C-alkilacjaEdit
C-alkilacja jest procesem tworzenia wiązań węgiel-węgiel. W przypadku alkilacji przy węglu, elektrofilowość halogenków alkilowych jest zwiększona przez obecność kwasu Lewisa, takiego jak trichlorek glinu. Kwasy Lewisa są szczególnie odpowiednie do C-alkilacji. C-alkilacja może być również przeprowadzona przez alkeny w obecności kwasów.
N- i P-alkilacjaEdit
N- i P-alkilacja są ważnymi procesami tworzenia wiązań węgiel-azot i węgiel-fosfor.
Aminy są łatwo alkilowane. Szybkość alkilacji następuje zgodnie z kolejnością trzeciorzędowa amina < drugorzędowa amina < pierwszorzędowa amina. Typowymi środkami alkilującymi są halogenki alkilowe. Przemysł często polega na metodach zielonej chemii obejmujących alkilację amin za pomocą alkoholi, których produktem ubocznym jest woda. Hydroaminacja jest inną zieloną metodą N-alkilowania.
W reakcji Menshutkina, trzeciorzędowa amina jest przekształcana w czwartorzędową sól amonową przez reakcję z halogenkiem alkilowym. Podobne reakcje zachodzą, gdy trzeciorzędowe fosfiny są traktowane halogenkami alkilowymi, a produktami są sole fosfoniowe.
S-alkilowanieEdit
Tiole są łatwo alkilowane w celu otrzymania tioeterów. Reakcja jest zwykle prowadzona w obecności zasady lub przy użyciu zasady sprzężonej z tiolem. Tioetery ulegają alkilacji dając jony sulfoniowe.
O-alkilacjaEdit
Alkohole alkilują się dając etery:
ROH + R’X → ROR’
Gdy czynnikiem alkilującym jest halogenek alkilowy, konwersję nazywa się syntezą eterową Williamsona.Alkohole są również dobrymi czynnikami alkilującymi w obecności odpowiednich katalizatorów kwasowych. Na przykład, większość amin metylowych jest przygotowywana przez alkilację amoniaku z metanolem. Alkilowanie fenoli jest szczególnie proste, ponieważ zachodzi w nim mniej reakcji konkurencyjnych.
P h – O – + M e 2 – S O 4 ⟶ P h – O – M e + M e – S O 4 – { {displaystyle \mathrm {Ph{-}O^{-}Me + Me_{2}{-}SO_{4}} \longrightarrow \ Ph{-}O{-}Me + Me{-}SO_{4}^{-} }
(z Na+ jako jonem spektatorowym)
Bardziej złożone alkilowanie alkoholi i fenoli obejmuje etoksylację. Tlenek etylenu jest grupą alkilującą w tej reakcji.
Addycja oksydacyjna do metaliEdit
W procesie zwanym addycją oksydacyjną, metale niskowartościowe często reagują z czynnikami alkilującymi w celu otrzymania alkilów metali. Reakcja ta jest jednym z etapów procesu Cativa do syntezy kwasu octowego z jodku metylu. Wiele reakcji sprzęgania krzyżowego przebiega również na drodze addycji oksydacyjnej.
Elektrofilowe środki alkilująceEdit
Elektrofilowe środki alkilujące dostarczają odpowiednik kationu alkilowego. Halogenki alkilowe są typowymi środkami alkilującymi. Tetrafluoroboran trimetyloksonium i tetrafluoroboran trietyloksonium są szczególnie silnymi elektrofilami ze względu na ich jawny ładunek dodatni i obojętną grupę opuszczającą (eter dimetylowy lub dietylowy). Siarczan dimetylu jest pośredni pod względem elektrofilowości.
ZagrożeniaEdit
Elektrofilowe, rozpuszczalne środki alkilujące są często toksyczne i rakotwórcze, ze względu na ich tendencję do alkilowania DNA. Ten mechanizm toksyczności jest istotny dla działania leków przeciwnowotworowych w postaci alkilujących środków antyneoplastycznych. Niektóre bronie chemiczne, takie jak gaz musztardowy, działają jako środki alkilujące. Alkilowany DNA albo nie zwija się lub rozwija prawidłowo, albo nie może być przetwarzany przez enzymy dekodujące informacje.
KatalizatoryEdit
W alkilacji elektrofilowej stosuje się kwasy Lewisa i Brønsteda, czasami oba. Klasycznie, kwasy Lewisa, np. trichlorek glinu, są stosowane, gdy używane są halogenki alkilowe. Kwasy Brønsteda są stosowane podczas alkilowania olefinami. Typowymi katalizatorami są zeolity, tj. stałe katalizatory kwasowe, oraz kwas siarkowy. Kwas krzemowolframowy jest stosowany do produkcji octanu etylu w procesie alkilowania kwasu octowego etylenem:
C2H4 + CH3CO2H → CH3CO2C2H5