những vấn đề liên quan đến quá trình alkyl hóa

N-alkyl hóa sản phẩm của phản ứng là các amin S-alkyl hóa sản phẩm của phản ứng là thioether... CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓACác alcol R-OH Các alkyl halogenid Các arakyl halogenid Ar-CH 2

ALKYL HÓA

ALKYL HÓA

01 02

Các loại alkyl hóa

Đại cương I

I ĐẠI CƯƠNG

Khái niệm

Alkyl hóa là quá trình thay thế một hay nhiều nguyên tử

hydro của hợp chất hữu cơ bằng một hoặc nhiều nhóm alkyl

O-alkyl hóa

Alkyl hóa cồn thu được các ether, alkyl hóa acid carboxylic thu được các ester.

N-alkyl hóa

sản phẩm của phản ứng là các amin

S-alkyl hóa

sản phẩm của phản ứng là thioether

Các tác nhân alkyl

0

II CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA

Các alcol ( R-OH)

Các alkyl halogenid Các arakyl halogenid

( Ar-(CH 2 ) n X Các ester của acid vô cơ

chứa oxy Các ester của

acid sulfonic

Các muối amoni bậc 4 Các tác nhân

alkyl hóa khác

1

II CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA

1 Các alcol ( R-OH)

- Alkyl hóa các amin hoặc alcol khác các amin hoặc ether

- Methanol và Ethanol là những tác nhân alkyl hóa quan trọng

- Sử dụng acid vô cơ làm xúc tác

II CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA

2 Các alkyl halogenid

- Tác nhân hay dùng là Methyl halogen và Ethyl halogen

- Alkyl halogen được sử dụng để alkyl hóa các amin

C2H5NH2 + CH3I → C2H5NHCH3 + HI

II CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA

3

Các arakyl halogenid ( Ar-(CH2)nX)

Benzyl clorid hoặc benzyl bromid được sử dụng nhiều

Bảo vệ nhóm –OH của đường hoặc cellulose trong hóa học các hydratcarbon

II CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA

4

Các ester của acid vô cơ chứa oxy

- Tác nhân được sử dụng nhiều nhất là dimethyl sulfat

- Các alkyl nitrat rất ít khi được sử dụng vì dễ gây nổ.

II CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA

5 Các ester của acid sulfonic

–OH phenol –NH amin

methyl-benzensulfona t

benzensulfonat methyl, benzyl ester của acid p-toluen

benzyl-sulfonic

II CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA

II CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA

7Các tác nhân alkyl hóa khác

Các epoxyd: điều chế các polyether-alcol, chất có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt

Các hợp chất cơ kim: hợp chất cơ magie dùng để điều chế các ether hỗn tạp

Các loại alkyl hóa III

Phản ứng thế đơn phân tử (SN1)

Phản ứng thế lưỡng phân tử

(SN 2)

22

III CÁC LOẠI ALKYL HÓA

C-alkyl hóa

• C-alkyl hóa thường là phản ứng alkyl hóa các hợp chất chứa nhóm methylen hoạt động

• Đó là các hợp chất có nguyên tử Hydro gần các nhóm hút điện tử mạnh

1

Cơ chế phản ứng:

III CÁC LOẠI ALKYL HÓA

C-alkyl hóa

1

III CÁC LOẠI ALKYL HÓA

O-alkyl hóa

2

• Alkyl hóa nhóm –OH của Acid carbocylic

• Alkyl hóa nhóm –OH alcol hoặc phenol tạo ra sản phẩm

là các Ether

III CÁC LOẠI ALKYL HÓA

O-alkyl hóa

 Loại nước từ 2 phân tử Alcol:

 Tác dụng của Natri alcolat với Alkyl halogenid (PƯ Williamson):

 Cộng hợp Alcol với Olefin:

2

• Khi alkyl hóa amin bậc nhất hoặc Amoniac với Alkyl

halogenid có thể thu được một hỗn hợp Amin bậc cao hơn hoặc muối amin bậc 4

• Nếu tác nhân là alcol thì quá trình dừng lại ở amin

bậc 3

3

III CÁC LOẠI ALKYL HÓA

N-alkyl hóa

• hiệu suất phản ứng cao hơn

• không lẫn tạp chất Dialkyl hóa

S-alkyl hóa thường là phản ứng giữa hợp chất mecaptan với alkyl halogenid, tạo sản phẩm là các Thioether

4

III CÁC LOẠI ALKYL HÓA

S-alkyl hóa

Các yếu tố ảnh

Tỷ lệ mol

chấ t pứ

Áp s uất Nhiệ t độ

IV CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN

QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA

• Tác nhân alkyl hóa là alcol

(methanol, ethanol) hoặc alkyl halogenid thì phản ứng cần thực hiện ở nhiệt

độ cao hơn so với alkyl sulfat.

• Alkyl hóa ở pha hơi thì đòi

hỏi nhiệt độ lên tới 400 0 C.

• Với các amin thơm, khi

nhiệt độ tăng nhóm alkyl có

xu hướng chuyển vào nhân.

• Phản ứng alkyl hóa không

làm giảm số phân tử và thường tiến hành ở pha lỏng

• Việc sử dụng thừa các tác nhân alkyl hóa ảnh hưởng đến mức

độ alkyl hóa sản phẩm, đặc biệt

là alkyl-halogenid và sulfat

dialkyl-→ Loại ảnh hưởng bằng cách sử dụng alcol là tác nhân yếu hơn

• Với các amin, việc lựa chọn tỷ

lệ mol ban đầu có ý nghĩa quyết định đến tỷ lệ tạo thành các bậc amin trong sản phẩm

Một số ví dụ V

1 2

Sản xuất Nalophin bằng phương pháp alkyl hóa Nor- morphin

Sản xuất thuốc gây ngủ Diethyl barbituric (Veronal)

G

Đ 1

G

Đ 2

Ngưng tụ diethyl malonat diethyl ester với ure tạo thành diethyl barbiturat

(Veronal)

V MỘT SỐ VÍ DỤ

Tổng hợp diethyl malonat diethyl ester bằng phản ứng alkyl hóa diethyl malonat với ethylbromid, xúc tác natri alcolat trong môi trường alcol

• Tác nhân: phenyl trimethyl amoni hydroxyl

• Ưu điểm của tác nhân :

Sản xuất Nalophin bằng phương pháp alkyl hóa morphin

Nor-V MỘT SỐ VÍ DỤ

!

Any questions?

37