những vấn đề liên quan đến quá trình alkyl hóa

1

ALKYL
HÓA


2

ALKYL HÓA

01
02

Đại cương
Các tác nhân
alkyl hóa

03
04

Các loại
alkyl hóa
Các yếu tố
ảnh hưởng

05

Một số ví dụ

C-alkyl

O-alkyl

N-alkyl

S-alkyl


3

Đại cương

I


4

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.

C-alkyl hóa

O-alkyl hóa

N-alkyl hóa

S-alkyl hóa

Mục đích để

kéo dài mạch
carbon
của
phân tử hữu
cơ

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

sản
phẩm
của
phản
ứng là các
amin

sản
phẩm
của
phản
ứng
là
thioether


9

I. ĐẠI CƯƠNG
Ý nghĩa
Quá trình alkyl hóa được sử dụng nhiều trong kỹ
thuật tổng hợp hóa dược. Nhiều thuốc quan trọng
là sản phẩm của quá trình alkyl hóa ( codein,
antipyrin, analgin…)


1
0

II
Các tác nhân alkyl hóa


1
1

II. CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA
Các alcol ( R-OH)
Các alkyl halogenid
Các arakyl halogenid
( Ar-(CH2)nX

Các ester của acid vô cơ
chứa oxy

Các ester của
acid sulfonic

Các muối amoni bậc 4
Các tác nhân
alkyl hóa khác


12

II. CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA

1 Các alcol ( R-OH)
- Alkyl hóa các amin hoặc alcol khác
ether

các amin hoặc

- Methanol và Ethanol là những tác nhân alkyl hóa quan trọng
- Sử dụng acid vô cơ làm xúc tác


13

2

II. CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA
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

14

3

II. CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA
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

15

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.


16

5

II. CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA
Các ester của acid sulfonic
–OH phenol
–NH amin

methyl-benzensulfonat
benzylbenzensulfonat
methyl, benzyl ester
của acid p-toluen
sulfonic


17

6

II. CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA
Các muối amoni bậc 4
phenyl-trimethylamoni

methyl hóa chọn lọc nhóm –OH
phenol trong môi trường kiềm

Sử dụng để methyl hóa morphin thành codein


18

7

II. CÁC TÁC NHÂN ALKYL HÓA
Các 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


19

III
Các loại alkyl hóa


Phản ứng thế đơn phân tử (SN1)



Phản ứng thế lưỡng phân tử (SN2)


23

III. CÁC LOẠI ALKYL HÓA
1 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

Ester malonat

Acetoacetat ethyl


24

III. CÁC LOẠI ALKYL HÓA
1 C-alkyl hóa
Cơ chế phản ứng:


25

III. CÁC LOẠI ALKYL HÓA

2 O-alkyl hóa
• Alkyl hóa nhóm –OH alcol hoặc phenol tạo ra sản phẩm
là các Ether
• Alkyl hóa nhóm –OH của Acid carbocylic


26

III. CÁC LOẠI ALKYL HÓA

2 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:


27

3

III. CÁC LOẠI ALKYL HÓA
N-alkyl hóa
• 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


28

3

III. CÁC LOẠI ALKYL HÓA
N-alkyl hóa
Tạo amin bậc hai

Nhôm alcolat

•

hiệu suất phản ứng cao
hơn

•

không lẫn tạp chất
Dialkyl hóa


29

4

III. CÁC LOẠI ALKYL HÓA
S-alkyl hóa
S-alkyl hóa thường là phản ứng giữa hợp chất mecaptan
với alkyl halogenid, tạo sản phẩm là các Thioether