Кіріспе

Алкил тобын бір молекуладан екіншісіне ауысуыАлкилдеу – алкил тобын беруді қамтитын химиялық реакция. Алкил тобы алкил карбокатион, бос радикал, карбанион немесе карбен (немесе олардың эквиваленттері) түрінде ауысуы мүмкін. Алкилдеуші реагенттер – алкилдеу реакциясын іске асыратын заттар. Алкил топтары деалкилдеу процесі арқылы алынып тасталуы мүмкін. Алкилдеуші реагенттер көбінесе нуклеофильдік немесе электрофильдік қасиеттеріне сәйкес жіктеледі. Мұнай өңдеу саласында алкилдеу – изобутанды олефиндермен ерекше алкилдеуді білдіреді. Мұнайды жақсарту үшін алкилдеу бензинге қосылатын жоғары сапалы компоненттерді өндіреді. Медицинада ДНК-ның алкилдеуі химиятерапияда қатерлі жасушалардың ДНК-сын зақымдау үшін қолданылады. Алкилдеу алкилдеуші антинеопластикалық препараттар класы арқылы жүзеге асырылады.

Нуклеофилді алкилдеуші заттар

Нуклеофилді алкилдеуші заттар алкил анионының (карбанионның) эквивалентын жеткізеді. Формальды "алкил анионы" электрофилге шабуыл жасап, алкил тобы мен электрофил арасында жаңа ковалентті байланыс құрайды. Литий сияқты катион болатын қарсыионды алып тастап, өңдеу кезінде жуып тастауға болады. Мысалдарға Гринард (органомагний), органолитий, органомыс және органонатрий реагенттері сияқты органометалл қосылыстарын пайдалану жатады. Бұл қосылыстар көбінесе карбонил тобындағыдай электрон тапшылығы бар көміртек атомына қосылуы мүмкін. Нуклеофилді алкилдеуші заттар SN2 механизмі арқылы көміртек атомындағы галогендік топтарды ығыстыра алады. Катализатордың көмегімен олар алкил және арил галогендерін алкилдейді, мысалы Сузуки байланысы. SN2 механизмі арил топтары үшін қолжетімді емес, себебі көміртек атомын шабуылдау траекториясы сақинаның ішінде болады. Сондықтан, тек органометалл катализаторларымен катализделген реакциялар ғана мүмкін.

С-алкилдеу

С-алкильдеу – көміртекті-көміртекті байланыстардың түзілу процесі. Осы процестің ең ірі мысалы мұнай-химия зауыттарының алкильдеу бөлімшелерінде кездеседі, онда төмен молекулалық салмағы бар алкендер жоғары октанды бензин компоненттеріне айналдырылады. Фенолдар сияқты электронға толы заттар да түрлі өнімдер алу үшін жиі алкильденеді; мысалдарға LAS сияқты беттік белсенді заттарды өндіруде қолданылатын сызықты алкилбензолдар, немесе антиоксиданттар ретінде қолданылатын BHT сияқты бутилденген фенолдар жатады. Бұл амберлист сияқты қышқыл катализаторлар немесе алюминий сияқты Льюис қышқылдарын қолдану арқылы іске асырылады. Лабораториялық жағдайда Фридель-Крафтс реакциясында алкил галогендер қолданылады, себебі оларды газ тәрізді болатын алкендерге қарағанда қолдану оңай. Реакцияны алюминий трихлориді катализдейді. Бұл тәсіл өнеркәсіпте сирек қолданылады, өйткені алкил галогендер алкендерге қарағанда қымбат.

Металдарға тотықтырғыш қоспа

Окистендіру қосылысы деп аталатын процесте, төмен валентті металдар жиі алкилдеуші заттармен реакцияласып, металл алкильдерін түзеді. Бұл реакция метил йодидінен сірке қышқылын синтездеуге арналған Катива процесінің бір қадамы болып табылады. Көптеген байланыстыру реакциялары да окистендіру қосылысы арқылы жүзеге асырылады.

Электрофильді алкилдеуші заттар

Электрофильді алкилдеуші заттар алкил катионының эквивалентін жеткізеді. Алкил галоидтары – әдеттегі алкилдеуші заттар. Триметиллоксион тетрафторбораты және триэтиллоксион тетрафторбораты, олардың айқын оң заряды және инертті кететін тобы (диметил немесе диэтил эфирі) болғандықтан, ерекше күшті электрофилдер болып табылады. Диметил сульфаты электрофильділік деңгейі бойынша орташа.

Диазометанмен метилирлеу

Диазометан зертханада кең таралған метилдеуші агент, бірақ оның қауіптілігі жоғары (жарылғыш газ, өткір уыттылыққа ие) болғандықтан, арнайы сақтық шаралары қолданбастан өнеркәсіптік деңгейде қолдануға болмайды. Триметилсилилдиазометанның, қауіпсіз және теңдес реагент ретінде енгізілуі диазометанды қолдануды едәуір азайтты.

Қауіптер

Электрофильді, ерігіш алкилдеуші заттар ДНК-ны алкилдеуге бейімділігіне байланысты көбінесе уытты және қатерлі ісік тудыратын болып табылады. Бұл уыттану механизмы алкилдеуші антинеопластикалық агенттер түріндегі қатерлі ісікке қарсы препараттардың әрекет етуімен байланысты. Кейбір химиялық қарулар, мысалы, қыша газы (дихлорэтил сульфиді) алкилдеуші заттар ретінде жұмыс істейді. Алкилденген ДНК дұрыс орала алмайды немесе оралуын тоқтата алмайды, сондай-ақ ақпаратты түсіретін ферменттермен өңделмейді.

Биологияда

Алкилдену биологияда ДНК зақымдайды. Бұл азотты негіздерге алкил топтарының берілуі болып табылады. Ол EMS (Этилметилсульфонат) сияқты алкилдейтін заттардың әсерінен туындайды. Ішінде екі алкил тобы бар бифункционалды алкил топтары ДНК-да байланыстардың түзілуіне себеп болады. Алкилденген сақиналық азот негіздері базалық экзициялық жөндеу (BER) жолы арқылы жазылады.

Химиялық тауарлар

Бірнеше тауарлық химиялық заттар алкилдеу арқылы өндіріледі. Оларға бензол негізіндегі бірнеше маңызды шикізаттар жатады, мысалы, этилбензол (стиролдың бастапқы материалы), кумол (фенол мен ацетонның бастапқы материалы), сызықтық алкилбензол сульфонаттары (жуу құралдары үшін).

Бензин өндіру

Кәдімгі мұнай өңдеу зауытында изобутан төмен молекулалық салмақты алкендермен (негізінен пропен және бутен қоспасы) Бронстед қышқылы катализаторының қатысуымен алкилденеді, бұл катализаторға қатты қышқылдар (зеолиттер) да кіруі мүмкін. Катализатор алкендерді (пропен, бутен) протондап карбокацияларды жасайды, олар изобутанды алкилдейді. "Алкилат" деп аталатын өнім жоғары октанды, тармақталған тізбекті парафиндік көмірсутектердің (көбінесе изогептан және изооктандан) қоспасынан тұрады. Алкилат – бензинге қосылатын жоғары сапалы компонент, себебі ол өте жақсы антидетонациялық қасиеттеріне ие және таза жағады. Алкилат авиациялық бензиннің де маңызды құрамы болып табылады. Сұйықтық каталитикалық крекинг, полимерлеу және алкилдеу процестерін үйлестіру арқылы мұнай өңдеу зауыттары 70 пайызға дейін бензин өндіре алады. Күкірт қышқылы мен фторсутекті қышқылын мұнай өңдеу зауыттарында кеңінен қолдану экологиялық тәуекелдерді тудырады. Иондық сұйықтықтар ескі буын күшті Бронстед қышқылдарының орнына қолданылады.

Декилдену

Алкилдену реакцияларына қоса, кері реакция – деалкилденулер де бар. Ең көп кездесетіні – деметилдену, ол биологияда, органикалық синтезде және басқа да салаларда, әсіресе метил эфирлері мен метил аминдері үшін кеңінен таралған.