第八章酰化反应

180~220℃ CH3CONH2 CH3COONH4 －H2O
还可用于高沸点羧酸和芳胺的N-酰化。
NH2
+
COOH
180~190℃
NHCO—

实例：芳羧酸+PCl3酰化法
有些芳羧酸，酰化能力很弱，又不易 制成工业品的酰氯，可采用在酰化反应物 中加入PCl3的N-酰化法。
如2,3-酸（2-羟基萘3-甲酸），羧基连在芳环 上，且邻位有羟基，使羧 酸的反应活性变得很低。
N O C—CH3 NH2 —OH NO2

反应历程
亲电取代反应，酰基取代N 原子上H， 生成羧酰胺： 11-1 注意：酰基是吸电基，不易生成 N,N-二酰化物(Why)，易制得较纯酰胺， 和N-烷化反应不一样。
用羧酸的Ｎ－酰化 用酸酐的Ｎ－酰化
Ｎ－酰化
用酰氯的Ｎ－酰化 用酰胺的Ｎ－酰化 羧酸酯的Ｎ－酰化 双乙烯酮Ｎ－酰化
CH3 (CH3CO)2O Lewis酸
CH3
COCH3 70%
CH3 CH3 硝化 —NO2 60% CH3 (CH3CO)2O,AlCl3-CS2 回流 CH3 COCH3 + 85~89% —COCH3 少量
环上有吸电基，反应难进行，如硝基 苯不能被C-酰化。 引入一个酰基后，芳环被钝化，不易 发生多酰化、脱酰基和分子重排等副反应， C-酰化的收率可以很高。

临时性酰化
NH2
HCOOH
NHCOH
HNO3 H2SO4
NHCOH
NaOH H2O
NH2
NO2
CH3 CH3 COOH
NO2
COOH
NH2
NHCOCH3
NHCOCH3
NH2
NH2
NHCOCH3
NHCOCH3
NHCOCH3
NH2
SO2Cl
SO2NHR
SO2NHR
NH2
OH
NHCOCH3 OH N O 2N O C—CH3

常用缚酸剂？ NaOH、Na2CO3、 NaHCO3、乙酸钠、 三甲胺、三乙胺、吡啶等。
如H酸与十一酰氯在吡啶介质中酰化：
OH NH2 NaO3S 吡啶 + C11H23COCl 90℃ NaO S SO3H 3 OH NHCOC11H23 SO3H

弱碱缚酸剂？ 避免碱性太强，羟基解离为酚负离子， 也被酰化；可防止酰氯水解。
C-酰化和C-烷化的比较

相同点?
都是Friedal-Crafts亲电取代反应， 所用催化剂、溶剂、操作方法基本上相似 或相同。

不同点?
⑴ 催化剂：酰化和烷化都常用Lewis酸作 催化剂，但前者用量较多，需1mol以上， 烷化无须等mol量。
⑵ 酰化易得到一酰化产物，不易多酰化。 ⑶ 酰化中不发生酰基的异构化和转位，而 这些反应却是烷化的特征反应。 ⑵、⑶决定酰化可得到高产率的单一 产物，使酰化成为比烷化更有用的方法。
用羧酸的N-酰化
羧酸价廉易得，但反应活性弱，一般 只有在引入甲酰基、乙酰基、羧甲酰基时 才使用甲酸、乙酸或乙二酸作酰化剂。 一般只用于碱性较强的胺或氨。 反应通式?

11-2 可逆反应，为使反应尽可能完全，只 用稍过量的羧酸，须除去反应生成的水。

脱水方法
反应精馏脱水酰化法 溶剂共沸蒸馏脱水酰化法 高温熔融脱水酰化法 少数情况可加化学脱水剂如P2O5、PCl3和 POCl3等脱水。
用酰氯的N-酰化
最强酰化剂，比相应酸酐易制备，脂 肪族和芳香族胺均可用酰氯迅速酰化，并 以较高收率生成酰胺——合成酰胺最简便 最有效的方法。 反应通式？
RNH2 + AcCl


RNHAc + HCl
不可逆
常用酰氯？ 羧酰氯、芳磺酰氯、三聚氰酰氯、光气
注意：
酰化时生成HCl，与游离胺成盐，降 低反应速度，需加缚酸剂，使：介质保持 中性或弱碱性，氨基保持游离态，提高收 率和速度。但 碱性太强，酰氯水解，耗用量增加。

R′NHCOR + RCOOH
常用酸酐?
乙酐、邻苯二甲酸酐。如乙酐的Ｎ酰化，11-3。 不可逆反应，生成的乙酸可起溶剂的 作用。
酸酐活性较羧酸强，但价格比酸贵， 除用于伯胺的酰化，还能用于较难酰化的 胺类(活性较低)，如仲胺，以及芳环上含 有吸电子基团的芳胺类。
实例： ⑴ 邻氨基苯甲酸

NH2
+ (CH3CO)2O
CH3 —NHCOCl NHCOCl

羰基化法

TDI 生产方法比较 优点 缺点 不需要高压 生产流程长、 设备和贵重 毒性大、环境 催化剂 污染
反应式 反应条件 光 气 法 羰 基 11-17 化 11-18 法
温度 溶剂 催化剂 压力
流程短、投 需高压设备、 资少、生产 催化剂的完全 成本低 回收

影响因素

被酰化物结构 环上有供电基，反应易进行，可用 ZnCl2、多聚磷酸等温和催化剂，酰基空 间位阻较大，主要或完全进入芳环上已有 取代基的对位，对位被占据才进入邻位。
注意：-NH2同时易发生N-酰化，且 N原子和AlCl3能形成配合物，使催化剂活 性下降，因此C-酰化前应先将氨基保护。
COCH3 (CH3CO)2O Lewis酸 15%

反应精馏脱水酰化法
乙酸与芳胺的N-酰化。
NH2
118℃ + CH3COOH 回流
NHCOCH3
N-乙酰苯胺是磺胺类药物原料，作止 痛剂、防腐剂、合成樟脑及染料中间体。

溶剂共沸蒸馏脱水酰化法
甲酸与芳胺的N-酰化。

高温熔融脱水酰化法
用于稳定铵盐的脱水，如乙酰胺、丙 酰胺和丁酰胺的制备：
CH3COOH + NH3
有机单元合成反应 ——
第 八 章
酰 化

概
述

N-酰化

C-酰化
概

述
酰化 酰基 酰化剂 酰化反应通式
酰化
?
有机分子中与C、N、O、S、P原子 相连的氢被酰基取代的反应。
N-酰化 C-酰化 O-酰化 S-酰化 ？ 产物：酰胺 ？ 醛、酮、羧酸 ？ 酯，又称酯化 ？ 硫酸酯，硫酸化
OH COOH
主要用于2,3-酸+苯胺→2-羟基萘-3-甲 酰苯胺(色酚AS，冰染染料中间体)。 用其他芳胺衍生物，可制得一系列色酚：
OH COOH
+ H2N-Ar
－H2O
OH CONH-Ar

制备方法?
按反应时2,3-酸的形态，分为酸式法 和钠盐法两种。
用羧酸酐的N-酰化
(RCO)2O + R′NH2
RNH2 + COCl2
RNHCOCl + HCl
如甲氨基甲酰氯（农药中间体，气相法）
CH3NH2 + COCl2 280~300℃ CH3NHCOCl + HCl
二甲氨基甲酰氯（医药中间体，液相法）
(CH3)2NH + COCl2 0℃ 甲苯 (CH3)2NCOCl + HCl
氨基甲酰氯衍生物与醇或酚进一步反 应→氨基甲酸酯衍生物或异氰酸酯。
反应历程

亲电取代反应，最常用的酰化剂：酰 卤、酸酐，其次是羧酸和烯酮。 以酰氯、酸酐等为酰化剂，在催化剂 存在下，对芳环进行亲电取代反应，属于 Friedel-Crafts反应中重要的一类。 催化剂：Lewis酸、质子酸，增加酰 化剂的亲电能力。



用酰氯酰化：生成芳酮总是与AlCl3形成 1:1(摩尔比)配合物，配合物中的AlCl3不 再起催化作用，故每摩尔酰氯理论上要消 耗1mol AlCl3，实际还需过量10~50%。 用酸酐酰化：酸酐首先与AlCl3作用生成 酰氯，故1mol酸酐至少需2mol AlCl3，实 际还需过量10~50%。

制备方法 光气法 羰基化法

光气法
CH3 80% —NO2 NO2 CH3 20% O2N— —NO2 H2N— + 6H2 骨架镍-甲醇 100℃，15~20MPa
பைடு நூலகம்
CH3 —NH2 NH2 CH3 —NH2 + 4H2O
CH3 —NH2 NH2 加热 130℃ HCl 邻二氯苯
CH3 —NH2· HCl NH2· HCl CH3 —NCO NCO COCl2 35~45℃
例： 杀虫剂西维因(甲氨基甲酰氯+1-萘酚)， 高效低毒，正取代原有农药DDT和六六六。
—OCONHCH3

异氰酸酯 氨基甲酰氯溶液加热至沸，放出 HCl→异氰酸酯。
CH3-N-C=O H Cl 加热 CH3-N=C=O+ HCl↑
也可由胺类在甲苯、氯苯溶剂中通入光气， 直接制备。
甲苯二异氰酸酯（TDI） 重要高分子助剂，合成泡沫塑料、涂 料、耐磨橡胶和高强度黏合剂的重要中间 体。

脲衍生物
制备方法 ？ 产物？ 对称二芳基脲： 如J酸和光气酰化制猩红酸，11-20 不对称脲 如除草剂敌草隆的制备，11-21
C-酰化
C-酰化？
C 原子上的 H 被酰基取代的反 应，主要用于在芳环上引入酰基→芳 酮、芳醛和羟基芳酸。 反应历程 影响因素

C-酰化和C-烷化的比较

实例
CO— +2 —COCH3 —CO + 2HCl

酰化剂结构
常用酰化剂：酰卤和酸酐，其次是羧 酸和烯酮。
酰基相同：酰卤＞酸酐＞羧酸＞酯 卤素不同：RCOI＞RCOBr＞RCOCl 用不同催化剂酰化，各种酰氯的反应 活性顺序不尽相同，没有明确规律。

催化剂的选择 催化剂用量随酰化剂、催化剂种类及 反应条件而异。 Lewis酸与酰化产物生成配合物： 每mol酰卤用1 mol以上的Lewis酸； 每mol酸酐用2 mol以上。 若酰化温度高，形成的配合物离解出 催化剂，即使用量很少，收率也较高。
why
脂肪族酰化剂：活性随烷基碳链增长变弱 芳香族酰化剂：活性较脂肪族低 why
δ1
+
O Cl
C
＜
δ2+
O Cl
CH3 C
δ1 ＜ δ2
+
+
脂链或芳环上有吸电子基，酰化剂活 性增强，有供电子基，活性减弱

引入低碳链酰基(甲酰基、乙酰基和羧 甲酰基)，使用价廉易得的羧酸或酸酐，如 甲酸、乙酸或乙二酸作酰化剂； 引入长碳链脂酰基，需使用活泼的酰 氯作酰化剂。 引入芳羧酰基时，也要使用活泼的芳 羧酰氯作酰化剂。
酰基
?
从含氧的有机酸（羧酸或磺酸）或无 机酸的分子中除去一个或几个羟基后所剩 余的基团。
举例说明
酰化剂
?
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹
羧酸 如甲酸、乙酸和乙二酸等 酸酐 如乙酐、甲乙酐等 酰氯 如碳酸二酰氯（光气）、乙酰氯 羧酸酯 如乙酰乙酸乙酯 酰胺 如尿素等 其他
酰化剂强度顺序？
酰氯＞酸酐＞羧酸
+ HCl

芳羧酰氯：苯甲酰氯和对硝基苯甲酰氯。
如2,5-二乙氧基苯胺的酰化
OC2H5 NH2 OC2H5 COCl OC2H5 H2O, Na2CO3 85~90℃ OC2H5 NHCO
+

用光气的N-酰化 可制得三种类型的产物： 氨基甲酰氯衍生物 异氰酸酯 脲衍生物

氨基甲酰氯衍生物
光气分子中的一个Cl与胺反应：
COOH
回流
NHCOCH3 COOH
+ CH3COOH
⑵多取代、带较多吸电基、空间阻碍较大芳 香胺，如2,4,6-三溴苯胺、 2,4-二硝基苯胺 等，需加少量强酸作催化剂以加速反应。
NHCH3 NO2 H2SO4
△
+ (CH3CO)2O
CH3 N COCH3 NO2
+ CH3COOH
⑶ 二元胺类：若只酰化一个氨基，先用等摩 尔HCl，使一个氨基成为盐酸盐，加以保 护，再酰化。
如间氨基乙酰苯胺的制备(活性染料中间体)
NH2
NH2
+ HCl
NH2 NHCOCH3 中和 NH2· HCl NH2 NH2· HCl NHCOCH3
(CH3CO)2O
水介质，40℃
⑷ 氨基酚类
控制适当反应条件，可以只让氨基乙 酰化，而不影响羟基，11-5；
若羟基也被乙酰化，可在乙酰化后， 将乙酰氧基水解掉，11-6。
CO O+ CO
+ 2AlCl3 55℃
Cl
CO—
AlCl3 ·
COOAlCl2
CO
O+ CO
+ 2AlCl3 80℃
CO—
AlCl3 ·
Cl
COOAlCl2
引入酰基的两个邻位都有供电基，如 1,3,5-三甲苯或萘等，一定条件下可引入 两个酰基。
CH3 + 2CH3COCl H 3C CH3 H 3C CH3 —COCH3 + 2HCl CH3 COCH3


酰化反应通式
O G—H + R—C—Z
O R—C—G + HZ
Z：X、OCOR、OH、OR'、NHR' G：ArNH、R'NH、R'O、Ar等
N-酰化
制备酰胺的重要方法。

N-酰化目的 反应历程 N-酰化方法

永久性酰化
OH
CH3COOH 改变毒性
OH
NH2
有毒
NHCOCH3
扑热息痛
用脂肪羧酰氯的Ｎ-酰化 用芳羧酰氯的Ｎ-酰化 用酰氯的 Ｎ-酰化 用芳磺酰氯的Ｎ-酰化
用三聚氰酰氯的Ｎ-酰化
用光气的Ｎ-酰化

脂肪羧酰氯
如3,4-二氯苯胺溶于含吡啶的二氯乙 烷溶剂，加壬酰氯(室温)→壬酰化物。
NH2 Cl Cl NHCOC9H19
+ C9H19COCl
吡啶
二氯乙烷，r.t. Cl Cl