有机化学酰化反应
AlCl3 O R C Cl + AlCl3 R O C Cl O O
R-C
ALCL4
R-C
+ ALCL4
F-C反应的影响因素
(1)酰化剂的影响:酰卤﹥酸酐﹥羧酸、酯
O C 的 α位 为 叔 碳 时 发 生 烃 化 反 应
H3C
AlCl3 Cl
H3C H3C
AlCl3 O Cl H3C
O
CH3
C
CO2(碳酸酐)
CO(甲酸酐)
(3)酰氯
O CH3-C-Cl , O C-Cl , H 3C SO2Cl , O Cl-C-Cl , Cl N N
Cl N Cl
(4)羧酸酯
ClCH2COOC2H5, CH3COCH2COOC2H5
O , H C N CH3 CH3
(5)酰胺
O H2N C NH2
(6)其他:如双乙烯酮、二硫化碳
醇或酚分子中的羟基氢原子被酰基取代 而生成酯的反应,叫做O-酰化反应,也叫做 酯化反应。 酰化试剂:羧酸; 酸酐; 酯(酯交换)
8.3.1 用羧酸的酯化
反应历程 质子酸催化下的双分子历程
O R-C-OH + H+ OH R-C-OH
R'OH
OH R-C-OH + H O R'
O OH OH + -H2O -H 互变异构 R-C-OR' R-C-OR' R-C-OR' OH2
NHCOCH3 R
• 羧酸作酰化剂 DCC脱水法(二环己基碳化二亚胺)
O O H O R C O C N O R C O R' + N H O C N H NH + R' O H
R C
+
N C N
酸酐:如乙酐,邻苯二甲酸酐
(1)酰化活性较高; (2)反应温度较低(20~90℃); (3)酰化剂过量较少(5~10%); (4)反应不可逆。
CH2=CH-CH2 O C=O , CS2
不同类型酰化试剂的活性
O R-C + OH
δ1
O R-C
δ2+
O O-C-R
O R-C
δ3+
Cl
δ1+
<
δ2+
<
δ3+
8.2 N-酰化
N-酰化的目的 N-酰化反应历程 用不同酰化试剂的N-酰化反应
活性
:
胺基>羟基 脂胺>芳胺 伯胺>仲胺 醇>酚 伯醇>仲醇>叔醇
O 呋喃 S
噻吩
电荷高的芳杂环
N H
<
⑤芳杂环
(3)催化剂的影响
Lewis酸 : 活 性 顺 序 AlBr3>AlCl3>FeCl3>BF3>SnCl4>ZnCl2
五元杂环中
酰卤,酸酐
质 子 酸 : PPA ,浓H2SO4(此反应不用溶剂)
(4)溶剂的影响 CCl4, CS2。惰性溶剂最好选用.
NO2 沸点高不好回收
反应特点:可逆 提高酯收率的方式: (1)用过量的低级醇 (2)从反应混合物中蒸出水 (3)从反应混合物中蒸出酯
8.3.2 用酸酐的酯化
酸酐是较强的酰化试剂,往往要加入酸或 碱催化剂,酸的催化作用比碱强。
O R C R C O O R-C + R-C-OH O
酰基阳离子
O + H+
R-C + R'OH O CO CO
H3C
COOH + HO CH3 H3C H3C
(97%)
(95%)
NH2
HCl
NH2 NH2.HCl
乙酐 水介质 o 40 C
NHCOCH3
中和
NHCOCH3 NH2
NH2 OH NH2
NH2.HCl
+ (CH3CO)2O HO3S SO3H
甲醇钠
CO + HN(CH3)2
HCON(CH3)2
Hale Waihona Puke R-C-O-R' O O C-OC4H9 C-OH O
O + C4H9OH
OH C-OCH3 O
+
O CH3 C CH3 C O
O O
浓H2SO4
O-C-CH3 C-OCH3 O
+ CH3COOH
乙酰基水杨酸甲酯
8.3.3 酯交换(用酯的酯化)
酯醇交换法(最常用)
O R-C-O-R' + H-O-R'' O R-C-O-R'' + R'OH
8.2.1 N-酰化的目的
永久性酰化
过渡性酰化
NHCOCH3
酰化 乙酐 硝化 混酸
NH2
NHCOCH3 NO2 水解
-CH3COOH
NH2 NO2
过渡性N-酰化要考虑: (1)酰氨基对下一步反应具有良好的效果;
(2)酰化剂价格低廉;
(3)酰化反应容易进行,收率高,质量好; (4)酰氨基易水解。
C C CH3
H3C C C CH3
+
CO + AlCl4
CH3 +
CH3 C CH3
CH3
α,β不饱和酰化剂,分子内酯化
CH3 HC CH OCH3 O CH3 AlCl3 O CH3 CH3
CH3
O
AlCl3 Cl CS2
CH3
+ CH3 CH
OCH3
C H
C
主 OCH3
+
O
O
次
CH3
AlCl3有脱去-OCH3中小分子-CH3 的能力
R: 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,不利于反应行:
8.1.2 酰化试剂及反应的活泼性
常用酰化剂 (1)羧酸
RCOOH, HCOOH, CH3COOH, HOOCCOOH·2H2O
(2)酸酐:
O CH3C O CH3C O
O C O C O
酯酸交换法
O O O O R-C-O-R' + R''-C-OH R''-C-O-R' + R-C-OH
酯酯交换法
O O O O R-C-O-R' + R''-C-OR''' R-C-OR''' + R''-C-OR'
CH3 HO CH3
CH3 NH CH3 + H3COOC-(CH2)8-COOCH3 CH3OH HOOC-(CH2)8-COOH
• 酸酐作酰化剂
CH3 H3C (CF3CO)2O r.t. 10min CH3 H3C COO CH3 H C 3 Cl CH3(CH2)2 CH COOH + t CH3 (CH3)2N 1.5h N CH3(CH2)2 CH COOBu CH3 t BuOH + Cl COCl Cl
混 合 酸 酐 法
clemmensen还 原 , 只 还 原 酮 或 醛 中 的 羰 基
(2)被酰化物的影响(电效应,立体效应)
①邻对位定位基对反应有利(给电子基团) ②有吸电子基(-NO2.-CN,-CF3等)不发生反应 ③有-NH2基要事先保护,因为其可使催化剂失去活性,变为 再反应 ④导入一个酰基后,使芳环钝化,一般不再进行傅-克反应
用途:活性化合物的必要官能团 结构修饰和前体药物 羟基、胺基等基团的保护
反应类型
•亲电酰化反应 •亲核酰化反应
•自由基酰化反应
O R C O R C O R C
酰基指的是从含氧的无机酸和有机酸的 分子中除去一个或几个羟基后剩余的基团。
碳酸
硫酸 硫酰基 砜基
碳酰基 (羧基)
羰基
O HO-S-OH
甲酸
8.2.2 反应历程
O R C Z
δ+
+
H N R' H
O R C Z
H N R' H
O
-HZ
R C
H N R'
过渡络合物
Z = -OH , -OAc , -Cl , -OR'
8.2.3 用不同酰化试剂的N-酰化反应
羧酸:如乙酸 (1)酰化能力弱(用于碱性强的芳胺); (2)反应可逆
增加酸用量 高温熔融脱水酰化 脱去反应生成水 反应精馏脱水法 溶剂共沸蒸馏脱水法
RCOAr
R C N
HCl
R C NH
R C NH Cl OH H C NH HO OH COR R .Cl
OH + R C NH.Cl HO OH C NH2 .Cl H2O R HO HO
OCH3 CH3 + CH3CN C 6H5CH2O O CH3 OCH3 CH3 O CO CH3 CH3
O HO-SO
O
甲酰基(醛基)
O -SO
O HO-C-OH
乙酸
O HO-C乙酰基
O -C-
O H-C-OH
苯甲酰基
O H-C苯磺酰基
O CH3-C-OH O S
O CH3-C-
O C
常用的酰化试剂
O 羧酸 * C OH O 酸酐 C C O O 酰胺 C NH2 , O C NR2 乙烯酮 CH2=C=O O 酰卤 * 羧酸酯 * O C O R
用酸酐作酰化剂,可制取芳酰脂肪酸,并可进一步环和得芳 酮衍生物