精细有机合成与设计酰基化反应精选文档.ppt

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1、精细有机合成与设计酰基化反应本讲稿第一页，共二十九页酰化反应酰化反应 有机化合物分子中与有机化合物分子中与碳原子、氮原碳原子、氮原子子、氧原子或硫原子相连的氢、氧原子或硫原子相连的氢被酰基取代被酰基取代本讲稿第二页，共二十九页硫酸硫酸硫酰基硫酰基砜基砜基羰基羰基碳酰基碳酰基（羧基）（羧基）碳酸碳酸甲酰基（醛基）甲酰基（醛基）甲酸甲酸乙酰基乙酰基乙酸乙酸苯磺酰基苯磺酰基苯甲酰基苯甲酰基酰基酰基本讲稿第三页，共二十九页酰化试剂酰化试剂n常用酰化剂常用酰化剂 （1 1）羧酸羧酸 RCOOH,HCOOH,CH3COOH,HOOCCOOH 2H2O（2 2）酸酐：）酸酐：CO2(碳酸酐碳酸酐)CO(甲酸

2、酐甲酸酐)（3 3）酰氯）酰氯本讲稿第四页，共二十九页1+2+3+1+2+有空间阻碍的胺有空间阻碍的胺本讲稿第十一页，共二十九页 二、N酰化方法1.1.用酰氯的用酰氯的N N酰化酰化 （1 1）例）例 反应不可逆不可逆。酰氯是强酰化剂，与胺类的酰化反应是放热且剧烈的，所以通常是在0 50%)=1:1:1(50%)=1:1:1(质量质量)。操作方法操作方法：将物料投入酰化釜，用夹套蒸气加热至：将物料投入酰化釜，用夹套蒸气加热至110110左右，回流反应左右，回流反应4h4h，控制蒸出稀，控制蒸出稀酸速度为每小时蒸出总量的酸速度为每小时蒸出总量的1/101/10，待内温升至，待内温升至130130

3、以上，取样检验对氨基苯酚残留量以上，取样检验对氨基苯酚残留量 50%)50%)，转入结晶釜结晶，离心，先用少量稀酸洗，再用大，转入结晶釜结晶，离心，先用少量稀酸洗，再用大量水洗至滤液近无色，得扑热息痛粗品。量水洗至滤液近无色，得扑热息痛粗品。精制：精制：搅拌下将扑热息痛粗品、水及活性炭加热至沸腾，调节搅拌下将扑热息痛粗品、水及活性炭加热至沸腾，调节pH5.05.5pH5.05.5，保温，保温5min5min。将。将温度升至温度升至100100时，趋热压滤，除去活性炭。滤液冷却结晶时，趋热压滤，除去活性炭。滤液冷却结晶(加适量加适量亚硫酸钠亚硫酸钠)，离心，离心，滤饼用大量水洗至近无色，再用蒸馏

4、水洗涤，离心脱水，干燥得扑热息痛成品。滤液经浓滤饼用大量水洗至近无色，再用蒸馏水洗涤，离心脱水，干燥得扑热息痛成品。滤液经浓缩、结晶，离心后再精制。缩、结晶，离心后再精制。本讲稿第十八页，共二十九页 第二节 C酰化 C C酰化指的是碳原子上的氢被酰基所取代的反应，主要用于制备酰化指的是碳原子上的氢被酰基所取代的反应，主要用于制备芳酮、芳酮、芳醛以及羟基芳酸芳醛以及羟基芳酸。FriedelFriedelCraftsCrafts酰化反应酰化反应在三氯化铝或其他酸的催化下，在芳环上引入酰基得到芳酮在三氯化铝或其他酸的催化下，在芳环上引入酰基得到芳酮或芳醛的反应称为或芳醛的反应称为一、一、C C酰化反

5、应原理酰化反应原理 二、二、C C酰化方法酰化方法 三、三、生产实例生产实例 本讲稿第十九页，共二十九页一、C酰化反应原理 1C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。本讲稿第二十页，共二十九页一、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

6、苯与1mol醋酐反应时需要2molAlCl3：本讲稿第二十一页，共二十九页一、C酰化反应原理 3C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。与C 烷基化反应进行对比：芳环上含邻、对位定位基时，由于位阻效应，引入的酰基的位置主要在该取代基的对位，如对位己被占据，则酰基进入邻位。芳胺类化合物进行C酰化反应时，必须先将氨基用酰卤或酸酐转变成乙酰

7、胺基进行保护。因为氨基虽然是给电子基，但因其N原子和三氯化铝能形成配位络合物，使催化剂的活性下降。不继续反应本讲稿第二十二页，共二十九页 3C酰化的影响因素（2）酰化剂：与N酰化反应类似，酰卤和酸酐是最常用的酰化剂，其次是羧酸。各种酰化剂的反应活性活性顺序为：酰卤酸酐羧酸（3）催化剂：Cat作用：Cat种类：Lewis酸：质子酸：（4）C酰化的溶剂：反应组分是液态时，使用过量的的某一种液态反应组分作为溶剂；反应组分不是液态的，则选用低沸点溶剂，如硝基苯、二硫化碳、四氯化碳、二氯甲烷、石油醚等。增强酰基碳原子上的正电荷，提高进攻试剂的反应能力。Lewis酸和质子酸两种。Lewis酸的催化作用比质

8、子酸强。三氯化铝（最常用）、三氟化硼、四氯化锡、二氯化锌；硫酸（最常用）、液体氟化氢及多聚磷酸。本讲稿第二十三页，共二十九页 二、C酰化方法 1.用酰氯的C酰化2.用羧酸酐的C酰化 3.用其它酰化剂的C酰化 本讲稿第二十四页，共二十九页 1.用酰氯的C酰化如：萘在催化剂AlCl3作用下，用苯甲酰氯进行C酰化，其反应式为：该反应过量的苯甲酰氯即作酰化剂又作溶剂。C酰化反应生成的芳酮与三氯化铝的络合物需用水分解，才能分离出芳酮，水解会释放出大量热量，所以将酰化物放入水中时，要特别小心以防局部过热。本讲稿第二十五页，共二十九页 2.用羧酸酐的C酰化 用邻苯二甲酸酐进行的C酰化是精细有机合成的一类重要

9、反应。酰化产物经脱水闭环制成蒽醌、2甲基蒽醌、2氯蒽醌等中间体。如：邻苯甲酰基苯甲酸的合成反应：本讲稿第二十六页，共二十九页3.用其它酰化剂的C酰化 对于芳香族化合物如果芳环上含有羟基、甲氧基、二烷氨基、酰氨基。在C酰化时会发生副反应，为了避免副反应的发生，通常选用温和的催化剂，例如无水氯化锌，有时也选用聚磷酸等。如：间苯二酚与乙酸的反应：生成的2,4二羟基苯乙酮是制备医药的中间体。本讲稿第二十七页，共二十九页 三、生产实例 医药和染料中间体萘乙酮的合成：萘与乙酐在AlCl3存在下进行C酰化反应得到萘乙酮。在干燥的铁锅中加入无水二氯乙烷106L及精萘56.5kg，搅拌溶解。在干燥搪玻璃反应器中

10、加入无水二氯乙烷141L及无水三氯化铝151kg，在25左右下缓缓加入乙酐51.5kg，保温半小时。再于此温度下加入再于此温度下加入上述配好的精萘二氯乙烷溶液，加完后保持温度为30反应1小时，然后将物料用氮气压至800L冰水冰水中进行水解，稍静置后放去上层废水放去上层废水，用水洗涤下层反应液至刚果红试纸刚果红试纸不变蓝为止。将下层油状液移至蒸馏釜中，先蒸去二氯乙烷，再进行真空蒸馏，真空度为100kpa（750mmHg），于160200下蒸出萘乙酮约6570kg。本讲稿第二十八页，共二十九页付氏烷基化与付氏酰基化的异同付氏烷基化与付氏酰基化的异同：催化剂的种类及活性反应机理相同；相同；烷基化试剂的种类及活性不同；付氏烷基化反应有带支链的重排产物产生，付氏酰基化没有；付氏烷基化反应属连串反应可引入几个烷基；付氏酰基化反应一般只能发生一次，只可引入一个酰基；得到长的直碳链的烷基苯的方法付氏酰基化反应。本讲稿第二十九页，共二十九页