Алкилирование спиртов и аминов

Понятие процесса алкилирования. Типы реакций алкилирования: по атому углерода, кислорода, азота.

Алкилирование алкенов алканами и алкенами. Условия протекания и механизмы этих реакций.

Алкилирование ароматических углеводородов. Алкилирующие агенты, катализаторы, условия проведения. Алкилирование аренов как процесс электрофильного замещения. Механизм реакции.

Алкилирование спиртов как процесс нуклеофильного замещения по атому кислорода. Механизм кислотной межмолекулярной дегидратации спиртов. Влияние условий процесса и строения спирта на выход простого эфира.

Алкилирование аммиака и аминов как процесс нуклеофильного замещения по атому азота. Алкилирующие агенты. Условия получения первичных, вторичных и третичных аминов. Основность аминов; факторы, влияющие на эту характеристику. Соли аминов и четвертичных аммониевых оснований.

Синтез дибутилового эфира

Уравнения основных реакций:

Реактивы

Посуда и приборы

Выполнение синтеза

В реакционную колбу (Приложение В, рис. 6) помещают 50 г н-бутилового спирта и 7 см³ концентрированной серной кислоты (катализатор). Смесь тщательно перемешивают. Затем колбу присоединяют к водоотделителю и обратному холодильнику, нагревают на воздушной бане (электроплитка) до тех пор, пока в водоотделителе не соберется расчетный объем воды. Реакционную массу переносят в большую колбу, прибавляют 100 см³ воды и перегоняют, затем отделяют в делительной воронке от воды (эфир находится в верхнем слое!). Промывают 30 см³ насыщенного раствора хлорида кальция для отделения непрореагировавшего спирта (с первичными спиртами хлористый кальций дает кристаллическое молекулярное соединение СаСl₂ ×2С₂Н₅ОН, которое нерастворимо в простых эфирах), затем еще раз 30 см³ воды, отделяют. Высушивают безводным хлористым кальцием и перегоняют (но не досуха, так как эфиры образуют взрывчатые пероксиды!), собирая фракцию с т. кип. 141-144°С.

Выход дибутилового эфира 25 г.

Дибутиловый эфир - бесцветная подвижная жидкость, нерастворимая в воде со слабым сладковатым запахом; т. кип. 142,4 ^оС.

Диизоамиловый эфир получают по той же методике из изоамилового спирта, собирая при перегонке фракцию 165-172 ^оС. Выход 55% от теоретического,
т. кип. 172 ^оС.

G Техника безопасности. Все простые эфиры при хранении на воздухе быстро накапливают нелетучие пероксиды в результате самоокисления. В ходе перегонки пероксиды концентрируются и в конце ее может произойти сильный взрыв. Поэтому перегонку никогда не ведут «досуха», а долго стоявшие на свету и воздухе простые эфиры необходимо проверять на наличие свободных пероксидов раствором иодида калия (выделение свободного иода вследствие окисления KI пероксидами).

Синтез диэтиланилина

Уравнения основных реакций:

Реактивы

Основные:

Вспомогательные:

Посуда и приборы:

Все детали прибора должны быть сухими!

В колбу загружают 18,6 г анилина, 24,0 г бромистого этила, присоединяют обратный холодильник и нагревают до кипения в течение 1,5 часа. В колбе образуется твердая масса бромоводородной соли моноэтиланилина. Колбу охлаждают и постепенно прибавляют 50 см³ 25 %-ного раствора NаОН, при этом образуется два жидких слоя. Выделившийся моноэтиланилин (верхний жидкий слой) отделяют в делительной воронке, переливают в сухую колбу и сушат полчаса над твердой щелочью.

За это время прибор должен быть вымыт и высушен. Высушенный моноэтиланилин декантируют со щелочи в колбу, приливают 24 г бромистого этила и снова 2 часа осторожно кипятят с обратным холодильником до затвердевания всей массы.

К охлажденному продукту прибавляют 50 см³ 25 % раствора NаОН, отделяют в делительной воронке диэтиланилин, высушивают твердой щелочью, декантируют и перегоняют, собирая фракцию при 214-216 ^оС.