第八章 酰基化
一、C-酰化反应原理 二、C-酰化方法
三、生产实例
一、C-酰化反应原理
★ 1.C-酰化反应历程
首先酰氯与无水三氯化铝作用生成各种正碳离子活性中间体(a)、( b)和(c)。
反应历程属亲电取代反应。
一、C-酰化反应原理
★ 2.反应特点: (1) 1mol酰氯理论上需消耗1mol三氯化铝,但催化剂的实际用量还需过
常用的缚酸剂有:氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠及三乙胺等有机 叔胺。
★ 二、N-酰化方法
2. 用酸酐的N-酰化
反应不可逆。最常用的酸酐是乙酸酐,它的酰化活性较高,在20℃~ 90℃ 时反应即能顺利完成。 对于二元胺类,如果希望只酰化其中的一个氨基时,可以先用等物质的 量比的盐酸,使二元胺中的一个氨基成为盐酸盐,加以保护,然后再按一 般的方法进行酰化。
若使用对氨基甲苯直接发生氧化反应则得到醌类产物。
三、应用实例
对乙酰氨基酚(扑热息痛)的合成 1.:反应原理:
2. 生产工艺过程: (1)酰化 在酰化釜中先加入稀乙酸,加热至沸腾,再加入对氨基酚,边回流边蒸
馏,保持120~126℃反应4~5h;再加入冰乙酸,继续回流蒸出水,在130~ 140℃下反应5~6h。然后减压蒸出水,待反应液温度达145~152℃时,放料 至80~90℃热水或精制母液中,析出粗品。离心过滤,用水洗涤得粗品结晶 。
催化剂:三氯化铝(Aluminum Trichloride)
纯品是白色粉末或颗粒,工业品含游离氯和铁为淡黄色, 易溶于水、醇、氯仿、四氯化碳,微溶于苯,有强烈吸水 性,与水接触剧烈分解,有时能引起爆炸。
一、C-酰化反应原理
★ 3.C-酰化的影响因素
(1)被酰化物的结构: 芳环上有给电子基取代基时,酰化反应容易进行;芳环上有吸电子基时,反应就很 难进行。因为酰化反应属于亲电取代反应。当芳环上有硝基或磺基取代后,就不能再 进行酰化反应。因此,硝基苯可作为酰化反应的溶剂。 当芳环上引入一个酰基后,由于酰基属吸电子基,芳环上很难再引入第二个酰基。
第八章 酰基化
2020年4月22日星期三
第一节 概述
一、酰基化反应介绍 二、酰基化试剂
一、酰基化反应介绍
酰基 —— 含氧酸中除去羟基后所剩余的部分(RCO-),如 :
一、酰基化反应介绍
1. 研究意义:
(1) 在羟基或氨基等官能团上引入酰基后可改变原化合物性质和功能。如 染料的染色性能和牢度指标有所改变,药物分子中引入酰基可改变药性;
(2)可用来保护氨基,反应完成后再将酰基水解去掉。
如:在苯胺上引入硝基时,我们一般用苯胺与混酸发生亲电取代反应即可 。但苯胺非常易被氧化,甚至空气中的氧气就能将无色透明的苯胺液体在几 个小时内氧化成黑色的苯醌染料,混酸更是一种强氧化剂,所以必须先将氨 基保护起来才能用混酸硝化。
若不保护氨基,则 :
(2)精制 将粗品加热水使其溶解,加入活性炭(脱色),加热至沸腾,过滤,滤液
放入预先盛有适量的亚硫酸氢钠的结晶釜内,冷却结晶(必要时重结晶一次) 。离心过滤,甩干,100℃以下干燥,过筛得成品。总收率77.7~84.0%(以 对氨基酚计)。
第三节 C-酰化
复习:付氏烷基化反应
C-酰化指的是碳原子上的氢被酰基所取代的反应。 在芳环上引入酰基得到芳酮或芳醛的反应又称为傅列德尔(Friedel)- 克拉夫茨(Crafts)酰化反应,主要用于制备芳酮、芳醛以及羟基芳酸。
氨基氮原子上电子云密度越高,碱性越强,则胺被酰化的反应性越强。 胺类被酰化的反应活性是:伯胺>仲胺,脂肪胺>芳胺
对于芳。胺,环上有供电子基时,碱性增强,芳胺的反应活性增强。反之,环 上有吸电子基时,碱性减弱,反应活性降低。
(3)空间位阻效应 :
无空间阻碍的胺的活性高于有空间阻碍的胺。
★ 二、N-酰化方法
4. 用其它酰化剂的N-酰化
如甲苯二异氰酸酯(TDI)的合成,它是粘合剂及塑料的重要原料 。
★ 二、N-酰化方法
5. 酰基的水解 酰胺基可以在酸或碱催化下水解生成相应的羧酸和胺。这是将氨基酰化成
为酰胺是保护氨基的最为便利的方法。 如:
酰基水解在有机合成中的应用 : 例:由对胺基甲苯合成对氨基苯甲酸 :
1. 用酰氯的N-酰化
(1)举例:
反应不可逆。酰氯是一强酰化剂,与胺类的酰化反应是放热且剧烈的,所 以通常是在冷却的条件下进行。 (2)加入缚酸剂的原因及作用:
由于酰化时生成的氯化氢与游离氨结合成盐,降低了N-酰化反应的速度
,因此在反应过程中一般要加入缚酸剂来中和生成的氯化氢,使介质保持 中性或弱碱性,并使胺保持游离状态,以提高酰化反应速度和酰化产物的 收率。
量10% ~50%。
(2) 用酸酐作为酰化剂时,酸酐中的一个酰基首先与三氯化铝作用,转 化成酰氯然后酰氯再接上述历程完成酰化反应:
所以用酸酐作为酰化剂时三氯化铝的实际用量为:酸酐与三氯化铝的摩
尔比1:2,再过量10% ~50%。
如1mol甲苯与1mol醋酐反应时需要2molAlCl3:
一、C-酰化反应原理
黑色染料——苯醌
一、酰基化反应介绍
2. 定义 : 酰基化反应指的是有机化合物分子中与碳原子、氮原子、氧原子或硫原子
相连的氢被酰基所取代的反应。
3. 分类
:
★二、酰基化试剂
常用的酰化剂是酰氯、酸酐和羧酸。 如乙酰氯、乙酸酐、顺 丁烯二酸酐、甲酸、乙酸、草酸等。
其活性排列次序为:酰氯>酸酐>羧酸。
第二节 N-酰化反应
★ 二、N-酰化方法
3.用羧酸的N-酰化
由于羧酸的活性较弱,反应属于可逆反应 。
为了使可逆反应尽量向正反应方向进行,加快N-酰化反应的速度,
通常采用两种方法。一是加入少量强酸作催化剂,或者用脱水剂移去反 应生成的水;二是加入过量的羧酸,当反应达到平衡以后逐渐蒸出过量 的乙酸,并将水分带出。
二、N-酰化方法
N-酰化是制备酰胺的重要方法 。一、N-酰化反应基本原理
二、N-酰化方法
三、应用实例 对乙酰氨基酚(扑热息痛)的合成 :
★ 一、N-酰化反应基本原理
1. N-酰化反应历程:
属于亲电取代反应
产物可用作表面活性剂
2. N-酰化影响因素:
(1)酰化剂的活性的影响 反应活性如下: 酰氯>酸酐>羧酸 : (2)胺类结构的影响 :