การอัลคิเลชันเป็นปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนหมู่แอลคิลหมู่แอลคิลอาจถูกถ่ายโอนในรูปของแอลคิลคาร์โบแคตไอออนอนุมูลอิสระคาร์บานไอออนหรือคาร์บีน (หรือเทียบเท่า) ^{[ 1 ] [ 2 ]}สารอัลคิเลชันเป็นสารที่ใช้ในการทำให้เกิดการอัลคิเลชัน หมู่แอลคิลยังสามารถถูกกำจัดออกไปได้ในกระบวนการที่เรียกว่าการดีอัลคิเลชัน สารอัลคิเลชันมักถูกจัดประเภทตาม ลักษณะ นิวคลีโอฟิลิกหรืออิเล็กโทรฟิลิกในบริบทของการกลั่นน้ำมันการอัลคิเลชันหมายถึงการอัลคิเลชันเฉพาะของไอโซบิวเทนกับโอเลฟินส์สำหรับการปรับปรุงคุณภาพปิโตรเลียมการอัลคิเลชันจะผลิตสารตั้งต้นสำหรับการผสมคุณภาพสูงสำหรับน้ำมันเบนซิน^{[ 3 ]}ในทางการแพทย์ การอัลคิเลชันของDNAถูกนำมาใช้ในเคมีบำบัดเพื่อทำลาย DNA ของเซลล์มะเร็ง การอัลคิเลชันทำได้ด้วยยาในกลุ่มที่เรียกว่าสารต้านมะเร็งชนิดอัลคิเลต

สารก่อปฏิกิริยาอัลคิเลชันแบบนิวคลี โอฟิลิก จะให้ผลเทียบเท่ากับแอนไอออนอัลคิล ( คาร์บานไอออน ) "แอนไอออนอัลคิล" นี้จะเข้าโจมตีอิเล็กโทรไฟล์ ทำให้เกิด พันธะโควาเลนต์ใหม่ระหว่างหมู่แอลคิลและอิเล็กโทรไฟล์ ไอออนคู่ตรงข้าม ซึ่งเป็นแคตไอออน เช่น ลิเธียม สามารถกำจัดและล้างออกได้ในขั้นตอนการแยก สาร ตัวอย่างเช่น การใช้สารประกอบออร์กาโนเมทัลลิกเช่น สารประกอบกรินยาร์ด ( ออร์กาโนแมกนีเซียม) ออร์กาโนลิเทียมออร์กาโนคอปเปอร์และ ออร์ กาโนโซเดียมสารประกอบเหล่านี้โดยทั่วไปสามารถเข้าทำปฏิกิริยากับอะตอมคาร์บอนที่มีอิเล็กตรอนน้อย เช่น ที่หมู่คาร์บอนิล สารก่อปฏิกิริยา อัลคิเลชันแบบนิวคลีโอฟิลิกสามารถแทนที่หมู่เฮไลด์บนอะตอมคาร์บอนผ่าน กลไก SN2 นอกจากนี้ ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาพวกมันยังสามารถก่อปฏิกิริยาอัลคิเลชันกับแอลคิลและอะริลเฮไลด์ได้ ดังตัวอย่างในปฏิกิริยาซูซูกิ

กลไก SN2 ไม่สามารถเกิดขึ้นได้กับหมู่แทนที่อะริล เนื่องจากวิถีการเข้าโจมตีอะตอมคาร์บอนจะอยู่ภายในวงแหวน ดังนั้น ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นได้จึงมีเพียงปฏิกิริยาที่เร่งด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะอินทรีย์เท่านั้น

C-alkylation เป็นกระบวนการสร้างพันธะคาร์บอน-คาร์บอน ตัวอย่างที่ใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นในหน่วยอัลคิเลชัน ของโรงงานปิโตรเคมี ซึ่งแปลง แอลคีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ให้เป็นส่วนประกอบ ของน้ำมันเบนซินที่มีค่าออกเทนสูงสารประกอบที่มีอิเล็กตรอนมาก เช่นฟีนอลก็มักถูกอัลคิเลตเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ ตัวอย่างเช่นอัลคิลเบนซีนเชิงเส้นที่ใช้ในการผลิตสารลดแรงตึงผิวเช่นLASหรือฟีนอลที่ถูกบิวทิเลต เช่นBHTซึ่งใช้เป็นสารต้านอนุมูลอิสระสามารถทำได้โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรด เช่นAmberlystหรือกรดลูอิสเช่น อะลูมิเนียม^{[ 4 ]}ในระดับห้องปฏิบัติการปฏิกิริยา Friedel–Craftsใช้แอลคิลเฮไลด์เนื่องจากมักจัดการได้ง่ายกว่าแอลคีนที่สอดคล้องกัน ซึ่งมักเป็นก๊าซ ปฏิกิริยานี้ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยอะลูมิเนียมไตรคลอไรด์วิธีนี้ไม่ค่อยได้ใช้ในอุตสาหกรรม เนื่องจากแอลคิลเฮไลด์มีราคาแพงกว่าแอลคีน

การเติมหมู่แอลคิลที่ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และกำมะถัน เป็นกระบวนการสำคัญในการสร้างพันธะคาร์บอน-ไนโตรเจน คาร์บอน-ฟอสฟอรัส และคาร์บอน-กำมะถัน

เอมีนสามารถถูกเติมหมู่แอลคิลได้ง่าย อัตราการเกิดปฏิกิริยาเติมหมู่แอลคิลเรียงลำดับดังนี้ เอมีนตติยภูมิ < เอมีนทุติยภูมิ < เอมีนปฐมภูมิ สารที่ใช้ในการเติมหมู่แอลคิลโดยทั่วไปคือแอลคิลเฮไลด์ อุตสาหกรรมมักใช้ กระบวนการ ทางเคมีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยเกี่ยวข้องกับการเติมหมู่แอลคิลให้กับเอมีนด้วยแอลกอฮอล์ ซึ่งผลพลอยได้คือน้ำการไฮโดรอะมิเนชันเป็นอีกวิธีหนึ่งที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับการเติมหมู่แอลคิลที่ไนโตรเจน

ในปฏิกิริยาเมนชุตกิน เอมีน ระดับ ตติยภูมิจะถูกเปลี่ยนเป็นเกลือแอมโมเนียมระดับควอเทอร์นารีโดยการทำปฏิกิริยากับแอลคิลเฮไลด์ ปฏิกิริยาที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นเมื่อฟอสฟีนระดับตติยภูมิทำปฏิกิริยากับแอลคิลเฮไลด์ โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเป็นเกลือฟอสโฟเนียม

ไทออลสามารถถูกอัลคิเลตได้อย่างง่ายดายเพื่อให้ได้ไทโออีเทอร์ผ่านปฏิกิริยาไทออล-อีน [ ^{5 ] โดย}ทั่วไปปฏิกิริยาจะดำเนินการในที่ที่มีเบสหรือใช้เบสคู่ควบของไทออล ไทโออีเทอร์จะเกิดการอัลคิเลตเพื่อให้ได้ไอออนซัลโฟเนียม

แอลกอฮอล์ทำปฏิกิริยากับหมู่แอลคิลเพื่อให้ได้อีเทอร์ :

${\displaystyle {\ce {R-OH + R'-X -> ROR'}}}$

เมื่อสารอัลคิเลตเป็นอัลคิลเฮไลด์ การแปลงจะเรียกว่าการสังเคราะห์อีเทอร์แบบวิลเลียมสัน แอลกอฮอล์ก็เป็นสารอัลคิเลตที่ดีเช่นกันเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น เมทิลอะมีนส่วนใหญ่เตรียมได้จากการอัลคิเลชันของแอมโมเนียด้วยเมทานอล การอัลคิเลชันของฟีนอลนั้นตรงไปตรงมาเป็นพิเศษเนื่องจากมีปฏิกิริยาแข่งขันน้อยกว่า^{[ 6 ]}

${\displaystyle {\ce {Ph-O- + Me2-SO4 -> Ph-O-Me + Me-SO4-}}}$

(โดยมีNa ⁺เป็นไอออนที่ไม่เกี่ยวข้อง )

ปฏิกิริยาการเติมหมู่แอลคิลที่ซับซ้อนกว่าของแอลกอฮอล์และฟีนอลเกี่ยวข้องกับการเติมหมู่เอทอกซีโดย เอทิลีนออกไซด์เป็นหมู่ที่เติมหมู่แอลคิลในปฏิกิริยานี้

ในกระบวนการที่เรียกว่าการเติมออกซิเดชันโลหะที่มีวาเลนซ์ต่ำมักทำปฏิกิริยากับสารอัลคิเลตเพื่อให้ได้โลหะอัลคิล ปฏิกิริยานี้เป็นขั้นตอนหนึ่งในกระบวนการ Cativaสำหรับการสังเคราะห์กรดอะซิติกจากเมทิลไอโอไดด์ปฏิกิริยาครอสคัปปลิงหลายอย่างก็ดำเนินไปผ่านการเติมออกซิเดชันเช่นกัน

สารอัลคิเลตติ้งเอเจนต์ที่มีคุณสมบัติเป็นอิเล็ก โทรไฟล์จะให้ผลเทียบเท่ากับแคตไอออนอัลคิลอัลคิลเฮไลด์เป็นสารอัลคิเลตติ้งเอเจนต์ทั่วไป ไตรเมทิลออกโซเนียมเตตระฟลูออโรโบเรต และไตรเอทิลออก โซเนียมเตตระฟลูออโรโบเร ตเป็นอิเล็กโทรไฟล์ที่แรงเป็นพิเศษเนื่องจากมีประจุบวกที่ชัดเจนและหมู่ที่หลุดออกได้ง่าย (ไดเมทิลหรือไดเอทิลอีเทอร์ ) ไดเมทิลซัลเฟตมีคุณสมบัติเป็นอิเล็กโทรไฟล์ระดับกลาง

ไดอะโซมีเทนเป็นสารเมทิลเลชัน ที่นิยม ใช้ในห้องปฏิบัติการ แต่เป็นอันตรายเกินไป (ก๊าซระเบิดที่มีความเป็นพิษเฉียบพลันสูง) ที่จะนำมาใช้ในระดับอุตสาหกรรมโดยปราศจากข้อควรระวังพิเศษ^{[ 8 ]}การใช้ไดอะโซมีเทนลดลงอย่างมากจากการนำสารรีเอเจนต์ที่ปลอดภัยกว่าและเทียบเท่ากันอย่างไตรเมทิลไซลิลไดอะโซมีเทน มาใช้ ^{[ 9 ]}

สารก่อการอัลคิเลตที่มีคุณสมบัติเป็นอิเล็กโทรฟิลิกและละลายน้ำได้ มักเป็นพิษและเป็นสารก่อมะเร็ง เนื่องจากมีแนวโน้มที่จะทำปฏิกิริยาอัลคิเลตกับดีเอ็นเอ กลไกความเป็นพิษนี้มีความเกี่ยวข้องกับการทำงานของยาต้านมะเร็งในรูปแบบของสารต้านมะเร็ง ชนิดอัลคิเลต อาวุธเคมีบางชนิดเช่นแก๊สมัสตาร์ด (ซัลไฟด์ของไดคลอโรเอทิล) ทำหน้าที่เป็นสารก่อการอัลคิเลต ดีเอ็นเอที่ถูกทำปฏิกิริยาอัลคิเลตจะไม่สามารถขดหรือคลายตัวได้อย่างถูกต้อง หรือไม่สามารถประมวลผลโดยเอนไซม์ถอดรหัสข้อมูลได้ หากไม่มีดีเอ็นเอที่ทำงานได้ การทำงานของเซลล์ก็จะหยุดลง นำไปสู่การตายของเซลล์ ดังนั้น สารก่อการอัลคิเลตเหล่านี้จึงเป็นพิษต่อเซลล์

การอัลคิเลชันแบบอิเล็กโทรฟิลิกใช้กรดลูอิสและกรดบรอนสเตดบางครั้งก็ใช้ทั้งสองอย่าง โดยทั่วไปแล้ว กรดลูอิส เช่นอะลูมิเนียมไตรคลอไรด์จะถูกใช้เมื่อใช้อัลคิลเฮไลด์ กรดบรอนสเตดจะถูกใช้เมื่อทำการอัลคิเลชันด้วยโอเลฟิน ตัวเร่งปฏิกิริยาทั่วไปคือซีโอไลต์ ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยากรดแข็ง และกรดซัลฟิวริก กรดซิ ลิโคทังสติกใช้ในการผลิตเอทิลอะซิเตตโดยการอัลคิเลชันของกรดอะซิติกด้วยเอทิลีน : ^{[ 10 ]}

${\displaystyle {\ce {C2H4 + CH3CO2H -> CH3CO2C2H5}}}$

การอัลคิเลชันในทางชีววิทยาทำให้เกิดความเสียหายต่อ DNAเป็นการถ่ายโอนกลุ่มอัลคิลไปยังเบสที่มีไนโตรเจน เกิดจากสารอัลคิเลชัน เช่นEMS (เอทิลเมทานซัลโฟเนต) กลุ่มอัลคิลแบบไบฟังก์ชันที่มีกลุ่มอัลคิลสองกลุ่มทำให้เกิดการเชื่อมโยงข้ามใน DNA เบสไนโตรเจนวงแหวนที่เสียหายจากการอัลคิเลชันจะได้รับการซ่อมแซมผ่าน เส้นทาง การซ่อมแซมการตัดเบส (BER) ^{[ 11 ]}

Several commodity chemicals are produced by alkylation. Included are several fundamental benzene-based feedstocks such as ethylbenzene (precursor to styrene), cumene (precursor to phenol and acetone), linear alkylbenzene sulfonates (for detergents).^[12]

In a conventional oil refinery, isobutane is alkylated with low-molecular-weight alkenes (primarily a mixture of propene and butene) in the presence of a Brønsted acid catalyst, which can include solid acids (zeolites). The catalyst protonates the alkenes (propene, butene) to produce carbocations, which alkylate isobutane. The product, called "alkylate", is composed of a mixture of high-octane, branched-chain paraffinichydrocarbons (mostly isoheptane and isooctane). Alkylate is a premium gasoline blending stock because it has exceptional antiknock properties and is clean burning. Alkylate is also a key component of avgas. By combining fluid catalytic cracking, polymerization, and alkylation, refineries can obtain a gasoline yield of 70 percent. The widespread use of sulfuric acid and hydrofluoric acid in refineries poses significant environmental risks.^[13]Ionic liquids are used in place of the older generation of strong Bronsted acids.^[14][15]

Complementing alkylation reactions are the reverse, dealkylations. Prevalent are demethylations, which are prevalent in biology, organic synthesis, and other areas, especially for methyl ethers and methyl amines.

• Hydrodealkylation
• Transalkylation
• Alkynylation
• Friedel–Crafts reaction
• Category:Alkylating agents
  • Category:Ethylating agents
  • Category:Methylating agents

• หน้าเว็บของ Macrogalleria เกี่ยวกับการผลิตโพลีคาร์บอเนต
• สารกลุ่มอัลคิเลต (Alkylating+agents) ในฐานข้อมูล Medical Subject Headings (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา (US National Library of Medicine )