第二章 5精细有机合成的基本反应(氨解、胺化和酰化、酯化反应)

NO2
（2）2-氨基蒽醌
O Cl + 2NH3 O
CuSO4,210-218 C 5MPa,5-10h
o
O NH2 + NH4Cl O
22
取代氨解 2. 磺基氨解 磺基的氨解是亲核取代反应， 磺基的氨解是亲核取代反应，仅限于芳环上 含强吸电子基的蒽醌。 含强吸电子基的蒽醌。
O SO3H + 2NH3 O O O NH2 + NH4Cl
O2N
O Cl + 2NH3 O
CuSO4,210-218 C 5MPa,5-10h
o
Cl
NH3 Cu2Cl2
O2N
NH2
O NH2 + NH4Cl O
21
取代氨解 生产实例： 生产实例： （1）硝基苯胺类的制备
NH2 NH2 NO2 NH2 NO2 NO2 NH2 NO2 Cl NH2 Cl NO2
H2SO4 160 C
o
SO3H (1)NaOH
(2)H
+
OH 氨解
NH2
14
羟基化合物的氨解
注意：并非所有的萘酚磺酸都较容易地 使羟基转变成氨基。
遵循如下规律： 遵循如下规律： -OH在1位时,-SO3H在2，3位阻碍,4位促进 -OH在2位时,-SO3H在3，4位阻碍,1位促进 两者异环时， 两者异环时，影响不大。 影响不大。
6
概述 液氨: 液氨:用于需要避免水解副反应的氨基化过程。 用于需要避免水解副反应的氨基化过程。 过量氨很难以液氨形式回收。 过量氨很难以液氨形式回收。 如：2-氰基-4-硝基氯苯的氨解。 硝基氯苯的氨解。 防止氰基水解
Cl NH2
2 NH3+
NO2
CN 液 氨-有 有 有 有 高高高高
NO2
CN + NH4Cl
第二章 精细有机合成的基本反应
2.1 概 述 2.2 磺化/硫酸化反应 2.3 硝化和亚硝化反应 2.4 卤化反应 2.5 氧化反应 2.6 氢化和还原反应 2.7 氨解和胺化反应 2.8 酰化和酯化反应 2.9 水解反应
1
2.7 氨解和胺化反应
2.7.1 概 述 2.7.2 羟基化合物的氨解 2.7.3 加成胺化 2.7.4 取代氨解 2.7.5 直接氨化
R Y + NH3 R NH2 + HY
R＝烷基、 烷基、芳基； 芳基；Y＝OH, Cl, SO3H, NO2 氨与双键（ 氨与双键（或环氧化合物） 或环氧化合物）加成生成 加成生成胺 生成胺的反应只能叫 做胺化反应 胺化反应。 反应。
NH3 + O NH2CH2CH2OH O NH(CH2CH2OH)2
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2.7.3 加成胺化
１．不饱和化合物与胺的反应
C C + RNH2 HC C NH2
① 简单的不饱和烃(如乙烯、 如乙烯、乙炔)具有较强的亲核性， 具有较强的亲核性，它们 与胺的加成反应较难进行， 与胺的加成反应较难进行，需要加入催化剂、 需要加入催化剂、较高的温度和 压力的条件才能进行反应。 压力的条件才能进行反应。 例如： 例如：见课本p45 ② 在碱金属存在下， 在碱金属存在下，共轭二烯与胺的加成比较容易进行。 共轭二烯与胺的加成比较容易进行。
-H2O 脱水
CH3 CH NH
+H2 加氢
CH3CH2NH2
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进一步反应得仲、 进一步反应得仲、叔胺
羟基化合物的氨解 2. 酚羟基的氨解
① 苯酚的氨解
OH + NH3
(芳胺主要采用硝化-还原制备， 还原制备，当 取代方法难以进入目的位置时采用 氨解的方法)
NH2 氨解 + H2O
SO3H NH2
ROH , NH3 200 o C ,高 力 , H2 C u-N i 催 化 有 产品胺
催化醇脱氢
醇 脱氢
加氢 加成胺化 脱水 羟基胺 烯亚胺 醛 NH3
-H 2 脱氢 O +N H 3 C H 3 -C -H 加成胺化 乙醛
催化加 氢
胺
C H 3C H 2O H 乙醇
OH C H 3 -C -N H 2 H 1- 羟 基 乙 胺
7
概述 氨水： 氨水：广泛用于液相氨基化。 广泛用于液相氨基化。 过量氨可以用水回收， 过量氨可以用水回收，循环利用。 循环利用。 工业氨水浓度25%。 用氨水进行的氨解过程， 用氨水进行的氨解过程，应该解释成是由NH3 引起的， 引起的，而不是NH4OH。 因为水是很弱的“酸”，它和NH3的氢键缔合很 不稳定， 不稳定，而NH4OH是弱碱， 是弱碱，它在氨水中的存在 量极少。 量极少。
三乙撑四胺
ClCH2COOH
NH3 30~50 C,常高
o
H2NCH2COOH
氯乙酸
氨基乙酸
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注：要合成氨基乙酸必须氨大大的过量， 要合成氨基乙酸必须氨大大的过量，否则会进 一步氨化。 一步氨化。
取代氨解 ② 芳香卤化物的氨解反应比卤烷困难得多 芳香卤化物的氨解反应比卤烷困难得多， 比卤烷困难得多，需要 强烈的条件(高温、 高温、催化剂和强胺化剂)才能进 行反应。 行反应。 芳香卤化物： 芳香卤化物：苯系： 苯系：有吸电基对反应有利； 有吸电基对反应有利； 萘系： 萘系：很少用； 很少用； 蒽醌系： 蒽醌系：主要用于制β 主要用于制β-取代物。 取代物。 例如： 例如：
O
N(CH2CH2OH)3
CH3 CH3
C O + H2N OH
CH3 CH3
C N OH OH H
CH3 CH3
C N OH
3
概述 二、胺化反应的目的 ① 制备芳胺 制备芳胺
O 2N Cl
NH3
O 2N
NH2
② 制备脂肪族伯 制备脂肪族伯、 脂肪族伯、仲、叔胺及季铵盐； 叔胺及季铵盐；
C lC H 2 C H 2 C l +
H N
+ RNH2
AlCl3
H2NCH2CH2NHR
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2.7.4 取代氨解
氨、胺与卤代烃、 胺与卤代烃、醇/酚、磺酸盐/磺酸酯、 磺酸酯、硝 基化合物发生氨解， 基化合物发生氨解，生成伯胺、 生成伯胺、仲胺和叔胺。 仲胺和叔胺。 1. 卤基氨解 2. 磺基氨解 3. 硝基氨解
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取代氨解 1. 卤基氨解： 卤基氨解：
2
2.7.1 概 述
一、氨解与胺化的含义： 氨解与胺化的含义：
问题： 问题：有机物中引入氨基的方法 有哪些？ 有哪些？
氨解指的是 氨解指的是氨 指的是氨/伯胺与有机化合物发生复分解而生成 伯胺与有机化合物发生复分解而生成 仲胺、 叔胺的反应 的反应， 伯胺/仲胺 、叔胺 的反应 ，也叫做氨基化或胺化 .
δ+
R
X + NH3
亲核置换
R-NH2 + HX
1. 卤基氨解： 卤基氨解：RX+ NH3 → RNH2·HX RX+ RNH2 → R2NH·HX RX+ R2NH → R3N·HX ① 脂链上的氯原子一般具有较高的亲核反应活 性，所以它的氨解比较容易。 所以它的氨解比较容易。 ** 制备脂族伯胺 制备脂族伯胺需通过用大大 脂族伯胺需通过用大大过量的氨水 需通过用大大过量的氨水来调节 过量的氨水来调节 ，否则容易生成仲胺和叔胺等副产物。 否则容易生成仲胺和叔胺等副产物。
羟基化合物的氨解
+ ROH -H2O
R3N
由此可见： 由此可见： 反应产物是伯、 反应产物是伯、仲、叔三种胺类的混合物。 叔三种胺类的混合物。要伯、 要伯、 仲、叔三种胺类的比例可通过调整醇和氨的摩尔比、 叔三种胺类的比例可通过调整醇和氨的摩尔比、反 应温度来控制。 应温度来控制。
R—OH + HN(CH3)2
R—N(CH3)2
直接合成二甲 叔胺的方法
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R＝C8H17 ，C12H25 ，C16H33
羟基化合物的氨解 ⑵ 工业合成法： 工业合成法： ① 气固相接触催化氨解法
（1）应用： 应用：甲醇氨解制二甲胺； 甲醇氨解制二甲胺； （2）催化剂： 催化剂：SiO2/Al2O3（主催化剂）； 主催化剂）； （3）温度： 温度：350～500℃； （4）压力： 压力：0.5～5MPa。
4
概述 三、胺类化合物的制备方法 （1）硝化还原： 硝化还原： （2）氨解法： 氨解法：
Ar NO2
[H]
Ar NH2
Ar Cl Ar OH Ar SO3H A 直接氨化，见P48
O NH(CH2CH2OH)2 O N(CH2CH2OH)3
（3）加成胺化
NH3 + O NH2CH2CH2OH
（4）Hoffmann降解法 Hoffmann降解法
ArCOOH
NH3
联系习题6(4)
NaBrO ArCONH2 NaOH
ArCOONH2
H2O
ArNH2
5
概述 四、氨基化试剂（ 氨基化试剂（氨解剂） 氨解剂） 液氨 氨水 氨气 铵盐 有机胺（ 有机胺（伯、仲、叔胺） 叔胺）
H 2O N H 3 ~2M P a
H 2N C H 2C H 2N H 2
N(C2H5)3 + ClCH2
(H5C2)3N+ CH2
Cl-
③ 染料分子中的引入-NH2，影响染料色泽； 影响染料色泽；提 高染料与纤维的亲和力。 高染料与纤维的亲和力。 ④ 通过氨基引入其他基团。 通过氨基引入其他基团。
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取代氨解
ClCH2CH2Cl
NH3
ClCH2CH2NH2
NH3
H2N-CH2CH2-NH2
乙二胺
氯乙胺
ClCH2CH2NH2 或ClCH2CH2Cl,NH3 ClCH2CH2NH2 或ClCH2CH2Cl,NH3 二乙撑三胺
H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2
H2N(CH2CH2NH)2CH2CH2NH2
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加成胺化 2. 环氧乙烷或乙撑亚胺与胺或氨的反应
*** ① 环氧乙烷或乙撑亚胺能够与胺或氨发生开环加成反 应，得到氨基乙醇或二胺。 得到氨基乙醇或二胺。 O O
NH3 NH2CH2CH2OH NH(CH2CH2OH)2
O
联系习题6(4)
N(CH2CH2OH)3
② 乙撑亚胺与胺的反应较难进行， 乙撑亚胺与胺的反应较难进行，需要加入三氯化铝作 催化剂。 催化剂。
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2.7.2 羟基化合物的氨解
胺类转变成羟基化合物以及羟基化合物转变成 胺类为可逆过程： 胺类为可逆过程： ROH + NH3 羟基化合物的氨解类型： 羟基化合物的氨解类型： 1. 醇羟基的氨解 2. 酚羟基的氨解
9
RNH2
+ H2O
1. 醇羟基的氨解 ⑴ 合成原理： 合成原理：
NH3 + ROH -H2O RNH2 + ROH -H2O R2NH
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2.8 酰化和酯化反应
2.8.1 概 述 2.8.2 N-酰化反应 2.8.3 酯化反应
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概 述
2.8.1 概 述
问题： 问题：常用的酰基化试剂有哪 些？最活泼的酰化试剂是什么？ 最活泼的酰化试剂是什么？
一、酰基化反应的含义： 酰基化反应的含义：
酰化反应指的是有机分子中与碳原子 酰化反应指的是有机分子中与碳原子、 指的是有机分子中与碳原子、氮原子、 氮原子、磷原子 、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（ 酰基（＞C=O）所取代的 反应。 反应。 氨基氮原子上的氢被酰基所取代的反应称N-酰化， 酰化，生成 的产物是酰胺。 的产物是酰胺。 羟基氧原子上的氢被酰基取代的反应称O-酰化， 酰化，生成的 产物是酯， 产物是酯，故又称酯化。 故又称酯化。 碳原子上的氢被酰基取代的反应称C-酰化， 酰化，生成产物是 醛、酮或羧酸。 酮或羧酸。
CH3NH2 (CH3)2NH (CH3)3N
② 高压液相氨解法
（1）用于C8～10醇的氨解； 醇的氨解； （2）催化剂： 催化剂：金属合金， 金属合金，如 Cu-Al, Ni-Al, Cu-Ni-Al, Cu-Cr-Al等。
NH3+CH3OH
③ 气固相临氢接触催化氨化氢化法
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羟基化合物的氨解 气固相临氢接触催化氨化氢化
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取代氨解 3．硝基氨解
O R + NH3 O
O NH2 O R=X, SO3H, NO2
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2.7.5 直接氨化
芳环上引入直接氨化的方法： 芳环上引入直接氨化的方法： ①首先芳环上应存在着吸电子取代基， 首先芳环上应存在着吸电子取代基，以降低芳 环碱性； 环碱性； ②其次， 其次，要有氧化剂或电子受体参加， 要有氧化剂或电子受体参加，以便在反 应中帮助H脱去。 脱去。 直接氨化反应实例： 直接氨化反应实例：① 以羟胺为反应剂 ② 以氨基钠为反应剂
② 萘酚的氨解
OH 磺化 -5~10℃ SO3H OH 氨解
萘胺磺酸 /γ酸 /吐氏酸
OH
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羟基化合物的氨解
NH2
β-萘胺
提示： 提示： 2-萘胺不能通过磺化-氨解、 氨解、氯化-氨解来制备， 氨解来制备，原因： 原因：对于 苯、萘而言， 萘而言，-SO3H，-Cl极不活泼， 极不活泼，很难发生氨解反应。 很难发生氨解反应。 也不能通过硝化-还原来制备， 还原来制备，原因： 原因：硝基不易进入β 硝基不易进入β位， 主要得1-硝基萘。 硝基萘。 酚羟基可通过磺化-碱熔制备， 碱熔制备，由此开发了Bucherer反应。 反应。