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第三章 酰化反应 -1

O EtO N N OEt O EtO N PPh3 RCOOH N OEt EtO O
PPh3
O N H
PPh3 NH
RCOO
O (DEAD) R1 HO R2
3
R1 Ph3P O
R
R2
3
RCOO
R1 R
3
O O R
R
R
2
叔醇 构型反转
22
(4)应用特点 )
A 伯醇酯的制备:伯醇羟基活性最大,对伯醇进行选择性酰化或保护 伯醇酯的制备:伯醇羟基活性最大, 伯、仲醇的选 择性
(3)影响因素 )
A 羧酸结构的影响
羧酸的酸性越强, 羧酸的酸性越强,其酰化能力越强
O R X OH > R O OH
O R OH
O O OH > R OH
O OH O2N > Cl
O OH >
O OH > H3C
O OH
O OH NO2 > O2N
O OH > NO2
O OH
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B 醇结构的影响
RCOOCOCF3 + CF3COOH
N OCOPh
N N
OH
OCOPh
r.t., 24h
例:局麻药丁卡因的合成
例:抗胆碱药溴美喷酯(宁胃适)的合成
40
3. 酸酐为酰化剂
(1)反应通式 ) (2)反应机理 )
质子酸催化
O R O R O R O H R OH or R O O R O R OH O C R1OH RCOOR1
L ewis酸催化 O R O R O R O BF3 R O or R O O BF3 R O BF3 R O
HO
CH2OAc
(68%)
HO
CH2OH
Py
AcO
CH2OAc (62%)
BF3.Et2O催化选择 催化选择 性酰化醇羟基! 性酰化醇羟基!
大位阻醇的酰化! 大位阻醇的酰化!
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B 混合酸酐为酰化剂的酰化反应
(i)羧酸 三氟乙酸混合酸酐 )羧酸-三氟乙酸混合酸酐
RCOOH + (CF3CO)2O O R O F3C O H R OH F3C O
配位键(增加C的正电性)
R C OH
18
(iii) Vesley法 法 采用强酸型离子交换树脂加硫酸钙 催化能力强、收率高、条件温和 催化能力强、收率高、
CH3COOH + CH3OH
Vesley法 10min
CH3COOCH3 (94%)
19
(iv) DCC法( dicyclohexylcarbodiimide,二环己基碳二亚胺) 法 ,二环己基碳二亚胺)
26
D 内酯的制备:一般分子内酰化优于分子间酰化 内酯的制备:
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2. 羧酸酯为酰化剂
(1)反应通式 )
(2)反应机理 )
28
(3)影响因素 )
A 羧酸酯结构的影响
基团的影响: 位连有吸电子基团或不饱和烃基或芳基时, ■ R基团的影响:α位连有吸电子基团或不饱和烃基或芳基时,活性较强 基团的影响 基团的影响: ■ R1基团的影响:RCOOAr > RCOOCH3 > RCOOC2H5
20
DCC类似物: 类似物: 类似物
CH3-N=C=N-C(CH3)3 R-N=C=N-R CH3CH2-N=C=N-(CH2)3-NEt2 (CH3)2CH-N=C=N-CH(CH3)2 N C N (CH2)2 N
O
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(v)偶氮二羧酸二乙酯法(DEAD)(Mitsunobu reaction) )偶氮二羧酸二乙酯法( ) )
2
• 酰基:从含氧的有机酸或无机酸分子中去掉一个或几个 羟基后所剩余的基团
3
O C6H5 S O O HO S O OH HO OH C6H5
O S O O S O O S O
O HO P OH OH HO
O P OH O P
O P OH
4
• • • • •
2 应用: 药物本身有酰基 活性化合物的必要官能团 结构修饰和前体药物 羟基、 羟基、胺基等基团的保护
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(i) 质子酸催化法 ■无机酸:浓硫酸、磷酸、氯化氢气体、高氯酸、四氟硼酸等 ■有机酸:苯磺酸,萘磺酸、对甲苯磺酸等 ■简单,但对于位阻大的酸及叔醇容易脱水。
17
(ii) Lewis酸催化法 (BF3、AlCl3、FeCl3、CoCl2、SnCl4 等) 酸催化法
AlCl3 O R C OH AlCl3 O
一般采用以硅藻土为载体的Lewis酸或强酸型离子交换树脂。 酸或强酸型离子交换树脂。 多羟基化合物 ,一般采用以硅藻土为载体的 酸或强酸型离子交换树脂
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(4)应用特点 )
反应条件温和,可利用减压蒸馏迅速将生成的醇蒸出,反应温度较低, 反应条件温和,可利用减压蒸馏迅速将生成的醇蒸出,反应温度较低,反应时间较短 A 羧酸甲酯或羧酸乙酯的应用
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(ii)碱催化:常用吡啶 )碱催化:常用吡啶(Py)、对二甲氨基吡啶 、对二甲氨基吡啶(DMAP)、4-吡咯烷基吡啶 、 吡咯烷基吡啶 (PPY)、三乙胺 及醋酸钠(CH3COONa)等。 4-吡咯烷基吡啶对酸酐催 、三乙胺(TEA)及醋酸钠 及醋酸钠 等 吡咯烷基吡啶对酸酐催 化能力强,在有位阻的醇的酰化中均取得较好效果。 化能力强,在有位阻的醇的酰化中均取得较好效果。
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(iv) 其他活性酯
H3CS SCH3 R1
O R C O
羧酸异丙烯酯
羧酸二甲硫基烯醇酯
N N N OCOR
1-羟基苯并三唑(HOBt)的羧酸酯 羟基苯并三唑( 羟基苯并三唑 )
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羧酸异丙烯酯: 羧酸异丙烯酯
C4H9-n n-C18H37 C COOH + H3C C CH
Zn
2+
C4H9-n n-C18H37 C COO C
Ac2O/DMAP r.t., 5.5 h H3C
OAc C9H19 CH3 (1%)
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C 反应溶剂的影响
采用乙酸酐、丙酸酐等简单酸酐为酰化剂时, ■ 采用乙酸酐、丙酸酐等简单酸酐为酰化剂时,通常以酸酐本身作为溶剂 作为催化剂的吡啶、 ■ 作为催化剂的吡啶、三乙胺也可作为溶剂 其他溶剂: 二氯甲烷、氯仿、石油醚、乙腈、乙酸乙酯、 ■ 其他溶剂:水、二氯甲烷、氯仿、石油醚、乙腈、乙酸乙酯、苯、甲苯等
(iii)三氟甲磺酸盐:Sc(CF3SO3)3 、 Cu(CF3SO3)2 、 Bi(CF3SO3)3 )三氟甲磺酸盐:
OH C9H19 H3C CH3
Ac O/Sc(CF A 2O/S (CF3SO3)3 -20 oC, 5.5 h H3C
OAc C9H19 CH3 (95%)
OH C9H19 H3C CH3
• 醇的 -酰化反应 醇的O• 酚的O-酰化反应 酚的 • 醇、酚羟基的保护
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一、醇的O-酰化反应 醇的
1. 羧酸为酰化剂
(1)反应通式 )
(2)反应机理 )
提高收率: 提高收率 ■ 增加反应物浓度 ■ 减少生成物的浓度 ■ 除去反应中生成的水 添加催化剂, ■ 添加催化剂,增加反应物的活性
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D 反应温度的影响
通常在低温下将酰化剂滴加入反应体系中,然后缓慢升温至室温, 通常在低温下将酰化剂滴加入反应体系中,然后缓慢升温至室温,或加热回流
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(4)应用特点 )
A 单一酸酐为酰化剂的酰化反应
■酸酐多用于反应困难或位阻较大的醇羟基的酰化 ■单一酸酐种类较少,限制了该方法的应用
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BF3 Et 2O Ac2O
O s-BuLi CO -110 0C s-BuC Li
O -110 0C
NH4Cl
OH C Bu-s O
HS R CHO + HS
R`X - LiX
S R CH S
n-C4H9Li
S R C Li S
S R C R S
H2O/HgCl2
O R C R`
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二、自由基反应机理
12
第二节 氧原子上的酰化反应
B 醇结构的影响
醇羟基的亲核能力越强, 醇羟基的亲核能力越强,其反应活性越强 叔醇、烯丙醇、 甲醇 > 伯醇 > 仲醇 > 叔醇、烯丙醇、苄醇
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C 催化剂的影响 含有碱性基团的醇或叔醇进行酯交换反应,一般适宜采用醇钠等碱性催化剂。 含有碱性基团的醇或叔醇进行酯交换反应,一般适宜采用醇钠等碱性催化剂。
CH3 N S N 2 (VI) OH
(IV) 或(V)Ph3P/HOAc/THF
O O
CH3 O O (75%) CH3
O
O
CH3
N SH
CH3 H3C CH3 C S O CH3
(CH3)3COH/CH3CN/CuCl 2
H3C COCl
N
r.t., 12 min (96%)
H3C
CH3 COOC(CH3)3
5
教学内容
1.酰化反应机理 1.酰化反应机理 2.氧原子上的酰化反应 2.氧 3.氮 3.氮原子上的酰化反应 4.碳 4.碳原子上的酰化反应
6
第一节 酰化反应的机理
7
一、电子反应机理
1.亲电反应机理: 亲电反应机理: 亲电反应机理 (1) 单分子历程
限速步骤: 限速步骤:动力学一级反应
采用酰卤、酸酐等强酰化剂的酰化反应趋向于单分子历程进行。 采用酰卤、酸酐等强酰化剂的酰化反应趋向于单分子历程进行。
15-n
A
n C18H37 OH/H △,6min
+
C4H9-n n-C18H37 C COO C18H37-n 92% + H3C
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