С-Алкилированиеалифатических субстратов

Алкилирование алифатических соединений по атому углерода часто встречается в химической промышленности.

На предприятиях основного органического синтеза осуществляют алкилирование алканов алкенами. Реакцию рассматривают как электрофильное присоединение алкилкатиона по двойной связи.

Процесс ведут при высокой температуре под давлением (400—500 °С, 30 МПа). Поскольку она обратима и проходит с уменьшением объема, давление способствует более глубокому алкилированию. Процесс может протекать также под влиянием AlCl₃, BF₃, HCl или H₂SO₄.

К реакциям С-алкилирования алифатических соединений можно отнести алкилирование алкинов алкилгалогенидами:

Такие реакции часто встречаются при получении лекарственных субстанций и витаминов, например, в синтезе ненасыщенных алифатических кислот (витаминов группы F):

В синтезе лекарственных веществ (тиопентала, барбитуратов и др.) имеет огромное значение алкилирование малонового (МЭ), ацетоуксусного (АУЭ), циануксусного эфиров (ЦУЭ) и других подобных соединений. Общая химическая схема алкилирования этих веществ может быть представлена следующим образом:

При последовательном действии на малоновый (ацетоуксусный, циануксусный) эфир металлического натрия или алкоголята натрия и алкилгалогенида один или оба водорода метиленовой группы замещаются на атомы натрия, а затем на радикал.

Замещенный малоновый эфирпосле гидролиза и декарбоксилирования превращается в одноосновные и двухосновные кислоты. Расщепление производных ацетоуксусного эфира концентрированной щелочью приводит к кислотам, а разбавленными щелочами или кислотами — к кетонам.

Механизм алкилирования можно рассматривать как электрофильное замещение, идущее через стадию отщепления протона с последующим присоединением электрофила. Однако эту реакцию чаще относят к нуклеофильному замещению уходящей группы в алкилирующем реагенте (S_N1, S_N2) либо присоединению по двойной связи и др.

Алкилирующими агентами в этой реакции чаще всего являются алкилгалогениды, непредельные соединения и диметилсульфат. Например, этилбромидом алкилируют малоновый эфир(в синтезе тиопентала натрия и др.) и этиловый эфир фенилциануксусной кислоты (в производстве фенобарбитала и гексамидина):

Диметилсульфат в присутствии алкоголятов используют при получении гексенала:

При получении g- формилмасляной кислоты малоновый эфиралкилируют акролеином в среде четыреххлористого углерода в присутствии метилата натрия: