В производстве димедрола из тетрахлорметана и бензола получают дихлордифенилметан:

      В. Алкилирование алкенами ведут в присутствии протонных или апротонных кислот аналогично алкилированию галогенидами.

      

      Образование электрофильных частиц проходит по схеме:

      Согласно  другой точке зрения кислота Льюиса в присутствии протонсодержащих веществ (следы воды, спирт и др.) сначала превращается в протонную кислоту, которая и катализирует процесс:

      

      Этим  способом получают:

      1)Из  бензола и этилена - этилбензол, который превращают в стирол и используют в синтезе левомицетина и ряда других препаратов.

      2) Из бензола и пропилена - изопропилбензол, который служит сырьем для синтеза фенола и ацетона по кумольному методу.

      3) Биологически мягкие ПАВ - алкилированием бензола неразветвленными алкенами или алкилхлоридами, содержащими от 10 до 15 атомов углерода, в присутствии фтороводорода или хлорида алюминия с последующим сульфированием алкилбензолов:

      Алкилирующий реагент может быть сложной частицей, как, например, в синтезе антикоагулянта непрямого действия – фепромарона - 4-гидроксикумарин алкилируют этилстирилкетоном в присутствии натрийаммоний гидрофосфата:

 

      Г. Алкилирование аренов спиртами применяют сравнительно редко, и ведут в присутствии сильных протонных кислот (серная и фосфорная кислоты), а также хлорида алюминия, алюмосиликата и др.

      Электрофильные частицы образуются по следующим схемам:

             или

      

      Реакционная способность спиртов в этих реакциях увеличивается от первичных к третичным. Реакцию проводят как в жидкой, так и в паровой фазе. Например:

      - Синтез бутилоксианизола (антиоксидант для пищевой и химфармпромышленности) в присутствии фосфорной кислоты:

      

      - Иногда вместо спиртов используют их сложные эфиры. Так, в производстве хлорбутина алкилирование бензола проводят g-бутиролактоном в присутствии хлорида алюминия:

      - Метилированием фенола метанолом в парах с последующим разделением продуктов получают 2,3,5-триметилфенол, который является сырьем в синтезе витамина Е:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

N-алкилирование

      В качестве алкилирующих агентов используют алкил- и арилгалогениды, непредельные соединения, спирты, эфиры, эпоксисоединения, диалкилсульфаты, эфиры аренсульфокислот. Поэтому чаще всего реакции N-алкилирования можно рассматривать как нуклеофильное замещение S_N2.

      Алкилирование аминов галогенидами

      

      а) Сопровождается выделением галогеноводорода, который образует аммониевые соли и затрудняет реакцию, поэтому добавляют вещества, связывающих кислоту. Ими могут быть сам амин, карбонаты натрия, калия, кальция или щелочи. Например, гидрокарбонат натрия для этих целей используют при получении N-бензиланилина (производство диазолина):

      б) Скорость реакции  алкилирования определяет нуклеофильность амина. В одинаковых условиях с увеличением рК_а нуклеофильность аминов и скорость реакции увеличивается:

      -SO₂NH₂ <-CONH₂ <ArNH₂ <C₅H₅N < NH₃ < RNH₂ < R₂NH

      - Алкилирование аммиака или алифатических аминов идет с образованием смеси соединений, т.к. введенная алкильная группа делает продукт более реакционноспособным, чем исходный амин:

      Тем не менее, реакцию широко используют, т.к. многие лекарственные препараты выпускаются в виде четвертичных аммонийных солей:

 

      - Алкилирование ароматических аминов, нуклеофильность которых в большей степени зависит от заместителей в ядре, чем у атома азота, идет селективнее, чем алкиламинов. Используя низкие температуры, избыток субстрата и другие приемы, можно получать смешанные аминосоединения:

      - Алкилирование по атому азота гетероциклических соединений часто встречается в синтезе лекарственных веществ. Алкилгалогениды легко реагируют с пиридинами, образуя N-алкилированные четвертичные соли:

      

      - Алкилирование амидов карбоновых и сульфоновых кислот, нуклеофильность которых очень низкая,  идет намного труднее, чем аминов, но зато селективно, что позволяет синтезировать чистые первичные и вторичные амины (см. раздел «Замена галогена на нуклеофил» синтезы аминов из амидов карбоновых и сульфоновых кислот).

      в) Алкилирующий агент также влияет на скорость реакции. Быстрее всего реагируют аллильные, бензильные, метильные и первичные галогениды (см.механизм S_N2).

      Как правило, алкилгалогенид является более простой молекулой, но в ряде случаев он является структурной основой лекарственного вещества:

      

      При использовании полигалогенида можно избирательно заместить более хорошо уходящий или более активированный галоген:

      - Замещение более хорошо уходящей группы (брома) при алкилировании метилпиперазина 3-хлор-1-бромпропаном (производство нейролептика метеразина) (в среде толуола в присутствии мелкоизмельченного NaOH с азеотропной отгонкой воды и возвратом толуола).

 
 

      г) Условия реакции зависит от строения и свойств, как субстрата, так и галогенида. Так, температура в случае алкилгалогенидов обычно около 100°С, активированные арилгалогениды реагируют примерно при 150°С. Поэтому в большинстве случаев процесс можно вести при атмосферном давлении в аппарате с обратным холодильником. Однако при работе с низкокипящими веществами (CH₃Cl, C₂H₅Cl) алкилирование ведут в автоклавах. Реагенты обычно берут в стехиометрическом соотношении.

      Например, алкилирование анилина этилхлоридом до диэтиланилина ведут в присутствии извести при 125°С под давлением 1,0-1,2 МПа 12 часов.

Растворитель  см.механизм S_N2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Восстановление 

Восстановлением называют процесс, в результате которого атом или группа атомов приобретают электроны.

Химические  методы

      Химические  методы восстановления можно разделить  на несколько групп по типу восстановителя.

1. Восстановление  цинком

 

      Восстановление  цинком в промышленности проводят как  в кислой, так и щелочной среде. Для восстановления используют также  амальгаму цинка.

      А) Цинк в кислой среде  восстанавливает: карбонильные соединения до спиртов, аренсульфохлориды до тиофенолов, двойную связь в ненасыщенных карбонильных соединениях, однако практическое значение имеет лишь восстановление нитро-, нитрозо- и других азотсодержащих групп – до соответствующих аминов.

      

      

      

 
 

      Б) Цинк в щелочной среде  восстанавливает:

      а) карбонильные соединения до спиртов

     б) галогенопроизводные в углеводороды

      в) нитроарены в азо-, гидразосоединения и далее в амины:

      В) Амальгама цинка  в соляной кислоте (метод Клемменсена) замещает кислород карбонильной группы двумя атомами водорода:

      

      Реакция проходит при нагревании в водно-спиртовых  средах, в некоторых случаях в среде уксусной кислоты или в инертных растворителях.

Восстановление  железом

 
 

      Сульфат железа (II) в присутствии аммиака  - восстанавливает нитрогруппу в молекулах соединений, содержащих и другие способные к восстановлению группы. Этот метод дает хорошие результаты при восстановлении ароматических нитрокарбоновых кислот и нитроальдегидов.

 

2. Восстановление алкоголятами  алюминия (метод Меервейна-Понндорфа-Верлея)

 

      Алкоголяты  алюминия восстанавливают ароматические и алифатические карбонильные соединения в соответствующие спирты, не затрагивая другие функциональные группы.

      Схема реакции:

Для восстановления обычно используют изопропилат алюминия в изопропиловом спирте; реже – этилат алюминия в этиловом спирте (для восстановления альдегидов).

      Восстановление  идет за счет спиртового радикала алкоголята, который окисляется до карбонильного соединения. Образовавшийся новый алкоголят алюминия может подвергаться алкоголизу под действием растворителя, благодаря чему регенерируется изопропилат алюминия. Поэтому алкоголяты выполняют в основном роль катализатора. Однако лучшие результаты получаются при применении алкоголята в количествах 1 и более моль на моль субстрата.

      Целевой продукт (спирт) выделяют, обрабатывая образовавшийся алкоголят алюминия разбавленной серной кислотой. Выходы целевых продуктов обычно составляют 80-95%.

      Альдегиды восстанавливаются значительно легче, чем кетоны из-за меньшего влияния пространственного фактора и большей электрофильности карбонильного атома углерода. Такие альдегиды как, например, фурфурол, восстанавливаются на холоду.

      Процесс восстановления алкоголятами алюминия обратимый, поэтому обычно его проводят при нагревании с отгонкой низкокипящего компонента (ацетона), что способствует образованию целевого продукта.

      Продолжительность реакции сильно зависит от природы субстрата. При слишком большой длительности процесса можно поднять температуру реакции, используя растворитель с более высокой температурой кипения (толуол, ксилол). Однако повышение температуры увеличивает скорость побочных реакций в большей степени, чем основной. Значительно ускорить реакцию и увеличить выход целевого продукта можно добавлением к реакционной смеси никеля Ренея или хлорида алюминия. При длительном процессе восстановления альдегида или при образовании неустойчивых на воздухе продуктов, через реакционную массу пропускают азот или водород.