alkylatiereacties

Alkylatiereacties zijn chemische reacties waarbij een alkylgroep (R) wordt overgedragen naar een tweede molecuul, waardoor een nieuwe binding ontstaat. Meestal gaat het om een C–R-binding, maar ook C–N- of C–O-bindingen komen voor. De alkylgroep komt vaak van een alkylhalide of een alcohol die wordt geactiveerd.

Een belangrijke indeling is tussen nucleofiele alkylatie van koolstofnucleofielen en elektrofiele aromatische alkylatie. Nucleofiele alkylatie verloopt meestal via SN2 bij primaire of secundaire halogeniden en via SN1 bij tertiaire; de base, het oplosmiddel en de leaving group bepalen het mechanisme en de snelheid. Voorbeelden zijn het alkyleren van enolaten, malonaten en acetylidenen met alkylhalides of tosylaten.

Elektrofiele aromatische alkylatie, vaak Friedel–Crafts-alkylatie genoemd, gebeurt wanneer een arylring wordt aangevallen door een elektrofiele alkylgroep, typisch via een carbocation gegenereerd onder een Lewis-zuur zoals AlCl3. Monoalkylatie is gebruikelijk, maar polyalkylatie en carbocationrearrangementen kunnen optreden; de substituenten op de ring beïnvloeden regio en oriëntatie.

O- en N-alkylatie vormen ook belangrijke routes. O-alkylatie omvat onder meer de Williamson-ether-synthese, waarbij alcoholen of fenolen reageren met alkylhalides onder basische omstandigheden. N-alkylatie van amines met alkylhalides leidt tot N-alkylamines en kan tot overalkylatie en quaternaire ammoniumzouten leiden. Deze processen zijn meestal SN2-achtig.

Toepassingen en overwegingen: Alkylatiereacties zijn fundamenteel in de synthese van farmaceutische middelen, polymeren en geurstoffen. Selectiviteit en regiochemie zijn cruciaal; rearrangementen en polyalkylatie kunnen problematisch zijn. Soms worden alternatieve routes gekozen, zoals Friedel-Crafts-acylatie gevolgd door reductie, om ongewenste bijproducten te vermijden.