La alquilación en el carbonoEditar
La alquilación en el carbono es un proceso de formación de enlaces carbono-carbono. Para la alquilación en el carbono, la electrofilia de los haluros de alquilo se ve reforzada por la presencia de un ácido de Lewis, como el tricloruro de aluminio. Los ácidos de Lewis son especialmente adecuados para la C-alquilación. La alquilación en C también puede ser efectuada por alquenos en presencia de ácidos.
La alquilación en N y PEditar
La alquilación en N y P son procesos importantes para la formación de enlaces carbono-nitrógeno y carbono-fósforo.
Las aminas se alquilan fácilmente. La velocidad de alquilación sigue el orden amina terciaria < amina secundaria < amina primaria. Los agentes alquilantes típicos son los haluros de alquilo. La industria suele recurrir a métodos de química verde que implican la alquilación de aminas con alcoholes, cuyo subproducto es el agua. La hidroaminación es otro método verde para la N-alquilación.
En la reacción de Menshutkin, una amina terciaria se convierte en una sal de amonio cuaternario por reacción con un haluro de alquilo. Reacciones similares ocurren cuando las fosfinas terciarias se tratan con haluros de alquilo, siendo los productos sales de fosfonio.
S-alquilaciónEditar
Los tioles se alquilan fácilmente para dar tioéteres. La reacción se realiza típicamente en presencia de una base o utilizando la base conjugada del tiol. Los tioéteres sufren una alquilación para dar iones de sulfonio.
O-alquilaciónEditar
Los alcoholes se alquilan para dar éteres:
ROH + R’X → ROR’
Cuando el agente alquilante es un haluro de alquilo, la conversión se denomina síntesis de éter de Williamson.Los alcoholes también son buenos agentes alquilantes en presencia de catalizadores ácidos adecuados. Por ejemplo, la mayoría de las metilaminas se preparan por alquilación de amoníaco con metanol. La alquilación de fenoles es particularmente sencilla, ya que está sujeta a menos reacciones competitivas.
P h – O – + M e 2 – S O 4 ⟶ P h – O – M e + M e – S O 4 – {\displaystyle \mathrm {Ph{-}O^{-}\\\\ Me_{2}{-SO_{4}\ \longrightarrow \ Ph{-}O{-}Me\ Me{-SO_{-}^{-} }
La alquilación más compleja de alcoholes y fenoles implica la etoxilación. El óxido de etileno es el grupo alquilante en esta reacción.
Adición oxidativa de metalesEditar
En el proceso llamado adición oxidativa, los metales de bajo valor suelen reaccionar con agentes alquilantes para dar alquilos metálicos. Esta reacción es un paso del proceso Cativa para la síntesis del ácido acético a partir del yoduro de metilo. Muchas reacciones de acoplamiento cruzado proceden también por adición oxidativa.
Agentes alquilantes electrófilosEditar
Los agentes alquilantes electrófilos proporcionan el equivalente de un catión alquilo. Los haluros de alquilo son agentes alquilantes típicos. El tetrafluoroborato de trimetiloxonio y el tetrafluoroborato de trietiloxonio son electrófilos especialmente potentes debido a su carga positiva manifiesta y a un grupo de salida inerte (dimetil o dietil éter). El sulfato de dimetilo es intermedio en electrofilia.
PeligrosEditar
Los agentes alquilantes solubles y electrófilos suelen ser tóxicos y cancerígenos, debido a su tendencia a alquilarse al ADN. Este mecanismo de toxicidad es relevante para la función de los fármacos anticancerígenos en forma de agentes antineoplásicos alquilantes. Algunas armas químicas, como el gas mostaza, funcionan como agentes alquilantes. El ADN alquilado no se enrolla o desenrolla correctamente, o no puede ser procesado por las enzimas que descifran la información.
CatalizadoresEditar
Las alquilaciones electrófilas utilizan ácidos de Lewis y ácidos de Brønsted, a veces ambos. Clásicamente, los ácidos de Lewis, por ejemplo, el tricloruro de aluminio, se emplean cuando se utiliza el haluro de alquilo. Los ácidos de Brønsted se utilizan cuando se alquilan con olefinas. Los catalizadores típicos son las zeolitas, es decir, los catalizadores ácidos sólidos, y el ácido sulfúrico. El ácido silicotúngstico se utiliza para fabricar acetato de etilo mediante la alquilación del ácido acético por el etileno:
C2H4 + CH3CO2H → CH3CO2C2H5