高等有机化工工艺学 酰胺的合成方法PPT课件

.1，11章酰胺和酰亚胺，第1节N-酰化和N-烃化，第1，氨或胺和羧酸的酸化，羧酸和胺的反应是合成酰胺的重要手段。反应是平衡反应，因此使用过度的反应物之一或去除反应中产生的水，有利于在产物方向进行平衡移动。去除水的方法通常是在反应物中添加苯或甲苯进行共沸蒸馏。没有挥发性的羧酸与胺反应时，可以直接加热产生的水蒸发。挥发性氨或胺的情况下，可以将氨和胺传递给熔融羧酸反应。-羟乙酸和苄胺在90 加热，蒸发生成的水和过量的苄胺生成。-羟乙酰苄胺。2，将氨加热到185 的丁酸，产率为84%，生成丁基酰胺，还可以使用化学脱水剂去除反应生成的水。五氧化二磷、三氯化磷、三氯化磷等含磷化合物都使用早期脱水剂。此外，三苯基磷-多卤甲烷、三苯基磷-NBS、三苯基磷-二硫化合物、三苯基磷-硫酰胺、三苯基磷-六氯丙酮、二苯基氧磷氯(PhO)2 pocl 1-羟基-7-氮杂苯并三唑的含磷衍生物(HATU，(7-氮杂苯并三唑-1-基氧)三吡咯烷)的六氟磷酸盐(PyAOP)和快乐等活性收缩混合物，具有产率高、条件温和的特性，在肽合成中，3、三甲基氯硅烷、四氯化硅、四氯化钛、三氟化硼-醚、二环己基酰亚胺(DCC)、二异丙基偕胺、3-乙基-1-(3-二甲基丙基)偕，下一个羧酸和DCC在四氢呋喃中反应，第一个老师成为活性酯，与胺反应，以90%的产率生成酰胺。丁基二酰胺在220 1 225 时产生加热，即丁基亚胺。4，2，氨或胺与酰基卤的酰化反应，酰基卤与氨或胺的作用是合成酰胺的最简单的方法。脂肪族、芳香胺都可以用酰基卤快速酰化，以高产(80% 1 90%)生成酰胺。乙酰氯和胺的反应通常会释放热量，有时很激烈，通常在冷状态下反应，或使用一定量的溶剂来减慢反应速度。常用的溶剂包括二氯乙烷、醚、苯、四氯化碳、甲苯等。由于碱可以中和反应中产生的卤代烃，反应通常使用碱作为酸结合剂。除了Na2CO3、K2CO3、NaOH、KOH等无机碱外，常用有机碱包括三乙胺、吡啶、喹啉等。酒石酸氯和苄胺在四氢呋喃中对冰浴反应生成酰胺，而酒石酸的组成保持不变。5，锌，锡等一些金属能催化酰胺的生成。聚肽键可以在多肽合成中使用锌作为催化剂，快速产生高产率，反应可以在甲苯或四氢呋喃中进行，氨基酸不会发生脱氨酸化，6，o-邻苯二胺在LiCl催化的室温下从酸酐的高产率到二乙酰邻苯二胺，3，氨或胺和酸酐的酰化反应，酸酐是酰基反应可以催化，常用的催化剂有硫酸、过氧酸等。最近发现LiCl是高效的催化剂。胺可以酰化，胺的盐酸盐也可以酰化。一元胺、二元胺可以与乙酸酐无缝反应，但脂肪族一元胺、乙酸酐和N、N-二亚乙酰化的混合物，其比例往往与一元胺的结构有关。结构为RRCH2NH2的初级胺的乙酰化主要生成N，N-二乙酰化产物。结构为RRCHNH2的初级胺的乙酰化生成N-乙酰化和N，N-二乙酰化的混合物。仅得到RR1R2CNH2的一元胺乙酰化，N-乙酰化产物。7，4，氨或胺和酯的酰化反应，酯的氨分解广泛应用于酰胺的合成。氨和非取代民是常用的氨，电子的应用更为普遍。在室温下，L-苯丙氨酸甲酯和浓氨反应，以高产率生成相应的酰胺，氨基酸的组成保持不变。氮保护下哌嗪和酯产生N-酰基哌嗪的高产。8，酯的氨分解速度与酯及胺的结构有关。一般来说，酯的氨分解是由碱性试剂催化的。许多活性酯，如氰基甲酯、对硝基苯酯、异丙烯酯等，在温和条件下与胺反应迅速，广泛应用于肽链的合成。对硝基苯酯是常用的活性酯。苄基氧羰基-L-食壬-L-亮氨酸对硝基苯酯在三乙胺存在下能与甘氨酸乙酯盐酸盐无缝反应，碳苯氧基酰氯。9，5，氨或胺和酰胺的烷基化反应(自湿)6，氨或胺和氮的烷基化反应(自湿)7，氨或胺和乙烯酮的烷基化反应(自湿)8，胺和一氧化碳的N烃反应(自湿)常用的强力碱试剂包括氨基钠-液氮、氢氧化钠DMSO或DMF溶液、叔丁醇钾醚溶液、乙醇钠乙醇溶液等。芳香族酰胺和氢化钠在甲苯中逆流，酰胺通过去硝化形成钠盐，在季铵盐存在的情况下生成N，N-二氢羰基芳酰胺。10，在氢氧化钾的存在下，酰胺和卤代烃能在二甲基亚砜等强极性非质子溶剂中顺利进行N-碳氢化合物。该法的特点是可以避免使用氨基钠、氢化钠等强碱性金属试剂。在相转移催化剂四丁基硫酸铵的存在下，可以使用氢氧化钠水溶液或固体氢氧化钠/碳酸钾作为碱，在芳酰胺n原子中各引入一两个烷基，反应操作方便，产率高。11，除了使用卤化碳氢化合物作为烷基化剂外，烯烃在适当的条件下也能引起酰胺和N-烃化。邻苯二甲酰亚胺在NaOH存在下与环己烯反应，产生N-环己基邻苯二甲酰亚胺。12，2节c-酰化反应，1，芳香和氨基酰氯的酰化反应，芳香化合物和氨基酰氯的Friedel-crafts反应可以将酰胺基导入芳核中，产生芳香酰胺。N-未取代的氨基酰氯反应时其收率高于N-取代的氨基酰氯。芳香核邻接，位置定位基础，有利于反应进展；芳香核的定位基础不利于反应进展。将氨基酸氯和三氯化铝混合在苯中，然后在冷却中加入联苯，在50 1 80 加热，产生联苯4-甲酰胺。13，在三氯化铝的存在下，o-二甲氧基苯和N，N-二苯甲基酰氯在二氯甲烷中反应，形成N，N-二苯-3，4-二甲氧基苯酰胺。2，芳香族或烯烃和异氰酸酯的烷基化反应，三氯化铝催化的芳烃和异氰酸酯的反应，N-烃体系通过诱导芳香核中的氨羰基取代芳香族酰胺。异氰酸酯和异氰酸酯都能顺利反应，其中芳香酯更活泼，几乎一定的产率能产生N-芳芳酰胺。反应过程是由异氰酸酯与三氯化铝先形成复合物，然后打芳烃的电攻击进行的。芳环附着在电子置换上，有利于反应的进行。14，将异氰酸酯滴在三氯化铝和苯的混合物中，在80 反应。也就是说，N-苯基苯甲酸酰胺以一定的产率生成。第15，3节加成反应，第1，腈水解，腈水解为羧酸时，酰胺是反应的中间产物，如果适当调节反应条件，可以在酰胺阶段停止。腈的水解可以在使用浓硫酸、盐酸、磷酸、三氟甲烷磺酸盐、溴化氢的甲酸溶液的酸性介质中进行。在90%硫酸中加热5-氟-2，4-二溴苯腈，以酰胺为良好收率水解。16，腈的水解也可以在碱性介质中进行，但其应用范围不常见上述酸性水解。在碱性溶液中产生的酰胺比腈更容易水解，因为常用的碱性试剂有氢氧化钠水溶液、强碱性离子交换树脂等。在强碱性离子交换树脂存在的情况下，脂肪族二腈水解，生成氰化物取代酰胺，产量好。腈的碱性水解的另一有效方法是腈和过氧化氢的碱性溶液反应。反应一般散热，过氧化氢浓度3% 1 30%为宜。在二甲基亚砜溶液中，p-甲氧基苄基腈在过氧化氢30%和催化碳酸钾的作用下快速生产对甲氧基苯基乙酰胺。17，尿素和过氧化氢加成物(UHP)催化的腈可在室温下水解成酰胺。第二，添加有机金属化合物和异氰酸酯，巨氏试剂和异氰酸酯在室温下对尿素反应，可产生N-取代酰胺，产量高，坚固。该方法是用内卤化碳氢化合物制成的，N-取代酰胺通常是好的结晶，因此可以在有机分析中用作制造卤化烃衍生物的方法。18，3，酰胺和醛的添加在中性或碱性条件下，酰胺或这种酰胺和甲醛反应迅速，N-羟甲基酰胺或N-羟甲基产生酰胺。但是，当分子量较大的醛出现上述反应时，由于进一步缩合，会产生N，N-甲基二酰胺。苯乙酰胺、4%碳酸钾水溶液、40%甲醛水溶液的混合物加热到熔化的程度，就会产生n-羟基苯基乙酰胺。19，4，烯烃和腈的加成水解(Ritter反应)是用强酸催化的烯烃和腈的加成水解反应合成N-取代酰胺的重要方法。反应过程是烯烃先形成碳和阳离子，然后形成腈和活性中间体，水向它添加亲核，从而生成酰胺。20，最常用的酸性催化剂为硫酸的85% 1 95%，也可用于聚磷酸、甲酸、三氟化硼和其他刘易斯酸等。将异丁烯气体通过冰醋酸-浓硫酸的乙腈溶液，在室温下反应，就会产生N-叔丁基对乙酰胺。升反应不仅适用于烯烃，还适用于通过酸作用形成碳和阳离子的所有化合物，例如醇、卤化烃、-不饱和羰基化合物。在浓硫酸的存在下，苄基-4-羟基-4-苯基六氢吡啶和乙腈的作用下，相应的酰胺以高产率生成。如果将乙腈改为氰化钠，则以酰胺、21、4节氧化和还原反应、1、胺氧化、三胺催化氧化或化学氧化生成甲酰胺为主导。芳基二胺也可以柔软氧化，但脂肪族二胺氧化时一般产率低。N，N-二乙基苯胺可以氧化成N-乙基甲酰苯胺，因此在反应过程中，首先将胺脱水，被认为进一步氧化。高锰酸钾、三乙铵(BTAP)、活性二氧化锰、氧化铬-吡啶等都是三乙胺氧化的好试剂。三氯甲烷中的三丁胺和BTAP在室温下反应，即高产的N，N-二丁丁酰胺。22，在相转移催化(PTC)存在下，由BTAP氧化成相应的酰胺，反应条件温和，但产率高。N，N-二甲基苯胺和过量的活性二氧化锰在氯仿中在室温下产生反应，即良好的产率。23，3次胺也可以催化氧化，其中铂是有效的催化剂。本法的保留点是基质中N-甲基先氧化，因此如果分子中存在N-苄基，N-乙基，就可以氧化甲基选择。在铂催化剂下，N，N-二甲基苄胺选择性氧化成N-甲基-N-苄基甲酰胺。第二，移民将醛和胺缩合，将移民氧化成酰胺的反应看作是从醛合成N-烃酰胺的好方法。芳香醛和芳香胺形成的移民可以由酰氯直接氧化成酰胺。即可从workspace页面中移除物件。，24，苯甲醛和苯胺形成的亚胺和铬酸盐可以在四氯化碳中反应，生成苯甲酰苯胺，另一种已经氧化成酰胺的途径是使用氧酰亚胺形成氮杂环氧乙烷，然后用硫酸亚铁铵处理，进一步氧化成酰胺。将苯甲醛和叔丁基胺缩合，二氯甲烷氧化为乙酸，生成N-叔丁基-1-苯基氮杂环氧乙烷，然后用硫酸亚铁水溶液处理，生产98%的正叔丁基苯酰胺。25，亚胺和过氧化形成的环氧乙烷也可以通过热分解生成酰胺，在阿努钠和胺的存在下，将芳醛或，-不饱和醛氧化成活性二氧化锰，从而一次性合成酰胺。该方法操作简单，具有产率高的特点。26，3，异羟肟酸的还原，异羟肟酸可通过酯和羟胺的反应制备，可通过化学试剂或催化加氢还原，生成与高产率相对应的酰胺。活性镍催化月桂酸形成的异羟肟酸被氢还原为月桂酰胺。27，4，酰肼的还原，酰肼化合物能通过适当的还原剂作用生成相应的酰胺。通常硼氢化钠不能还原叠氮化合物，但在反应系统中添加催化剂量的硫酸铜，反应就会顺利进行。硼氢化锌无需催化剂就能还原酰基叠氮化合物。另外，三甲基氯硅烷和二碘化钐也是有效的还原剂。催化硫酸铜作用下硝基苯甲酰氮在甲醇溶液中还原为NaBH4，高产生成的酰胺，4位取代体的电负性对反应产率影响不大。28，苯甲酰亚脂素还原为硼氢化锌，可得到苯酰胺。苯基取代基对产品有很大影响。如果苯环取代标准是电子基础，则会产生酰胺。对于电子基吸收，叠氮还原为酒精。29，5节重排反应，1，肟重排(贝克曼重排)，酮肟重排酰胺生成反应，广泛用于肟结构测量，在某些特殊情况下也用于合成。常用的重排试剂有浓硫酸、五氯化磷、五氧化二磷、二氯亚砜、三氯氧磷等。结果如果酰胺是水溶性的，使用三氟乙烯酐作为重排试剂，效果更好。回流时，优先采用肟的羟基和反作用型烃排列。30，一般来说，脂肪芳香酮形成肟的时候，只产生芳羟基和相反的产物。不对称二糖酮和脂肪酮通常产生反式肟的混合物，因此重排时会产生两种酰胺的混合物。在浓硫酸中添加环己酮脂肪，在光照下重新排列，以86%的产率生成-庚烷。盐酸二苯甲酮和羟基胺可以在甲酸/二氧化硅催化剂下分步生成N-苯基苯甲酸酰胺。31，除了使用强酸、强脱水剂作为催化剂外，近年来还发现，三氯化铝、己甲基人民、高铼酸铵等可以作为贝克曼重排的有效催化剂。添加环戊烷肟的3eq三氯化铝，加热重排，可以定量生成吗？-拉克坦。32，2，羰基化合物和叠氮酸(Schmidt重排，在酸催化剂下，酮和叠氮酸在室温下反应，可以生成N-烃取代酰胺)。叠氮酸可以由氯仿或苯中的叠氮钠和浓硫酸反应。也可以通过将叠氮钠直接添加到酮和硫酸的混合物中来生成。这类似于反应机制中贝克曼的重排。33，在三氯乙酸存在下，苯酮和叠氮钠在60 下反应，优秀教师为乙酰苯胺，除叠氮酸外，在烷基叠氮化合物和酮或分子中有叠氮酮