《酰化反应》PPT课件.ppt

第8章酰化反应 主要学习内容概述N 酰化C 酰化学习要求了解酰化的目的 掌握常用酰化试剂的特点及实际应用 掌握酰化反应机理 影响因素等 8 1 1定义 有机化合物分子中的碳原子 氮原子 氧原子或硫等原子上引入脂肪族或芳香族酰基的反应叫做酰化反应 常见的酰基 8 1概述 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 8 1概述 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 CO2 碳酸酐 CO 甲酸酐 8 1概述 3 酰氯 4 羧酸酯ClCH2COOC2H5 CH3COCH2COOC2H5 5 酰胺 6 其他 如双乙烯酮 二硫化碳 8 1概述 NCS 提供乙酰乙酰基 通过导入不同分子量的脂肪族或芳香族酰基 所得产物的溶解度可大大改善 8 1概述 如唬珀酰基 丁二酰基 壳聚糖可溶于水 稀酸及稀碱中 己酰 葵酰 十四酰壳聚糖能溶于苯 间甲酚 二氯乙酸 己酰甲壳素还能溶于丁醇 乙酸乙酯 甲酸 乙酸中 苯甲酰甲壳素能溶于苯甲醇 甲酸和二氯乙酸中 应用 1 例如可制成多孔微粒用作色谱填料 分离不同分子量的葡聚糖和氨基酸 2 也可用作固定化酶的载体 尤其己酰 N一辛酰基壳聚糖是血液相容性材料 3 甲酰基 乙酰基 丙酰基 丁酰基壳聚糖还具有抗凝血性 这些材料可作为生物医用材料广泛用于生物医学工程领域 8 1概述 8 2N 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 8 2 1N 酰化的目的 永久性酰化 赋予染料或有机物新的性能 氨基保护 过渡性酰化 8 2N 酰化 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 8 2 2反应历程 N 酰化的难易 与胺类及酰化剂的活性及空间效应有关 P254 8 2N 酰化 胺类活性比较 伯 仲 脂肪 芳香 空间阻碍 芳香胺类化合物中有给电子基团活性大于有吸电子基团的不同类型酰化试剂的活性 8 2N 酰化 脂肪族酰化试剂随着烷基链的增长而减弱 芳香族酰氯的反应活性低于脂肪族酰氯的活性 8 2 3用不同酰化试剂的N 酰化反应 羧酸 如乙酸通式 1 酰化能力弱 用于碱性强的芳胺 2 反应可逆 3 加催化剂 加速反应 强酸 但要控制pH 实例 P256 257 解热镇痛 冰染染料等 8 2N 酰化 冰染染料色酚钠盐溶液和色基重氮盐溶液在纤维上偶合而生成的不溶性偶氮染料 染色时 将纤维先在色酚的钠盐溶液中浸渍 俗称打底 再与色基的重氮盐溶液或色盐溶液在低温下偶合 在纤维上生成染料而显色 色基重氮化时常用冰冷却故名 8 2 3用不同酰化试剂的N 酰化反应 色酚AS 1 酰化活性较高 一般可不加催化剂 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 5 活性低的芳香胺 或者空间阻碍大的芳香胺加少量强酸做催化剂 伯胺用酸酐用量多时 可能生成二酰化产物 酸酐 如乙酐 邻苯二甲酸酐 8 2N 酰化 得到酰化的H酸 酰化其中一个氨基 8 2N 酰化 1 酰化能力强 2 反应不可逆 3 温度低 0 或更低 4 酰化剂用量少 5 反应需加缚酸剂 碱性物质 酰氯 脂肪羧酸酰氯 芳羧酸及芳磺酰氯等 8 2N 酰化 1 用脂肪羧酸酰氯酰化 活性 随着C原子数的增加活性降低 长烷基链的酰氯仍有比较高的 活性长链脂肪酰氯亲水性差 易水解 用非水溶剂 低碳链的脂肪酰氯活性高 可用水做溶剂 同时滴加碱性物质溶液 控制pH 7 8 8 2N 酰化 氯代乙酰氯活性更高的酰化剂 空间阻碍大的胺类 8 2N 酰化 2 用芳酸酰氯及芳磺酰氯酰化 常用的酰氯活性低一些 不易水解 直接在强碱性水介质反应 8 2N 酰化 马尿酸 8 2N 酰化 光气 碳酰氯 1 酰化活性很高 气体 2 有剧毒 3 脲衍生物及异氰酸酯 甲苯二异氰酸酯 脲类化合物 猩红酸盐偶氮染料偶合组分 8 2N 酰化 实例 甲苯二异氰酸酯 步骤 先把熔融的二氨基甲苯溶于氯苯中 t 35oC 40oC通入光气反应 然后在130oC高温反应 结束后用N2吹出HCl和光气 蒸馏氯苯 得到甲苯二异氰酸酯 合成泡沫 橡胶 涂料等的重要中间体 三聚氯氰 三聚氰酰氯 P265 8 2N 酰化 活性艳红 三聚氰胺 2 4 6 三氨基 1 3 5 三嗪面粉增白剂 BPO 过氧化二苯甲酰 荧光增白剂 1 酰化活性高 2 酰化剂成本低廉 3 酰化收率高 95 产品质量好 4 双乙烯酮生产工艺复杂 设备投资高 双乙烯酮 合成乙酰乙酰芳胺的最好方法 8 2N 酰化 8 2 4N 酰化反应终点的控制 芳胺酰化 渗圈实验 8 2 5酰基的水解 简单酰基的水解稳定性 8 3C 酰化 C 酰化反应主要用于制备芳酮 芳醛和芳羧酸 傅氏酰基化反应制芳酮C 甲酰化制芳醛维尔斯迈尔 Vilsmeier 瑞穆尔 蒂曼 Reimer Tiemann 反应 8 3 1傅氏酰基化反应制芳酮 酰化剂 酸酐或酰氯催化剂 酸性催化剂AlCl3反应历程 亲电取代反应 Freedel Crafts反应 亲电质点 8 3C 酰化 8 3 1 1以酰氯为酰化剂 每mol酰氯理论上要消耗1molAlCl3 实际上过量10 50 8 3C 酰化 8 3 1傅氏酰基化反应制芳酮 8 3 1 2以酸酐作酰化剂 总反应方程式 8 3C 酰化 8 3 1傅氏酰基化反应制芳酮 影响因素 被酰化物结构 电子因素 甲苯和苯 收率70 15 苯胺中氨基影响 保护 卤苯 更强的催化剂和反应条件引入酰基的影响 酰基两个邻位有给电子基团硝基 磺基 不能进行酰化反应 杂环 呋喃 噻吩和吡啶 嘧啶 酰化剂结构 酰卤 不同酰卤 酸酐 羧酸 催化剂 Lewis 质子酸 活性顺序 溶剂 如硝基苯等 8 3C 酰化 8 3 1傅氏酰基化反应制芳酮 8 3 2用酰氯的C 酰化 8 3C 酰化 UV 9 8 3 3用酸酐的C 酰化 邻苯二甲酸酐见P275邻苯二甲酸酐进行苯环的C 酰化是一类重要反应 产物脱水闭环合成蒽醌类化合物 8 3C 酰化 8 3 4用其它酰化剂的C 酰化 8 3C 酰化 活泼的芳香化合物 羟基 甲氧基 二烷氨基酰胺基 避免副反应 8 3C 酰化 8 3 5C 甲酰化制芳醛 维尔斯迈尔反应定义 被酰化物为活泼的芳环或芳杂环 N 取代的甲酰胺为酰化剂 三氯氧磷为催化剂 在芳环上引入甲酰基制取芳醛的反应 瑞穆尔 蒂曼Reimer Tiemann R T 反应 8 3C 酰化 8 3 5C 甲酰化制芳醛 习题 1 甲苯乙酰化 下列酰化试剂中 酰化能力最强 A 乙酸乙酯B乙酸酐C乙酰氯D冰醋酸2 金属氯化物是酰化的催化剂 催化作用最强的是 AFeCl3BAlCl3CCuCl2DZnCl23 间苯二酚以无水ZnCl2为催化剂 宜选用酰化剂 进行酰化 A所酸酯B羧酸酐C酰氯D羧酸 4 用酸酐酰化 若两