药物合成酰化反应.ppt

第三章第三章 酰化反应酰化反应 Acylation Reaction 概概 述述 ­1 定定义义：：有有机机物物分分子子中中O、、N、、C原原子子上上导导入入酰酰基的反应基的反应­2 2 分类：分类：­ 根据接受酰基原子的不同可分为：根据接受酰基原子的不同可分为：­ 氧酰化、氮酰化、碳酰化氧酰化、氮酰化、碳酰化­3 3 用途：药物本身有酰基用途：药物本身有酰基­ 活性化合物的必要官能团活性化合物的必要官能团 结构修饰和前体药物（如结构修饰和前体药物（如棕榈酸氯霉素棕榈酸氯霉素）） 羟基、胺基等基团的保护，官能团转化羟基、胺基等基团的保护，官能团转化硝苯地平硝苯地平氟哌啶醇氟哌啶醇概概 述述常用的酰化试剂常用的酰化试剂­常用的酰化试剂常用的酰化试剂 第一节第一节 酰化反应机理酰化反应机理­酰化机理：亲电反应机理酰化机理：亲电反应机理­（（1）单分子反应历程）单分子反应历程 （强酰化剂如酰卤、酸酐）（强酰化剂如酰卤、酸酐）­（（2）双分子反应历程）双分子反应历程 （弱酰化剂如羧酸、羧酸酯）（弱酰化剂如羧酸、羧酸酯）（（3）酰化剂强弱顺序）酰化剂强弱顺序­反反应应是是否否易易于于进进行行主主要要取取决决于于Z的的离离去去倾倾向向。

L-碱碱性性越越强强，，越越不不容容易易离离去去，，Cl- 是是很很弱弱的的碱碱，，-OCOR的的碱碱性性较较强强些些，，OH-、、OR-是是相相当当强强的的碱碱，，NH2-是更强的碱是更强的碱­∴∴ RCOCl＞＞(RCO)2O＞＞RCOOH 、、RCOOR′ ＞＞RCONH2 ＞＞RCONR2′ ­R: R为吸电子基团有利于进行反应；为吸电子基团有利于进行反应；­ R为给电子基团不利于反应为给电子基团不利于反应­ R的的体体积积若若庞庞大大，，则则亲亲核核试试剂剂对对羰羰基基的的进进攻攻有有位位阻阻，，不利于反应进行不利于反应进行（（4）被酰化物的活性）被酰化物的活性根据上述的反应机理可以看出，作为被根据上述的反应机理可以看出，作为被酰化物质来讲，无疑其亲核性越强越容酰化物质来讲，无疑其亲核性越强越容易被酰化易被酰化具有不同结构的被酰化物的亲核能力一具有不同结构的被酰化物的亲核能力一般规律为：般规律为：RCH2－－＞＞R—NH－－＞＞R—O－－＞＞R—NH2＞＞R—OH第二节第二节 氧原子的酰化反应氧原子的酰化反应­ 是一类形成羧酸酯的反应是一类形成羧酸酯的反应­ 是羧酸和醇的酯化反应是羧酸和醇的酯化反应­ 是羧酸衍生物的醇解反应是羧酸衍生物的醇解反应醇的结构对酰化反应的影响醇的结构对酰化反应的影响醇的结构对酰化反应的影响醇的结构对酰化反应的影响 伯醇伯醇伯醇伯醇( (苄醇、烯丙醇除外）＞仲醇＞叔醇苄醇、烯丙醇除外）＞仲醇＞叔醇苄醇、烯丙醇除外）＞仲醇＞叔醇苄醇、烯丙醇除外）＞仲醇＞叔醇­1、、 羧酸为酰化剂羧酸为酰化剂­ ­提高收率提高收率: (1) (1)增加反应物浓度增加反应物浓度增加反应物浓度增加反应物浓度 (2)(2)不断蒸出反应产物之一不断蒸出反应产物之一不断蒸出反应产物之一不断蒸出反应产物之一 (3)(3)共沸除水、添加脱水剂或分子筛除水。

无共沸除水、添加脱水剂或分子筛除水无共沸除水、添加脱水剂或分子筛除水无共沸除水、添加脱水剂或分子筛除水无水水水水 CuSOCuSO4 4，，，， 无水无水无水无水AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3，，，，(CF(CF3 3CO)CO)2 2OO，，，，DCCDCC­加快反应速率加快反应速率:(1)提高温度提高温度­ (2)催化剂催化剂(降低活化能降低活化能)­催化剂催化剂­(1)质子酸催化法质子酸催化法: 无机酸：浓硫酸无机酸：浓硫酸,氯化氢气体氯化氢气体,­ 有机酸：苯磺酸，对甲苯磺酸等有机酸：苯磺酸，对甲苯磺酸等­简单，但对于位阻大的醇及叔醇容易脱水简单，但对于位阻大的醇及叔醇容易脱水­例：镇痛药盐酸呱替啶的合成例：镇痛药盐酸呱替啶的合成­例：局部麻醉药盐酸普鲁卡因的合成例：局部麻醉药盐酸普鲁卡因的合成 ­(2)Lewis酸催化法酸催化法: (AlCl3, SnCl4,FeCl3,BF3等等) ­(3)酸性树脂酸性树脂(Vesley)催化法催化法: ­ 采用强酸型离子交换树脂加硫酸钙法采用强酸型离子交换树脂加硫酸钙法­(4) DCC 二环己基碳二亚胺二环己基碳二亚胺­（（5）偶氮二羧酸二乙酯法（活化醇制备羧酸酯））偶氮二羧酸二乙酯法（活化醇制备羧酸酯）2、羧酸酯为酰化剂、羧酸酯为酰化剂 活性酯的应用活性酯的应用 （（了解了解））酸催化和碱催化机理：酸催化和碱催化机理：­2、羧酸酯为酰化剂、羧酸酯为酰化剂 ­例：局麻药丁卡因例：局麻药丁卡因 ­ ­2)羧酸酯为酰化剂羧酸酯为酰化剂 ­例：抗胆碱药溴美喷酯（宁胃适）的合成例：抗胆碱药溴美喷酯（宁胃适）的合成 ­ ­3、酸酐为酰化剂、酸酐为酰化剂①① H+ 催化催化②② Lewis酸催化酸催化­③③碱碱催催化化（（缚缚酸酸剂剂）） : 无无机机碱碱：：（（Na2CO3、、NaHCO3、、 NaOH) ；有机碱：吡啶，；有机碱：吡啶， Et3N 复习题复习题1、下列化合物按羰基活性大小排序、下列化合物按羰基活性大小排序2、下列化合物按亲核性大小排序下列化合物按亲核性大小排序­3、酸酐为酰化剂、酸酐为酰化剂 ­例：镇痛药阿法罗定（安那度尔）的合成例：镇痛药阿法罗定（安那度尔）的合成 ­ ­3、酸酐为酰化剂、酸酐为酰化剂 ­混合酸酐的应用混合酸酐的应用 ­①①羧酸羧酸-三氟乙酸混合酸酐（适用于立体位阻较大的羧酸的酯化）三氟乙酸混合酸酐（适用于立体位阻较大的羧酸的酯化）­3、酸酐为酰化剂、酸酐为酰化剂 ­混合酸酐的应用混合酸酐的应用 ­①①羧酸羧酸-三氟乙酸混合酸酐（适用于立体位阻较大的醇的酯化）三氟乙酸混合酸酐（适用于立体位阻较大的醇的酯化）­例例 ­3、酸酐为酰化剂、酸酐为酰化剂 ­混合酸酐的应用混合酸酐的应用 ­②②羧酸羧酸-磺酸混合酸酐磺酸混合酸酐 ­③③羧酸羧酸-取代苯甲酸混合酸酐取代苯甲酸混合酸酐 ­4、酰氯为酰化剂、酰氯为酰化剂(酸酐、酰氯均适于位阻较大的醇酸酐、酰氯均适于位阻较大的醇) ­Lewis酸催化酸催化­碱催化碱催化 ­4、酰氯为酰化剂、酰氯为酰化剂(酸酐酰氯均适于位阻较大的醇酸酐酰氯均适于位阻较大的醇)­例例 叔醇的酰化叔醇的酰化­5)酰胺为酰化剂酰胺为酰化剂(活性酰胺活性酰胺) ­ 二、二、二、二、 酚的氧酰化酚的氧酰化酚的氧酰化酚的氧酰化- -用强酰化剂用强酰化剂用强酰化剂用强酰化剂: :酰氯、酸酐、活性酯酰氯、酸酐、活性酯酰氯、酸酐、活性酯酰氯、酸酐、活性酯第三节第三节 氮原子上的酰化反应氮原子上的酰化反应 ­比羧酸的反应更容易，应用更广比羧酸的反应更容易，应用更广一一一一 脂肪胺的脂肪胺的脂肪胺的脂肪胺的N-N-酰化酰化酰化酰化酰化剂种类与强弱顺序：酰化剂种类与强弱顺序： RCOCl＞＞ RCOOCOR ＞＞RCOOR'＞＞ RCONHR' ＞＞RCOOHRCOOH酰化能力最弱的原因：酰化能力最弱的原因：所以，所以，RCOOH与与 RNH2反应最佳催化剂：反应最佳催化剂：DCC、、CDI、、POCl3被酰化的结构对反应的影响：伯胺＞仲胺，脂肪胺＞芳胺被酰化的结构对反应的影响：伯胺＞仲胺，脂肪胺＞芳胺 ­1 羧酸为酰化剂羧酸为酰化剂 ­2 羧酸酯为酰化剂羧酸酯为酰化剂­例例 ­例例3 酸酐为酰化剂酸酐为酰化剂如用环状酸酐酰化时，在低温下常生成单酰化产物，高温加热则可得如用环状酸酐酰化时，在低温下常生成单酰化产物，高温加热则可得双酰化亚胺双酰化亚胺­例例4 酰氯为酰化剂酰氯为酰化剂5 酰胺为酰化剂酰胺为酰化剂例p109二、芳胺二、芳胺二、芳胺二、芳胺N-N-酰化酰化酰化酰化——引入永久性酰基。

是合成许多药物时常用的反应引入永久性酰基是合成许多药物时常用的反应 例例1　　扑扑热热息息痛痛（（对对羟羟基基乙乙酰酰苯苯胺胺））的的合合成成（（一一种种解解热热镇痛药），其制备经过乙酰基化反应镇痛药），其制备经过乙酰基化反应第四节第四节 碳原子上的酰化反应碳原子上的酰化反应 一、芳烃的一、芳烃的C-酰化酰化­碳原子上电子云密度高时才可进行酰化反应碳原子上电子云密度高时才可进行酰化反应 1 Friedel-Crafts (F-C )1 Friedel-Crafts (F-C )傅傅傅傅- -克酰化反应克酰化反应克酰化反应克酰化反应­F-C反应的影响因素反应的影响因素­(1)酰化剂的影响：酰卤酰化剂的影响：酰卤﹥酸酐酸酐﹥羧酸、酯羧酸、酯 含有芳基的酰化剂，易发生分子内酰化而得环酮含有芳基的酰化剂，易发生分子内酰化而得环酮 用环状酸酐作酰化剂，可制取芳酰脂肪酸，并可进一步环用环状酸酐作酰化剂，可制取芳酰脂肪酸，并可进一步环和得芳酮衍生物和得芳酮衍生物 ­(2）被酰化物的影响（电子效应，立体效应））被酰化物的影响（电子效应，立体效应）­①①邻对位定位基对反应有利（给电子基团）邻对位定位基对反应有利（给电子基团）­②②有吸电子基（有吸电子基（-NO2.-CN,-CF3等）不发生反应等）不发生反应­③③有有-NH2基基要要事事先先保保护护,因因为为,其其可可使使催催化化剂剂失失去去活活性性，，变为变为 再反应再反应­④④导导入入一一个个酰酰基基后后，，使使芳芳环环钝钝化化，，一一般般不不再再进进行行傅傅-克克反应反应­⑤⑤芳杂环芳杂环­⑥⑥立体效应立体效应­（（3）催化剂的影响）催化剂的影响 ­（（4）溶剂的影响）溶剂的影响­ CCl4, CS2。

惰性溶剂最好选用惰性溶剂最好选用.复习题复习题1、缩写、缩写 Cbz CDI DCC2、、- -2 Hoesch2 Hoesch反应（间接酰化反应（间接酰化反应（间接酰化反应（间接酰化 ) )-酚或酚醚在氯化氢和氯化锌等酚或酚醚在氯化氢和氯化锌等Lewis酸的存在下，与腈作用，酸的存在下，与腈作用，-随后进行水解，得到酰基酚或酰基酚醚随后进行水解，得到酰基酚或酰基酚醚­影影响响因因素素：：要要求求电电子子云云密密度度高高，，即即苯苯环环上上一一定要有定要有2个供电子基（一元酚不反应）个供电子基（一元酚不反应）­最终产物为苯甲醛（适用于酚类及酚醚类芳烃）最终产物为苯甲醛（适用于酚类及酚醚类芳烃） ­可用于酚或酚醚，也可用于吡咯、吲哚等杂环化合物，但不适用于可用于酚或酚醚，也可用于吡咯、吲哚等杂环化合物，但不适用于芳胺芳胺活化的芳环可以在较缓和的条件下反应有些甚至可以不要催化剂芳烃则一般需要的芳环可以在较缓和的条件下反应有些甚至可以不要催化剂芳烃则一般需要较剧烈的条件反应的中间产物较剧烈的条件反应的中间产物(ArCH==NH·HCl)通常不经分离而直接加水使之通常不经分离而直接加水使之转化成醛，收率一般较好转化成醛，收率一般较好 3 Gattermann3 Gattermann反应反应反应反应(Hoesch(Hoesch反应的特例反应的特例反应的特例反应的特例) ) 芳香化合物在三氯化铝或芳香化合物在三氯化铝或二氯化锌存在下与二氯化锌存在下与HCN和和HCl作用所发生的芳环氢被甲酰基取代的反应。

作用所发生的芳环氢被甲酰基取代的反应 4 Vilsmeier4 Vilsmeier反应反应反应反应用用N-取代甲酰胺作酰化剂，三氯氧磷催化芳环甲酰化的反应取代甲酰胺作酰化剂，三氯氧磷催化芳环甲酰化的反应目的是要增目的是要增大碳正离子大碳正离子的活性的活性­影响因素：影响因素：­(1)被酰化物：芳环上带有一个供电子基即可被酰化物：芳环上带有一个供电子基即可­(2)酰化剂酰化剂­(3)催化剂（活化剂）催化剂（活化剂）­ ­例例 N,N-二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺­5 Reimer-Tiemann反应反应­芳芳香香族族化化合合物物在在碱碱溶溶液液中中与与氯氯仿仿作作用用，，也也能能发发生生芳芳环环氢氢被被甲甲酰酰基基取取代的反应，叫做代的反应，叫做Reimer-Tiemann反应第四节第四节 碳原子上的酰化反应碳原子上的酰化反应 脂脂 肪肪 族族 碳碳二、烯烃的二、烯烃的二、烯烃的二、烯烃的C-C-酰化酰化酰化酰化机理机理三三 羰基羰基α位位C-酰化酰化­1 活性亚甲基化合物的活性亚甲基化合物的C-酰化酰化吸电子基团吸电子基团※脱乙酰基反应脱乙酰基反应例子例子例：氯苯乙酮例：氯苯乙酮例：氯苯乙酮例：氯苯乙酮( (氯喘定的合成中间体氯喘定的合成中间体氯喘定的合成中间体氯喘定的合成中间体) )的制备的制备的制备的制备­2 酮及羧酸衍生物的酮及羧酸衍生物的α-C酰化酰化 ­（（1））a Claisen反应反应­影响因素：影响因素：­i i））­ii ) ii ) ­iii)酯的结构的影响酯的结构的影响­ 不不同同酯酯之之间间的的交交叉叉缩缩合合，，产产物物复复杂杂，，只只有有两两种种酯酯之之间间一一个个不含不含α -H,交叉酯缩合才有意义。

常用的不含交叉酯缩合才有意义常用的不含α -H的酯是：的酯是：­ HCOOC2H5、、 (COOC2H5)2、、 CO(OC2H5)2、、 ArCOOC2H5 ­例例 ：苯基丙二酸二乙酯（苯巴比妥中间体）的合成：苯基丙二酸二乙酯（苯巴比妥中间体）的合成­（1）b Dieckmann反应（分子内的Claisen反应）­（（2）酯与有）酯与有α-C位氢的酮、腈的酰化位氢的酮、腈的酰化 羧基上酯基离去羧基上酯基离去羧基上酯基离去羧基上酯基离去例子例子。