精细有机合成第四章_PPT幻灯片
合集下载
第4章 硝化技术
硝化产物与废酸分离后，还含有少量 无机酸和酚类等氧化副产物，必须通过水 洗、碱洗法使其变成易溶于水的酚盐等而 被除去。这些方法的缺点是消耗大量的碱， 并产生大量含酚盐及硝基物的废水，需进 行净化处理。废水中溶解和夹带的硝基物 一般可用被硝化物萃取的办法回收。利用 混合磷酸盐水溶液作萃取剂，酚类解离成 盐．被萃取到水相中，水相再利用苯或甲 基异丁困等有机溶剂反萃取，重新得到混 合群酸盐循环使用。这种方法尽管投资大， 但不需要消耗化学试剂，总体核算仍很经 济合理。
2.硝化剂
不同的硝化对象往往需要采用不同的硝化方法。 相同的硝化对象，如果采用不同的硝化方法，则常 常得到不同的产物组成。例如，乙酰苯胺用不同的 硝化剂硝化时，所得产物组成相差很大(表4—2)因 此在进行硝化反应时，必须选择合适的硝化剂。
3.温度
温度对于硝化反应的影响十分重要。对于非均相硝 化反应，温度直接影响反应速率和生成物异构体的比 例。一般易于硝化和易于发生氧化副反应的芳烃(如酚、 酚醚等)可采用高温硝化。 对于非均相硝化反应，温度还将影响芳烃在酸相中 的物理性能(溶解度、乳化液强度、界面张力)和总反应 速率等。由于非均相硝化反应过程复杂，因而温度对 其影响呈不规则状态。例如，甲苯—硝化的反应速率 常数大致为每升高10℃增加1．5—2．2倍。 硝化温度的选择，对异构体的生成比例有时也有一 定影响。表4—4表明了在不同温度下混酸硝化硝基苯 时的异构体产物的组成。
4.搅拌
大多数硝化过程是非均相的，为了保证反应能顺利 进行及提高传热和传质效率，必须具有良好的搅拌装 置和冷却设备。 在硝化过程中，特别是在间歇硝化反应的加料阶 段停止搅拌或由于搅拌器桨叶脱落而导致搅拌失效是 非常危险的，因为这时两相很快分层，大量活泼的硝 化剂在酸相中累积，一旦搅拌再次开动，就会突然发 生激烈反应，瞬间放出大量的热，使温度失去控制而 发生事故。因此，必须十分注意和采取必要的安全措 施。通常在硝化设备上应装有报警装置，当反应温度 超过规定限度时，能自动停止加料。
精细有机合成ppt课件
名称由来：最初是从动植物等有机体中提炼出来的，
早期无法人工合成，但目前已经能够人工合成复杂 的有机化合物—有机合成化学。
物理有机化学
有机合成化学 天然产物化学
天然产物合成
有机化学发展领域
金属有机化学 不对称催化 绿色化学 有机材料化学 药物化学与药物设计 农药化学
化学生物学
天然产 物化学
chemistry of natural products
的天然有机物分子挑战的人
1965年, 伍德沃德(Robert Burns Woodward，1917—1979, 1965年诺贝尔得主) 美国人，人工合成固醇、叶绿素、维生 素B12和其他只存在于生物体中的物质。 （1）喹啉 （2）利血平（1956年） （7）叶绿素（1960年） （8）维生素B12(1973年，15 年, 一百多人参加） （3）胆甾醇（1951年） (9) 红霉素(262144个异构
结晶牛胰岛素的人工合成
中国科学院上海生物化学所、上海有机化学所、北京大学等单位的学者在王应睐、 邹承鲁、钮经义、汪猷、邢其毅等学科带头人的领导组织下，历经8年的艰苦努力， 终于攻克了胰岛素A及B链的拆合关、A链和B链的合成关等一道道难关，最终完成了 牛胰岛素的全合成。
R. B. Woodward--- 一位不断向最复杂
有机合成化学，是化学最中心的研究与生产任务之一， 是新中间体、新药、新材料、新催化剂等最主要的来源， 是化学学科中最活跃、最具创造性的领域，也是整个科学 界最活跃的方向。 现在，全世界化学工作者每年合成近百万种新化合物。 迄今人类已知的近2500万种物质中，绝大多数为有机化 合物（约90%以上），90%以上由人工合成。所以，有机 合成理所当然地成为合成化学最主要的内容。
精细有机合成化学PPT课件
置换磺化
Na2SO3 回 流
H2NCH2CH2SO3H
Na2SO4
+ + H2NCH2CH2OH
催 化 剂 ， 高 温CH2 脱水环合
N
H
CH2 NH4HSO3 开环加成磺化
H2NCH2CH2SO3H
NH3
第8页/共52页
硝化和亚硝化 内容： 硝化反应历程、混酸硝化、硫酸介质中的硝化、 有机溶剂-混酸硝化、在乙酐或乙酸中的硝化、 稀硝酸硝化、置换硝化法、亚硝化。 C-硝化---硝基化合物； N-硝化 ---硝胺；O-硝化---硝酸酯
96.5% H2SO4 160 162 OC
SO3H 硝化
HO3S HO3S
NO2 还原
NO2 还原
HO3S HO3S
NH2 NH2
T-3 牛磺酸的制备（三种方法—乙醇胺雾化发、酯化法）
+ + H2NCH2CH2OH
硫酸酯化 H2SO4 减压脱水 H2NCH2CH2OSO3H
H2O
+ + H2NCH2CH2OSO3H
第2页/共52页
T-3 工业上生产三氯乙醛是用氯与乙醇作用：
CH3CH2OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
T-4 H2C=CHCH3 + HCl + 0.5O2 → H2C=CCH2Cl + H2O
羰基合成
T-5 HCHO + CO + H2O
HOCH2COOH
第3页/共52页
磺化和硫酸化
CH3
200 OC H2SO4 SO3H
CH3 SO3H
磺化
ArH + H2SO4 水解 ArSO3H + H2O
《精细有机合成基础》PPT课件(2024版)
I: -CH3是斥电子基 使苯环上电子云密度
+C、+I同向，都使苯环上电子云 密度
15
有-I，无T： 如-N+(CH3)3、-CF3、-CCl3等 （1）使σ-配合物均不稳定，使苯环钝化； （2）使邻、对位取代产物更不稳定； （3）为间位定位基。
16
有-I，-T： 如-NO2、-CN、-COOH、-CHO等 （1）诱导效应与共轭效应作用一致； （2）则使苯环钝化； （3）间位定位基。
℃) 2.47
26
2.1 芳香族亲电取代的定位规律
4、亲电试剂的空间效应（P10 表2-3） 5、新取代基的空间效应 6、反应的可逆性
27
7、反应条件的影响
温度
（1）通常情况下，温度升高，亲电取代反应活性增 高，选择性下降。
混NO酸2 硝化
NO 2
NO 2
NO 2
＋
＋
NO 2
0℃ 5％
94％
NO 2 NO 2
-I:吸电子 ＋I:供电子 共轭效应（T）：包括π-π共轭和p-π共轭。
-T:吸电子 ＋T:供电子
14
有+I，无T： 如-C2H5，-CH3 （1）使σ-配合物稳定，活化苯环；
（2）使H 邻、对位取代产物更稳定H ； （3）H 为C 邻H、对位定位基。 H C H
C: s-p超共轭 使苯环上电子云密度
四、苯环上已有两个取代基的定位规律
已有两个取代基为同一 类型定位基，且处于间 位，则定位作用一致。
已有两个取代基为同一 类型定位基，且处于邻、 对位，则定位作用不一 致——取决于定位能力 的强弱。
CH3
少量
COOH
CH3
主产物
精细有机合成单元反应基础PPT课件
精细有机合成化学
➢有机合成反应理论 ➢磺化、硫酸化反应 ➢硝 化 反 应 ➢烷 基 化 反 应 ➢羟 基 化 反 应
➢还 原 反 应ห้องสมุดไป่ตู้➢卤 化 反 应 ➢酰 化 反 应 ➢氧 化 反 应 ➢酯 化 反 应
1
绪论
一、精细化学品的释义 欧美 产量小、纯度高的化工产品。
日本
具有高附加价值、技术密集型、设备投资少、 多品种、小批量生产的化学品。
三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维 。
注意：原料与产品的划分不是绝对的。有的化学品从 上游看是产品从下游看则是原料。划分的界限也有所 不同。
10
第1章 绪论／1、精细化工及相关行业的概念
产品生产过程的顺序：
精细化工产品
起始原料
基础有机原料
基本有机化学品
三大合成材料
起始原料：石油、天然气、煤、农林产品（副产品）。
中国 原则上采用日本对精细化学品的释义。
2
美国克林教授的释义
无差别化学品： 差别化学品：
具有固定熔点或沸点，能以分子式或结构 式表示其结构的
不具备上述条件的
通 用 化 学 品 大量生产的无差别化学品（无机酸、碱、甲醇等）
准通用化学品 较大量生产的差别化学品（塑料、合成纤维等）
精细化学品 专用化学品
第一门类又可分为许多小类。中国的分类暂行规定中，不
包括国家医药管理局管理的药品。
5
三、精细化工的特点
1）除化学合成反应、前后处理外，还常涉及剂型制备和 商品化（标准化）才得到最终商品 2）生产规模小，生产流程大多为间歇操作的液相反应，常 采用多品种综合生产流程或单元反应流程 3）固定投资少、资金产出率高 4）产品质量要求高，知识密集度高；产品更新换代快、寿命 短；研究、开发难度大，费用高
➢有机合成反应理论 ➢磺化、硫酸化反应 ➢硝 化 反 应 ➢烷 基 化 反 应 ➢羟 基 化 反 应
➢还 原 反 应ห้องสมุดไป่ตู้➢卤 化 反 应 ➢酰 化 反 应 ➢氧 化 反 应 ➢酯 化 反 应
1
绪论
一、精细化学品的释义 欧美 产量小、纯度高的化工产品。
日本
具有高附加价值、技术密集型、设备投资少、 多品种、小批量生产的化学品。
三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维 。
注意：原料与产品的划分不是绝对的。有的化学品从 上游看是产品从下游看则是原料。划分的界限也有所 不同。
10
第1章 绪论／1、精细化工及相关行业的概念
产品生产过程的顺序：
精细化工产品
起始原料
基础有机原料
基本有机化学品
三大合成材料
起始原料：石油、天然气、煤、农林产品（副产品）。
中国 原则上采用日本对精细化学品的释义。
2
美国克林教授的释义
无差别化学品： 差别化学品：
具有固定熔点或沸点，能以分子式或结构 式表示其结构的
不具备上述条件的
通 用 化 学 品 大量生产的无差别化学品（无机酸、碱、甲醇等）
准通用化学品 较大量生产的差别化学品（塑料、合成纤维等）
精细化学品 专用化学品
第一门类又可分为许多小类。中国的分类暂行规定中，不
包括国家医药管理局管理的药品。
5
三、精细化工的特点
1）除化学合成反应、前后处理外，还常涉及剂型制备和 商品化（标准化）才得到最终商品 2）生产规模小，生产流程大多为间歇操作的液相反应，常 采用多品种综合生产流程或单元反应流程 3）固定投资少、资金产出率高 4）产品质量要求高，知识密集度高；产品更新换代快、寿命 短；研究、开发难度大，费用高
精细有机合成与设计 ——4.烷基化反应
它们均是反应能力相对较弱的烷化剂，仅适用于活泼芳烃的C－烷基化， 如苯、萘、酚和芳胺等。
OH OH
+
Cat HCHO
CH 2OH
二、含α-H化合物的C－烷基化（自学）
三、炔烃的C－烷基化（自学）
第二节 N－烷基化反应
N－烷基化反应 氨、脂肪胺或芳胺中氨基上的氢原子被烷基取代，或通过
直接加成而在N原子上引入烷基的反应 是制备各种脂肪族和芳香族伯、仲、叔胺的主要方法。反应通式如下：
所以，利用付氏烷基化反应不能得到长、直碳链的烷基苯。
5．C－烷基化方法
（1）烯烃烷化法 （2）卤烷烷化法 因反应系统中有氯化氢和微量水存在，其腐蚀性极强，所流经的管道 和设备均应作防腐处理，一般采用搪瓷、搪玻璃或其他耐腐材料衬里。为 防止氯化氢气体外逸，相关设备可在微负压条件下进行操作。 （3）醇、醛和酮烷化法
★ 2．催化剂
（1）路易斯酸 主要是金属卤化物，其中常用的是无水AlCl3。催化活性如下：
AlCl3＞ FeCl3＞SbCl5 ＞SnCl4＞ BF3＞ TiCl4 ＞ZnCl2
采用无水三氯化铝作催化剂的优点是价廉易得，催化活性好。缺点 是有大量铝盐废液生成，有时由于副反应而不适于活泼芳烃（如：酚、 胺类）的烷基化反应。
ROH + H+ R+-OH2
H Ar-N+-R H Ar-NH2 + R+
伯胺
R+ + H2O
1、反应历程
Ar-N-R + H+ H 仲胺 R+
R
醇类属弱烷化剂，多用 于氨、脂肪胺、苯胺、 甲苯胺等活性较大的胺 类。
Ar-N-R + H+
精细有机合成化学以及工艺学 第四章 卤化
c. 固体杂质或粗糙的器壁：容易使链终止。
卤
化
脂烃及芳环侧链的取代氯化影响因素
（3） 氯化深度的影响
自由基取代是一连串反应。产物组成随氯化深度而变化。氯化 深度越大，多氯化物产率越高。 若目的产物为一氯化物，则应严格控制反应的氯化深度或原料 比例 。
卤
化
脂烃及芳环侧链的取代氯化
3、氯化苄的生产
甲苯的侧链氯化可制取一氯苄、二氯苄、三氯苄。反 应式见P.110.式(4-83)、(4－84)、(4－85)。
卤
化
脂烃及芳环侧链的取代氯化影响因素
引发条件及温度的影响
b. 高温引发：
分子的热离解能越高，需要的温度越高。 如氯化，氯分子的热离解能238.6KJ/mol，引发温度>100℃， 液相氯化：一般氯化温度在100～150℃。 气相氯化：>250℃，甲烷氯化则需500℃以上。 卤素分子离解所需能量见表4－5。（P.109.）
但该法容易引发副反应，如亲电取代反应。 前二法（热、光）常用。
卤
化
脂烃及芳环侧链的取代氯化反应历程
（2）反应链的传递
RH + X. → R. + HX R. + X2 → RX + X.
见P.108.。一个自由基可传递成千上万次。 （3）反应链的终止 自由基不会无休止的传递，碰到某些偶然因素会终止。如碰 到器壁、碰到抑止剂(阻化剂)（如氧气或其它杂质等不活泼质 点），就会使反应链终止。见P.109.的反应。
卤
化
芳环上的取代卤化反应
6、芳环上的溴化和碘化
历程、催化剂与氯化一样。 特点：与氯相比，溴价格贵，碘更贵，因资源量少。为充分利 用溴或碘，反应过程中通常要加入氧化剂，使生成的卤化氢再 氧化成卤素，得以充分利用。常用的氧化剂有：次氯酸钠、氯 酸钠、双氧水或氯气。如 2HBr + NaOCl Br2 + NaCl + H2O
卤
化
脂烃及芳环侧链的取代氯化影响因素
（3） 氯化深度的影响
自由基取代是一连串反应。产物组成随氯化深度而变化。氯化 深度越大，多氯化物产率越高。 若目的产物为一氯化物，则应严格控制反应的氯化深度或原料 比例 。
卤
化
脂烃及芳环侧链的取代氯化
3、氯化苄的生产
甲苯的侧链氯化可制取一氯苄、二氯苄、三氯苄。反 应式见P.110.式(4-83)、(4－84)、(4－85)。
卤
化
脂烃及芳环侧链的取代氯化影响因素
引发条件及温度的影响
b. 高温引发：
分子的热离解能越高，需要的温度越高。 如氯化，氯分子的热离解能238.6KJ/mol，引发温度>100℃， 液相氯化：一般氯化温度在100～150℃。 气相氯化：>250℃，甲烷氯化则需500℃以上。 卤素分子离解所需能量见表4－5。（P.109.）
但该法容易引发副反应，如亲电取代反应。 前二法（热、光）常用。
卤
化
脂烃及芳环侧链的取代氯化反应历程
（2）反应链的传递
RH + X. → R. + HX R. + X2 → RX + X.
见P.108.。一个自由基可传递成千上万次。 （3）反应链的终止 自由基不会无休止的传递，碰到某些偶然因素会终止。如碰 到器壁、碰到抑止剂(阻化剂)（如氧气或其它杂质等不活泼质 点），就会使反应链终止。见P.109.的反应。
卤
化
芳环上的取代卤化反应
6、芳环上的溴化和碘化
历程、催化剂与氯化一样。 特点：与氯相比，溴价格贵，碘更贵，因资源量少。为充分利 用溴或碘，反应过程中通常要加入氧化剂，使生成的卤化氢再 氧化成卤素，得以充分利用。常用的氧化剂有：次氯酸钠、氯 酸钠、双氧水或氯气。如 2HBr + NaOCl Br2 + NaCl + H2O
精细有机合成-南京工业大学化学工程与工艺_图文
例2 设计2，5－二甲基－2，5－环氯－3－已酮 的
合成路线
八、1，4－和1，6－二羰基化合物的拆开
1. 1，4－二羰基化合物的拆开 (1) 通式
(2) 1．4－二酮的合成
设计3－甲基－2－乙酰基－4－氧代戊酸乙酯的合成
设计2－(α－环已酮基)乙酸乙酯的合成路线
例1 设计∆1，2－六氢化茚－2－酮的合成路线
1. 1，5—二羰基化合物的合成－Michael加成
若给予体中X成Y为－COOR，－COR，－ CHO或—CONH2，受体为α,β-不饱和羰基化合 物，则Michae1反应产物为1，5－二羰基化合物 。
Michael反应的选择性
2－辛酮与丙烯酸乙酯的反应
2. 1，5－二碳基化合物的拆开法
例1 设计5，5－二甲基－1，3－环已二酮的合成路 线
③α－次甲基：很难被各种酯所酰化。Βιβλιοθήκη 分子酯和一分子酮反应——适用于各种酮
两分子酯和一分子酮反应——适用于丙酮和环戊酮
在甲基和羰基之间被一个或多个共扼的双键 隔开时，甲基的活性不变－“插烯规律”。例如：
多种环酮的亚甲基，也可以草酰化
甲酸酯与酮的酰化反应—脂肪酮优先发生在亚甲基上
例1 设计天然产物白屈莱酸的合成路线
例2 设计合成路线
例3 设计9－甲基－3，5，6，7，8，9－六氢化 －3－萘酮的合成路线
例4 设计合成路线
Mannich反应及其应用
设计合成路线
先制成Mannich碱的碘化季胺盐
七、α－羟基羰基化合物的拆开
1. α－羰基酸的合成与拆开 (1) α－羰基酸的合成
(2) α－羰基酸的拆开
• 含有杂原子的二元羧酸酯(含α-活泼氢)也可 进行Dieckmann酯缩合反应
有机合成：Chapter 4 有机金属化合物的反应
H3C
C CH2 Ph
(85%)
（返回）
30
羰基化合物中，只有酰卤能与有机铜（I）试剂作用，反 应生成醛/酮：
- 78 C (CH3)2CuLi + CH3(CH2)4CO(CH2)4COCl
15 min
CH3(CH2)4CO(CH2)4COCH3 (95%)
产物酮不能再参与反应。又如：
( H2C
CH3(CH2)3COCH3 (80%)
（2）产物有空间位阻，例如：
(CH3)3CCH2MgCl + (CH3)3CCOCl
O (CH3)3CCH2 C C(CH3)3 (87%)
（返回）
20
对一级和二级酰胺，格氏试剂主要是从氢上除去质子， 生成烃，例如：
δδ XMg R
H NHCOR'
RH + R'CONHMgX
9
4.2.3 有机铜（I）试剂
制备：
RLi +
Cu2X2
RCu or R2CuLi
有机铜（I）试剂反应特点： （1）特别容易取代卤素生成烃； （2）在羰基化合物中只与酰卤作用，生成醛/酮； （3）与α,β-不饱和羰基化合物反应得到共轭加成产物；
（4）在加热或氧化剂存在时，特别容易发生偶联反应。
10
2 R C CH + Cu2Cl2
2 R C CCu + 2 HCl
炔基铜（I）化合物易制备，并且比烷基或芳基铜（I） 化合物要稳定得多，主要反应有：
（1）从不活泼的位置取代卤素； （2）将酰氯转变为酮；
（3）偶联反应生成共轭二炔。
12
4.4 总结
4.4.1 切断与合成等价物 合成某种化合物，可以有不同的切断方式，而同一种切
有机合成完整版课件PPT
中202约1/3/1070%以上是有机化合物。
5
第四节 有机合成
2021/3/10
6
用化学方法人工合成物质
复写自然物质
HO
O O
HO
HO
OH
2021/3/10
7
用化学方法人工合成物质
修饰自然物质
解热镇痛药物——阿司匹林 难溶于水。
修饰
COONa
阿司匹林的钠盐，易溶于水，
CH3CH2Br合成CH3COOCH2CH3
4.有机合成的任务 （1）目标化合物分子碳链骨架的构建 （2）官能团的转化和引入
2021/3/10
13
5、有机合成的设计思路:
6、关键：
设计合成路线，即碳骨架的构建、官能团的引
入和转化 。 2021/3/10
14
【知识复习】
1、有机反应的类型
1）取代反应:甲烷、苯、醇的卤代,苯的硝化、 磺化，醇与活泼金属反应，醇的分子间脱水，酯 化反应，酯的水解反应等。
11
3.有机合成的过程
基础原料
副产物 中间体1
副产物
中间体2
目标化合物
辅助原料
辅助原料
辅助原料
有机合成过程示意图
这种按一定顺序进行的一系列反应就构成了合成路线
2021/3/10
12
【合作探究2】
观察探讨1中基础原料和目标产物的结构发生了 哪些变化？思考有机合成的任务是什么？
②卤代烃水解 水
C2H5Br +NaOH △ C2H5OH + NaBr
③醛/酮加氢
催化剂
CH3CHO +H2 Δ CH3CH2OH
④酯的水解
稀H2SO4
《有机合成》课件 (共48张PPT)
精选版课件ppt
28
例1
CH3 C CH2 CH3
CH2 C COOH CH3
精选版课件ppt
29
Br Br
CH3 C CH2 CH3 C CH2
CH3
CH3
OH OH CH3 C CH2
CH3
OH O CH3 C C H
CH3
精选版课件ppt
CH2
C COOH CH3 30
副产物
副产物
基础原 料
CHOH
精选版课件ppt
21
用化学方法人工合成物质
HO
O O
HO
HO
OH
精选版课件ppt
22
叶绿 素分 子的 结构
式
精选版课件ppt
23
维 生 素
B12 的 化 学 结 构
精选版课件ppt
24
用化学方法人工合成物质
• 修饰 • 自然 • 物质
解热镇痛药物——精选阿版司课件匹ppt林
25
CH3
2.醛.酮加氢气
催化剂
CH3CH=O+H2 Δ
CH3CH2OH
催化剂
(CH3)2C=O+H2 Δ (CH3)2CHOH
3.卤代烃水解
CH3CH2Cl
+H2O
NaOH
△
CH3CH2OH
H2SO4
4.酯的水解 CH3COOCH2CH3+H2O Δ 精选版课C件pHpt 3COOH+CH3CH2O7 H
-X的引入
8
-C=C-或-C=O的引入 官能团
引入
1.醇与卤代烃的消去反应
1）某些醇的消去引入C=C
CH3CH2OH
精细有机合成化学及工艺学PPT课件
-
3
5.促进技术进步。 6.高经济效益
1.4 本书的讨论范围
有机化工产品：基本有机原料，有机中间体和有机产 品。 基本有机原料：指从石油，天然气或煤等天然资源经 过一次或次数较少的化学加工而制得的结构比较简单 的有机物，如乙烯，苯，甲苯等。 中间体：指将基本原料经进一步加工而制得的结构比 较复杂但还不具有特定用途的有机物，如甲醇，乙酸， 环氧乙烷等。 有机化工产品：指将有机中间体加工制得有特定用途 的有机物，如医药，塑料，合成橡胶等。
85%
5%
10%
15%
硝 化
环 上 的 氯 化
低 温 磺 化
当萘环上已有了一个第一类取代基时，新取代基进入它的同环， 如已有取代基在α位，则新取代基进入它的邻位或对位，并且常常以其
中一个位置为主。
ONa
OH
+ CO2
羧 化
CO O Na
-
17
NH2
NH2
+
N NCl
NN
当已有取代基是第二类定位基，新取代基通常进入没 有取代基的另一环上，并且主要是α位取代。
如 -O -NR2 -OH -F -C l 等，其未共用电
子对和苯环形成正的共轭效应（+T或+C），它们是邻，
对定位，同时它们也具有诱导效应，如氨基和羟基，
其（+T）大于（-I），所以它们使苯环活化。对于卤素，
其正的共轭效应小于负的诱导效应，所以使苯环稍稍
钝化。
-
11
（3）取代基具有负的诱导效应，且同苯环相连的原子没 有共用电子对，如
-
9
第二定位基：
- N （ C H 3 ） 3- C F 3 - N O 2 - C N - S O 3 H- C O O H- C H O- C O O C H 3 - C O C H 3 - C O N H 2- N H 3 - C C l3 等
精细有机合成第四章酰化
O CH3 C
O
CH3 C O
R1 + ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱH
R2
O R1 CH3C N R2 +
O CH3C OH
式中R1可以是氢、烷基或芳基，R2可以是氢或烷 基。这个反应不生成水，因此是不可逆的。
Company Logo
4.1.2 酸酐的N-酰化
❖ 如果被酰化的胺和酰化产物熔点不太高，在乙酰 化时可不另加溶剂。
Company Logo
4.1.1用酰氯的N-酰化
用酰氯进行N-酰化的反应通式如下：
R NH2 + Ac Cl
R NHAc + HCl
式中R表示烷基或芳基，AC表示各种酰基，这类反应 是不可逆的。酰氯是比相应的酸酐更活泼的酰化剂。 许多酰氯比相应的酸酐容易制备，因此常常用酰氯作 酰化剂。最常用的酰氯有长碳链脂肪酸的酰氯，芳羧 酰氯、芳磺酰氯、光气和三聚氰酰氯等。
用羧酸的N-酰化是一个可逆的过程，首先生成铵 盐，然后脱水生成酰胺：
O R C OH + H2N R'
成盐
O R C O H3NR'
-H2O 加热
OH R C N R'
Company Logo
4.1.3 羧酸的N-酰化
为了使酰化反应尽可能完全并使用过量不太多的 羧酸，必须除去反应生成的水，脱水的方法主要 有下述几种。 ❖ 1．高温熔融脱水酰化法 ❖ 2．反应精馏脱水酰化法 ❖ 3．溶剂共沸蒸馏脱水酰化法 此3种方法的用法见书P253页。
❖ 如果被酰化的胺和酰化产物熔点较高，就需要另 外加苯，甲苯或氯苯等非水溶性惰性有机溶剂。
❖ 如果被酰化的胺和酰化产物易溶于水，而乙酰化 的速度比乙酐的水解速度快的多，乙酰化反应也 可以在水介质中进行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
- CCl3 - CO2H
N
Urotropin N N
KMnO4
N
RCO3H
Cl2, PCl3 HO-, H2O
(四) 亲核取代 1. 重氮盐的取代
M e F G I C N
M e F G I N H 2
M e N O 2
M e
A r N H 2H O N OA r N 2 +
Z A r Z
Z
试剂
二、R-X切断
CX
(X = O, Cl, S, N)
O
Ph O Ph Cl
O NH
Cl
O O
Cl S
Cl
OH 1.
H CN
2.
NH2
H CN
O H + -C N H
O H
+ H+
+ NH2 H
+ -C N
+N H 2 H
O + N H 3 + -C N H
分为
1，1 1，2 1，3 Nu
C- X C - X Nu
(4) TM Target molecule
(5) Retro synthesis
anti synthesis
(6)单箭头表示“ ”合成反应，即从反应物到产物；
disconnection 波纹线垂直标在切断的键上，
切断后用“
”表示“逆推”得到“分子碎片”；
带电荷的分子碎片称作合成子（Synthon）
2、应先切断最具吸电子作用的基团，
（致钝基团存在，难以引入的其它基团）
+
O Zn-Hg 浓HCl
(二) 其它芳烃的取代反应
R
X +
X
R
合成子 R+
RCO+ NO2+ Cl+ Br+ +SO3H +SO2Cl ArN2+ +CH2Cl +CHO
试剂
RBr + AlCl3 烯+H+
RCOCl + AlCl3 HNO3 + H2SO4 Cl2 + FeCl3 Br2 + Fe
C - X Nu O
OCR
R 1, 2 C-X Nu +
O
O R
O 1, 3 C-X
R
Nu +
R O
O OH + HO C R Nu
1, 2 C - X Nu +的切断： 属 C-C 切断 方法很多， 多用： (1) 格氏反应； (2) 以炔烃为原料的反应；
RX Mg
RMgX
(五) 次序规则 邻对位定位基
第一类 -O-, -NR2, -NHR, -NH2 -OH, -OR, -NHCOR -OC=O
加快 强活化 -CH3 (-R) -Ar -X (F, Cl, Br, I)
中等
弱 活化 基 团 第二类, 致钝基团
间位定位基
第 三 类 -N+(CH3)3, -CF3, -CCl3 -NO2 -CN,
O
-SO3H, -CHO, -COR, -COOH, -COOR,
+ CNH2 -NH3
强 钝 化
(六) 芳香化合物切断规律： 1、考察官能团之间的相互关系，找到正确
定位基团
蒿蒲香酮：
a O
b
a
b
O
Br +
O +
Cl
(错) ( 正确定位 )
注意： ① 第一类定位基为定位基团较好； ② 较少用第二、三类定位基； ③ 注意合成子的结构特征。
H2SO4 ClSO2OH ArN2+ CH2O + HCl + ZnCl2 氯甲基化 CHCl3 + HO－ Reimer — Tie mann Me2NCHO + POCl3 Vismeier — Haack CO + HCl + AlCl3 甲酰化 Zn(CN)2 + HCl
(三) FGI
Y
O
H OH
OH OH
2O
总结： 醇的切断
H O
N M e2 O Ph O
N M e2 Ph O H
+ M g X O
N M e2 O +PhM gX
+ H N M e2 O
O OH FGI
OH
Ph
O O Ph
Ph
Ph
PhMgX+ O OOR FGI O O
O
OR
N
O H
P h P h
N
O +2P hM gX
HO
H2O
RO
ROH
CN
Cu(I) CN
Cl
Cu Cl
Br
CuBr
I
KI
Ar
ArH
H
H3PO2 / EtOH / H+
2. 卤代物的亲核取代
Cl
HNO3 H 2S O 4
NR2
O 2N
NO2
Cl NO2 Nu-
Nu NO2
NO2
NO2
Cl
Cl
O 2N
NO2
CF3
CF3
CF3
(R - n -丙 基 )
CO R
+ N H
O CO R
+ 2P hM gX
FGI ROH
RX
RCHO RCOOH RCOOR RC = C R - OR
R2CO
伯醇： 增加1个 C， HCHO 增加 2个 C，
O
四、芳香族化合物切断法
(一) F-C反应
1. 烷基化 2. 酰基化 3. 重排
Cl AlCl3
COCl AlCl3
X
R
R
1. 还原 Y - NO2 - COR
- COR
X
- NH2 - CH2OH - CH2R
试剂
H2, Pd/C; Sn/浓HCl NaBH4 Zn/Hg 浓HCl
2. 氧化 - CH2Cl - -CH2R
- CH3 - COR
3. 取代 - CH3 - CN
- CHO - COOH
- O COR
一、概述 （一）、切断内容：（拆开）
1、分析：(1) 确定目标分子中的官能团； (2) 用已知和可靠的反应进行切断； (3) 必要时反复切断以便到达易于取得的起
始原料。 即：从目标分子出发，通过切断最终得到
原料。
2、合成：
要求： (1) 找出原始原料； (2) 在切断的基础上，决定出使用的路线； (3) 制定出由原料到产物的切实可行的路线；
R C-OH
R' R''
R'COR'' R'COOR''
R R'' COH
R'
CH2O RCH2OH
O R(CH2)2OH
HCOOR' R'
O
R'CHO
R R CHOH
HO R' CH-CH2R
R CHOH
R'
HCCMgBr HC CNa
C2H5MgBr Na, NH3(L)
HC CH
2C2H5MgBr Br-MgC CMgBr 2Na,NH3(L) NaCCNa
必要条件： (1) 要考虑反应进行的具体条件； (2) 控制条件：导向，保护，钝化，活化等。
（二）、切断的注意点：
1、切断部位要选择合适； (1) 合成的成功可能性 (2) 副反应尽可能减少
a
OH b
a CHO
b
Br +
O CHO
Br
O
+
CHO
b法较好，原料易得
CHO + HBr
5、切断标记 (1) 用S形弯曲线将键连线切断； (2) FGI Functional groups Interchange 官能团转换； (3) FGA Functional groups Addition 增加官能团；
N
Urotropin N N
KMnO4
N
RCO3H
Cl2, PCl3 HO-, H2O
(四) 亲核取代 1. 重氮盐的取代
M e F G I C N
M e F G I N H 2
M e N O 2
M e
A r N H 2H O N OA r N 2 +
Z A r Z
Z
试剂
二、R-X切断
CX
(X = O, Cl, S, N)
O
Ph O Ph Cl
O NH
Cl
O O
Cl S
Cl
OH 1.
H CN
2.
NH2
H CN
O H + -C N H
O H
+ H+
+ NH2 H
+ -C N
+N H 2 H
O + N H 3 + -C N H
分为
1，1 1，2 1，3 Nu
C- X C - X Nu
(4) TM Target molecule
(5) Retro synthesis
anti synthesis
(6)单箭头表示“ ”合成反应，即从反应物到产物；
disconnection 波纹线垂直标在切断的键上，
切断后用“
”表示“逆推”得到“分子碎片”；
带电荷的分子碎片称作合成子（Synthon）
2、应先切断最具吸电子作用的基团，
（致钝基团存在，难以引入的其它基团）
+
O Zn-Hg 浓HCl
(二) 其它芳烃的取代反应
R
X +
X
R
合成子 R+
RCO+ NO2+ Cl+ Br+ +SO3H +SO2Cl ArN2+ +CH2Cl +CHO
试剂
RBr + AlCl3 烯+H+
RCOCl + AlCl3 HNO3 + H2SO4 Cl2 + FeCl3 Br2 + Fe
C - X Nu O
OCR
R 1, 2 C-X Nu +
O
O R
O 1, 3 C-X
R
Nu +
R O
O OH + HO C R Nu
1, 2 C - X Nu +的切断： 属 C-C 切断 方法很多， 多用： (1) 格氏反应； (2) 以炔烃为原料的反应；
RX Mg
RMgX
(五) 次序规则 邻对位定位基
第一类 -O-, -NR2, -NHR, -NH2 -OH, -OR, -NHCOR -OC=O
加快 强活化 -CH3 (-R) -Ar -X (F, Cl, Br, I)
中等
弱 活化 基 团 第二类, 致钝基团
间位定位基
第 三 类 -N+(CH3)3, -CF3, -CCl3 -NO2 -CN,
O
-SO3H, -CHO, -COR, -COOH, -COOR,
+ CNH2 -NH3
强 钝 化
(六) 芳香化合物切断规律： 1、考察官能团之间的相互关系，找到正确
定位基团
蒿蒲香酮：
a O
b
a
b
O
Br +
O +
Cl
(错) ( 正确定位 )
注意： ① 第一类定位基为定位基团较好； ② 较少用第二、三类定位基； ③ 注意合成子的结构特征。
H2SO4 ClSO2OH ArN2+ CH2O + HCl + ZnCl2 氯甲基化 CHCl3 + HO－ Reimer — Tie mann Me2NCHO + POCl3 Vismeier — Haack CO + HCl + AlCl3 甲酰化 Zn(CN)2 + HCl
(三) FGI
Y
O
H OH
OH OH
2O
总结： 醇的切断
H O
N M e2 O Ph O
N M e2 Ph O H
+ M g X O
N M e2 O +PhM gX
+ H N M e2 O
O OH FGI
OH
Ph
O O Ph
Ph
Ph
PhMgX+ O OOR FGI O O
O
OR
N
O H
P h P h
N
O +2P hM gX
HO
H2O
RO
ROH
CN
Cu(I) CN
Cl
Cu Cl
Br
CuBr
I
KI
Ar
ArH
H
H3PO2 / EtOH / H+
2. 卤代物的亲核取代
Cl
HNO3 H 2S O 4
NR2
O 2N
NO2
Cl NO2 Nu-
Nu NO2
NO2
NO2
Cl
Cl
O 2N
NO2
CF3
CF3
CF3
(R - n -丙 基 )
CO R
+ N H
O CO R
+ 2P hM gX
FGI ROH
RX
RCHO RCOOH RCOOR RC = C R - OR
R2CO
伯醇： 增加1个 C， HCHO 增加 2个 C，
O
四、芳香族化合物切断法
(一) F-C反应
1. 烷基化 2. 酰基化 3. 重排
Cl AlCl3
COCl AlCl3
X
R
R
1. 还原 Y - NO2 - COR
- COR
X
- NH2 - CH2OH - CH2R
试剂
H2, Pd/C; Sn/浓HCl NaBH4 Zn/Hg 浓HCl
2. 氧化 - CH2Cl - -CH2R
- CH3 - COR
3. 取代 - CH3 - CN
- CHO - COOH
- O COR
一、概述 （一）、切断内容：（拆开）
1、分析：(1) 确定目标分子中的官能团； (2) 用已知和可靠的反应进行切断； (3) 必要时反复切断以便到达易于取得的起
始原料。 即：从目标分子出发，通过切断最终得到
原料。
2、合成：
要求： (1) 找出原始原料； (2) 在切断的基础上，决定出使用的路线； (3) 制定出由原料到产物的切实可行的路线；
R C-OH
R' R''
R'COR'' R'COOR''
R R'' COH
R'
CH2O RCH2OH
O R(CH2)2OH
HCOOR' R'
O
R'CHO
R R CHOH
HO R' CH-CH2R
R CHOH
R'
HCCMgBr HC CNa
C2H5MgBr Na, NH3(L)
HC CH
2C2H5MgBr Br-MgC CMgBr 2Na,NH3(L) NaCCNa
必要条件： (1) 要考虑反应进行的具体条件； (2) 控制条件：导向，保护，钝化，活化等。
（二）、切断的注意点：
1、切断部位要选择合适； (1) 合成的成功可能性 (2) 副反应尽可能减少
a
OH b
a CHO
b
Br +
O CHO
Br
O
+
CHO
b法较好，原料易得
CHO + HBr
5、切断标记 (1) 用S形弯曲线将键连线切断； (2) FGI Functional groups Interchange 官能团转换； (3) FGA Functional groups Addition 增加官能团；