常用人名反應(1)-傅克反應(傅克烷基化反應)

2021-01-18 有機雜談

傅克反應是傅克烷基化反應(Friedel-Crafts alkylation)和傅克醯基化反應(Friede-Crafts acylation)的統稱,簡稱傅克反應或FC反應。

(Charles Friedel, 1832-1889)

通常意義的傅克反應指的是傅克醯基化反應,主要用於製備芳香酮,再以芳香酮為過渡,製備芳香胺、芳香肟、芳香醇、烷基香芳環等,是有機化學中最重要的反應之一,也是最常用的人名反應之一。

付克烷基化反應因難以生成單取代產物,在有機合成中意義有限,主要用於基礎化工的某些領域。

以苯和溴乙烷為例,化學反應如下:

(cat: 催化劑)

反應機理主要有兩種,以試劑經歷的不同過程劃分;

(cat: 催化劑)

底物除苯外,可以是帶取代基的芳烴,帶活化基團(即供電子基)的芳烴反應加快;帶鈍化基團(即吸電子基)的芳烴反應減慢,甚至不反應;試劑除溴乙烷外,可以是其它滷代烴、醇、烷烴及環醚等,常用為滷代烴;催化劑可以是Lewis酸,如三氯化鋁、三氟化硼、四氯化錫、三氯化鐵和氯化鋅等;也可以是質子酸,如硫酸和磷酸等;從產物結構上看,生成的產物(帶有一個或數個活性基團-甲基)活性強於底物,所以底物會繼續反應,理論終點產物為六取代苯;實際上由於試劑加入量和空間位阻的影響,會有其中一個或數個成為主要產物,其它為次要產物。

常見活性基團:二烷基氨基(-NR2)、烷基氨基(-NHR)、氨基(-NH2)、羥基(-OH)、烷氧基(-OR)、醯胺基(-NHCOR)、醯氧基(-OCOR)、烷基(-R)、羧基甲基(-CH2COOH)和苯基(-Ph)。常見鈍化基團:叔胺正離子(-N+R3)、硝基(-NO2)、三滷甲基(-CX3)X=F、Cl、氰基(-CN)、磺酸基(-SO3H)、甲醯基(-CHO)、醯基(-COR)和羧基(-COOH)。試劑在生成碳正離子時可能會重排成更穩定的構象,使產物更複雜。常用芳烴本身做為溶劑,用量較大,可以減少多烷基化的產物,也可用二硫化碳、四氯化碳和硝基苯等,其中硝基苯對催化劑、底物和試劑一般都有較好溶解度,可使反應成均相,但硝基苯毒性較大,使用時特別注意。最後是重點,以筆者從事化學合成十餘年的經驗來看,最好不要選擇此反應,否則會非常痛苦。合成中經典常用的方法都是久經驗證的,也是是成功率最高的,其它的,風險不可控。

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