37、MPa乙烯6/5/202367篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.4.3 烯烃对酚类的C-烷化催化剂(1)苯酚铝(2)说明:用烯烃对酚类进行C-烷化时,如果用质子酸、Lewis酸或酸性氧化物作催化剂,则烷基优先进入芳环上酚羟基的对位;如果用三苯酚铝类催化剂,则烷基优先进入酚羟基的邻位。6/5/202368篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统用卤烷为烷基化剂,通常用三氯化铝为催化剂,其反应历程如下;一般认为,当R为苄烷基、叔烷基或仲烷基时,比较容易

38、生成R+或离子对;当R为伯烷基时,往往不易生成R+,而是以分子络合物参加反应。分子络合物 离子对或离子络合物.10.4.4 卤烷对芳环的C-烷化6/5/202369篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(塔式反应器)反应特点:用卤烷的C-烷基化(C6H6+CH3ClC6H5CH3+HCl)卤烷和苯的混合物干燥尾气(苯和氯化氢)石墨冷凝器苯并把氯化氢吸收制成盐酸烷基化液洗涤 脱苯 精馏反应特点:1、卤烷是活泼的C-烷基化试剂。工业上一般使用的是氯烷,例如氯代高级烷烃在三氯化铝催化下,能与苯经烷基化制备高级烷基苯。2、工业上直接

39、用铝锭或铝球放入烷基化塔而不用无水三氯化铝。3、需用耐盐酸腐蚀材料(搪瓷或搪玻璃)衬里的设备。6/5/202370篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 用卤烷的C-烷基化的应用实例ZnCl2水溶液7075铝粉185218-50加热6/5/202371篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统用醇类为烷基化剂,质子酸为催化剂时的反应历程如用无水三氯化铝作催化剂则因醇烷基化生成的水会分解三氯化铝,所以需用与醇等摩尔比的三氯化铝:10.4.5 醇对芳环的C-烷基化

40、6/5/202372篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一、用醇对芳烃的C-烷基化反应条件:催化剂:改性ZSM-5新型分子筛(烷基铵型分子筛)甲苯:甲醇=1:1(摩尔比)T:400-600 结果:甲苯的转化率37%;二甲苯的理论收率100%,其中对二甲苯含量97%。碱金属离子改性的沸石6/5/202373篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统n 酸性催化剂,温度不太高(200-210),先N烷基化反应n 温度再升高(240-300)烷基转移,生成烷基芳胺

41、 二、醇对芳胺的C烷基化6/5/202374篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统三、醇对酚类的C烷基化磷酸催化二甲苯溶剂回流高岭土;硅酸铝铁系Al2O3;MgOHY型沸石醇与酚在硫酸的存在下,一般只发生酚羟基的O-烷化而生成酚醚。但也有例外。6/5/202375篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10.4.5 用醛和酮的C-烷基化用酮作C-烷基化剂的反应历程和醛相似。醛为烷基化剂,酸催化时其反应机理可描述为:6/5/202376篮球比赛是根据运动队在规

42、定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一、醛对芳环的C-烷基化 醛类对芳烃的C-烷化,因所用催化剂的不同,可得到不同类型的产物。若用硫酸、磺酸、乙酸等催化剂,一般以二芳基甲烷衍生物为主;醛对芳烃的C-烷基化无水AlCl3制高温合成材料中间体合成香料中间体6/5/202377篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 醛类与芳胺在酸性催化剂存在下,可发生脱水C-烷化反应而生成二芳基甲烷或三芳基甲烷衍生物。醛对芳胺的C-烷基化苯甲醛与过量的苯胺在浓盐酸中反应制得4,4-二氨基三苯甲烷。6

43、/5/202378篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统醛对酚类的C-烷基化双酚F注意1:在碱催化下甲醛与酚类作用将在芳环上引入羟甲基。注意2:如果不使用大过量的苯酚,无论用酸催化还是用碱催化都将生成酚醛树脂。6/5/202379篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(3)用酮的烷基化双酚A是制备新型高分子材料环氧树脂、聚碳酸酯及聚砜等的主要原料,也应用于制造油漆、抗氧剂和增塑剂等方面。40 6/5/202380篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统10-7;10-16;10-19;10-20。思考题6/5/202381

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