药物合成反应第三章酰化反应
BF3/Et2O
+ CH3OH
O O C(CH2)3CH3
+ H2O
CH=CH-COOCH3
COOH
对甲苯磺酸
TsOH
+ C12H25OH Xylene
HO
OH
OH
COOC12H25
HO
OH
OH
(c) DCC 二环己基碳二亚胺
R-N=C=N-R
CH3-N=C=N-C(CH3)3 CH3CH2-N=C=N-(CH2)3-NEt2 (CH3)2CH-N=C=N-CH(CH3)2
OH O=C-R
+OH R-C-OC(CH3)3
属于SN1机理
-H+
O
R-C-OC(CH3)3
按SN1机理进
行反应,是烷 氧键断裂
* 3oROH按此反应机理进行酯化。 * 由于R3C+易与碱性较强的水结合,不易与羧酸结合,
故逆向反应比正向反应易进行。所以3oROH的酯化 反应产率很低。
该反应机理也 从同位素方法 中得到了证明
②羧酸的结构
R带吸电子基团-利于进行反应;R带给电子不利于反应 R的体积若庞大,则亲核试剂对羰基的进攻有位阻,不利于反应进行 羰基的a位连有不饱和基和芳基,除诱导效应外,还有共轭效应,使酸性增强
③催化剂 i提高羧酸反应活性
(a)质子酸催化法: 浓硫酸,氯化氢气体,磺酸等
O
H+
R C OH
O R''OH + R C OH R'
O R'' HO C R ' - H+
R'' OH
H O
O
C
H O
R'
R
R'' O C R '
② 碱催化机理 增强醇的活性
R'''ONa+R''OH
碱性强
R'''OH+R''ONa
碱性弱
R'''=CH3, C2H5
(3)影响因素 羧酸酯结构的影响 如a位有吸电子基团,将增强其活性 短链的羧酸乙酯、甲酯,更常用 在RCOOR1中,R1OH酸性越强,酯的酰化能力越强
N C N (CH2)2 N O
H3CO
CH3 COOH +
OH
H2C HO CH
CH3
DCC/Et2O R.T.20min
酰化能力弱,因为可形成分子内氢键
H3CO
CH3
OH
C
O
OH
CH3
COO CH
H2C
H3CO
OH
例:
CH2OH
OO
+
COOH DCC/DMAP O 25℃
I
O
CH2 O C
O
I
96%
ii 用来提高醇的反应活性
偶氮二羧酸酯法(活化醇制备羧酸酯)
Mitsunobu reaction.
Mechanism
(4)应用特点
① 伯醇酯的制备
② 仲醇酯的制备
薄荷醇
③ 叔醇酯的制备
2.羧酸酯为酰化剂 (1)反应通式
R2、R1要求?
(2)反应机理 ① 酸催化机理:-增强羧酸酯的活性
第一节 酰化反应机理
一、电子反应机理 1.亲电反应机理 1)单分子历程-酰卤、酸酐
2)双分子历程 酰化速率与酰化剂和被酰化物浓度均有关系,为动力学二级反应。
3)酰化剂的强弱顺序
Z的电负性越大,离去能力越强,其酰化能力越强。判断方法为:HZ的Ka越大 或Pka越小,酸性越强
4)被酰化物的活性 亲核能力越强,越容易酰化,可以根据被酰化物R-YH碱性来衡量 RNH2>ROH>RH R的影响:在O,N酰化中,R=Ar时,活性下降,故RNH2>ArNH2及ROH>ArOH R的影响:立体位阻大,酰化困难
提高R收-O率H:+ R'COOH
R'COOR + H2O
(1)增加反应物浓度
(2)不断蒸出反应产物之一
(3)添加脱水剂或分子筛除水。
加快反应速率: (1)提高温度
活化能)
(2) 催 化 剂 ( 降 低
酯化反应的机理
*1 加成-消除机理
双分子反应一 步活化能较高
O
H+
CH3C-OH
+OH CH3C-OH HOC2H5
H
OH R C OH
OH R C OH
H
CH2COOH TsOH/PhH
OH
△,
O
H
O
H
•(b)Lewis酸催化法: (AlCl3, SnCl4,FeCl3,等)
O R C OH
AlCl3
AlCl3 O 配位键(增加C的正电性)
R C OH
例
HO
OH CH3(CH2)3COOH
100℃
HO
CH=CH-COOH
CH3
O
C-OCH3 CH3
CH3
CH3
78%
仅有少量空阻大的羧酸按此反应机理进行
(3)影响因素
① 醇结构影响
醇的结构对酰化反应的影响 立体影响因素:伯醇>仲醇>叔醇、烯丙醇
叔碳正离子倾向与水反应而逆转
电子效应的影响 羟基a位吸电子基团通过诱导效应降低O上电子云密度,使亲核能力降低 苄醇、烯丙醇由于p-p共轭,使活性降低
2 分类:
根据接受酰基原子的不同可分为:
氧酰化、氮酰化、碳酰化
3 意义:
药物本身有酰基 前药原理 合成手段
H N
O
O
硝苯地平
O O NO2
常用的酰化试剂
O 羧酸 * C OH
O 羧酸酯 * C O R
酸酐 酰胺
O C
O C
O
O
C NH2 ,
O 酰卤 * C X
O C NR2
乙烯酮 CH2=C=O
按加成-消除 机制进行反应, 是酰氧键断裂
加成
OH CH3-C-OH
HO+ C2H5
质子转移
四面体正离子
OH CH3-C-O+ H2
OC2H5
-H2O 消除
+OH
-H+
CH3C-OC2H5
O CH3C-OC2H5
*2 碳正离子机
理
(CH3)3C-OH
H+
(CH3)3COH+2
-H2O (CH3)3C+
第三章 酰化反应
Chapter 3
Acylation Reaction
概述
1 定义:有机物分子中O、N、C原子上导入酰基的反应
O
R C L + Nu-H
酰化剂
被酰化物
O R C Nu + HL
L: X, OCOR, OH, OR', NHR Nu: R'O(O), R''NH(N), Ar(C)
O
CH3C-O18H + (CH3)3COH
O18
CH3C-OC(CH3)3 + H2O
*3 酰基正离子机 理
CH3
O
C-OH CH3
H2SO4(浓) CH3
O
+
C-OH2
CH3
O
+C CH3
CH3
+O
C
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
属于SN1机理
CH3OH
CH3
OH
C-O+ CCHH33 -H+
2. 亲核反应机理 极性反转-a氰醇衍生物T,1976,32,1943
二、自由基反应机理 产物复杂,应用有限
第二节 氧原子的酰化反应
O ROH + R' C L
O R' C
是一类形成羧酸酯的反应 是羧酸的酯化反应 是羧酸衍生物的醇解反应
OR + HL
一、醇的氧酰化
1) 羧酸为酰化剂