傅—克烷基化反应（Friedel-Crafts Alkylation）-百灵威

傅—克烷基化反应是指在路易斯酸催化下，将烷基连接到富电子的苯环或衍生物上。首先，卤代烃在路易斯酸作用下离子化，生成一个碳正离子亲电体。然后芳香环进攻碳正离子，形成碳-碳键和新的碳正离子中间体。最后，环去质子化恢复芳香性，同时，路易斯酸再生。

试剂：路易斯酸
反应物：芳香族化合物、烷基化试剂(卤代烃，烯烃，炔烃，醇类等)
产物: 取代的芳香族化合物
反应类型: 芳环的亲电取代反应

实验室建议:

对比研究了一系列苄基卤化物，将多种路易斯酸进行以下定性分组：
(i) 非常活泼：AlCl₃, AlBr₃, GaCl₃, GaCl₂, SbF₅, MoCl₅ ；
(ii) 中度活泼：InCl₃, LnBr₃, SbCl₅, FeCl₃, AlCl₃-CH₃NO₂, SbF₅-CH₃NO₂；
(iii)比较温和： BCl₃, SnCl₄, TiCl₄, TiBr₄, FeCl₂。^[1]
其他有效的催化剂包括酸性氧化物和硫化物、路易斯强酸、改性沸石、酸性阳离子交换树脂、金属卤化物等。^[2]
合适的催化剂选择可以较大限度地减少可逆形成碳正离子过程中所产生的平衡副产物^[3]。还需注意，高反应性催化剂和烷基化试剂可能会使底物降解。^[2]
卤代烃的反应活性取决于卤化物大小和烃基支化程度。卤化物越小，烃基支化程度越大，反应活性越强。^[2]
芳基卤化物和乙烯基卤化物不发生反应。^[4]
该反应可能难以控制，因为一级和二级烷基倾向于重排，生成的产物为混合物。^[2]此外，引入第一个烷基后，发生的多烷基化^[2]可能是个问题，这可以通过加入过量的芳香族反应物使其最小化。^[3]
带有吸电子取代基或氨基的芳香环不发生反应。^[2,4]
当烷基化试剂是烯烃或炔烃时，还需要一种释放质子的助催化剂（如水、醇类或质子酸）共同参与反应。^[2]

_{1. Olah, G. A., Kobayashi, S., Tashiro, M. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94:7448.
2. Kürti, L., Czakó, B. (2005). Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis; Background and Detailed Mechanisms. Burlington, MA: Elsevier Academic Press.
3. Carey, F.A., Sundberg, R.J. (2001). Advanced Organic Chemistry Part B: Reactions and Synthesis (4th ed.). New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers.
4. McMurry, J. (2000). Organic Chemistry (5th ed.). Pacific Grove, CA: Brooks/Cole.}

反应机理

原始文献

Organic Chemistry. J. Chem. Soc. 1887, 32 (0), 725-791.

产品列表

芳烃

品名	CAS	货号
Benzene, 99.7%, HPLC grade 苯	71-43-2	335612

品名	CAS	货号
Iodomethane, 99%, stabilized with copper chip 碘甲烷	74-88-4	395069

品名	CAS	货号
Ethanol, 99.5%, for synthesis 乙醇	64-17-5	956927

品名	CAS	货号
4-(Trifluoromethyl)styrene, 98% 4-(三氟甲基)苯乙烯	402-50-6	128318

品名	CAS	货号
Phosphoric acid, 85% solution in H₂O, ACS reagent 磷酸	7664-38-2	933962

品名	CAS	货号
Aluminum chloride, 99%, trace metals basis 三氯化铝	7446-70-0	290063
Ferric chloride, 98% 三氯化铁	7705-08-0	549006
Hydrofluoric acid, ACS reagent, 48.0 - 51.0% HF 氢氟酸	7664-39-3	549006
Tin(IV) chloride, 99% 四氯化锡	7646-78-8	467102
Titanium(IV) chloride, 99%, J&KSeal 氯化钛	7550-45-0	968446
Zinc chloride, 97%, ACS reagent 氯化锌	7646-85-7	912611

品名	CAS	货号
5 mm NMR Economy Sample Tube w/ Cap, 7" L 100 Pk, High-Throughput 5毫米高通量经济型核磁管	7英寸，100支/盒	WG-1000-7
4 mm Thin Wall Quartz EPR Sample Tube 250 mm L 4毫米天然石英薄壁顺磁管	长度250mm	707-SQ-250M
C18-H HPLC column, 250*4.6 mm 5 μm, 120 Å, PH 1.5-10.5 C18-H 液相色谱柱	柱长250×内径4.6 mm 填料直径5 μm, 孔径 120 Å, PH 1.5-10.5	1122769
Spotting capillary tube, I.D.:0.3mm, Length:100mm, 1000pcs/pack 玻璃点样毛细管	内径: 0.3mm, 管长: 100mm, 1000支/盒	2734477

路易斯酸

卤代烷