有机合成化学与工艺学酰化.pptx

有机合成化学与工艺学酰化1212、1 1 概述概述v定义定义v酰化剂酰化剂v酰化剂得反应活泼性酰化剂得反应活泼性1212、1 1、1 1 定义定义 有机化合物分子中与碳原子、氮原子、有机化合物分子中与碳原子、氮原子、氧原子或硫原子相连得氢被酰基取代得反应氧原子或硫原子相连得氢被酰基取代得反应叫做酰化反应。叫做酰化反应。酰基指得就是从含氧得无机酸和有机酸酰基指得就是从含氧得无机酸和有机酸得分子中除去一个或几个羟基后剩余得基团。得分子中除去一个或几个羟基后剩余得基团。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)碳酸碳酸甲酰基甲酰基(醛基醛基)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1212、1 1、2 2 酰化剂酰化剂v常用酰化剂常用酰化剂(1)(1)羧酸羧酸 RCOOH,HCOOH,CH3COOH,HOOCCOOH 2H2O(2)(2)酸酐酸酐:CO2(碳酸酐碳酸酐)CO(甲酸酐甲酸酐)(3)(3)酰氯酰氯(4)(4)羧酸酯羧酸酯 ClCH2COOC2H5,CH3COCH2COOC2H5(5)(5)酰胺酰胺(6)(6)其她其她:如双乙烯酮、二硫化碳如双乙烯酮、二硫化碳1+2+3+1+2+3+1212、1 1、3 3 酰化剂得反应活性酰化剂得反应活性1212、2 2 N-酰化酰化vN-酰化得目得酰化得目得v反应历程反应历程v胺类结构得影响胺类结构得影响v用不同酰化试剂得用不同酰化试剂得N-酰化反应酰化反应1212、2 2、1 1 N-酰化得目得酰化得目得v永久性酰化永久性酰化v过渡性酰化和酰氨基得水解过渡性酰化和酰氨基得水解(1)(1)过渡性过渡性N-N-乙酰化法乙酰化法(2)(2)过渡性过渡性N-N-碳酰化法碳酰化法(3)(3)过渡性过渡性N-N-苯磺酰化法苯磺酰化法过渡性过渡性N-N-酰化要考虑酰化要考虑:(1)(1)酰氨基对下一步反应具有良好得效果酰氨基对下一步反应具有良好得效果;(2)(2)酰化剂价格低廉酰化剂价格低廉;(3)(3)酰化反应容易进行酰化反应容易进行,收率高收率高,质量好质量好;(4)(4)酰氨基易水解。酰氨基易水解。1212、2 2、2 2 反应历程反应历程+大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点1212、2 2、3 3 胺类结构得影响胺类结构得影响v伯胺仲胺伯胺仲胺v脂胺芳胺脂胺芳胺v无位阻胺有位阻胺无位阻胺有位阻胺 氨基氮原子上电子云密度越高氨基氮原子上电子云密度越高,碱性越强碱性越强,空空间位阻越小间位阻越小,胺被酰化得反应活性越强。胺被酰化得反应活性越强。1212、2 2、4 4 用不同酰化试剂得用不同酰化试剂得N-N-酰化反应酰化反应v用羧酸得用羧酸得N-N-酰化酰化v用酸酐得用酸酐得N-N-酰化酰化v用酰氯得用酰氯得N-N-酰化酰化v用酰胺得用酰胺得N-N-酰化酰化v用羧酸酯得用羧酸酯得N-N-酰化酰化v用双乙烯酮得用双乙烯酮得N-N-酰化酰化1212、2 2、4 4、1 1 用羧酸得用羧酸得N-N-酰化酰化v主要酰化剂品种主要酰化剂品种 甲酸甲酸甲酰基甲酰基 乙酸乙酸乙酰基乙酰基 乙二酸乙二酸羧甲酰基羧甲酰基v特点特点 (1)(1)酰化剂价廉易得酰化剂价廉易得;(2)(2)反应活性低反应活性低,一般只用于碱性较强得胺或一般只用于碱性较强得胺或氨得氨得N-N-酰化酰化;(3)(3)反应可逆。反应可逆。R R和和RR可以就是氢、烷基或芳基可以就是氢、烷基或芳基R R和和RR可以就是氢、烷基或芳基可以就是氢、烷基或芳基增加酸得用量增加酸得用量脱去反应中生成得水分脱去反应中生成得水分反应精馏脱水酰化法反应精馏脱水酰化法溶剂共沸蒸馏脱水酰化法溶剂共沸蒸馏脱水酰化法高温熔融脱水酰化法高温熔融脱水酰化法v脱水方法脱水方法n 主要酰化剂主要酰化剂 (1)(1)乙酐乙酐;(2)(2)邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐;(3)(3)一氧化碳。一氧化碳。1212、2 2、4 4、2 2 用酸酐得用酸酐得N-N-酰化酰化(1)(1)酰化活性较高酰化活性较高;(2)(2)反应温度较低反应温度较低(20(2090);90);(3)(3)酰化剂过量较少酰化剂过量较少(5(51010););(4)(4)反应不可逆。反应不可逆。n 特点特点(1)(1)酰化能力强酰化能力强;(2)(2)反应不可逆反应不可逆;(3)(3)温度低温度低(0(0或更低或更低););(4)(4)酰化剂用量少酰化剂用量少;(5)(5)反应需加缚酸剂。反应需加缚酸剂。n 特点特点1212、2 2、4 4、3 3 用酰氯得用酰氯得N-N-酰化酰化v主要类型主要类型 (1)(1)羧酰氯羧酰氯;(2)(2)芳羧酸加三氯化磷芳羧酸加三氯化磷;(3)(3)芳磺酰氯芳磺酰氯;(4)(4)三聚氰酰氯三聚氰酰氯;(5)(5)光气。光气。v用芳羧酸加三氯化磷得用芳羧酸加三氯化磷得N-N-酰化酰化酸式酰化法酸式酰化法钠盐酰化法钠盐酰化法v用三聚氰酰氯得用三聚氰酰氯得N-N-酰化酰化v用光气用光气(碳酸二酰氯碳酸二酰氯)得得N-N-酰化酰化(1)(1)特点特点:酰化活性很高、有剧毒。酰化活性很高、有剧毒。(2)(2)主要产物主要产物:氨基甲酰氯衍生物氨基甲酰氯衍生物 异氰酸酯异氰酸酯 脲衍生物脲衍生物氨基甲酰氯氨基甲酰氯氨基甲酸酯氨基甲酸酯异氰酸酯异氰酸酯脲类化合物脲类化合物v用尿素得用尿素得N-N-酰化酰化 主要产物主要产物:单取代脲、双取代脲单取代脲、双取代脲v用甲酰胺得用甲酰胺得N-N-酰化酰化 特点特点:操作简便操作简便1212、2 2、4 4、4 4 用酰胺得用酰胺得N-N-酰化酰化1212、2 2、4 4、5 5 用羧酸酯得用羧酸酯得N-N-酰化酰化v主要酰化剂主要酰化剂碳酸二甲酯碳酸二甲酯氯甲酸三氯甲酯氯甲酸三氯甲酯(双光气双光气)二二(三氯甲基三氯甲基)碳酸酯碳酸酯(三光气三光气)甲酸甲酯甲酸甲酯甲酸乙酯甲酸乙酯丙二酸二乙酯丙二酸二乙酯丙烯酸甲酯丙烯酸甲酯氰乙酸乙酯氰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯(1)(1)光气替代品光气替代品(2)(2)羧酸酯羧酸酯v特点特点(1)(1)酰化活性高酰化活性高;(2)(2)酰化剂成本低廉酰化剂成本低廉;(3)(3)酰化收率高酰化收率高,产品质量好产品质量好;(4)(4)双乙烯酮生产工艺复杂双乙烯酮生产工艺复杂,设备投资高。设备投资高。1212、2 2、4 4、6 6 用双乙烯酮得用双乙烯酮得N-N-酰化酰化1212、3 3 O-酰化酰化(酯化酯化)醇或酚分子中得羟基氢原子被酰基取代醇或酚分子中得羟基氢原子被酰基取代而生成酯得反应而生成酯得反应,叫做叫做O-酰化反应酰化反应,也叫做酯也叫做酯化反应。化反应。酰化试剂酰化试剂:羧酸羧酸;酸酐酸酐;酯酯(酯交换酯交换)1212、3 3、1 1 用羧酸得酯化用羧酸得酯化v反应历程反应历程 质子酸催化下得双分子历程质子酸催化下得双分子历程v反应特点反应特点:可逆可逆 提高酯收率得方式提高酯收率得方式:(1)(1)用过量得低级醇用过量得低级醇(2)(2)从反应混合物中蒸出水从反应混合物中蒸出水(3)(3)从反应混合物中蒸出酯从反应混合物中蒸出酯1212、3 3、2 2 用酸酐得酯化用酸酐得酯化 酸酐就是较强得酰化试剂酸酐就是较强得酰化试剂,往往要加入酸往往要加入酸或碱催化剂或碱催化剂,酸得催化作用比碱强。酸得催化作用比碱强。v主要酰化剂主要酰化剂 (1)(1)光气光气 (2)(2)苯甲酸苯酯苯甲酸苯酯 (3)(3)磷酰氯磷酰氯1313、3 3、3 3 酯交换酯交换(用酯得酯化用酯得酯化)v酯醇交换法酯醇交换法(最常用最常用)n 酯酸交换法酯酸交换法v酯酯交换法酯酯交换法1212、4 C-4 C-酰化酰化 C-C-酰化反应主要用于制备芳酮酰化反应主要用于制备芳酮,芳醛和芳芳醛和芳羧酸。羧酸。n C-C-酰化制芳酮酰化制芳酮n C-C-甲酰化制芳醛甲酰化制芳醛n C-C-酰化制芳酸酰化制芳酸(C-(C-羧化羧化)1212、4 4、1 C-1 C-酰化制芳酮酰化制芳酮酰化剂酰化剂:羧酰氯、酸酐或羧酸羧酰氯、酸酐或羧酸催化剂催化剂:酸性催化剂酸性催化剂AlClAlCl3 3反应历程反应历程:亲电取代反应亲电取代反应(傅氏酰基化反应傅氏酰基化反应)亲电质点亲电质点:1212、4 4、1 1、1 1 反应历程反应历程 每每molmol酰氯理论上要消耗酰氯理论上要消耗1molAlCl1molAlCl3 3,实际上实际上过量过量10105050。v以酰氯为酰化剂以酰氯为酰化剂v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:1212、4 4、1 1、2 2 被酰化物结构得影响被酰化物结构得影响v芳环上有供电子取代基芳环上有供电子取代基,反应容易进行反应容易进行,可使用可使用无水氯化锌、多聚磷酸等温和催化剂无水氯化锌、多聚磷酸等温和催化剂;芳环上芳环上有吸电子取代基有吸电子取代基,反应难以进行反应难以进行,需用无水三氯需用无水三氯化铝催化化铝催化v杂环化合物杂环化合物,富富电子得杂环容易发生电子得杂环容易发生C-C-酰化酰化反应反应,酰基一般进入杂原子得酰基一般进入杂原子得位位(位被占据位被占据,则进入则进入位位1212、4 4、1 1、3 C-3 C-酰化得催化剂酰化得催化剂v催化剂得作用催化剂得作用 增强酰基上碳原子得正电荷增强酰基上碳原子得正电荷,提高亲电能力。提高亲电能力。v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