2022年酰化反应河北科技大学 .pdf
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1、第三章酰化反应(Acylation Reaction)一概述1 定义:有机物分子中O、N、C原字上导入酰基的反应,酰基RCO2 分类:按 被 酰 化 原 子 的 种 类O-酰 化N-酰 化C-酰 化按 机 理 分 类直 接 酰 化间 接 酰 化亲 电亲 核自 由 基少 见C-酰 化3 意义:药物本身有酰基;合成手段。第一节氧原子的酰化反应一醇的氧酰化R O H+R COLR COO R+HL1 历程:R-C-LOOR-C-O R快OR-C-LORHCLROR-O-C-RHO+H LR-O H+LR O-C-ROV=K R O H R-C-LOS N1S N 2L+慢R-O H+R-COR-CO
2、V=K R-C-LO一 级 反 应二 级 反 应2 酰化剂强弱与种类OR-C-LOCR+LHLHL+OCROCRC lO H结论:离去基团共轭酸的酸性越强,酰化剂的酰化能力越强酰化能力:RCOClO4 RCOBF4 RCOX RCOOCOR RCOOH RCOOR RCONHR 3 各种酰化剂1)羧酸(SN2)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 27 页 -R-O H+RC O OHRC O OR+H2O提 高 收 率(1)增 加 反 应 物 浓 度(2)减 少 生 成 物(3)除 水共 沸 带 水加 脱 水 剂加 快 反 应 速 率(1)提 高 温 度(2)催 化
3、剂(降 低 活 化 能)催 化 剂(1)质 子 酸(2)Lew is 酸:(A lC l3,sN Cl4,FeC l3,等)(3)酸 性 树 脂(Ve s l e y 采 用 强 酸 型 离 子 交 换 树 脂 加 硫 酸 钙 法RCOOHA lC l3RCOO HA lC l3配位 键(增 加 C 的 正 电 性)RCOOHH+RCOHO HRCOHO Ha:硫 酸氧 化 性 磺 化脱 水 性 催 化 性 醇 的 结 构 对 酰 化 反 应 的 影 响R O H+COO HR立 体 影 响 因 素:伯 醇 仲 醇 叔 醇O R-C-OCH3CH3CO HC H3C H3CH3CO H2C H
4、3HCH3CH3CCH3C H3CC H3OC H3OCRC H3CH3CO HC H3H-OHCH2=C H-C H2OHCH2=CH-C H2H2CCCH2H+-H2OCH2=C H-C H2-O H2CH3CH2H叔 丁 醇、苄 醇、烯 丙 醇?用 弱 酸 作 酰 化 剂,除 非 加 入 偶 氮 二 羧 酸 二 乙 酯ROH+C H3C OO HCH3C OO R+H2O醇CH3OHEt OHn-C3H7OHCH2=CHCH2OHPh CH2OH异 丙 醇叔 丁 醇V10.8 40.8 40.6 40.680.4 70.0 2 6名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,
5、共 27 页 -RCRCRO HORCO HO立 体 效 应H3CCOHOF3CCOHO电 效 应O HH OOHOC(C H2)3CH3OCH3(C H2)3COO H100+H2OH2N CH2CO O H+C3H7O HH ClH2N CH2CO O C3H7H C l(气)H2N+H ClN H4C lHC l 防 止 H2N C H2C O O H 发 生 环 内 酯 化CH=CH-CO O H+CH3OHB F3/Et2OCH=C H-C OO CH3BF3催 化 适 用 于 不 饱 和 酸O HO HH OCO O HO HO HH OC O O C12H25+C12H25OHT
6、 s OHXy l e ne对 甲 苯 磺 酸不 用 硫 酸,因为 其 与 二 甲苯 不 溶没 食 子 酸对 无 机 酸 敏 感 的 醇,以 及 一 些 反 式 或 脂 环 羟 基 酸 形成 内 酯 的 反 应 可 采 用 TsO H、苯 磺 酸 等 有 机 酸 作 催 化 剂名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 27 页 -(4)DC C 二 环 己 基 碳 二 亚 胺NCN+R-C-OHOOR-C H-OCNHH NCHNH NOCRO+OR-C H-OCNHNH+活 性 酯O HH3C OC H3C O O HH OC HCH3H2C+O HH3C OC H3C
7、O OC HC H3H2CD CC/Et2 OR.T.2 0m inO HH3COC H3COO H酰 化 能 力 强,因 为 可 形 成 分 子 内 氢 键R-N=C=N-RC H3-N=C=N-C(C H3)3CH3C H2-N=C=N-(C H2)3-NE t2(C H3)2CH-N=C=N-C H(C H3)2NCNNO(C H2)2名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 27 页 -(5)偶 氮 二 羧 酸 二 乙 酯 法(活 化 苄 醇 制 备 羧 酸 酯)NNCO OE tCO OEtEtO-C-N-N-C-O E tOOPPh3EtO-C-N H-N-C-
8、O EtOOPPh3RCO OR1CR2OR3PPh3R1CR2OHR3RCO O+Ph3PRO OH叔 醇构 型 反 转此 法 可 将 叔 醇 酰 化C H2-C-C H2C H2O HC H3C HC H2C H2OCOP hPh3P+E tO OC-N+N-CO OE tPh CO O H/T H FOHO H部 分 选 择 酰 化2)羧酸酯为酰化剂共 轭 酸 的 酸 性 强,其 酰 化 能 力 才 强活性酯的应用CORORR=C H3,C2H5羧酸硫醇酯NSCRONN O2羧酸吡啶酯NC H3C l.INC H3O-C-RO+RCOOH羧酸三硝基苯酯O2NN O2O2NOCORO2NN
9、 O2O2NClO2NN O2O2NOCORR O H+R-C-OHO+R-C-O R O难 于 分 离,所 以 三 种 物 质 一 起 加 入羧酸异丙酯(适用于立体障碍大的羧酸)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 27 页 -C H3CCH2OOCRRC O OH +H3CCCHROHRC OROCH2=C=O +CH3-C-CH3O制IPACCH2CH3H3CCCH3OH O产 物 稳 定3)酸酐为酰化剂(酸酐多用在反应困难或位组较大的醇羟基上酰化)CROOCORHRCO OCO R+H+催化OCRCOOROCRO HCROHOHCRCOOR+CC H3ONHCC
10、 H3OO HOCH3CCOOH3C+NH2+OCH3CCOOH3CNH2+H A c Lewis酸催化OCRCOORA lC l3CROOCRO AlC l3+碱催化无 机 碱:(N a2CO3、N aH C O3、N aO H)去 酸 剂有 机 碱:吡 啶,Et3NNRCOCROO+NCRORCOCH3O H+Ac2ODM A F回 流CH3OA cD M A F:对 二 甲 氨 基 吡 啶NC H3H3C例C3H7CO HCH3CH3+CCOOOE t3NTEACCOOOO HCCH3C3H7CH3名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页,共 27 页 -混合酸酐的应用羧
11、酸-三氟乙酸混合酸酐(适用于立体位组较大的羧酸的酯化)OCRCOOF3COHCRCOOF3CCROCF3COO HH+例CROOOCF3C(CF3CO)2O+RCOOH+CF3COOH羧 酸-三 氟 乙 酸 混 合 酸 酐 的 制 备(CF3CO)2OH2NCH2O H+CH3CH2COO HH2NCH2O CO CH2CH373%C O O HCH3CH3CO HCH3+(CF3CO)2OCO O B u-t蒽 甲 酸羧酸-磺酸混合酸酐OCRSO2ORRCOOH +RSO2ClR COC l +RSO2ClCRO+RSO2OH羧酸-取代苯甲酸混合酸酐ClC lC lCO C lC lClC
12、lCROOOC+R C O O HCClOClCC lOO EtCE tOOOE tCC lOOOCR碳 酸 酯R C OO H其 它:OPC lClClCROOHCROOPClC lO+4)酰氯为酰化剂(酸酐酰氯均适于位阻较大的醇的酰化)ClOCRLewis 酸催化ClOCRA lCl3CROA lCl4C lOCR+A lCl3名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页,共 27 页 -ClOCRA lC l3配 位 键,增 大 碳 的 正 电 性碱催化:无 机 碱:去 酸 剂 有 机 碱:Py,E t3N,D M APNN4-吡 咯 烷 基 吡 啶PPY:NNC H3C H
13、3D M A P:例;NC lOCRNC lOC+COCl+OHCOOPyRtC H3H3CCH3CO C lCH3H3CC H3CO O C Et3+Et3-C-O HA gC NH M PT六 甲 基 磷 酰 胺采用酰氯和吡啶的方法,制备位阻大的酯时,AgCl 催化效果不好,加入 AgCN 可是反映得到较好的效果O2NCH2OHCHO HCHN HC O C H C l2O2NC H2O HC HN H CO C H C l2H2COCC15H31OC15H31CO O HSO C l2/Py无 味 氯 霉 素5)酰胺为酰化剂(活性酰胺)CRONRRN 的 共 轭 效 应 使 酰 胺 酯
14、化 作 用 弱CRONNCRONNCRONNN将 氮 固 定 在 缺 电 子 环 上NNCNNORCNNOHNNH+RCO OH+CO2CDI 碳 酰 二 咪 唑RCNNORCNNOBrRCNNOBr+NB S活 性 强 的 酰 化 剂名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页,共 27 页 -BrNOONOON B S+B r+6)乙烯酮为酰化剂(乙酰化)(对于某些难以酰化的叔羟基,酚羟基以及位阻较大的羟基采用本法)H2COHOHH2O650 700 (Et3P)CH2=C=O乙 酸 脱 水H3CCH OO丙 酮 脱 C H4-C H4CH2=C=OH2CCH2COCOH2CC
15、H2COCOO RHH3CCH2CCO ROO2C H2=C=ORO H乙 酰 乙 酯 的 工 业 制 法H2CCOOH RH2CCOHORH3CCOROCH2=C=O +RO H-HH3CCCH2OH2CCO HO酮 酸 类 在 TsO H 催 化 下 与 烯 酮 作 用 得 内 酯H3CCCH2OH2CCOOCCH3O+CH2=C=OTsO HH3CCCH2OH2CCO酮 酸 类 在 TsO H 催 化 下 与 烯 酮 作 用 得 内 酯H3CCCH2OH2CCOOCCH3O+CH2=C=OTsO HH3CCCHO HH2CCOOCC H3OCHCOCCH2H3COO HH2CCOH3CC
16、OCROO+RCOHOH3CCC H3OH3CCC H2O HH3CCOOCC H3C H2C H2=C=O+IPA乙 酸 异 丙 烯 酯良 好 的 乙 酰 化 试 剂二 酚的氧酰化(用强酰化剂:酰氯、酸酐、活性酯)O HRCLOp-共 轭,使 酚 羟 基 不 易 被 酰 化例名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页,共 27 页 -O HCH3OOCO PhOCO CH3+PhC OClPy 中 和 生 成 的 HClH2CH2CC O O HC OO HH2CH2CC O OC O OOH2+PO Cl3RCO HOOPClC lC lRCOPC lOOCl混 合 酸 酐O
17、 HC O O HO AcC O OH+Ac2OC H3HOH3CC H3OC16H33C H3CH3A cOH3CCH3OC16H33C H3Ac2OPyC O O HH3CC H3C H3O HH3CC H3CO OCH3H3CC H3H3CH3C+(C F3CO)2O立 体 位 阻 较 大 的 羧 酸CCNCNH3COH3CC O CH3CH3O乙 酰 化 试 剂 与反 应(专 门 酰 化 酚 羟 基)O H活 性 部 位N-乙 酰 基-1,5,5-三 甲 基-乙 内 酰 脲(Ac-TMM)H OCH2OH+A c-TMHCH3CNA cOCH2O H第二节氮原子上的酰化反应一脂肪氨-N
18、 酰化OR-C-LR-COSN1:+LOR-C-LSN2:+H2NR R NCROL名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页,共 27 页 -酰 化 剂 种 类 与 强 弱 顺 序R C OC l R CO OC O R RC O O R R C O N HR R C O OHR C O O H 酰 化 能 力 最 弱 的 原 因:H2N RR C OO HH3N R R C O O所 以,R C OO H 与 R N H2反 应 最 佳 催 化 剂:DC C、C D I、PO C l3被 酰 化 的 结 构 对 反 应 的 影 响:伯 胺 仲 胺脂 肪 胺 芳 胺N H2R
19、p-共 轭因 为1 羧酸为酰化剂RCOOH +H2NRRCONHR +H2ONNHCOCRODC C(1)CRONN(2)CDIRCOPO HO HOO(3)含 磷 化 合 物PO C l3、PPA(多 聚 磷 酸)、PPYNN2 羧酸酯为酰化剂RCO R ORCNH RO+H2N R+H O R RCOOH +C H3OHRCOOC H3H2N RRCN HR O有 时 宁 可 增 加 一 个 反 应,也 不 让 RC O OH 与 H2NR直 接 反 应例O2NHCCHC H2O HO HNH 2O2NHCCHC H2O HO HNH C O C HC l2Cl2CH CO OCH3不 用
20、 酰 氯 作 催 化 剂,否 则 羟 基 易 被 酰 化C H2N HCO C H2C H2OHOCH2N H2+OOO名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页,共 27 页 -H2NCH2NONHCCCNHCRROOORRCCOO EtCOO Et+巴 比 妥 类 通 用 方 法NC OO E tNCON H N H2+H2N N H2H2OE tO Href 1hO2SH2NO C H3CON O2NO2ONH2CH2NC2H5O2S H2NO CH3CONH2CHNC2H5+舒 比 利活 性 酯HOO2NNO2因 其 为 强 酸3 酸酐为酰化剂RCOCROORCHNRO
21、SN 1:+H 2N RPy Et3N过 量 H2NR N O2N HCH3N O2NA cCH3例:A c2O+H3CHCC O O HN H C OC H3H3CHCCN H CO C H3OCOOOE tH3CHCCN H CO C H3HNHCOCO O HClCOO EtCHN H2COO H羧 酸 中 加 入 三 氟 乙 酐 或氯 甲 酸 酯 生 成 混 合 酸 酐活 性 酰 化 剂4 酰氯为酰化剂(由于酰氯活性强,多用于位阻较大的胺及热敏性物质的酰化)RCClORCHNROSN 1:+H2NR+H C l(加 去 酸 剂:有 机 碱 Py,Et3N)例HCC O C lN HHC
22、 lSNM e3S iO O CC H3H2NOC HCONH2SNHO O CCH3HNO+Et3NCH3C N,-25 保 护此 酰 化 剂 用 酰 氯 在-25 就 可 反 应,用 其 它 弱 酰 化 剂 时 需要 升 高 反 应 温 度,但 温 度 一 高,内 酰 氨 易 分 解,所 以此 反 应 的 酰 化 剂 必 须 是 酰 氯5 酰胺为酰化剂CRONNOSNCROOSH NRCOOH+C DI名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页,共 27 页 -如 用 环 状 酸 酐 酰 化 时,在 低 温 下 常 生 成 单 酰 化 产 物,高 温 加 热 则 可 得 双
23、 酰 化 亚 胺C OC OOCOCOO HHNCHC H2PhC O OH+COCONC HC H2P hC OO H二、芳胺N-酰化N H2+A c2ONHA cC O O EtC O O EtNH2ClC O NHC O NHClCl+2N a在 酰 化 反 应 中,加 入 N a或 者 RCON a使 Ph-N H,使酰 化 反 应 易 于 进 行N H2C lONH C O OE tC lONH C OClONNCO O E tH NN H+ClCOO EtPyNNC O O Et+ClCOO Et1:1HNNHNNCO O Et+ClCOOEt芳 核 上 有 硝 基、卤 素 等 吸
24、 电 子 取 代 基 时,氨 基 的 酰 化 则 受 到 影 响 而 变 得 迟 缓,可 加 入浓 硫 酸 进 行 催 化NH2B rB rBrNH C O C H3BrBrB rA c2O/H2SO4三、选择性的酰化反应(立体效应,电效应)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页,共 27 页 -CCH2O HOOHO1117O HC H3O HCH3OCH2COOH O111 7OHO CCH2C H2C O O HOH2CCH2CCOOOPy/R T立 体效应O H位 阻 大HCHH3CH OOCO O CH3O H312OC O O C H3O HO COH90%H
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