第三章 酰化反应

+ Ph3P O N S C R O
(2)羧酸吡啶酯
+ HOOC N Cl CH3.I CH2 OH n O C O Et3N, CH2 OH 7.5~8h n
N CH3.I
C O + ( CH2 )n O
n=5 (89%) n=11 (69%)
N O CH3
羟基及氨基的保护
•甲酰化
•乙酰化 •卤代乙酰化
3
CH3 C OH CH3
HCl
3
CH3 C Cl CH3
• 伯醇常用Lucas试剂(浓HCl+ZnCl2反应)
浓 HCl CH3(CH2)2CH2Cl CH3(CH2)2CH2OH ZnCl2
二、酚的卤置换
酚羟基活性小，必须用PCl5, POCl3, 而不用 HX, SOCl2
CH3 POCl3 N OH OH , 0.5hr N Cl Br CH3
eg:
R2CH
O C OR'
CH3 CH COOC2H5 + CH2 C O OH H2SO4 CH3 CH COOC2H5 OCOCH3 t BuOH + CH2 C O
(98%)
CH3COOBu t
(89%)
• 酰卤作酰化剂
O RC X + R'NH2
RCONHR' + HX
吡啶，三乙胺，N,N-二甲基苯胺等缚酸剂
及ZnCl2等
Gattermann甲酰化反应
具有羟基或烷氧基的芳香烃在催 化剂(AlCl3或ZnCl2)的存在下和氰化氢 及氯化氢作用生成芳香醛的反应称为 Gattermann甲酰化反应。
ArH + HCN + HCl H2O AlCl3 (或 nCl2) Z Ar CH NH.HCl
ArCHO + NH4Cl
•自由基酰化反应
O R C O R C O R C
第一节 氧、氮原子上的酰化反应
第二节 碳原子上的酰化反应
第一节 氧、氮原子上 的酰化反应
活性：胺基>羟基
脂胺>芳胺
伯胺>仲胺 醇>酚 伯醇>仲醇>叔醇
常用的酰化试剂：
酰胺、酯、羧酸、 酸酐、酰卤、烯酮
• 烯酮作酰化剂
R2C C O + R'OH OH R2C C OR'
(97%)
• 羧酸作酰化剂
DCC脱水法(二环己基碳化二亚胺)
R C O O H O R C O C N O R C O R' + O N C N H H NH + R' O H + N C N
• 羧酸作酰化剂
活性羧酸酯法(肽类，大环内酯类合成) (1)羧酸硫醇酯
RCOOH + N S S N + Ph3P
NO2
NO2
Cl NO2 KF/DMF
F NO2
CBr3 SbF3 。 55~熔 化 NO2
CF3
NO2
六、芳香重氮盐的卤置换
•Sandmeyer(桑德迈尔)反应—用CuCl或CuBr 在相应HX存在下，将芳香重氮盐转化成卤 代芳烃。
ArN2 X
酸
+ -
HX/CuX
ArX + N2
•Gattermann(盖得门)反应—改用铜粉和氢卤
-COOC2H5 -COOC2H5
96.8%
2.酮及羧酸衍生物的-位C-酰化
Claisen酯缩合反应
含有-氢的酯在金属ຫໍສະໝຸດ Baidu或醇钠等
碱性缩合剂作用下发生缩合作用，失 去一分子醇得到酮酯的反应称为
Claisen酯缩合反应。
O
R2 O
R C OR' + R1 C C OR" H Na R C C C OR" + R'OH (或 ONa) R R1 O R2 O
-NR2为-N(CH3)2, -N=C(NMe2)2,
N
• 酸酐作酰化剂
混 H3C 合 酸 酐 法
CH3 H3C (CF3CO)2O r.t. 10min CH3 H3C COO CH3 H C 3 Cl CH3(CH2)2 CH COOH + t BuOH + Cl CH3 (CH3)2N 1.5h N CH3(CH2)2 CH COOBu t CH3 (95%) COCl Cl COOH + HO CH3 H3C H3C
Cl
CCl2 H CCl2 O
O CHCl2 H2O
CHO
Vilsmeier甲酰化反应
芳香化合物、杂环化合物及活泼 烯烃化合物用二取代甲酰胺及氧氯化 磷处理得到醛类的反应称Vilsmeier甲 酰化反应。是芳香环的甲酰化反应最 普通的方法。
ArH + R1 R2 N C H O POCl3 R1 ArCHO + NH R2
亲核取代机理
ROH + HX SN1： ROH2
+ +
快
+
ROH2 + X
+
-
慢 快
R + H2O
RX R +X 形成R+离子，∴叔醇、苄醇、烯丙醇为SN1
-
SN2：
+ ROH2+ X 伯 醇
-
X R OH2 过渡态
X R + H2O
• 高活性叔醇、苄醇可用浓盐酸或HCl反 应 CH CH
Friedel-Crafts酰化反应
酰卤、酸酐、羧酸、羧酸酯、
烯酮等酰化剂在Lewis酸催化下对 芳烃进行亲电取代而生成芳香酮类
的反应称为Friedel-Crafts酰化反应。
它是制备芳酮的最重要的方法之一。
+ RCOZ
Lewis酸
COR + HZ
Z=X, R’COO-, R”O-, HO-等
Lewis酸有：AlCl3,FeCl3,BF3,SnCl4
机理
R1 R2 N C H + POCl3 O R1 R2 Cl N C H R1 R2 Cl N C H OPOCl3
OPOCl3
R3 N
R4 + R1 R2 Cl N C H
R3 N
R4 H CH N Cl R4 N CHO + HN R1 R2 H R1 R2
R3 N
R4 CH N Cl R1 R2 H2O
CH2(COCl)2 + 2 (CH3)3COH C6H5N(CH3)2 CH2[COOC(CH3)3]2 。 30 ,4h
(84%)
COCl
HN(CH3)2
CON(CH3)2
(89%)
4-取代氨基吡啶催化剂
NR2 + RCOX N R'OH
NR2 H N OR'
O C NR2 RCOOR' + N H X R
•-烷氧基乙酰化
•烷氧羰基化 •邻苯二甲酰化(氨基保护)
第二节
碳原子上 的酰化反应
一、芳烃的C-酰化
二、烯烃的C-酰化 三、羰基化合物的-位C-酰化 四、“ 极性反转”的应用
一、芳烃的C-酰化
1.羧酸衍生物在Lewis酸催化下对
芳烃的直接亲电酰化反应 2.通过某些具有碳正离子活性的中 间体对芳烃进行亲电取代后再经 分解转化为酰基的间接酰化反应
COOC2H5 COOC2H5
• 醇的卤置换 • 酚的卤置换
• 醚的卤置换 • 羧酸的卤置换 • 卤化物的卤置换
一、醇的卤置换：亲核取代
ROH + HX
• 醇羟基活性：
RX + H2O
• 卤化剂：HX, PX3, PX5, SOCl2等
烯丙基醇>苄醇>叔醇>仲醇>伯醇
• HX活性：HI>HBr>HCl>HF
Br2/NaOH 或 aOBr N
O H2O (CH3)3CCCBr3 (CH3)3CCOOH + HCBr3
溴仿
五、羧酸衍生物的-卤取代
亲电取代机理
RCOX, RCN, (RCO)2O, CH2
COOC2H5 COOC2H5
eg:
CH2
COOC2H5 COOC2H5 Br CH
Br2, CCl4
性亚甲基处导入酰基。
CH3COCH2COOC2H5 CH3COCHCOOC2H5
B: PhCOCl
CH3COCHCOOC2H5 COPh
PhCOOH + CH2
X DEPC/Et3N/DMF X PhCOCH Y r.t. Y
X -CN -H -CN
Y -COOC2H5 -NO2 -CN
收率 93.4% 85.5% 92.8%
HCl RCN + ArH ZnCl2
RCOAr
R C N
HCl
R C NH
R C NH Cl OH H C NH R .Cl OH COR
OH + R C NH.Cl HO OH C NH2 .Cl H2O R HO HO
HO
OCH3 CH3 + CH3CN C6H5CH2O O CH3 OCH3 CH3 O CO CH3 CH3
活性：脂肪羧酸>芳香羧酸
芳香羧酸：推电子取代基>无取代
>吸电子取代基
• PCl5活性大，适用于吸电子基芳酸
O2N COOH PCl5 O2N , 0.5hr COCl
• PBr3/PCl3活性较小，一般用于脂肪羧酸
PBr3 COOH COBr
• SOCl2是由羧酸制备酰氯常用试剂
RCOOH + SOCl2 RCOCl + SO2 + HCl
第三章 酰化反应
• 碱催化机理
C C H O OH C C O X X OH 慢 (-H2O) C C O X2 快 ( -X ) C C X O
卤仿反应
乙醛或甲基酮(CH3CO-)在 碱性条件下与过量卤素作用， -H全被X取代生成少一个碳原 子的酸和卤仿。
O (CH3)3CCCH3
-甲基酮
对双键、羰基、烷氧基、酯基影响很少
•草酰氯(COCl)2用于结构中有对酸 敏感的官能团或结构的羧酸。
O OH (COCl)2 O OH COCl
PhH r.t CO2K O O CO2H
Cl C C Cl/PhH r.t, 12h OAc
COCl
OAc
~97%
Ph CH CH CO2H
SOCl2 , 60min
酚类、酚醚及许多杂环化合物如 吡咯、吲哚、呋喃和噻吩等可反应。
CH3O AlCl3 HCN,HCl HO CHO OH Zn(CN) 2 HCl OH CHO
Hoesch反应
腈类化合物与HCl在ZnCl2催化下， 与具有羟基或烷氧基的芳烃进行反应 生成酮亚胺盐，水解成具有羟基或烷 氧基的芳香酮的反应称为Hoesch反应。
Ph CH CH COCl SOCl2 CH2COCl 。 CH2CO2Me 30~40 , 3h CH2CO2Me (93%) CH2CO2H
Hunsdriecker(汉斯狄克)反应
羧酸银盐和溴或碘反应，脱去 CO2，生成比原反应物少一个C的
卤代烃。
RCO2Ag + X2 RX + AgX + CO2
Ph3PBr2 CH3CN
60~70℃, 0.5hr
三、醚的卤置换
R O R' HX RX + R'OH
HX：HI, HBr, KI/H3PO4
eg:
KI/H3PO4/P2O5 O , 3hr ICH2CH2CH2CH2I
1,4-二碘丁烷
四、羧酸的卤置换
O R C OH
卤 剂 化
O R C X
卤化剂：PX3, PX5, POX3,SOX2
( X=Br, I )
O2N
Br2/CCl4 O2N COOAg , 3hr Br2/HgO/CCl4 COOH Cl , 0.5hr
Br
Cl
Br
必须严格无水
五、卤化物的卤置换
RX + X' RX' + X
X=Cl, Br, X=I, F
I
eg:
Cl NO2 NaI/DMF , 15min NO2
Dieckmann分子内酯缩合反应
己二酸、庚二酸和辛二酸酯用金属 钠处理时，发生分子内Claisen酯缩合
分别得到5,6,7员环化合物的反应称为 Dieckmann分子内缩合反应。
HCl C6H5CH2O ZnCl
Reimer-Tiemann醛合成反应
回流氯仿和苯酚的碱溶液，在酚 羟基的邻位或对位引入一个醛基的反 应称Reimer-Tiemann醛合成反应。
OH OH NaOH + CHCl3 OH + CHO CHO
少量
CHCl3 + OH O + CCl2
CCl3 O
ArN2 X
+ -
Cu/HX
ArX + N2
第三章 酰化反应
定义：有机化合物分子中引入
酰基的反应称为酰化反 应。 用途：活性化合物的必要官能团 结构修饰和前体药物 羟基、胺基等基团的保护
酰化反应
直接酰化反应 间接酰化反应
主要发生在碳、氧、氮、硫原子上
反应类型
•亲电酰化反应 •亲核酰化反应
R3
H3C H3C
N
DMF/POCl3 H3C H3C Ph N N H COOC 2H5 CH3
N
CHO
84%
/POCl3
CHO ,1h
CHO N H COOC 2H5
99.5%
二、烯烃的C-酰化
烯烃与酰氯在AlCl3存在下可发生脂肪 碳原子的Friedel-Crafts反应，从而生成C-
酰化物。
RCH CH2 + R'COCl PhCOONa AlCl3 R CH CH2COR' Cl
R CH CHCOR'
三、羰基化合物的-位C-酰化
• 活性亚甲基化合物的C-酰化 • 酮及羧酸衍生物的-位C-酰化 • 烯胺的C-酰化
1.活性亚甲基化合物的C-酰化
具有活性亚甲基的乙酰乙酸乙酯、 丙二酸酯、氰乙酸酯等化合物在缩合 剂的存在下很容易与酰化剂反应在活