酰化反应及其工艺课件

酰化反应及其工艺

§8.1概述

一、定义

酰基：二、酰化反应类型三、常用的酰化剂酸：甲酸、乙酸酸酐：乙酐、邻苯二甲酸酐酰氯四、酰化反应机理酰化试剂对官能团的亲电取代，难易程度：

与官能团上孤对电子的活性

与酰化试剂亲电活性有关酰化历程Z＝OH、OCOR、Cl、OC2H5

五、酰化试剂的活性亲电活性正比于

上C+电荷上离去基团Z的吸电子越大，则

上正电荷越强酰氯>酸酐>脂肪族羧酸>芳香族羧酸>羧酸酯

当离去基团相同时：脂肪族>芳香族对于脂肪族：长链C活性<短链C对于芳香族：带有吸电子基团吸电性越强，活性越高

故向－NH2上引入低C酰基时，可以用羧酸作酰化剂

引入高C酰基或芳酰基时，要用酰氯、酸酐六、被酰化物的反应活性

取决于官能团上孤对电子的活性中性介质中，相同的母体：

RNH2>ROH

RNH2>ArNH2

ROH>ArOH

ArO－>ArOH芳香族：吸电子基↑，活性↑无空间位阻NH2>有空间位阻的NH2

如伯NH2>仲NH2

§8.2N－酰化反应

目的：（1）改变化合物的性质，如染料的色光、牢度、药物的性能（2）提高NH2在化学反应中的稳定性，以满足合成工艺的需要→即暂时保护性保护酰化一、用脂肪族羧酸酰化Ⅰ特点

Ⅰ特点

最常用、最便宜的酰化剂。较多用于保护性酰化反应活性弱，一般只有引入较简单的酰基时才使用如：甲酰基、乙酰基

适用于碱性较强的胺类的酰化反应可逆一、用脂肪族羧酸酰化

A，RCOOH过量

B，脱水①产物、反应物均不易挥发，可以直接将水蒸出

为加速反应，可加入少量的强酸催化问题A，质子可与－NH2结合成铵盐，从而阻碍－NH2与酰化试剂的反应，因此必须适当控制反应介质的酸碱度

B，为防止羧酸的腐蚀，应选用铅质或搪瓷反应釜Ⅱ常用工艺1:1.3-1.5N－乙酸苯胺反应结束后蒸出多余的乙酸

色酚AS－D

色酚AS－RL色酚AS

色酚AS－BO

反应体系中加入PCl32，3酸：PCl3＝1：0.4－OH供电基团使邻位羧基活性下降加入PCl3，2，3酸和PCl3生成注意①物料应该干燥②氯苯共沸去水③芳胺过量5-10％④HCl去吸收，搪瓷设备⑤反应终点：130℃无HCl放出色酚AS生产工艺二、酸酐的酰化

Ⅰ活性高于－COOH，但价格比－COOH贵，多用于活性较低的氨基或－OH的酰化常用的酸酐：乙酐、邻苯二甲酸酐一般酸酐比相应的酰氯的价格低，但酸酐的生产需要专用的设备和特殊的生产条件Ⅱ特点无水生成，反应不可逆在低温条件下，酐的水解较慢，故用乙酐酰化时可以在水介质中进行，反应温度20-90℃，不需要Cat无需Cat的反应但对于有较多吸电子基团的芳胺或空间位阻大的芳胺，需要少量的强酸作Cat需要Cat的反应

三、酰氯为酰化剂

Ⅰ特点

（1）最强的酰化剂，反应不可逆（2）反应放热，常在冰冻条件下反应或使用溶剂稀释以减缓反应速度；常用溶剂：水、氯仿、乙酸、二氯乙烷、苯、甲苯等（3）采用缚酸剂－碱：NaOH、Na2CO3、NaHCO3、三甲胺、三乙胺、吡啶等Ⅱ脂肪族酰氯酰化

R：C2－C18C数目↑，反应收率↓酰氯作酰化剂适宜向－NH2上引入长链酰基

一种非常活泼的酰化剂，反应在低T下即可完成；特别适用于空间位阻较大的胺类Ⅲ芳族酰氯酰化

芳族酰化剂的活性低于脂肪族酰氯，一般不易水解，因而可以在强碱性介质中直接滴加酰化剂进行反应

CaCO3和NaOH缚酸剂，抑制OH酰化，在85℃、NaOH条件下，使少量的OH酰化物水解Ⅳ光气酰化

(1)在水介质中的酰化

(2)在有机溶剂中的酰化（甲苯、氯苯、邻二氯苯等）(1)在水介质中的酰化J酸和光气反应生成猩红酸，在偶氮染料中用作偶氮组分（2）在有机溶剂中的酰化（甲苯、氯苯、邻二氯苯等）实施过程先把熔融的二氨基甲苯溶解在氯苯中，在低温（35－40℃）通入光气反应，生成芳胺

反应完毕用氮气赶出氯化氢和剩余的光气，再将氯苯蒸出，最后经过真空蒸馏得到TDI其它反应实例利谷隆氨基甲酸酯类杀虫剂四、三聚氯氰酰化

三聚氯氰分子中有三个可取代的活泼的氯原子，与胺类进行酰化反应，随着反应条件的加剧，三个氯原子可以依次被取代，直到生成三取代物为止三聚氯氰酰化胺类化合物时，根据需要，选择适当的反应温度和pH值范围，控制氯原子的取代程度例如：高效低毒、低残留除草剂（西玛津）的合成五、N－酰化反应的终点控制及酰基的水解

1，反应终点的控制

在芳胺的酰化过程中，未反应的芳胺能重氮化，而酰化物则不能利用这一特性，在滤纸上作渗圈试验，定性检查酰化的终点；用标准亚硝酸钠溶液滴定，控制未反应芳胺在0.5％以下。按照这一原理，采用定期的自动取样，滴定其中未反应芳胺含量，并根据滴定的结果，调节酰化剂进料阀门的自动装置2，水解（1）反应式酰胺的水解是对酰胺基的羰基亲核加成（2）酰胺基对水解的稳定性顺序

甲酰胺的稳定性最小，从经济观点，对于保护性酰化，应该首选甲酰基或乙酰基（3）水解条件A、碱性条件：采用NaOH水溶液，对有些加热后仍然不溶的胺，可采用NaOH的醇－水溶液B、酸性水解：多用稀盐酸，有时加入少量的硫酸以加速水解。水解一般取物料的回流温度。对于有些难水解的酰胺（2，6－二甲基乙酰苯胺、3，4－二硝基乙酰－1-萘胺等），可以加入三氟化硼、甲醇等一起回流C、要求考虑酰胺键的稳定性和芳胺本身的稳定性D、采用碱性条件，对设备的腐蚀小，但产物在碱性、高温下易氧化，不如在酸中稳定采用酸性条件水解，对设备的腐蚀较严重§8.3C－酰化反应

Ar－H＋酰化剂

→

当R＝H，产物为醛；其他为酮

一、机理

机理同C－烷化反应，属于F－C反应，亲电取代（加成）反应一般以酰氯或酸酐为酰化剂，Cat为路易斯酸或质子酸

如无水AlCl3（非常活泼）、ZnCl2、多磷酸等

反应的影响因素同C－烷基化反应

芳环上有供电子基团（－OH、—NH2、－OR或－NHR等），使反应活化

芳环上有吸电子基团使反应钝化

定位：第一类取代基的对位；

当对位被取代，则进入邻位二、用酸酐为C－酰化剂

苯甲酰基苯甲酸（B，B酸）水解缩合成为蒽醌

3,5－二甲基－特丁基苯

2,6－二甲基－4－特丁基苯乙酮空间位阻效应，只能引入一个酰基三、酰氯为C－酰化剂

要求使用过量的溶剂四、活性芳香族化合物的C－酰化

§8.4O－酰化反应(酯化)

酯的种类很多，用途很广－制药、香料、阻燃剂、增塑剂、表面活性剂等O－酰化剂：羧酸、酸酐、酰卤一、用羧酸作酰化剂——直接酯化法

特点

①原料便宜，工艺成熟②RCOOH的活性较弱，一般需要Cat，H＋③可逆反应，要使反应顺利进行，除去生成的水/原料过量④反应物活性：伯－OH>仲－OH>叔－OH叔－OH脱水成烯>酯化，故叔醇不用此法酚因OH与Ar共轭，活性较低，不用此法⑤RCOOH的酸性↑，酯化速率↑；空间位阻↑，反应活性↓HCOOH>CH3COOH>RCH2COOH>R2CHCOOH>R3CCOOH>ArCOOHCH3OH>R’CH2OH>R2’CHOH>R3’C-OH实例A，Span系列乳化剂B，丙烯酸酯

丙烯酸酯制备工艺C，香料D，聚酯二、酸酐酯化

特点：

（1）活性强、反应不可逆

（2）适用于较难反应的酚类化合物或空间位阻大的体系常用的催化剂：硫酸、吡啶、高氯酸、氯化锌、三氯化铁、叔胺、无水乙酸钠等酸性或碱性物质A，制备DOPB，制备医药AspineC,合成香料三、用酰氯酯化

特点：不可逆，活性高，反应较易进行碳酸二苯酯

阻燃型增塑剂

四、酯交换

酯可以和其它的醇、羧酸或酯分子仲的烷氧基或酰基进行互换反应，实现由一种酯转化为另一种酯1，醇解2，酸解3，互换两种酯之间的互换的先决条件是反应生成的酯中至少有一种酯的沸点比另一种酯低的多例