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羥烷基化
鎖定
- 中文名
- 羥烷基化
- 外文名
- hydroxy alkylation
- 學 科
- 化學
羥烷基化定義
羥烷基化原理
羥烷基化反應是親電取代反應,能使羥基氧原子上電子雲密度升高的結構,其反應活性也高,相反,使羥基氧原子上電子雲密度降低的結構,其反應活性也低。可見,醇羥基的反應活性通常較酚羥基的高。因酚羥基不夠活潑,所以需要使用活潑烷基化劑,只有很少情況會使用醇類烷化劑。
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羥烷基化用滷烷的羥烷基化
此類反應容易進行,一般只要將酚先溶解於稍過量的苛性鈉水溶液中,使它形成酚鈉鹽,然後在合適的温度下加入適量滷烷,即可得良好收率的產物。但當使用沸點較低的滷烷時,則需要在壓熱釜中進行反應。如在高壓釜中加入氫氧化鈉水溶液和對苯二酚,壓入氯甲烷(沸點-23.7℃)氣體,密閉,逐漸升温至120℃和0.39~0.59MPa,保温3小時,直到壓力下降至0.22~0.24MPa為止。處理後,產品對苯二甲醚的收率可達83%。在羥甲基化時,為避免使用高壓釜,或為使反應在温和條件下進行,常改用碘甲烷(沸點42.5℃)或硫酸二甲酯作烷基化劑。
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羥烷基化用酯的羥烷基化
硫酸酯及磺酸酯均是活性較高的良好烷化劑。它們的共同優點是高沸點,因而可在高温下進行反應,缺點是價格較高。但對於產量小、價值高的產品,常採用此類烷基化劑。特別是硫酸二甲酯應用最為廣泛。例如,在鹼性催化劑存在下,硫酸酯與酚、醇在室温下能順利反應,並以良好產率生成醚類。
羥烷基化用環氧乙烷羥烷基化
醇或酚用環氧乙烷的O-烷基化是在醇羥基或酚羥基的氧原子上引入羥乙基。這類反應可在酸或鹼催化劑作用下完成,但生成的產物往往不同。由低碳醇(C1~6)與環氧乙烷作用可生成各種乙二醇醚,這些產品都是重要的溶劑。可根據市場需要,調整醇和環氧乙烷的摩爾比,來控制產物組成。反應常用的催化劑是BF3-乙醚,或烷基鋁。高級脂肪醇或烷基酚與環氧乙烷加成可生聚醚類產物,它們均是重要的非離子表面活性劑,反應一般用鹼催化。由於各種羥乙基化產物的沸點都很高,不宜用減壓蒸餾法分離。因此,為保證產品質量,控制產品的分子量分佈在適當範圍,就必須優選反應條件。 例如用十二醇為原料,通過控制環氧乙烷的用量以控制聚合度為20~22的聚醚生成。產品是一種優良的非離子表面活性劑,商品名為乳化劑O或勻染劑O。將辛基酚與其質量分數為1%的氫氧化鈉水溶液混合,真空脱水,氮氣置換,於160~180℃通入環氧乙烷,經中和漂白,得到聚醚產品,其商品名為OP型乳化劑。
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羥烷基化知識拓展
把烴基引入有機化合物分子中的C、N、O等原子上的反應稱為烷基化反應,簡稱烷基化。所引入的烴基可以是烷基、烯基、芳基等。其中以引入烷基(如甲基、乙基、異丙基等)最為重要。
廣義的烷化還包括引入具有各種取代基的烴基(—CH2COOH、—CH2OH、—CH2Cl、—CH2CH2Cl等)。
可發生烷基化反應的有機物:芳烴、活潑亞甲基化合物、胺類等。
烷基化試劑種類:滷烷、烯烴、醇及醚類、硫酸酯、醛和酮,環氧化物等。
烷基化反應在精細有機合成中是一類極為重要的反應,其應用廣泛,塑料、醫藥、表面活性劑、中間體、染料、催化劑等。