C_4烷基化反应机理的分子模拟

烷基化反应的机理

烷基化反应的机理 石油炼制过程中的烷基化反应是指在酸性催化剂的作用下，烷烃分子与烯烃分子的化学加成反应，在反应过程中烷烃分子中的活泼氢原子的位置被烯烃所取代。由于异构烷烃中叔碳原子上的氢原子比正构烷烃中伯碳原子上的氢原子活泼得多，因此参加烷基化反应的烷烃为异构烷烃，一般特指异丁烷。 烷基化原料是以催化裂化液化气中异丁烷和异丁烯、丁烯-1为主。烷基化常用的酸性催化剂有硫酸、氢氟酸、三氯化铝等，本装置使用的催化剂为硫酸。 正碳离子的概念 在研究各种有机化学反应的时候，人们发现各种有机反应中间产物大体可以分为3种类型：自由基、阳离子、阴离子。烷基化反应属于其中的阳离子反应，即生成了正碳离子。随着人们对烷基化反应机理的不断探索与认识的日渐成熟，人们普遍接收的是正碳离子——链式反应机理。 所谓正碳离子是一个带正电荷的碳原子，它只有6个外层电子，是缺电荷的，其通式可以写为： 围绕正碳离子的取代物可以是氢原子，也可以是甲基基团，其四种形式分别为： 其稳定性从左到右依次增大，也就是说叔碳原子的正碳离子是最稳定的。这里所说的稳定性是相对而言的，总体来说，各种正碳离子都是极不稳定的，很容易进一步参与反应。只有当其与另一对电子成键以后，也就是说，当这个碳原子周围有了8个电子以后，它才能说是真正稳定了。 正碳离子与另一对电子成键的最常见的形式是加合一个负离子。这是正碳离子的最后一步反应，但却开始了另一个正离子的进程。 正碳离子的化学行为 以酸为催化剂的烷基化反应中，酸所提供的氢质子与烯烃的加成反应是产生正碳离子的主要反应。 C H H H CH 3 CH 3 CH 3CH 3 CH 3 CH 3 H H H C C C C

傅克反应

傅-克反应 傅里德-克拉夫茨反应，简称傅-克反应，是一类芳香族亲电取代反应，1877 年由法国化学家查尔斯傅里德(Friedel C)和美国化学家詹姆斯克拉夫茨(Crafts J)共同发现。该反应主要分为两类：烷基化反应和酰基化反应。 (* ch° gj * Mc, 傅-克反应:(1)傅-克烷基化反应；(2)傅-克酰基化反应 傅-克烷基化反应 傅-克烷基化反应在强路易斯酸的催化下使用卤代轻对一个芳环进行烷基化。 假设使用无水氯化铁作为催化剂，在氯化铁的作用下，卤代物产生碳正离子，碳正离子进攻苯环并取代环上的氢，最后产生烷基芳香族化合物和氯化氢。总反应式如下： 傅-克烷基化机理 这类反应有个严重缺点：由丁烷基侧链的供电性，反应产物比起原料具有更高的亲核性，丁是产物苯环上的另一个氢继续被烷基所取代，导致了过烷基化现象而形成了众多副产物。由丁这类反应是可逆的，还可能出现烷基被其他基团所取代的副产物(例如被氢取代时，也称为傅-克脱烷基化反应);另外长时间的反应也会导致基团的移位，通常是转移至空间位阻较小、热力学稳定的问位产物。另外如果氯不是处丁三级碳原子(叔碳原子)上，还有可能发生碳正离子重排反应，而这取决丁碳正离子的稳定性：即三级碳＞二级碳＞一级碳。空间位阻效应可以被利用丁限制烷基化的数量，比如1, 4-二甲氧基苯的叔丁基化反应。

1,4-二甲氧基苯的叔丁基化 烷基化的底物并不局限丁卤代轻类,傅-克烷基化可以使用任何的碳正离子中问体参与反应，如一些烯轻，质子酸，路易斯酸，烯酮，环氧化合物的衍生物。如合成1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷就可以从苯与3-氯-2-甲基丙烯进行反应： 1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷的合成 通过烯轻的傅-克烷基化 在这个反应中三氟甲磺酸使被认为在卤离子形成中活化了NBS的供卤素能 力。 傅-克去烷基化反应 傅-克烷基化是一个可逆反应。在逆向傅-克反应或者称之为傅-克去烷基化反应当中烷基可以在质子或者路易斯酸的存在下去除。例如，在用漠乙烷对苯的多 重取代当中，由丁烷基是一个活化基团，原来期待能够得到邻对位取代的产物。然而真正的反应产物是1,3,5-三乙基苯，即所有烷基取代都是问位取代。热力学反应控制使得该反应产生了热力学上更稳定的问位产物。通过化学平衡，问位产 物比起邻对位产物降低了空间位阻。因此反应最终的产物是一系列烷基化与去烷基化共同作用的结果。 1,3,5-三乙基苯的合成 傅-克酰基化反应 傅-克酰基化反应是在强路易斯酸做催化剂条件下，让酰氯与苯环进行酰化的反应。此反应还可以使用埃酸酎作为酰化试剂，反应条件类似丁烷基化反应的条

正构烷烃临氢异构化反应的研究综述

正构烷烃临氢异构化反应的研究综述 摘要：综述了近年来正构烷烃在分子筛为载体的双功能催化剂上临氢异构化反应机理的研究进展，介绍了单分子机理、双分子机理、孔口机理及锁匙机理。同时，综述了近年来临氢异 构催化剂的发展，介绍了β分子筛、丝光沸石、SAPO 系列分子筛、固体超强酸等为载体的双 功能催化剂。最后，对反应机理在制备新型催化剂领域的应用以及新型复合材料在这一领域的 应用前景做了展望。 关键词：正构烷烃，临氢异构，反应机理，催化剂 1 前言 随着环保法规的要求日益严格以及人们环保意识的增强，石油产品的质量规格日益提高，人们对清洁汽油、柴油和润滑油等产品的需求不断增加，因而加氢异构化作为生产优质石油产品的技术越来越受到人们的重视。在汽油的生产中，利用加氢异构化技术可以提高辛烷值；在柴油和润滑油的生产中，通过加氢异构化可以降低凝点或倾点，改善润滑油的粘温性质，同时保持较高的产品收率。加氢异构化技术还可以改善产品的结构。现代炼油工业为了充分利用石油资源，对重质油的加工越来越多，在重油的加氢裂化工艺中，提高催化剂的异构化性能可以多产中间馏分油。因此，对于烷烃的临氢异构化反应进行深入的研究，了解异构化反应的途径，揭示反应规律，可为催化剂的设计提供更好的思路，具有十分重要的意义。 2 临氢异构反应机理 2.1 单分子反应机理 正构烷烃在双功能催化剂上进行加氢异构化反应，部分通过烷基正碳离子中间体进行。其中，异构化反应可通过两条途径来实现[1]：(1)烷基迁移，即A型异构化；(2)质子角-角迁移，即B型异构化，如图1所示。其中A型异构化机理能够改变侧链的位置，但不改变分子中伯、仲、叔和季碳的原子个数，经历了一个烷基正碳离子环化过程，生成角状质子化的环丙烷结构的中间体(简称CPCP)，随后环丙烷开环；而B型异构化机理能够改变支链度，随之改变分子中伯、仲、叔和季碳的原子个数，通常发生在CPCP开环之前，质子先进行角-角迁移，然后经过取代质子化环丁烷(简称CPCB)生成乙基侧链的烃。由于角-角迁移需较高的能量，因此，B型异构化比A型反应慢。 图1 烷基正碳离子A型和B型异构化机理 通常认为，单分子异构化反应机理按照环丙烷正碳离子机理(PCP)进行，如图2所示。

傅克反应资料讲解

傅克反应

傅-克反应 傅里德-克拉夫茨反应，简称傅-克反应，是一类芳香族亲电取代反应，1877年由法国化学家查尔斯·傅里德（Friedel C）和美国化学家詹姆斯·克拉夫茨（Crafts J）共同发现。该反应主要分为两类：烷基化反应和酰基化反应。 傅-克反应:(1)傅-克烷基化反应;(2)傅-克酰基化反应 傅-克烷基化反应 傅-克烷基化反应在强路易斯酸的催化下使用卤代烃对一个芳环进行烷基化。假设使用无水氯化铁作为催化剂，在氯化铁的作用下，卤代物产生碳正离子，碳正离子进攻苯环并取代环上的氢，最后产生烷基芳香族化合物和氯化氢。总反应式如下： 傅-克烷基化机理 这类反应有个严重缺点：由于烷基侧链的供电性，反应产物比起原料具有更高的亲核性，于是产物苯环上的另一个氢继续被烷基所取代，导致了过烷基化现象而形成了众多副产物。由于这类反应是可逆的，还可能出现烷基被其他基团所取代的副产物（例如被氢取代时，也称为傅-克脱烷基化反应）；另外长时间的反应也会导致基团的移位，通常是转移至空间位阻较小、热力学稳定的间位产物。另外如果氯不是处于三级碳原子（叔碳原子）上，还有可能发生碳正离子重排反应，而这取决于碳正离子的稳定性：即三级碳>二级碳>一级碳。空间位阻效应可以被利用于限制烷基化的数量，比如1，4-二甲氧基苯的叔丁基化反应。

1,4-二甲氧基苯的叔丁基化 烷基化的底物并不局限于卤代烃类，傅-克烷基化可以使用任何的碳正离子中间体参与反应，如一些烯烃，质子酸，路易斯酸，烯酮，环氧化合物的衍生物。如合成1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷就可以从苯与3-氯-2-甲基丙烯进行反应: 1-氯-2-甲基-2-苯基丙烷的合成 曾有研究实例表明亲电试剂还能选用由烯烃和NBS生成的溴离子。 通过烯烃的傅-克烷基化 在这个反应中三氟甲磺酸钐被认为在卤离子形成中活化了NBS的供卤素能力。 傅-克去烷基化反应 傅-克烷基化是一个可逆反应。在逆向傅-克反应或者称之为傅-克去烷基化反应当中烷基可以在质子或者路易斯酸的存在下去除。例如，在用溴乙烷对苯的多重取代当中，由于烷基是一个活化基团，原来期待能够得到邻对位取代的产物。然而真正的反应产物是1,3,5-三乙基苯，即所有烷基取代都是间位取代。热力学反应控制使得该反应产生了热力学上更稳定的间位产物。通过化学平衡，间位产物比起邻对位产物降低了空间位阻。因此反应最终的产物是一系列烷基化与去烷基化共同作用的结果。

偶氮苯顺反异构化机理研究进展

偶氮苯顺反异构化机理研究进展 王罗新1,2 王晓工 2 * (1武汉科技学院 武汉 430073； 2清华大学化工系高分子研究所 北京 100084) 摘要 偶氮苯的光致顺反异构化是许多偶氮类功能材料光响应的基础。近年来，偶氮苯的顺反异构化机理受到了广泛关注。本文综述了有关偶氮苯顺反异构化机理的一些最新研究进展，针对偶氮苯光致异构化过程中有争议的旋转和反转机理问题，从争论的起源到目前的研究结论进行了系统总结，同时也提出了一些尚需深入研究的问题。 关键词偶氮苯异构化机理光响应性 Progress of the Trans-Cis Isomerization Mechanism of Azobenzene Wang Luoxin1, 2, Wang Xiaogong2 * (Wuhan Universtity of Science and Engineering, Wuhan 430073; Institute of Polymer Science and Engineering, Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084) Abstract: The trans-cis photoisomerization of azobenzene is the basis of photo-responsive properties of many azo-functional materials. The isomerization mechanism has drawn extensive attention recently. This paper reviews the recent research progress in the isomerization mechanism of azobenzene. A comprehensive summary, from the original argument to the present research state, has been given to the open question about the rotation and inversion mechanisms of the photoisomerization. Some relevant problems necessary to be further studied are put forward at the same time. Key words: Azobenzene, Isomerization, Mechanism, Photoresponsive 偶氮苯及其衍生物是目前世界上使用量最大的一类染料。近年来，偶氮苯的光响应特性使其在许多领域表现出巨大的应用潜力。偶氮苯分子存在顺式和反式两种异构体。在特定波长的紫外光照射下，反式构型的偶氮苯会转变为顺式构型；在可见光或热作用下，顺式构型可回复到反式构型。两种构型的偶氮苯分子具有明显不同的紫外可见吸收光谱。同时，两者的立体结构、偶极矩等一些物理和化学性质亦存在明显差异。目前，偶氮苯顺反异构体的不同特性，以及顺反异构化诱导产生的各种光响应现象，引起了广泛的关注。含偶氮基元的光响应性材料表现出很多独特的性能，如光动力纳微米机械[1,2]、光驱动分子开关[3]、信息存储[4]、表面起伏光栅及命令表面[5,6]、非线性光学材料及光子材料[7~9]等。最近，随着各种偶氮苯类材料奇特性质的不断发现，偶氮苯分子的结构[10~12]、光谱特性[13,14]、异构化机理[15~20]、激发态衰减动力学过程[21~29]等重新引起了人们的极大兴趣。 1 偶氮苯热致顺反异构化机理 相对于偶氮苯的光异构化，偶氮苯的热异构化机理较为简单。但已有的相关文献对于偶氮苯分子的国家自然基金重点项目（50533040）

傅克反应与聚芳醚-砜-酮

傅-克反应，又称傅列德尔-克拉夫茨反应（Friedel –Crafts reaction ），由法国化学家查尔斯?傅列德尔与美国化学家詹姆斯?克拉夫茨于1877年，共同发现，是一类针对芳香族的亲电取代反应。根据取代物的不同，该反应主要分为傅列德尔-克拉夫茨烷基化反应和傅列德尔-克拉夫茨酰基化反应。由于傅-克反应是实现碳碳成键的最有效方式之一，并且是制备各种芳基酮, 杂环芳烃酮等的重要手段, 所以它在医药、农药、染料、香料等工业生产中具有非常广泛的应用。在聚合物合成上与之相关的是一类高性能工程材料，聚（醚）砜和聚（醚）酮。1962年，Dupont 公司的Bonner ，首次采用傅克反应合成了聚醚酮酮（PEKK ）。 傅克反应机理如下所示： S O O Cl C O Cl O O AlCl 4 + C O AlCl 3 O -H S O O 聚（醚）砜和聚（醚）酮类聚合物按傅克亲电取代路线合成时，由于所用单体大多来源方便、价格低廉，而且合成反应容易控制，不需要高温和真空条件，反应条件温和，因此聚合物大多成本低，容易得到推广应用。一般反应条件为在无水AlCl 3和N ，N-二甲基甲酰胺（DMF ）存在下，于1，2-二氯乙烷（DCE ）中进行低温（冰水浴）共缩聚反应。 然而，聚合过程中被带正电荷的亲电试剂进攻的苯环上的5个氢具有相等的活性，尽管由于空间位阻的作用对位的氢最易于脱去，然而其他的氢仍有可能被亲电试剂进攻，这样就必然得到有一定程度支化和交联的聚合物。支化、交联反应一般会降低树脂的性能，导致高温流动性差，冲击强度低，脆性大，后加工困难等。在支化、交联严重时,将得不到具有使用价值的反应产物。

异构化催化剂

一、异构化原理 芳烃异构化反应是指在一定的温度、压力，临氢状态和催化剂作用下，将含贫对二甲苯（PX〈1％）的混合二甲苯转化为二甲苯的四种异构体（PX、MX、OX、EB）接近平衡的催化异构过程。其目的是为了降低吸附塔进料中乙苯的含量，提高对二甲苯的浓度，多生产对二甲苯产品。 二、催化剂性能介绍 二甲苯异构化采用法国Exxon Mobil的XyMax工艺。催化剂型号为EM-4500T/B,它是由氧化铝和丝光沸石为载体的载铂双功能催化剂。催化剂上层酸性比较强，主要是乙苯脱乙基转化成苯；下层金属功能比较强，主要是二甲苯异构。反应过程中乙苯转化率比较高，二甲苯损失率比较小。 主反应： 二甲苯异构化；乙苯加氢脱乙基生成苯和乙烷；乙苯通过环烷桥转化成二甲苯 副反应（造成C8A环损）： 二甲苯歧化反应生成甲苯/C9或C10/苯；二甲苯加氢脱烷基生成甲苯与甲烷；加氢开环裂解 异构化反应条件： 三、EM-4500与SKI-100A性能对比 石科院研制的SKI-100A乙苯脱乙基催化剂2005年7月应用在洛阳石化芳烃装置上，2006年5月对催化剂进行了标定。两种催化剂标定情况对比如下：

从表中的数据对比可以看出进口催化剂有以下几点优势： 1、空速高：装置负荷一定的情况下，催化剂装填量少，反应器体积小。 2、轻烃比小：循环氢量少，循环氢压缩机体积小。 3、EB转化率高、C8A环损低：二甲苯产量大，PX产率高。 与国产异构化催化剂相比，使用进口催化剂，最大的优势是设备及管线规格小，可以减少了设备大型化的难度并节约投资。催化剂价格虽然贵，但是装填量少，而且二甲苯产率高。 但是使用Exxon Mobil的催化剂，反应压力比较高，反应温度也高一些，能耗高一些。 四、催化剂硫化 异构化催化剂在使用初期，要进行预硫化和钝化。预硫化的目的是通过向反应器内注硫来抑制催化剂的金属功能，控制开工阶段的反应温升，防止床层飞温；钝化是通过缓慢提高反应苛刻度，使催化剂少量积炭来抑制其酸性功能，减少芳环损失，提高C8A产率。 对于EM4500催化剂而言硫是暂时性毒物，硫化使催化剂暂时中毒，降低新鲜催化剂的初始活性，降低加氢和裂解反应、控制反应器温升。催化剂上的硫随着装置的运行会逐渐从高分顶部排出。钝化时间短，钝化完成以后，应尽快调整到正常的操作条件。预硫化和钝化对催化剂的寿命影响很小。

烷基化反应的机理.docx

-` 烷基化反应的机理 石油炼制过程中的烷基化反应是指在酸性催化剂的作用下，烷烃分子与烯烃分子的 化学加成反应，在反应过程中烷烃分子中的活泼氢原子的位置被烯烃所取代。由于异构 烷烃中叔碳原子上的氢原子比正构烷烃中伯碳原子上的氢原子活泼得多，因此参加烷基 化反应的烷烃为异构烷烃，一般特指异丁烷。 烷基化原料是以催化裂化液化气中异丁烷和异丁烯、丁烯-1 为主。烷基化常用的酸 性催化剂有硫酸、氢氟酸、三氯化铝等，本装置使用的催化剂为硫酸。 4.1 正碳离子的概念 在研究各种有机化学反应的时候，人们发现各种有机反应中间产物大体可以分为3种类型：自由基、阳离子、阴离子。烷基化反应属于其中的阳离子反应，即生成了正碳 离子。随着人们对烷基化反应机理的不断探索与认识的日渐成熟，人们普遍接收的是正 碳离子——链式反应机理。 所谓正碳离子是一个带正电荷的碳原子，它只有6个外层电子，是缺电荷的，其通式 可以写为： C 围绕正碳离子的取代物可以是氢原子，也可以是甲基基团，其四种形式分别为： H H H CH3 H C H CH3 C H CH3 C CH3CH3 C CH3 其稳定性从左到右依次增大，也就是说叔碳原子的正碳离子是最稳定的。这里所说 的稳定性是相对而言的，总体来说，各种正碳离子都是极不稳定的，很容易进一步参与 反应。只有当其与另一对电子成键以后，也就是说，当这个碳原子周围有了8个电子以后，它才能说是真正稳定了。 正碳离子与另一对电子成键的最常见的形式是加合一个负离子。这是正碳离子的最 后一步反应，但却开始了另一个正离子的进程。 4.2正碳离子的化学行为 以酸为催化剂的烷基化反应中，酸所提供的氢质子与烯烃的加成反应是产生正碳离 子的主要反应。

异构化

异构化 中文名称：异构化 英文名称：isomerization 定义：一种同分异构体与另一种同分异构体相互转化的作用或过程。 改变化合物的结构而不改变其组成和分子量的过程。一般指有机化合物分子中原子或基团的位置的改变。常在催化剂的存在下进行。 催化剂 主要有下列几类：①弗瑞德－克来福特型催化剂，常用的有三氯化铝-氯化氢、氟化硼-氟化氢等。这类催化剂活性高，所需反应温度低，用于液相异构化，如正丁烷异构化为异丁烷，二甲苯的异构化等。②以固体酸为载体的贵金属催化剂，如铂-氧化铝、铂-分子筛、钯-氧化铝等。这类催化剂属于双功能催化剂,其中金属组分起加氢和脱氢作用，固体酸起异构化作用。采用这类催化剂时，反应需在氢存在下进行，故也称临氢异构化催化剂，用于气相异构化。烷烃、烯烃、芳烃、环烷烃的异构化也可采用。尤其是乙苯异构化为二甲苯和环烷烃的异构化只有这类催化剂有效。其优点是结焦少，使用寿命长。③以固体酸为载体的非贵金属催化剂，如镍-分子筛等，一般也需有氢存在，用于气相异构化,但不能使乙苯异构化成二甲苯。④ZSM-5分子筛催化剂,主要用于二甲苯的气相或液相异构化。 过程条件 异构化是可逆反应，反应常常可进行到接近平衡转化率。由于反应热效应很小，温度对平衡组成影响不甚显著，但低温操作有利于减少副反应。液相异构化反应温度一般为90～150°C。气相异构化反应温度则为300~500°C。气相非临氢异构化可在低压（约0.3MPa）下进行，气相临氢异构化则需较高压力(2.0～2.5Mpa)下进行。氢烃摩尔比为5～20:1,过量氢气可循环使用。气相异构化可采用固定床反应器，液相均相异构化可用塔式反应器，非均相异构化则可用涓流床反应器。

催化裂化反应机理

异丙醇脱氢制丙酮所采用的催化剂及其设计原理 张若杰 1201班 化学工程 01201208170114 一、反应机理 脱氢反应是脱氢催化剂（Dehydrogenation catalysts ）下进行的气固相催化反应，且反应是吸热的。在异丙醇分子中由于羟基的影响，α-H 比较活泼，容易发生脱氢。 常压200-300℃，异丙醇在催化剂表面，脱氢吸热生成丙酮，并产生大量氢气。本反应主要涉及两个过程。温度适中时，发生主反应： ()()↑+?→? 22323H CO CH CHOH CH （1） 起始时，由于异丙醇的加入，汽化需要吸收大量的热，导致反应温度降低，发生 副反应： ()()()O H COCH CHCH CH CHOH CH CO CH 232232323+?→?+ （2） 温度过高时，发生异丙醇分子内脱水，生成异丙醚: ()()()O H CH CHOCH CH CHOH CH 2232332+?→? （3） 因此温度控制的是否得当是生成目的产物的关键。 二、反应热力学分析 查有关手册得298K 各相关物质的 f H ?和 f G ?值于下表：（kcal/mol ） 求出各反应在298K 的r H ?、r G ?和Kp 值列于下表： 由方程??? ? ??-?=211211ln T T R H Kp Kp r 求出多个温度的Kp 值列于下表：

由上表数据可知，高温、低压有利异丙醇脱氢生成丙酮的反应。 三、分子反应机理 反应物分子先被催化剂上的金属离子Mn+作用而脱去H-（发生C-H键异裂），随后再脱去H+而成不饱和键。要求反应分子交易极化产生Cδ+—Hδ-,催化剂也需要有极化能力的金属离子Mn+用来脱去H-，同时具有负电荷的O2-,以接受H-。因此这类机理类似于酸碱催化。 四、催化剂的选择 在反应过程中，反应温度随催化剂的不同而不同。异丙醇脱氢反应是一简单反应，工业上大多采用气相反应，原料在气相条件下流过列管式固定床反应器，发生脱氢反应，常用铜锌系催化剂。典型的工艺条件为反应压力0．2～0．3 MPa，反应温度200～300℃，异丙醇单程转化率(摩尔分数)大于6O%，产品丙酮对异丙醇总收率(摩尔分数)大于95.5%。 所用催化剂有铜、银、铂、钯等金属以及过渡金属的硫化物，负载于惰性载体上，反应在管式反应器中进行，温度400～600℃。在使用氧化锌-氧化锆、铜-铬氧化物或铜-二氧化硅催化剂时，脱氢温度降低为300～500℃。

有机化学中用来研究反应机理的方法

有机化学中用来研究反应机理的方法

有机反应机制的研究方法 有机化学中用来解释反应机理的传统方法主要集中在Kinetics和Dynamics两方面，即理解势能面、深入研究分子运动和碰撞、测定活化参数、测定速率常数、确定某个反应机理中一系列化学步骤的顺序、确定反应限速步骤和决速步骤。 研究机理的关键目的是反应机理知识可以对如何在原子或分子水平上操纵物质给出最快速的洞察，而不是依靠运气来获得偶然性的变化从而获得想要的结果。由于动力学在辨别机理方面起着关键作用，所以动力学是整个有机反应机理研究领域中最重要的分支之一。 传统的反应机理研究方法除了动力学分析之外，还有同位素效应、结构-功能分析等。这些都是研究有机反应机理的标准实验工具，然后实验化学家可以根据其想象力和化学创造性，设计出一些完全不同于之前出现过的研究方法。因此，本文总结了一些最为常见的方法。首先分析最简单的实验，例如产物和中间体的鉴定。但也会分析一些更为微妙、精细的实验，如交叉和同位素置乱（cross-over and isotope scrambling）实验。 1.改变反应物结构以转变或捕获预想的中间体 有时可以通过合成一种类似于所研究的反应物的新反应物来破译中间体的性质，但是这需要所预测的中间体能以一种可预想的方式进行反应。没有标准的方式来处理这一类实验，所以实验者必须根

据具体实验情况来设计实验。下面以酶反应作为此方法的应用实例。 Lin[1]等人设计了一种转变中间体的方法。扁桃酸消旋化酶可使扁桃酸根离子的对映体（2-羟基苯甲酸）互换。位于羧酸跟α位的碳负离子被认为是中间体。为了测试此中间体是否存在，作者合成设计了扁桃酸跟离子的类似物i，并用酶对其进行了外消旋化。其过程是首先形成碳负离子，然后经过溴化物的1,6-消除，最后经过互变异构化，分离得到产物ii。此结果支持了在扁桃酸根离子路径中碳负离子中间体iii的存在。 2.捕获实验和竞争实验 鉴定中间体的一种常见方法是通过加入额外的试剂来捕获中间体。目前存在着几种自由基不伙计，许多好的亲核试剂是半衰期很短的亲电试剂（如碳正离子）的可行的捕获剂。必须以自己的化学知识来设计捕获中间体（如碳正离子、卡宾等）的捕获剂。但是活泼中间体的半衰期很短，所以捕获剂必须是具有很高的活性，并能与活泼中间体的标准反应路径进行竞争。同样，因为捕获反应是典

傅克反应

傅克反应 傅-克反应 傅-克(傅瑞德尔-克拉夫茨)反应：芳香烃在无水AlCl3作用下，环上的氢原子也 能被烷基和酰基所取代。这是一个制备烷基烃和芳香酮的方法，称为Friedel —Crafts 反应，简称傅-克反应。苯环上有强吸电子基（如－NO2 、－SO3H 、－COR） 时，不发生傅-克反应。 a、烷基化反应：卤代烷在AlCl3的作用下生成C+，C+在进攻苯环之前会发 生重排成稳定的C+（三个C以上） 烷基化反应的缺点是副反应的发生 b、硝基化反应：常用的硝基化试剂是酰卤，此外还可以用酸酐。优点是产物 较纯。 一般用Clemmensen还原法可以得到丙苯。 济南盛信达科技有限公司 燕山学院工作室最新招聘信息加入时间：2008-3-13 11:24:44 单位信息 单位名称：济南盛信达科技有限公司单位所在地：山东省济南市高新区 成立时间：单位性质：其他企业 所属行业：制造业 单位简介 济南盛信达科技有限公司,国家重点高新技术企业，具有自营进出口权。为外向型科集研发、外贸、营销于一体.公司几大产品均为国内首创或专利产品。公司先后获得“国省高新技术企业”等荣誉称号。

--------------------------------------------------------------------------- 职位信息 职位名称：其它科研人员类职位招聘时间： 2008-03-13 至 2008-05-20 招聘人数： 2 工作经验： 工作地点：山东省济南市 职位描述：家在济南优先 专业要求：应用化学 ------------------------------------------------------------------------职位名称：企业后勤管理招聘时间： 2008-03-13 至 2008-04-10 招聘人数： 1 工作经验： 工作地点：山东省济南市 职位描述： 专业要求：工商企业管理 ------------------------------------------------------------------------职位名称：企业/业务发展经理招聘时间： 2008-03-13 至 2008-05-01 招聘人数： 2 工作经验： 工作地点：山东省济南市 职位描述：

傅克反应机理

Friedel-Crafts反应机理 摘要：本文总结了傅-克反应提出以来，化学研究人员对该反应的机理方面的研究，包括动力学研究、中间体结构和性质的。提出傅一克反应机理目前存在的疑问及机理动力学的发展方向。 关键词：傅-克反应；动力学；中间体；反应机理 1、傅-克反应的发现 傅-克反应在整个化学发展史上是最为古老的化学之一[1]。1869年德国化学家Zincke[2]首次报道了在苯环上引入烷基的反应．这个反应的发现来源于一个偶然，当时Zincke想从苄氯和氯乙酸(以苯作为溶剂)出发，在铜粉(或银粉)和密封加热的条件下，通过类似Wurtz反应的方法制各苯丙酸，但他发现在反应过程中有大量的氯化氢产生，同时也生成了二苯甲烷。他意识到这是苄氯和溶剂苯发生反应产生的。为此，在接下来的几年里，他开始研究这类苯环上引入取代基的反应。Zincke的发现引起了化学家们的广泛关注，他们用不同芳烃进行反应，并且得到了相应芳烃的烷基化和酰基化产物．至此，他们一致认为铁、铜、银或锌等金属粉末可以作为此类反应的催化剂，这个反应也因此被命名为Zincke反应。 1877年，Friedel和Crafts[3-4]试图通过Gustavson反应将1，1，1一三氯乙烷(苯作溶剂)在铝粉和碘单质存在条件下转化为1，1，1．三碘乙烷，但出乎意料的是他们再次得到了Zincke反应的产物。经过他们的不断研究，他们又对各种金属卤化物、各种卤代烃以及各种酰卤分别进行了研究，表明Zincke提出的各种金属确实不是此类反应的催化剂，它们的卤代物才是真正意义上的催化剂。至此傅一克反应被正式提出，包括傅一克烷基化反应和傅一克酰基化反应。

烷基化反应报告

烷基化反应 专 题 报 告 班级： 学号： 姓名： 完成日期：

烷基化反应专题报告 前言 随着我国国民经济可持续发展国策的实施，汽车排放尾气对空气的污染问题成为我们关注的焦点，我国石油炼制工业面临的最关键问题就是如何生产符合国家日益严格的环保标准的清洁燃料，以满足国内交通行业和市场的需求。 石油炼制过程中的烷基化反应是指在酸性催化剂的作用下，烷烃分子与烯烃分子的化学加成反应，在反应过程中烷烃分子中活泼氢原子的位置被悉听所取代，由于异构烷烃中叔碳原子上的氢原子比正构烷烃中碳原子上的氢原子活泼的多，因此参加烷基化反应烷烃。反应生成异辛烷（烷基化汽油）的催化反应过程。 烷基化汽油具有以下特点：该种汽油具有辛烷值高(RON95～98) 、敏感性低(RON 与MON 之差一般≤3) 康保性能好；蒸汽压低、燃烧热值高、不含烯烃芳烃硫含量也低。燃烧完全而清洁，不污染环境等优点，是航空汽油和车用汽油的理想调和油。真是由于烷基化的各种优点，使它成为石油加工过程的重要过程之一，越来越受到广泛关注。 烷基化原理及影响因素 一、烷基化原理 碳四烷基化遵循正碳离子反应机理，其过程主要包含四个步骤： 步骤1：叔丁基正碳离子的生成

步骤2：叔丁基正碳离子与丁烯加成生成碳八正碳离子 叔丁基正碳离子与不同的丁烯异构体进行烷基化反应可以生成不同的碳八正碳离子。 TMP+和DMH+分别是三甲基戊烷和二甲基己烷的正碳离子。TMP组分是烷基化油中的理想组分，具有较高的辛烷值（RON 100~109），而DMH的辛烷值较低（RON 55~76），DMH组分的大量存在会降低烷基化油的品质。 步骤3：碳八正碳离子的异构 生成的碳八正碳离子会通过氢转移或甲基转移而生成更稳定的正碳离子。 步骤4：氢转移形成碳八异构烷烃

傅克反应总结材料

傅克反应总结材料 傅克反应总结材料 1. 傅克反应的发现： 在这些反应中，以制备芳烃和芳酮是主要的。 2. 傅克反应的反应机理 注意以下三种情形下的反应： A. 烷基正离子的重排(稳定性：叔>仲>伯) 因此反应中都有异构体产物的出现。如： B. 烷基取代不会停留在一取代阶段 于烷基是供电子基团，已取代后芳环上电子云密度增大，使得亲电取代反应更容易进行，所以取代还会继续进行下去，最后可以全部取代。如： 但是有些基团于位阻关系，只能得到已取代的产物。 如果取代基团是酰基，于酰基是吸电子基团，使得芳环电子云密度减小，使得亲电取代反应比较困难，反应一步后会停下来，所以傅克酰化合成芳酮更为有用。 C. 定文问题： 下面的例子将让我们更好的去理解定位问题：

3. 傅克反应的催化剂 路易氏酸，强酸，酸酐，酰氯和一些中性化合物和元素等。 特别需要注意以下及点： A.不同催化剂产生不桶产物： B.不同催化剂产率有很大的差别： C. 氯化物作为催化剂要无水，但是绝对无水活性反而不大，甚至不能进行。有些反应还需要把催化剂暴露在空气中吸水几分钟后，才能催化反应的进行。 4. 傅克反应所用的烷基化剂 A. 常用的是氯化物，活泼性次序RCl>RBr>RI B. 烯类也是很好的烷基化剂，催化剂用BF3和HF效果很好。 C. 醇类也可作为烷基化剂，但是催化剂用BF3和HF效果最好。 5. 酰基取代剂 A. 酰卤 活性顺序为： B. 酸酐也是很好的酰化剂，但是它需要比酰卤多50%的氯化铝。 C. 羧酸也可以直接用作酰化剂，但催化剂不宜用氯化铝，而要用硫酸，磷酸，最好是氟化氢。

6. 芳环 芳环和杂环化合物都能参加F-C反应，其中并环和稠环更易发生反应，杂环中，呋喃类，吡咯类等虽对酸敏感，但在适当情况下也可发生F-C反应。 如环上有供电子基团，可用较若的反应条件。如有吸电子基团，则要用较强的反应条件。 稠环的定位问题： 7. 芳酸的环化 首先要考虑形成环的稳定性，一般是6元环>5元环>7元环 8. 实验操作: 傅克反应总结材料 1. 傅克反应的发现： 在这些反应中，以制备芳烃和芳酮是主要的。 2. 傅克反应的反应机理

第4章烷基化反应

第4章烷基化反应 §4－1 C-烷基化反应 一、芳环上的C-烷基化反应 1．烷基化剂：卤代烷，烯烃，醇，醛，酮 2．催化剂：Lewis酸：AlCl3> SbCl5 >FeCl3> BF3> ZnCl2——卤烷，烯烃质子酸：HF > H2SO4> H3PO4——醇，醛，酮，烯烃 3．反应历程：芳香族亲电取代 4．反应特点： （1）连串反应 （2）可逆反应－烷基的转移和岐化 *苯过量

（3）烷基重排 （4）取代苯环再次引入烷基时的位置与反应条件有关温和条件下：亲电取代反应规律 强烈条件下：非规律性产物 5．反应实例： （1）用卤烷的烷基化反应 ——长碳链烷基苯的合成：十二烷基苯 *催化剂：AlCl3 **重排 （2）用烯烃的烷基化反应 *催化剂：AlCl3-HCl, BF3 or 载于硅藻土上的H3PO4 **苯过量 （3）用醇的烷基化反应

（4）用醛酮的烷基化反应 ——制备二芳基或三芳甲烷衍生物 二、活泼亚甲基化合物的烷基化反应——强碱催化 三、炔烃的烷基化反应

§4－2 N-烷基化反应 一、取代型N-烷基化反应 机理： RZ—烷基化剂Z=-OH, -X, -OSO3H 醇：活性弱，强酸(HX, H2SO4, H3PO4)催化，高温(200℃)，价廉：甲醇，乙醇，异丙醇，丁醇——活泼胺 卤烷：活性高，价格较高，不可逆反应，生成卤化氢（成盐），加碱（氢氧化钙，氢氧化钠，碳酸钠）中和—引入长碳链烷基，不活泼胺或季胺化 强酸的酯类：(RO)3PO, (RO)2SO2——活性强，价格最高，有毒 脂肪胺>卞胺>芳胺 实例： （1）醇

（2）卤烷 （3）酯 二、加成型N-烷基化反应——亲电加成 烷基化剂：烯烃衍生物—丙稀睛，丙烯酸，丙烯酸酯 ——活性弱，需加催化剂，酸性（HAc,HCl,H2SO4）或碱性（三甲胺，三乙胺） 环氧化物—环氧乙烷，环氧氯乙烷等 ——活性强（酸碱催化开环），爆炸（用量为理论量的30～50％，通N2） 三、缩合还原型N-烷基化反应 烷基化剂——醛酮

烷基化反应的机理

烷基化反应的机理 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

烷基化反应的机理 石油炼制过程中的烷基化反应是指在酸性催化剂的作用下，烷烃分子与烯烃分子的化学加成反应，在反应过程中烷烃分子中的活泼氢原子的位置被烯烃所取代。由于异构烷烃中叔碳原子上的氢原子比正构烷烃中伯碳原子上的氢原子活泼得多，因此参加烷基化反应的烷烃为异构烷烃，一般特指异丁烷。 烷基化原料是以催化裂化液化气中异丁烷和异丁烯、丁烯-1为主。烷基化常用的酸性催化剂有硫酸、氢氟酸、三氯化铝等，本装置使用的催化剂为硫酸。 正碳离子的概念 在研究各种有机化学反应的时候，人们发现各种有机反应中间产物大体可以分为3种类型：自由基、阳离子、阴离子。烷基化反应属于其中的阳离子反应，即生成了正碳离子。随着人们对烷基化反应机理的不断探索与认识的日渐成熟，人们普遍接收的是正碳离子——链式反应机理。 所谓正碳离子是一个带正电荷的碳原子，它只有6个外层电子，是缺电荷的，其通式可以写为： 围绕正碳离子的取代物可以是氢原子，也可以是甲基基团，其四种形式分别为： 其稳定性从左到右依 次增 大，也就是说叔碳原子的正碳离子是最稳定的。这里所说的稳定性是相对而言的，总体来说，各种正碳离子都是极不稳定的，很容易进一步参与反应。只有当其与另一对电子成键以后，也就是说，当这个碳原子周围有了8个电子以后，它才能说是真正稳定了。 正碳离子与另一对电子成键的最常见的形式是加合一个负离子。这是正碳离子的最后一步反应，但却开始了另一个正离子的进程。 正碳离子的化学行为 以酸为催化剂的烷基化反应中，酸所提供的氢质子与烯烃的加成反应是产生正碳离子的主要反应。 如果烯烃与氢质子反应生成的了伯碳原子或仲碳原子上的正碳离子，它们有可能重排或异构化为稳定性相对较高的正碳离子。 如： H H H CH 3 CH 3 CH 3CH 3 CH 3 CH 3 H H H C C C C

傅克反应机理

傅克反应 摘要：本文总结了傅-克反应提出以来，化学研究人员对该反应的机理方面的研究，包括动力学研究、中间体结构和性质的。提出傅一克反应机理目前存在的疑问及机理动力学的发展方向。 关键词：傅-克反应；动力学；中间体；反应机理 1、傅-克反应的发现 傅-克反应在整个化学发展史上是最为古老的化学之一[1]。1869年德国化学家Zincke[2]首次报道了在苯环上引入烷基的反应．这个反应的发现来源于一个偶然，当时Zincke想从苄氯和氯乙酸(以苯作为溶剂)出发，在铜粉(或银粉)和密封加热的条件下，通过类似Wurtz反应的方法制各苯丙酸，但他发现在反应过程中有大量的氯化氢产生，同时也生成了二苯甲烷。他意识到这是苄氯和溶剂苯发生反应产生的。为此，在接下来的几年里，他开始研究这类苯环上引入取代基的反应。Zincke的发现引起了化学家们的广泛关注，他们用不同芳烃进行反应，并且得到了相应芳烃的烷基化和酰基化产物．至此，他们一致认为铁、铜、银或锌等金属粉末可以作为此类反应的催化剂，这个反应也因此被命名为Zincke反应。 1877年，Friedel和Crafts[3-4]试图通过Gustavson反应将1，1，1一三氯乙烷(苯作溶剂)在铝粉和碘单质存在条件下转化为1，1，1．三碘乙烷，但出乎意料的是他们再次得到了Zincke反应的产物。经过他们的不断研究，他们又对各种金属卤化物、各种卤代烃以及各种酰卤分别进行了研究，表明Zincke提出的各种金属确实不是此类反应的催化剂，它们的卤代物才是真正意义上的催化剂。至此傅一克反应被正式提出，包括傅一克烷基化反应和傅一克酰基化反应。 傅一克反应虽然说是非常古老的化学，但是直到现在其应用依然非常的广泛[5-6]。一直以来，许多化学工作者对傅一克反应机理的研究非常感兴趣，同时也做了许多工作。目前有关该反应机理方面的报道相对较少，直至现在还是没有非常清楚地指明该反应的机理，最主要的是至今仍然没有明确提出该反应实际的反应活性中间体．这未免有些遗憾，但研究者们出色的工作还是给出了大量的信息，为傅一克反应机理的进一步探索做出了巨大贡献。 2、傅-克反应的发展及应用概况 傅-克反应自从被发现以来，大量的论文、书籍或者专利介绍这类反应，它在学术或者工业领域上迅速成为有机合成化学的基础反应。 由于傅一克酰基化反应是实现碳碳成键的最有效方式之一，并且是制备各种芳基酮，杂环芳烃酮等的重要手段，所以它在医药、农药、染料、香料等工业生产中具有非常广泛的应用，因此化学家们对傅一克酰基化反应一直怀有很高的兴趣。一般来讲，傅一克酰基化反应使用的是路易斯酸，如氯化锌、氯化铝、氯化铁、四氯化锡、四氯化钛等或者是很强的质子酸，如氢氟酸、硫酸等．在反应结束以后，这些路易斯酸与产物配位从而以配合物的形式存在，所以在水解后才可以得到目标产物，这就会造成环境的污染[7，8]．所以，在过去的几十年里，傅一克酰基化反应一直努力朝着绿色化学的方向发展．通过开发更加有效的催化剂，比如催化量的Ln(OTf)3．使得反应效率得到提高，或者优化反应条件，如微波条件下，离子液体中的傅一克酰基化反应，实现催化剂的回收再利用；抑或是使用石墨作为固体催化剂，以及各种异相催化剂的发展都使得傅一克酰基化反应不断地向前推进。 3.1傅-克烷基化反应 傅-克烷基化反应的反应机理与磺化、硝化类似，首先在催化剂的作用下产

傅克反应机理

傅克反应机理 Prepared on 24 November 2020

Friedel-Crafts反应机理 摘要：本文总结了傅-克反应提出以来，化学研究人员对该反应的机理方面的研究，包括动力学研究、中间体结构和性质的。提出傅一克反应机理目前存在的疑问及机理动力学的发展方向。 关键词：傅-克反应；动力学；中间体；反应机理 1、傅-克反应的发现 傅-克反应在整个化学发展史上是最为古老的化学之一[1]。1869年德国化学家Zincke[2]首次报道了在苯环上引入烷基的反应．这个反应的发现来源于一个偶然，当时Zincke想从苄氯和氯乙酸(以苯作为溶剂)出发，在铜粉(或银粉)和密封加热的条件下，通过类似Wurtz反应的方法制各苯丙酸，但他发现在反应过程中有大量的氯化氢产生，同时也生成了二苯甲烷。他意识到这是苄氯和溶剂苯发生反应产生的。为此，在接下来的几年里，他开始研究这类苯环上引入取代基的反应。Zincke的发现引起了化学家们的广泛关注，他们用不同芳烃进行反应，并且得到了相应芳烃的烷基化和酰基化产物．至此，他们一致认为铁、铜、银或锌等金属粉末可以作为此类反应的催化剂，这个反应也因此被命名为Zincke反应。 1877年，Friedel和Crafts[3-4]试图通过Gustavson反应将1，1，1一三氯乙烷(苯作溶剂)在铝粉和碘单质存在条件下转化为1，1，1．三碘乙烷，但出乎意料的是他们再次得到了Zincke反应的产物。经过他们的不断研究，他们又对各种金属卤化物、各种卤代烃以及各种酰卤分别进行了研究，表明Zincke提出的各种金属确实不是此类反应的催化剂，它们的卤代物才是真正意

傅克反应总结材料

傅克反应总结材料1.傅克反应的发现： 在这些反应中，以制备芳烃和芳酮是主要的。 2.傅克反应的反应机理

注意以下三种情形下的反应： A.烷基正离子的重排(稳定性：叔>仲>伯) 因此反应中都有异构体产物的出现。如： B.烷基取代不会停留在一取代阶段 由于烷基是供电子基团，已取代后芳环上电子云密度增大，使得亲电取代反应更容易进行，所以取代还会继续进行下去，最后可以全部取代。如： 但是有些基团由于位阻关系，只能得到已取代的产物。 如果取代基团是酰基，由于酰基是吸电子基团，使得芳环电子云密度减小，使得亲电取代反应比较困难，反应一步后会停下来，所以傅克酰化合成芳酮更为有用。 C.定文问题：

下面的例子将让我们更好的去理解定位问题： 3.傅克反应的催化剂 路易氏酸，强酸，酸酐，酰氯和一些中性化合物和元素等。 特别需要注意以下及点： A.不同催化剂产生不桶产物： B.不同催化剂产率有很大的差别：

C. 氯化物作为催化剂要无水，但是绝对无水活性反而不大，甚至不能进行。有些反应还需要把催化剂暴露在空气中吸水几分钟后，才能催化反应的进行。 4.傅克反应所用的烷基化剂 A.常用的是氯化物，活泼性次序RCl>RBr>RI B.烯类也是很好的烷基化剂，催化剂用BF3和HF效果很好。 C.醇类也可作为烷基化剂，但是催化剂用BF3和HF效果最好。 5.酰基取代剂 A. 酰卤 活性顺序为： B. 酸酐也是很好的酰化剂，但是它需要比酰卤多50%的氯化铝。 C. 羧酸也可以直接用作酰化剂，但催化剂不宜用氯化铝，而要用硫酸，磷酸，最好是 氟化氢。 6.芳环 芳环和杂环化合物都能参加F-C反应，其中并环和稠环更易发生反应，杂环中，呋喃类，吡咯类等虽对酸敏感，但在适当情况下也可发生F-C反应。