C-alkylaceEdit
C-alkylace je proces tvorby vazeb uhlík-uhlík. Při alkylaci na uhlíku se elektrofilnost alkylhalogenidů zvyšuje přítomností Lewisovy kyseliny, například trichloridu hlinitého. Lewisovy kyseliny jsou pro C-alkylaci zvláště vhodné. C-alkylaci lze provádět také u alkenů v přítomnosti kyselin.
N- a P-alkylaceEdit
N- a P-alkylace jsou důležité procesy pro tvorbu vazeb uhlík-dusík a uhlík-fosfor.
Aminy se snadno alkylují. Rychlost alkylace se řídí pořadím terciární amin < sekundární amin < primární amin. Typickými alkylačními činidly jsou alkylhalogenidy. Průmysl se často spoléhá na metody zelené chemie zahrnující alkylaci aminů s alkoholy, přičemž vedlejším produktem je voda. Další ekologickou metodou N-alkylace je hydroaminace.
Při Menšutkinově reakci se terciární amin reakcí s alkylhalogenidem převede na kvartérní amonnou sůl. K podobným reakcím dochází při úpravě terciárních fosfinů alkylhalogenidy, přičemž produkty jsou fosfoniové soli.
S-alkylaceUpravit
Thioly se snadno alkylují za vzniku thioetherů. Reakce se obvykle provádí v přítomnosti báze nebo za použití konjugované báze thiolu. Thioethery podléhají alkylaci za vzniku sulfoniových iontů.
O-alkylaceEdit
Alkoholy se alkylují za vzniku etherů:
ROH + R’X → ROR‘
Pokud je alkylačním činidlem alkylhalogenid, nazývá se tato přeměna syntézou Williamsonova éteru.Alkoholy jsou rovněž dobrými alkylačními činidly v přítomnosti vhodných kyselých katalyzátorů. Například většina methylaminů se připravuje alkylací amoniaku methanolem. Alkylace fenolů je obzvláště jednoduchá, protože podléhá menšímu počtu konkurenčních reakcí.
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_{4}^{-}}} }
(s Na+ jako spektrálním iontem)
Složitější alkylace alkoholů a fenolů zahrnují ethoxylaci. Alkylační skupinou v této reakci je ethylenoxid.
Oxidační adice na kovyUpravit
V procesu zvaném oxidační adice nízkovalentní kovy často reagují s alkylačními činidly za vzniku kovových alkylů. Tato reakce je jedním z kroků Cativova procesu syntézy kyseliny octové z methyljodidu. Mnoho reakcí křížové vazby probíhá také prostřednictvím oxidační adice.
Elektrofilní alkylační činidlaEdit
Elektrofilní alkylační činidla dodávají ekvivalent alkylového kationtu. Typickými alkylačními činidly jsou alkylhalogenidy. Trimethyloxonium tetrafluoroborát a triethyloxonium tetrafluoroborát jsou obzvláště silné elektrofily díky svému zjevně kladnému náboji a inertní odcházející skupině (dimethyl nebo diethylether). Dimethylsulfát je v elektrofilnosti prostřední.
NebezpečnostEdit
Elektrofilní, rozpustná alkylační činidla jsou často toxická a karcinogenní vzhledem k jejich tendenci alkylovat DNA. Tento mechanismus toxicity je relevantní pro funkci protinádorových léčiv ve formě alkylačních antineoplastických látek. Některé chemické zbraně, například yperit, fungují jako alkylační činidla. Alkylovaná DNA se buď správně nenavine nebo nerozvíjí, nebo nemůže být zpracována enzymy pro dekódování informace.
KatalyzátoryEdit
Elektrofilní alkylace používají Lewisovy kyseliny a Brønstedovy kyseliny, někdy obě. Klasicky se při použití alkylhalogenidů používají Lewisovy kyseliny, např. trichlorid hlinitý. Při alkylaci olefinů se používají Brønstedovy kyseliny. Typickými katalyzátory jsou zeolity, tj. pevné kyselé katalyzátory, a kyselina sírová. Kyselina křemičitá se používá k výrobě ethylacetátu alkylací kyseliny octové ethylenem:
C2H4 + CH3CO2H → CH3CO2C2H5