第七章 酰化反应总结
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O R O O R + R'OH
催化
R
O O R' + R
O OH
常用的酸性催化剂主要有：硫酸、高氯酸、对甲苯磺酸、三氟化硼、氯化锌、 三氯化铁、高氯酸盐等。碱性催化剂主要有吡啶、三乙胺、喹啉、乙酸钠等。
1. 酸催化
2. 碱催化:
实例见P140
2. Lewis酸催化法:
a) 通过与羧羰基氧的络合，来增强羰基碳原子的亲核性，以达到 催化目的。 b) 常用的路易斯酸有AlCl3, TiCl4, FeCl3, BF3等 c) 可减少副反应，避免双键的分解或重排，反应产率和产物纯度 都较高，但是后处理过程中，因可能形成胶体而处理麻烦。
2. 分类：
按接受酰基原子的不同可分为 : O-酰化、N-酰化、C-酰化、S-酰化 四大类。
常用的酰化试剂
第一节 O原子的酰化反应
氧原子的酰化是指在醇或酚羟基的氧原子上引入酰基的反 应，即成酯反应。 影响因素主要包括醇或酚的结构以及酰化试剂的活性。
O ROH + R' C L O R' C OR + HL
成，产物不用分离可以直接进行醇解。 4) 5)
羧酸异丙烯酯：羧酸与丙炔加成获得。 羧酸-1-苯并三氮唑酯：酰氯与1-羟基苯并三氮唑反应制备。
与醇的反应条件温和，选择性好。在伯醇与仲醇并存时，可选择性地酰 化伯醇，在羟基和氨基并存时，可选择性酰化氨基。
三、酸酐为酰化剂
酸酐的酰化活性比较强，可用于酚羟基和位阻比较大的醇羟基的酰 化。酸酐与醇的反应可看作是酸酐的醇解，通过酸或碱来催化。
O R C OH AlCl3 AlCl3 O R C OH
配位键( 增加C的正电性)
CH=CH-COOH + CH 3OH BF3/Et2 O
CH=CH-COOCH 3
3. 强酸型离子交换树脂催化法:
a) 可避免后处理麻烦和对设备的腐蚀，反应条件温和、环境污染小。 b) 是绿色酯化研究的一个重要方向。 c) 采用强酸型离子交换树脂加金属盐法（如氯化锌、氯化铝、氯化铁、 硫酸钙等），可提高离子交换树脂的催化活性。
活性酯的应用 1) 羧酸硫醇酯
羧酸在三苯基膦存在下与二硫化物反应，或者酰氯与硫醇反应，均可 得到羧酸硫醇酯。但由于具有不愉快的气味和毒性，应用上受到限制。
2) 羧酸吡啶酯
羧酸与2-卤代吡啶季铵盐或者氯甲酸-2-吡啶酯反应，均ห้องสมุดไป่ตู้得到羧酸吡 啶酯。
3) 羧酸三硝基苯酯：由2,4,6-三硝基氯苯与相应的羧酸盐反应生
是一类形成羧酸酯的反应 酰化试剂的活性： 酰溴 > 酰氯 > 酸酐 > 羧酸酯 ≈ 羧酸 > 酰胺 醇的结构对酰化反应的影响 伯醇 (苄醇、烯丙醇除外）＞ 仲醇 ＞ 叔醇
一. 羧酸为酰化剂
最经典的O-酰基化反应。通常在质子酸、路易斯酸、强酸型离子交换 树脂或负载路易斯酸的树脂催化下进行。 反应除生成酯以外，还有水，属于可逆反应。 不断将生成的水从反应体系中转移出去，可以使平衡向正反应方向移 动。 采用共沸脱水和在反应体系中加入脱水剂能达到此目的。
O R O R'
R''O
O
R'
-R'O R
O O R''
O R''
对于上述醇解反应，不论酸催化还是碱催化，当 R’OH 的 酸性比R’’OH的酸性强时，有利于正反应进行。各类醇的 相对酸性强度次序为：甲醇 > 其他伯醇 > 仲醇 > 叔醇。 一般小分子量的醇容易被大分子量的醇从其酯中置换出来， 反应在塔器中进行更有利于平衡的移动，采用边交换边蒸 馏移去低沸醇的方式使反应完全。 一般羧酸酯的活性不高，满足不了某些化合物的合成需求。 因此专门设计合成了活性酯，用于药物合成。
优点：酯化过程中，伯羟基和仲羟基同时存在时，伯羟基可选择性的 被酯化；对于手性仲醇，立体构型可发生反转。
二、羧酸酯为酰化试剂
羧酸酯可以分别与醇发生醇-酯交换，与羧酸发生酸-酯交换，与酯发生 酯-酯交换，制备新的酯。这些交换反应是可逆的。
RCOOR' + R''OH RCOOR' + R''COOH RCOOR' + R''COOR'''
4. 二环己基碳二亚胺(DCC)及其类似物脱水法
DCC脱水 机理：
a)
DCC及其类似物多用于不适宜直接酯化或者对酸和热敏感的反应， 也适用于贵重醇、酸的酯化，或某些结构复杂具有敏感基团的酯以 及大环内酯等化合物的合成。
b) 使用DCC及其类似物时，如若加入催化量的有机碱，如DMAP或者 PPY (4-吡咯烷基吡啶)，可以大大提高反应的速率和收率。
催化 催化 催化
RCOOR'' + R'OH R''COOR'' + RCOOH RCOOR''' + R''COOR'
羧酸酯的醇解反应，可用酸或碱催化。催化机理：
O R O R' H R OH O R' R''OH OH 2 R'' O C O R' H R O R R'OH R OH O R'' -H R O O R''
5. Mitsunobu反应
在偶氮二甲酸二酯和三芳基膦存在下，醇和有活性氢的多种化合物进 行脱水缩合的反应。常用的偶氮二甲酸二酯有DEAD、DIAD、DBAD; 常用的膦包括三苯基膦、三丁基膦、三甲基膦。与DCC的反应不同， Mitsunobu反应通过活化醇来推进酯化反应的进行。
5. Mitsunobu反应
R-OH + R'COOH
R'COOR + H2 O
1. 质子酸催化法:
a) 常用的酸有浓硫酸,、氯化氢,、高氯酸、磷酸、氟硼酸、苯磺酸，对 甲苯磺酸等。 b) 加成-消除历程，包括质子化和去质子化等。 c) 优点：简单；缺点：可能存在脱水、异构化或者聚合等副反应。某些 对无机酸敏感的醇，可采用有机酸催化。
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第七章 酰化反应
Acylation Reaction
Contents
1 2 3 4 第一节 O原子的酰化反应 第二节 第二节N N 原子的酰化反应 原子的酰化反应 第三节 C原子的酰化反应 第四节 官能团保护
1.
定义：在有机物分子的O、N、C、S原子上引入酰基分别得
到酮(醛)、酯、酰胺、硫醇酯的反应。 酰基是指从含氧的无机酸、有机羧酸或磺酸等分子中除去羟基 后剩下的基团。
催化
R
O O R' + R
O OH
常用的酸性催化剂主要有：硫酸、高氯酸、对甲苯磺酸、三氟化硼、氯化锌、 三氯化铁、高氯酸盐等。碱性催化剂主要有吡啶、三乙胺、喹啉、乙酸钠等。
1. 酸催化
2. 碱催化:
实例见P140
2. Lewis酸催化法:
a) 通过与羧羰基氧的络合，来增强羰基碳原子的亲核性，以达到 催化目的。 b) 常用的路易斯酸有AlCl3, TiCl4, FeCl3, BF3等 c) 可减少副反应，避免双键的分解或重排，反应产率和产物纯度 都较高，但是后处理过程中，因可能形成胶体而处理麻烦。
2. 分类：
按接受酰基原子的不同可分为 : O-酰化、N-酰化、C-酰化、S-酰化 四大类。
常用的酰化试剂
第一节 O原子的酰化反应
氧原子的酰化是指在醇或酚羟基的氧原子上引入酰基的反 应，即成酯反应。 影响因素主要包括醇或酚的结构以及酰化试剂的活性。
O ROH + R' C L O R' C OR + HL
成，产物不用分离可以直接进行醇解。 4) 5)
羧酸异丙烯酯：羧酸与丙炔加成获得。 羧酸-1-苯并三氮唑酯：酰氯与1-羟基苯并三氮唑反应制备。
与醇的反应条件温和，选择性好。在伯醇与仲醇并存时，可选择性地酰 化伯醇，在羟基和氨基并存时，可选择性酰化氨基。
三、酸酐为酰化剂
酸酐的酰化活性比较强，可用于酚羟基和位阻比较大的醇羟基的酰 化。酸酐与醇的反应可看作是酸酐的醇解，通过酸或碱来催化。
O R C OH AlCl3 AlCl3 O R C OH
配位键( 增加C的正电性)
CH=CH-COOH + CH 3OH BF3/Et2 O
CH=CH-COOCH 3
3. 强酸型离子交换树脂催化法:
a) 可避免后处理麻烦和对设备的腐蚀，反应条件温和、环境污染小。 b) 是绿色酯化研究的一个重要方向。 c) 采用强酸型离子交换树脂加金属盐法（如氯化锌、氯化铝、氯化铁、 硫酸钙等），可提高离子交换树脂的催化活性。
活性酯的应用 1) 羧酸硫醇酯
羧酸在三苯基膦存在下与二硫化物反应，或者酰氯与硫醇反应，均可 得到羧酸硫醇酯。但由于具有不愉快的气味和毒性，应用上受到限制。
2) 羧酸吡啶酯
羧酸与2-卤代吡啶季铵盐或者氯甲酸-2-吡啶酯反应，均ห้องสมุดไป่ตู้得到羧酸吡 啶酯。
3) 羧酸三硝基苯酯：由2,4,6-三硝基氯苯与相应的羧酸盐反应生
是一类形成羧酸酯的反应 酰化试剂的活性： 酰溴 > 酰氯 > 酸酐 > 羧酸酯 ≈ 羧酸 > 酰胺 醇的结构对酰化反应的影响 伯醇 (苄醇、烯丙醇除外）＞ 仲醇 ＞ 叔醇
一. 羧酸为酰化剂
最经典的O-酰基化反应。通常在质子酸、路易斯酸、强酸型离子交换 树脂或负载路易斯酸的树脂催化下进行。 反应除生成酯以外，还有水，属于可逆反应。 不断将生成的水从反应体系中转移出去，可以使平衡向正反应方向移 动。 采用共沸脱水和在反应体系中加入脱水剂能达到此目的。
O R O R'
R''O
O
R'
-R'O R
O O R''
O R''
对于上述醇解反应，不论酸催化还是碱催化，当 R’OH 的 酸性比R’’OH的酸性强时，有利于正反应进行。各类醇的 相对酸性强度次序为：甲醇 > 其他伯醇 > 仲醇 > 叔醇。 一般小分子量的醇容易被大分子量的醇从其酯中置换出来， 反应在塔器中进行更有利于平衡的移动，采用边交换边蒸 馏移去低沸醇的方式使反应完全。 一般羧酸酯的活性不高，满足不了某些化合物的合成需求。 因此专门设计合成了活性酯，用于药物合成。
优点：酯化过程中，伯羟基和仲羟基同时存在时，伯羟基可选择性的 被酯化；对于手性仲醇，立体构型可发生反转。
二、羧酸酯为酰化试剂
羧酸酯可以分别与醇发生醇-酯交换，与羧酸发生酸-酯交换，与酯发生 酯-酯交换，制备新的酯。这些交换反应是可逆的。
RCOOR' + R''OH RCOOR' + R''COOH RCOOR' + R''COOR'''
4. 二环己基碳二亚胺(DCC)及其类似物脱水法
DCC脱水 机理：
a)
DCC及其类似物多用于不适宜直接酯化或者对酸和热敏感的反应， 也适用于贵重醇、酸的酯化，或某些结构复杂具有敏感基团的酯以 及大环内酯等化合物的合成。
b) 使用DCC及其类似物时，如若加入催化量的有机碱，如DMAP或者 PPY (4-吡咯烷基吡啶)，可以大大提高反应的速率和收率。
催化 催化 催化
RCOOR'' + R'OH R''COOR'' + RCOOH RCOOR''' + R''COOR'
羧酸酯的醇解反应，可用酸或碱催化。催化机理：
O R O R' H R OH O R' R''OH OH 2 R'' O C O R' H R O R R'OH R OH O R'' -H R O O R''
5. Mitsunobu反应
在偶氮二甲酸二酯和三芳基膦存在下，醇和有活性氢的多种化合物进 行脱水缩合的反应。常用的偶氮二甲酸二酯有DEAD、DIAD、DBAD; 常用的膦包括三苯基膦、三丁基膦、三甲基膦。与DCC的反应不同， Mitsunobu反应通过活化醇来推进酯化反应的进行。
5. Mitsunobu反应
R-OH + R'COOH
R'COOR + H2 O
1. 质子酸催化法:
a) 常用的酸有浓硫酸,、氯化氢,、高氯酸、磷酸、氟硼酸、苯磺酸，对 甲苯磺酸等。 b) 加成-消除历程，包括质子化和去质子化等。 c) 优点：简单；缺点：可能存在脱水、异构化或者聚合等副反应。某些 对无机酸敏感的醇，可采用有机酸催化。
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第七章 酰化反应
Acylation Reaction
Contents
1 2 3 4 第一节 O原子的酰化反应 第二节 第二节N N 原子的酰化反应 原子的酰化反应 第三节 C原子的酰化反应 第四节 官能团保护
1.
定义：在有机物分子的O、N、C、S原子上引入酰基分别得
到酮(醛)、酯、酰胺、硫醇酯的反应。 酰基是指从含氧的无机酸、有机羧酸或磺酸等分子中除去羟基 后剩下的基团。