好文档就是一把金锄头!
欢迎来到金锄头文库![会员中心]
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本

第11章酰化讲述素材.ppt

78页
  • 卖家[上传人]:m****
  • 文档编号:570667289
  • 上传时间:2024-08-05
  • 文档格式:PPT
  • 文档大小:1.94MB
  • / 78 举报 版权申诉 马上下载
  • 文本预览
  • 下载提示
  • 常见问题
    • n概述概述nN-酰化酰化nO-酰化(酯化)酰化(酯化)nC-酰化酰化第第1111章章 酰化酰化 (Acylation) 11.1.1 11.1.1 定义定义 有机化合物分子中与有机化合物分子中与C原子、原子、N原子、原子、O原子或原子或S原原子相连的氢子相连的氢被酰基取代被酰基取代的反应叫做的反应叫做酰化酰化反应11.1 11.1 概述概述 硫酸硫酸硫酰基硫酰基砜基砜基羰基羰基碳酰基碳酰基(羧基)(羧基)碳酸碳酸甲酰基(醛基)甲酰基(醛基)甲酸甲酸乙酰基乙酰基乙酸乙酸苯磺酰基苯磺酰基苯甲酰基苯甲酰基 酰基酰基指的是从指的是从含氧含氧的的无机酸和有机酸无机酸和有机酸的分子中除的分子中除去一个或几个去一个或几个羟基羟基后剩余的基团后剩余的基团OAcOAc- - 11.1.2 11.1.2 酰化剂酰化剂PhCOOH, HCOOH, CH3COOH, HOOCCOOH· 2H2O((2))酸酐酸酐:: CO2(碳酸酐碳酸酐)CO(甲酸酐甲酸酐)((3)酰氯)酰氯((1))羧酸羧酸(OAc)(OAc)2 2O O ((5)酰胺)酰胺((6)其他:如双乙烯酮、二硫化碳)其他:如双乙烯酮、二硫化碳((4)羧酸酯)羧酸酯 ClCH2COOC2H5, CH3COCH2COOC2H5 3)         脂肪族酰化剂中,烷基碳链越长活性越低。

      4)       芳香族酰化剂中,芳环上含有供电子基团时活性低,含有吸电子基团时活性高5)      对于酯类,凡由强酸形成的酯,常用作烷化剂(硫酸二甲酯类);凡由弱酸形成的酯,才可作酰化剂;δ1+δ2+δ3+酰化剂的反应活性酰化剂的反应活性   <                               <∴∴活性:酰氯>酸酐>羧酸活性:酰氯>酸酐>羧酸1)1)<<2)2) 11.2 11.2 N-酰化酰化nN-酰化的酰化的目的目的n反应反应历程历程n胺类结构胺类结构对反应速率的影响对反应速率的影响n用用不同酰化试剂不同酰化试剂的的N-酰化反应酰化反应 11.2.1 11.2.1 N-酰化的目的酰化的目的n永久性酰化永久性酰化即将酰基保留在最终产物中,如活性染料、药物等,以赋予染料或其他有机化合物某些新的性能N-酰化反应: 是指胺类化合物与酰化剂反应,在氨基的氮原子上引入酰基而成为酰胺衍生物,是有机合成中一种常用的方法 例例  扑热息痛(对羟基乙酰苯胺)的合成(一种解热镇痛药),其制备经过乙酰基化反应 思考题:思考题: n过渡性酰化过渡性酰化即为了保护氨基,亦即在氨基上暂时引入一个酰基,然后再进行其他有机合成反应,最后再水解脱除原先引入的酰基。

      过渡性过渡性N-酰化要考虑:酰化要考虑:((1)酰氨基)酰氨基对下一步反应具有良好的效果对下一步反应具有良好的效果;;((2)酰化剂)酰化剂价格低廉价格低廉;;((3)酰化反应)酰化反应容易进行容易进行,收率高,质量好;,收率高,质量好;((4)酰氨基)酰氨基易水解易水解 11.2.2 11.2.2 反应历程反应历程δ+与N-烷基化反应不同之处:非连串反应,酰基是吸电子基团使酰胺中的N原子电子云密度降低,不易再次发生酰化反应而得到N,N-二酰化产物 11.2.3 11.2.3 胺类结构的影响胺类结构的影响n伯胺伯胺>仲胺>仲胺n脂胺>芳胺脂胺>芳胺n无位阻胺>有位阻胺无位阻胺>有位阻胺 氨基氮原子上氨基氮原子上电子云密度越高电子云密度越高,碱性越强,空,碱性越强,空间位阻越小,胺被间位阻越小,胺被酰化的反应活性越强酰化的反应活性越强 11.2.4 11.2.4 用用不同酰化试剂不同酰化试剂的的N-N-酰化反应酰化反应n用用羧酸羧酸的的N-N-酰化酰化n用用酸酐酸酐的的N-N-酰化酰化n用用酰氯酰氯的的N-N-酰化酰化n用用酰胺酰胺的的N-N-酰化酰化n用用羧酸酯羧酸酯的的N-N-酰化酰化n用用双乙烯酮双乙烯酮的的N-N-酰化酰化 11.2.4.1 11.2.4.1 用用羧酸羧酸的的N-N-酰化酰化羧酸属于弱酰化试剂,常用的有甲酸(HCOOH),乙酸(CH3COOH),草酸(HOOCCOOH)。

      n特点特点 ((1))酰酰化化剂剂价廉易得;价廉易得; ((2)反)反应应活性低,一般只用于碱性活性低,一般只用于碱性较较强强的胺或氨的的胺或氨的N-酰酰化;化; ((3)反)反应应可逆R和和R’可以是氢、烷基或芳基可以是氢、烷基或芳基增加酸的用量增加酸的用量脱去反应中生成的水分脱去反应中生成的水分提高反提高反应效率应效率 移去反应生成水的方法:移去反应生成水的方法:1、反应精馏脱水酰化法;2、溶剂共沸蒸馏脱水酰化法; 溶剂(甲苯、二甲苯)共沸蒸馏脱水法; 3、高温熔融脱水酰化法将胺及羧酸的蒸汽通入热至280℃的硅胶或200℃的三氧化二铝上进行气固相酰化反应如:乙酰胺、丙酰胺等的制备4、如果反应物羧酸和胺类均不挥发,则可直接加热反应物料蒸出水分;5、采用化学脱水剂(如:五氧化二磷、三氯氧磷、三氯化磷等;) 常用工艺常用工艺     1         :           1.3-1.5                    N-乙酰苯胺-乙酰苯胺                           反应结束后蒸出多余的乙酸反应结束后蒸出多余的乙酸 苯胺与冰乙酸以苯胺与冰乙酸以1:1.3~~1.5T=118℃℃蒸出乙酸蒸出乙酸N-乙酰苯胺乙酰苯胺 用途:解热镇痛药用途:解热镇痛药用途:染料、医药中间体用途:染料、医药中间体 n 主要酰化剂主要酰化剂 ((1)乙酐(最常用);)乙酐(最常用); ((2)邻苯二甲酸酐;)邻苯二甲酸酐; ((3)一氧化碳)一氧化碳 ((CO)。

      11.2.4.2 11.2.4.2 用用酸酐酸酐的的N-N-酰化酰化n 通式通式R1 = alkyl, aryl; R2, R3 = H, alkyl, aryl n 特点特点((1 1))活性高于-活性高于-COOHCOOH,但价格比-,但价格比-COOHCOOH贵,多用于贵,多用于活性较低的氨基或-活性较低的氨基或-OHOH的酰化2 2)常用的酸酐:乙酐、邻苯二甲酸酐)常用的酸酐:乙酐、邻苯二甲酸酐 ((3 3))无水生成,反应不可逆无水生成,反应不可逆 ;;((4 4)在低温条件下,酐的水解较慢,故用乙酐酰化)在低温条件下,酐的水解较慢,故用乙酐酰化时可以在水介质中进行,反应温度时可以在水介质中进行,反应温度20-90℃20-90℃,,不需不需要催化剂要催化剂;;((3 3)但对于有)但对于有较多吸电子基团的芳胺较多吸电子基团的芳胺或或空间位阻大空间位阻大的芳胺的芳胺,需要少量的强酸作催化剂需要少量的强酸作催化剂 1)原料和产物熔点较低,无需加溶剂n 反应介质反应介质2)原料和产物熔点较高,需加苯,甲苯,二甲苯等非极性溶剂或以过量乙肝作溶剂 3)原料和产物易溶于水,以水作为反应介质邻苯二甲酸酐,1,8-萘二苯甲酸酐,丁二酸酐, 甲酸酐作酰化剂过渡金属催化的羰基化反,常用催化剂钴 、铑 、钌 、钯 、铁等 。

      11.2.4.3 11.2.4.3 用用酰氯酰氯的的N-N-酰化酰化反应特点:反应特点:((1))最强最强的酰化剂,反应的酰化剂,反应不可逆不可逆;;((2))反反应应放放热热,,常常在在冰冰水水浴浴((0℃℃或或更更低低))条条件件下下反反应应或或使用溶剂稀释以减缓反应速度;使用溶剂稀释以减缓反应速度; 常用溶剂:常用溶剂:水、水、氯仿、乙酸、氯仿、乙酸、二氯乙烷、二氯乙烷、苯、甲苯等苯、甲苯等((3)采用缚酸剂-碱:)采用缚酸剂-碱:NaOH、、Na2CO3、、NaHCO3、三甲、三甲胺、胺、三乙胺、吡啶三乙胺、吡啶等等 . n主要类型主要类型 ((1)羧酰氯;)羧酰氯;RCOCl/PhCOCl ((2)芳羧酸加三氯化磷;)芳羧酸加三氯化磷;PhCOCl ((3)芳磺酰氯;)芳磺酰氯;PhSO2Cl ((4)三聚氰酰氯;)三聚氰酰氯; ((5)光气COCl2 ⅠⅠ用用羧酸酰氯羧酸酰氯酰化酰化羧酰氯的制备途径:羧酰氯的制备途径: 酰氯作酰化剂适宜向-酰氯作酰化剂适宜向-NH2上引入长链酰基:上引入长链酰基: 操作:将3,4-二氯苯胺溶于含吡啶的二氯乙烷溶剂中,加入壬基酰氯,在室温即能完成反应。

      高碳链烷基酰氯容易水解,需在无水溶剂中进行芳香族酰氯的活性低于脂肪族酰氯,一般不易水解,因而可以在弱碱性介质(PH 8-9)中直接滴加酰化剂进行反应  ⅡⅡ用用芳羧酸加三氯化磷芳羧酸加三氯化磷的的N-N-酰化酰化     目的:避免将芳羧酸制成工业品的芳酰氯,直接在酰目的:避免将芳羧酸制成工业品的芳酰氯,直接在酰化反应物中加入三氯化磷的方法化反应物中加入三氯化磷的方法 应用:一系列色酚的制备应用:一系列色酚的制备2-羟基羟基-3-萘甲酰苯胺萘甲酰苯胺2-羟基羟基-3-萘甲酸萘甲酸(简称(简称2,3-酸)酸) 酸式酰化法酸式酰化法钠盐酰化法钠盐酰化法 ⅢⅢ 用用芳磺酰氯芳磺酰氯的的N-酰化酰化芳基磺酰氯不易水解,可以在水介质中反应(芳基磺酰氯不易水解,可以在水介质中反应(PH 8-9))芳磺酰氯芳磺酰氯的制备:的制备:n主要应用:主要应用:制备制备磺酰胺磺酰胺类化合物类化合物磺胺嘧啶磺胺嘧啶磺胺噻唑磺胺噻唑 ⅣⅣ 用用三聚氰酰氯三聚氰酰氯的的N-酰化酰化三聚氰酰氯性质活泼,一酰化常在0 oC下进行荧光增白剂荧光增白剂VBL的制备(的制备(P258);农药和染料的制备农药和染料的制备染料活性黄染料活性黄XR 碳酰氯(光气)碳酰氯(光气) ⅤⅤ 用用光气光气N-酰化酰化反应介质:反应介质:(1)在水介质中的酰化在水介质中的酰化 (2)在有机溶剂中的酰化(甲苯、氯苯、在有机溶剂中的酰化(甲苯、氯苯、邻邻 二氯苯等)二氯苯等) 产品:产品:((1)氨基甲酰氯衍生物的制备)氨基甲酰氯衍生物的制备 ((2)异氰酸酯的制备)异氰酸酯的制备 ((3)脲类衍生物的制备)脲类衍生物的制备 ((1)氨基甲酰氯衍生物的制备))氨基甲酰氯衍生物的制备)氨基甲酰氯氨基甲酰氯氨基甲酸酯氨基甲酸酯((2))异氰酸酯的合成及应用异氰酸酯的合成及应用伯胺与光气依次进行酰化、脱氯化氢生成异氰酸酯。

      伯胺与光气依次进行酰化、脱氯化氢生成异氰酸酯甲苯二异氰甲苯二异氰酸酯(酸酯(T.D.I)) 性质 性质 异氰酸酯可视为异氰酸异氰酸酯可视为异氰酸H--N==C==O(氰酸氰酸H--O--CN)中的氢被烃基取代的产物由于分子中中的氢被烃基取代的产物由于分子中有累积双键有累积双键,化,化学性质十分活泼,易与学性质十分活泼,易与水、醇、酚和胺等含有活泼氢的化合水、醇、酚和胺等含有活泼氢的化合物反应 ((3)脲类衍生物的制备)脲类衍生物的制备((J酸)酸)(猩红酸)(猩红酸)6,6'-(1,3-亚脲基亚脲基)双双(1,1'-萘酚萘酚)-3,3'-磺酸磺酸芳胺在水介质中,在Na2CO3缚酸剂作用下与光气作用,形成对称的二芳基脲 用尿素的用尿素的N-N-酰化酰化 主要产物:单取代脲、双取代脲主要产物:单取代脲、双取代脲11.2.4.4 11.2.4.4 用用酰胺酰胺的的N-N-酰化酰化 11.2.4.5 11.2.4.5 用用羧酸酯羧酸酯的的N-N-酰化酰化n主要酰化剂主要酰化剂碳酸二甲酯氯甲酸三氯甲酯二(三氯甲基)碳酸酯丙烯酸甲酯丙烯酸甲酯氯乙酸乙酯氯乙酸乙酯氰乙酸乙酯氰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯((1))光气替代品光气替代品((2)羧酸酯)羧酸酯 11.2.4.6 11.2.4.6 用用双乙烯酮双乙烯酮的的N-N-酰化酰化n特点特点 ((1)酰化活性高;)酰化活性高; ((2)酰化剂成本低廉;)酰化剂成本低廉; ((3)酰化收率高,产品质量好。

      酰化收率高,产品质量好n缺点缺点 双乙烯酮生产工艺复杂,设备投资高;低温存储,易双乙烯酮生产工艺复杂,设备投资高;低温存储,易聚合;具有很强的刺激性,催泪性,毒性聚合;具有很强的刺激性,催泪性,毒性 11.2.5 11.2.5 酰氨基的水解酰氨基的水解酰胺在一定条件下可以水解,生成相应的羧酸和胺:酰胺在一定条件下可以水解,生成相应的羧酸和胺:酰胺的水解是对酰胺基的酰胺的水解是对酰胺基的羰基亲核取代羰基亲核取代:: ((1)酰胺基对水解的稳定性顺序)酰胺基对水解的稳定性顺序    甲酰胺的稳定性最小,从经济观点,对于保护性酰化,甲酰胺的稳定性最小,从经济观点,对于保护性酰化,应该首选甲酰基或乙酰基应该首选甲酰基或乙酰基 甲酸酐(甲酸酐( HCOO-CHO HCOO-CHO)极不)极不稳定,遇水作用立刻变为甲酸稳定,遇水作用立刻变为甲酸 ((2)水解条件)水解条件 A、、碱碱性性条条件件::采采用用NaOH水水溶溶液液,,对对有有些些加加热热后后仍仍然然不不溶溶的的胺胺,,可采用可采用NaOH的醇-水溶液的醇-水溶液 缺缺点点::采采用用碱碱性性条条件件,,对对设设备备的的腐腐蚀蚀小小,,但但产产物物在在碱碱性性、、高高 温下易氧化温下易氧化,不如在酸中稳定,不如在酸中稳定B、、酸酸性性水水解解::多多用用稀稀盐盐酸酸,,有有时时加加入入少少量量的的硫硫酸酸以以加加速速水水解解。

      水水解解一一般般取取物物料料的的回回流流温温度度对对于于有有些些难难水水解解的的酰酰胺胺((2,,6--二二甲甲基基乙乙酰酰苯苯胺胺、、3,,4--二二硝硝基基乙乙酰酰--1-萘萘胺胺等等)),,可可以以加入三氟化硼、甲醇等一起回流加入三氟化硼、甲醇等一起回流 缺点:缺点:采用酸性条件水解,对设备的腐蚀较严重采用酸性条件水解,对设备的腐蚀较严重 11.3 11.3 O-酰化(酯化)酰化(酯化) 醇或酚分子中的醇或酚分子中的羟基氢原子羟基氢原子被被酰基酰基取代而生成酯取代而生成酯的反应,叫做的反应,叫做O-酰化酰化反应,也叫做反应,也叫做酯化酯化反应酰化试剂:酰化试剂:羧酸;酸酐;酰氯;酰胺;羧酸;酸酐;酰氯;酰胺;酯(酯交换)酯(酯交换)• 反应通式反应通式 11.3.1 11.3.1 用用羧酸羧酸的酯化的酯化用羧酸和醇合成酯类的反应通式:用羧酸和醇合成酯类的反应通式:反应特点:反应特点:1、反应原料易得,应用广泛;、反应原料易得,应用广泛;2、醇类中,、醇类中,伯醇的酯化产率较高伯醇的酯化产率较高,仲醇较低,而叔醇和,仲醇较低,而叔醇和酚类直接酯化的产率甚低;酚类直接酯化的产率甚低;3、羧酸为弱酰化剂,需少量、羧酸为弱酰化剂,需少量酸性催化剂酸性催化剂存在,使醇和羧存在,使醇和羧酸加热回流;酸加热回流;4、反应可逆。

      反应可逆提高酯收率提高酯收率的方式:用过量的低级醇;从的方式:用过量的低级醇;从反应混合物中蒸出水;从反应混合物中蒸出酯反应混合物中蒸出水;从反应混合物中蒸出酯 用羧酸的酯化是一个可逆反应,用羧酸的酯化是一个可逆反应,即即移除反应生成水的方法:移除反应生成水的方法:1、利用共沸蒸馏,即加入苯、甲苯、二甲苯、氯仿或四氯化、利用共沸蒸馏,即加入苯、甲苯、二甲苯、氯仿或四氯化碳等溶剂;碳等溶剂;2、添加脱水剂;、添加脱水剂;3、如果、如果酯的沸点低于酸、醇和水酯的沸点低于酸、醇和水,也可不断蒸出酯,使平衡,也可不断蒸出酯,使平衡不断右移,完成酯化反应,如制备甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸不断右移,完成酯化反应,如制备甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯等甲酯、乙酸乙酯等 n反应历程反应历程 随着羧酸和醇的结构以及反应条件的不同,酯化随着羧酸和醇的结构以及反应条件的不同,酯化反应的机理不同反应的机理不同伯醇和仲醇伯醇和仲醇用羧酸的酯化一般是在用羧酸的酯化一般是在质子酸的催化作用下,按双分子反应历程进行的:质子酸的催化作用下,按双分子反应历程进行的:这个机理这个机理可以概括可以概括为:为:酰氧酰氧键断裂键断裂。

      即:即: 叔醇的酯化叔醇的酯化反应经实验证实是按照反应经实验证实是按照烷氧键断裂烷氧键断裂的方式进行的:的方式进行的: 即:即: 醇或酚的结构醇或酚的结构对酯化反应的影响对酯化反应的影响((1 1))伯醇伯醇> >仲醇仲醇> >叔醇叔醇> >酚酚(酯化速度)(酯化速度)((2 2)无位阻)无位阻> >有位阻有位阻((3 3))叔醇(易于质子化脱水成烯烃)叔醇(易于质子化脱水成烯烃)和酚的酯化一般和酚的酯化一般不用羧酸,而用不用羧酸,而用酸酐,酰氯或羧酸加酸酐,酰氯或羧酸加PClPCl3 3P266 表11-2p-π共轭效应使O上的电子云密度减小,亲核性减弱 羧酸的结构羧酸的结构对酯化反应的影响对酯化反应的影响羧酸的结构对平衡常数的影响不如醇显著羧酸的结构对平衡常数的影响不如醇显著1 1)羧酸分子中)羧酸分子中碳链增长碳链增长,酯化速率明显下降;,酯化速率明显下降;2 2)羧基)羧基相邻的相邻的C C上有支链时上有支链时,酯化速率下降;,酯化速率下降;3 3))脂肪族脂肪族羧酸酯化反应速率明显大于羧酸酯化反应速率明显大于芳基羧酸芳基羧酸P266 表11-3氧的孤对电子和苯环发生了p-π共轭,使得孤对电子的电子云向苯环偏移, -OH很难离去 酯化催化剂酯化催化剂1) 常用的酸性催化剂为常用的酸性催化剂为浓硫酸、盐酸或苯磺酸浓硫酸、盐酸或苯磺酸,,2) Lewis酸如酸如BF3,,AlCl3, ZnCl2, 3) 可选用可选用锡盐锡盐(( SnO或草酸亚锡或草酸亚锡SnC2O4 )、)、有机钛酸酯有机钛酸酯(钛酸四烃基酯)、(钛酸四烃基酯)、4) 硅胶、聚苯乙烯磺酸型硅胶、聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂阳离子交换树脂。

      升高反应温度,可以加快酯化反应速率,但使用升高反应温度,可以加快酯化反应速率,但使用浓硫酸浓硫酸作催化剂时,脱水温度不宜超过作催化剂时,脱水温度不宜超过160℃℃避免醇脱水成避免醇脱水成烯烃,醚或碳化烯烃,醚或碳化 11.3.2 11.3.2 用用酸酐酸酐的酯化的酯化用羧酸酐和醇合成酯类的反应通式:用羧酸酐和醇合成酯类的反应通式:反应历程:反应历程:反应特点:反应特点:1、酸酐为、酸酐为较强酰化剂较强酰化剂,适用于较难反应的,适用于较难反应的酚类及空酚类及空间阻碍较大的叔羟基间阻碍较大的叔羟基衍生物的直接酯化;衍生物的直接酯化;2、反应没有水生成,不可逆;、反应没有水生成,不可逆;3、为了加速反应的进行,可、为了加速反应的进行,可加酸性或碱性催化剂加酸性或碱性催化剂常用的催化剂为常用的催化剂为硫酸、高氯酸硫酸、高氯酸、、氯化锌、三氯化铁、氯化锌、三氯化铁、吡吡啶、无水乙酸钠啶、无水乙酸钠、对甲苯磺酸或叔胺等,其中以、对甲苯磺酸或叔胺等,其中以硫酸、硫酸、吡啶和无水乙酸钠最为常用吡啶和无水乙酸钠最为常用 •单酯的制备单酯的制备只利用酸酐中的一个羧基只利用酸酐中的一个羧基,反应不生成水,是一个不,反应不生成水,是一个不可逆反应,可在较温和条件下进行。

      可逆反应,可在较温和条件下进行水杨水杨酸甲酯酸甲酯乙酰基乙酰基水杨酸水杨酸甲酯甲酯 双酯的制备:用环状酸酐可制取双酯,反应分两步进行:双酯的制备:用环状酸酐可制取双酯,反应分两步进行:第一步:生成单酯;第一步:生成单酯;第二步:由单酯生成双酯例如:第二步:由单酯生成双酯例如:•双酯的制备双酯的制备在双酯中最重要的是在双酯中最重要的是邻苯二甲酸的各种二烷基酯邻苯二甲酸的各种二烷基酯,它,它们都是重要的增塑剂们都是重要的增塑剂 11.3.3 11.3.3 用用酰氯酰氯的酯化的酯化用酰氯和醇合成酯类的反应通式:用酰氯和醇合成酯类的反应通式:反应特点:反应特点:1、酰氯为强酰化剂,适用于、酰氯为强酰化剂,适用于较难反应的酚类较难反应的酚类及及空间阻碍较空间阻碍较大的叔羟基大的叔羟基衍生物的直接酯化衍生物的直接酯化2、反应有、反应有HCl生成,不可逆生成,不可逆凡是对凡是对HClHCl较为敏感的醇类,较为敏感的醇类,特别是叔醇,要加适量碱,如碳酸钠、乙酸钠、吡啶、特别是叔醇,要加适量碱,如碳酸钠、乙酸钠、吡啶、 三乙三乙胺等,一般分批加碱胺等,一般分批加碱3、脂肪族酰氯的活性通常比芳香族酰氯为高,尤以乙酰氯、脂肪族酰氯的活性通常比芳香族酰氯为高,尤以乙酰氯为高。

      为高 酯的交换法是指用一种酯的交换法是指用一种容易制备的酯容易制备的酯与醇,与醇,酸或另一种酯作用制备所需的酯,反应可按酸或另一种酯作用制备所需的酯,反应可按下式三种类型进行:下式三种类型进行:醇解醇解(最常用)(最常用)13.3.4 13.3.4 酯交换(用酯交换(用酯的酯化酯的酯化))酸解酸解交换交换 (一)酯的醇解(一)酯的醇解反应特点:反应特点:1、一般总是把酯分子中的、一般总是把酯分子中的伯醇基伯醇基由另一由另一高沸点的伯醇基所替高沸点的伯醇基所替代代,甚至还可以由仲醇基所替代甚至还可以由仲醇基所替代2、醇解反应是可逆反应,为使反应向右方进行,、醇解反应是可逆反应,为使反应向右方进行,一般常用过一般常用过量的反应醇量的反应醇,或,或将反应生成的醇不断地蒸出将反应生成的醇不断地蒸出,以完善酯交换,以完善酯交换反应3、酯的醇解反应可用酸、酯的醇解反应可用酸(硫酸、干燥氯化氢或对甲苯磺酸硫酸、干燥氯化氢或对甲苯磺酸)或或碱碱(通常是醇钠通常是醇钠)催化催化 酸催化的醇解反应历程如下:酸催化的醇解反应历程如下:碱催化的醇解反应历程如下:碱催化的醇解反应历程如下: (二)酯的酸解(二)酯的酸解该方法特别适用于合成该方法特别适用于合成二元酸单酯及羧酸乙烯酯二元酸单酯及羧酸乙烯酯等等例如:例如:丙烯酸甲酯十二酸十二酸丙烯酯 (三)酯的互换(三)酯的互换 (应用范围较窄)(应用范围较窄)条件:反应生成的酯中至少有一种酯条件:反应生成的酯中至少有一种酯 ( (如如RCOORRCOOR’’’’’’) )的的沸点要比另一种酯沸点要比另一种酯(R(R””COORCOOR’’) )低得多低得多。

      例如:例如:甲酸甲酯甲酸甲酯 11.4 C-11.4 C-酰化酰化 C-酰化指的是酰化指的是C原子上的原子上的H被酰基取代,主要被酰基取代,主要应用于芳环的应用于芳环的C-酰化,用于制备酰化,用于制备芳酮芳酮,,芳醛芳醛和和芳羧酸烷基烷基C-H键太稳定,很能发生键太稳定,很能发生C-酰化酰化))当当R==H,产物为醛;当,产物为醛;当R==OH,产物为羧酸;其他为酮,产物为羧酸;其他为酮 11.4.1 C-11.4.1 C-酰化制芳酮酰化制芳酮酰化剂:羧酰氯、酸酐或羧酸酰化剂:羧酰氯、酸酐或羧酸催化剂:酸性催化剂催化剂:酸性催化剂AlCl3反应历程:亲电取代反应(傅氏酰基化反应)反应历程:亲电取代反应(傅氏酰基化反应)亲电质点:亲电质点: 11.4.1.1 11.4.1.1 反应历程反应历程以酰氯为酰化剂以酰氯为酰化剂σ配合物 芳酮与三氯化铝的配合物遇水即分解为芳酮:芳酮与三氯化铝的配合物遇水即分解为芳酮:说明:无论是哪一种反应历程,生成的说明:无论是哪一种反应历程,生成的芳酮芳酮总是与总是与三氯化三氯化铝铝形成摩尔比为形成摩尔比为1:1的配合物的配合物,而与,而与芳酮结合的三氯化铝芳酮结合的三氯化铝不再具有催化作用不再具有催化作用。

      因此因此C-酰化反应时,每摩尔酰氯在理酰化反应时,每摩尔酰氯在理论上要消耗论上要消耗1摩尔三氯化铝,而实际上三氯化铝用量还要摩尔三氯化铝,而实际上三氯化铝用量还要过量过量10%~%~50% n以酸酐为酰化剂以酸酐为酰化剂总反应方程式:总反应方程式:要使酸酐中的要使酸酐中的两个酰基两个酰基都参加反应,每摩尔酸酐理论上要都参加反应,每摩尔酸酐理论上要消耗消耗3摩尔摩尔AlCl3转化率不高)(转化率不高) 11.4.1.2 11.4.1.2 被酰化物结构被酰化物结构的影响的影响1)1)芳环上有供电子取代基(芳环上有供电子取代基(-CH-CH3 3,,-OH-OH,,-OR-OR,,-NR-NR2 2,,- -NHAcNHAc)反应容易进行,)反应容易进行,主要主要进入该取代基的对位,且可进入该取代基的对位,且可使用使用无水氯化锌、多聚磷酸无水氯化锌、多聚磷酸等温和催化剂;等温和催化剂;[ [含有含有NHNH2 2时必时必须先保护再酰化须先保护再酰化] ]2) 当芳环上引入第一个酰基后,很难再引入第二个酰基当芳环上引入第一个酰基后,很难再引入第二个酰基对于稠环类或者电子云密度大的芳烃可以引入两个酰基,对于稠环类或者电子云密度大的芳烃可以引入两个酰基,如萘则在两个芳环上可分别引入一个酰基。

      如萘则在两个芳环上可分别引入一个酰基 3)3)芳环上有吸电子取代基芳环上有吸电子取代基(-Cl,-NO(-Cl,-NO2 2,-SO,-SO3 3H,-COR)H,-COR),,C-C-酰化酰化反应难进行反应难进行如硝基苯可以作为如硝基苯可以作为C-C-酰化反应溶剂酰化反应溶剂))4)4)杂环化合物,富杂环化合物,富ππ电子的杂环容易发生电子的杂环容易发生C-C-酰化反应,酰酰化反应,酰基一般进入杂原子的基一般进入杂原子的αα位(位(αα位被占据,则进入位被占据,则进入ββ位)位)        C-酰化反应中常用催化剂有酰化反应中常用催化剂有路易斯酸和质子酸路易斯酸和质子酸,其作用是,其作用是为了为了增强酰基碳原子上的正电荷增强酰基碳原子上的正电荷,提高亲电试剂的反应能力提高亲电试剂的反应能力路易斯酸的催化活性大小次序为:路易斯酸的催化活性大小次序为:质子酸的催化活性大小次序为:质子酸的催化活性大小次序为:11.4.1.3 C-11.4.1.3 C-酰化的酰化的催化剂催化剂 n常用催化剂常用催化剂 无水三氯化铝无水三氯化铝——强催化剂强催化剂 无水氯化锌无水氯化锌 多聚磷酸多聚磷酸 三氟化硼三氟化硼温和催化剂温和催化剂 11.4.1.4 C-11.4.1.4 C-酰化的溶剂酰化的溶剂 以无水三氯化铝作催化剂时,生成的以无水三氯化铝作催化剂时,生成的芳酮芳酮-三氯化铝三氯化铝配合物在反应温度下的状态配合物在反应温度下的状态不同,反应体系不同。

      不同,反应体系不同液态:液态:无需使用溶剂无需使用溶剂固态:使用溶剂固态:使用溶剂过量的液态过量的液态被酰化物被酰化物/酰化试剂酰化试剂惰性惰性有机溶剂有机溶剂二氯甲烷二氯甲烷四氯化碳四氯化碳1,2-二氯乙烷二氯乙烷二硫化碳二硫化碳石油醚石油醚硝基苯硝基苯 ((1)用过量的低沸点芳烃作溶剂)用过量的低沸点芳烃作溶剂 ((2)用过量的酰化剂作溶剂)用过量的酰化剂作溶剂.二氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、二硫化碳、石油醚、二氯乙烷、二硫化碳、石油醚、硝基苯硝基苯((3)惰性有机溶剂)惰性有机溶剂 1、、Vilsmeier反应反应此法是用此法是用N,N-二取代甲酰胺二取代甲酰胺作为作为C-酰化剂,在酰化剂,在三氯氧磷三氯氧磷等促进等促进剂的参与下,向芳环或杂环上引入醛基反应通式可表示如下:剂的参与下,向芳环或杂环上引入醛基反应通式可表示如下:.11.4.2 C-11.4.2 C-甲酰化制芳醛甲酰化制芳醛N,N-二取代甲酰胺和三氯氧磷用量为二取代甲酰胺和三氯氧磷用量为1:1,均过量,均过量25%-40%,DMF应用最广泛DMF应用最广泛 反应实例反应实例注意:注意:Vilsmeier反应只适用于反应只适用于芳环上或杂环上电子云密度芳环上或杂环上电子云密度较高的活泼化合物较高的活泼化合物的的C-甲酰化制芳醛。

      甲酰化制芳醛 2、、Reimer-Tiemann反应反应酚酚与氯仿在碱性溶液中加热生成与氯仿在碱性溶液中加热生成邻位及对位羟基苯甲醛邻位及对位羟基苯甲醛含有羟基的喹啉、吡咯、茚等杂环化合物也能进行此反应含有羟基的喹啉、吡咯、茚等杂环化合物也能进行此反应 常用的碱溶液是氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠水溶液,产物常用的碱溶液是氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠水溶液,产物一般以邻位为主,少量为对位产物一般以邻位为主,少量为对位产物如果两个邻位都被占如果两个邻位都被占据则进入对位不能在水中起反应的化合物可吡啶中进行,据则进入对位不能在水中起反应的化合物可吡啶中进行,此时只得邻位产物此时只得邻位产物  反应机理反应机理首先氯仿在碱溶液中形成首先氯仿在碱溶液中形成活泼的亲电质点二氯卡宾活泼的亲电质点二氯卡宾,与酚的,与酚的负离子(负离子(ⅡⅡ))发生亲电取代形成中间体(发生亲电取代形成中间体(ⅢⅢ)),(,(ⅢⅢ)从溶)从溶剂或反应体系中获得一个质子,同时羰基的剂或反应体系中获得一个质子,同时羰基的α-氢离开形成氢离开形成((ⅣⅣ)或()或(ⅤⅤ),(),(ⅤⅤ)经水解得到醛经水解得到醛  11.4.3 C-11.4.3 C-酰化制芳酸(酰化制芳酸(C-C-羧化)羧化)COCO2 2作为酰化试剂对芳环作为酰化试剂对芳环C-C-酰化形成芳基羧酸,仅酰化形成芳基羧酸,仅仅适用于仅适用于活泼的酚类羧基化活泼的酚类羧基化。

      n 2,3- 2,3-酸酸 人有了知识,就会具备各种分析能力,明辨是非的能力所以我们要勤恳读书,广泛阅读,古人说“书中自有黄金屋通过阅读科技书籍,我们能丰富知识,培养逻辑思维能力;通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平,培养文学情趣;通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面有许多书籍还能培养我们的道德情操,给我们巨大的精神力量,鼓舞我们前进。

      点击阅读更多内容
      关于金锄头网 - 版权申诉 - 免责声明 - 诚邀英才 - 联系我们
      手机版 | 川公网安备 51140202000112号 | 经营许可证(蜀ICP备13022795号)
      ©2008-2016 by Sichuan Goldhoe Inc. All Rights Reserved.