9章 酰化 - 东北石油大学精品课程建设工程

Z = -OH , -OAc , -Cl , -OR'
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酰基是吸电子基，它使酰胺分子中氨基氮原子上的电子 云密度降低，不容易再与亲电的酰化剂质点相作用，即 不容易生成N,N-二酰化物。所以，在一般情况下容易制 得较纯的酰胺，这和N-烷基化反应是不一样的。
N=N SO3Na
三聚氯氰(三聚氰酰氯）酰化
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4、光气（碳酰氯）
（1）酰化活性很高； （2）有剧毒。
RNH2 O + Cl-C-Cl O R-NH-C-Cl 氨基甲酰氯 R'OH O R-NH-C-OR' 氨基甲酸酯
CH3 NH2 + 2COCl2 NH2
CH3 NCO + 4HCl NCO
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对于芳胺，环上有给电子基时，碱性增加，芳胺 的反应活性增加。反之，环上有吸电子基时，碱性 减弱，反应活性降低。 对于活泼的胺，可以采用弱酰化剂。对于不活泼 的胺，则必须使用活泼的酰化剂。
四、用不同酰化试剂的N-酰化反应
1、羧酸：如乙酸
RCOOH + H2NR' RCONHR' + H2O
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2、反应特点 可逆
3、提高酯收率的方式 （1）用过量的低级醇 （2）从反应混合物中蒸出水 （3）从反应混合物中蒸出酯 例1
H3C N COOH
镇痛药盐酸呱替啶的合成
CH3OH/C6H6/△ HCl(gas)
3 2
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大庆石油学院 碳酸二酰氯 （光气）
（3）酰氯
O CH3-C-Cl , O C-Cl , H3C
三聚氯氰
Cl N N Cl
O SO2Cl , Cl-C-Cl , Cl
N
（4）羧酸酯
ClCH2COOC2H5, CH3COCH2COOC2H5
O R H C N R'
C O C
（1）酰化活性较高； （2）反应温度较低（20～90℃，乙酐水解慢）； （3）酰化剂过量较少（5～10％）； （4）反应不可逆。
CO O CO PhCH2CHCOOH NH2 CO HN CH CH2Ph COOH
△
CO CO N CH CH2Ph COOH
COOH
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过渡性N-酰化要考虑： 酰氨基对下一步反应具有良好的效果；
酰化剂价格低廉；
酰化反应容易进行，收率高，质量好； 酰氨基易水解。
二、反应历程
O R C + Z δ+ H N R' H
亲电取代
O R C Z H N R' H O
-HZ
R C
H N R'
过渡络合物
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9.2 N-酰化 一、N-酰化的目的 二、反应历程 三、胺类结构对反应的影响 四、用不同酰化试剂的N-酰化反应
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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。
O HO-S-OH
硫酸
O HO-S硫酰基
O
O
O -SO
砜基
O HO-C-OH
碳酸
O HO-C碳酰基 （羧基）
O -C羰基
O H-C-OH
O ， H C N
（5）酰胺
O H2N C NH2 CH3 CH3
乙酰乙酸乙酯 DMF
（6）其他
CH2=CH-CH2 O C=O
， CS2
双乙烯酮
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2、不同类型酰化试剂的活性 反 应 类 型 •亲电酰化反应 •亲核酰化反应 •自由基酰化反应
R C O O H O R C O C N O R C O R' +
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3
+
N C N NH + R' O H O N C N H H
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R
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2、酸酐：如乙酐，邻苯二甲酸酐
O R O R + H2NR'
Py Et3N 过 量 H2NR'
Lewis酸催化下的反应历程
AlCl3 O R C OH AlCl3 O R C OH
O OH OH + -H2O -H 互变异构 R-C-OR' R-C-OR' R-C-OR' OH2
配位键(增加C的正电性)
酸性树脂(Vesley)催化下的反应历程
采用强酸型离子交换树脂加硫酸钙法，加速反应，提高收率
O NaO3S NH-C-NH OH 脲类化合物
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异氰酸酯
SO3Na OH
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5、 烯酮
R2C C O + R'OH OH R2C C OR' R2CH
O C OR'
CH3 CH COOC2H5 + CH2 C O OH H2SO4 CH3 CH COOC2H5 OCOCH3
甲酸
O H-C甲酰基（醛基）
O CH3-C-OH
乙酸
O CH3-C乙酰基
O C
苯甲酰基
O S
苯磺酰基Байду номын сангаас
2、重要性
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二、酰化试剂及其活泼性
结构修饰和前体药物 活性化合物的必要官能团 羧酸酯（溶剂、增塑剂、树脂、涂料、香料、化妆 品、医药 、表活剂）、酰胺（表活剂） ； 羟基、胺基等基团的保护。
H3C N
COOC2H5 · HCl
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例2
O2N
局部麻醉药盐酸普鲁卡因的合成
HOCH2CH2N(C2H5)2/ 二甲苯
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一、定义及重要性
1、定义 有机化合物分子中与碳原子、氮原子、氧原子或 硫原子相连的氢被酰基取代的反应叫做酰化反应。
O R C L + 酰化剂 Nu-H 被酰化物 R O C Nu + HL
L: X, OCOR, OH, OR', NHR Nu: R'O(O), R''NH(N), Ar(C)
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羧酸；酸酐；酯 （酯交换） 醇或酚分子中的羟基氢原子被酰基取代而生成酯 的反应，叫做O-酰化反应，也叫做酯化反应。 活性比较：伯醇＞仲醇＞叔醇; 醇>酚
p-π共 轭 ， 羟 基 氧 的 亲 核 性 降 低 ， OH 使酚羟基不易被酰化
NH2.HCl
+ (CH3CO)2O HO3S SO3H
甲醇钠
？
CO + HN(CH3)2
HCON(CH3)2
3、酰氯
O RC X + R'NH2 RCONHR' + HX
吡啶，三乙胺，N,N-二甲基苯胺等缚酸剂
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(98%)
（1）酰化活性高； t BuOH + CH2 C O CH3COOBu (89%) （2）酰化剂成本低廉； （3）酰化收率高，产品质量好； （4）双乙烯酮生产工艺复杂，设备投资高。
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t
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9.3 O-酰化（酯化） 一、用羧酸的酯化 二、用酸酐的酯化 三、酯交换（用酯的酯化）
一、N-酰化的目的
永久性酰化 改变化合物的性质： 如药物性质（磺胺嘧啶）、 染料色光和牢度（色酚AS） 过渡性酰化
NH2
酰化 乙酐
NHCOCH3
硝化 混酸
NHCOCH3 NO2 水解
-CH3COOH
NH2 NO2
稍过量NaOH稀溶液中水解
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用强酰化剂:酰氯、酸酐、活性酯
一、用羧酸的酯化
R-OH + R'COOH
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R'COOR + H2O
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1、反应历程 质子酸催化 下的双分子历程
O R-C-OH + H+ OH R-C-OH
R'OH
OH R-C-OH + H O R'
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当脂链上或芳环上有吸电子基时酰化剂的活性 增强，而有给电子基时则活性减弱。 由弱酸构成的酯也可以作为酰化剂，但是它的活性 比羧酸还弱。一些特殊的酯有较强的酰化能力。 由强酸构成的酯，例如硫酸二甲酯和苯磺酸甲酯， 则是烷化剂，而不是酰化剂，因为酯分子中烷基碳原 子上的正电荷较多。 一些特殊的酰胺及某些具有强吸电子基团的酮类 也可用作酰化剂
如用环状酸酐酰化时，在低温下常生成单酰化产物， 高温加热则可得双酰化亚胺
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NHCOCH3
乙酐 水介质 o 40 C 中和
NH2
HCl
NH2 NH2.HCl
NHCOCH3 NH2
NH2 OH NH2
便宜，易水解掉，常用于保护性C-酰化 1、常用酰化剂 （1）羧酸 RCOOH, HCOOH, CH3COOH, HOOCCOOH· 2H2O
（2）酸酐：
O CH3C O CH3C O
9.1
活性较羧酸高，价格也较高，多用于活 O 性较低的氨基或-OH。 C CO2(碳酸酐) CO(甲酸酐) O C O (CH CO) O(乙酐)
三、胺类结构对反应的影响
胺类被酰化的相对反应活性：
脂肪胺＞芳胺
因为
无位阻胺>有位阻胺
脂胺>芳胺
伯胺>仲胺
p-π共 轭
NH2 R
即氨基氮原子上电子云密度越高，碱性越强，空间 位阻越小，胺被酰化的反应性越活泼。
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O
R C O R C O R C
亲电取代反应酰化
酰氯 > 酸酐 > 羧酸 > 酯 > 酰胺
O R-C
δ 1+
O OH R-C
δ 2+
O O-C-R
O R-C
δ3
+
Cl
δ1 +
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<
9.2
δ2 +
9.3
<
9.4
δ3 +
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因为酰氯酰基碳原子与电负性相当高的氯原子相 连，所以1+最大。酸酐与酸相比，前者的酰基碳原子 所连接的氧原子上又连接了一个吸电子的碳酰基，因 此，2+ > 3+,酸酐比羧酸活泼。 在脂族酰化剂中，其反应活性随烷基碳链的增长 而减弱。 因此，只有在向氨基氮原子或羟基氧原子上引入 低碳酰基时才能用羧酸作酰化剂。例如，甲酸、乙酸、 草酸(乙二酸)等。在引入长碳链的酰基时，需要使用 活泼的羧酸酰氯作酰化剂，或加入活化剂或缩水剂等。 当R为芳环时，由于芳环的共轭效应，活性降低。 因此，在引入芳羧酰基时也要用活泼的芳羧酰氯 作酰化剂或加入活化剂或缩水剂等。
（1）酰化能力弱（用于碱性强的芳胺）； （2）反应可逆
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增加酸用量 高温熔融脱水法 脱去反应生成水 反应精馏脱水法 溶剂共沸蒸馏脱水法 化学脱水法 DCC脱水法(二环己基碳化二亚胺) NHCOCH 措 施
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（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。
OH 3 + PCl3 COOH H2N
色酚AS
OH CONH
SO3H Cl N N Cl
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NH N H3C
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第九章 酰化 (Acidylation, Acylation)
9.1 概述 9.2 N-酰化
9.3 O-酰化（酯化）
9.4 C-酰化
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9.1
9.2
9.3
9.4
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9.1 概述 一、定义及重要性 二、酰化试剂及其活泼性