第三章：酰化反应(3节)

O R
R= -(OR1)2 , -CN, -COPh
5. Reimer-Tiemann反应 反应
酚及芳香环化合物与碱金属的氢氧化物溶 液和过量的氯仿一起加热形成芳醛。 液和过量的氯仿一起加热形成芳醛。
CHCl3
+ OH
CCl3
- Cl
: CCl2
O
O H
O CHCl2
O CHO
+ : CCl2
CCl2
CH(CH 3 )2
3).催化剂 3).催化剂
Lewis酸 Lewis酸 ：AlCl3, AlBr3,BF3, SnCl4, ZnCl2
质子酸：HF， 质子酸：HF，HCl,H2SO4,HClO4, CF3COOH,PPA ,et al .
OH
OH C
cat.Hf(OTf)4 /CH3COCl 100o C , 6h 90%
OH
羰基化合物α位的C 羰基化合物α位的C-酰化
1.活泼亚甲基化合物的C 1.活泼亚甲基化合物的C-酰化 活泼亚甲基化合物的
X
X
RCOCl
+ H 2C
Y
B
RCOCH
Y
X,Y = - COOR1, -CHO , -COR1, -CONR1R2, -COO-, -CN, -NO2, -SOR1, -SO2R1
COCH3
COCH3
O
COCH3 C H COOC2H5
B H2 C
COOC2H5
HC
PhCOCl
COOC2H5
Ph
C
NH4Cl / H2O
PhCOCH2COOC2H5 + NH4OAc
68~71%
O Cl
O
COOEt
1) MgCl2 / Et3N H2 C
COOEt
Cl O
OEt
2)
Cl
Cl Cl
O COOMe O COOMe O
COOMe t-BuOK / DMSO
O
OH
O
OH
CH2COOC2H5 (CH2)n COOC2H5
B:
CH COOC2H5 (CH2)n C O
n=3 n=4
B=Na B=Na
收率 81% 76%
CH3 COOCH3 CH3ONa CH2CH2COOCH3 CH3O CH3 O COOCH3
CH3
+ H
酰基的β 位含有卤素、羟基、 酰基的β、γ、δ位含有卤素、羟基、以及含有 不饱和双键等活性基团时， α，β不饱和双键等活性基团时，易发生分子内烃 化反应得到合环产物。 化反应得到合环产物。
CH3 O CH3
H 3C
C H
CH
CCl
A l C l3
A lC l 3
3 ~ 4 h
OCH3
OCH3
影响因素 1).酰化剂 1).酰化剂
酰基的α位为叔碳原子时， 酰基的α位为叔碳原子时，得到烃化产物
CH3 H3C CH3 COCl Cl C O AlCl3 H3C CH3
C
CH3
AlCl3 / Ph-H
H3C
C
CH3
C
CH3
+ CO + AlCl4
CH3 H3C
CH3
C
CH3
+
AlCl3
H3C
C
SeMe
+
O O
CuOTf
O O
r.t. , 15min
4).溶剂 4).溶剂
CH 3
CH 3 CO Ph
CH 3
+ PhCOCl
AlCl3 +
CO Ph
溶剂 溶剂 溶剂
二氯乙烷 苯甲酰氯 硝基苯
1 1 1
9.3 9.6 12.7
2. Hoesch 反应
腈类化合物与HCl在Lewis 酸催化剂ZnCl2的存 腈类化合物与HCl在 酸催化剂ZnCl HCl 在下与具有羟基或烷氧基的芳烃进行反应可以生成 相应的酮亚胺， 相应的酮亚胺，经水解得到具有羟基或烷氧基的芳 香酮。 香酮。
COCH2C6H5
+ C6H5CH2CN
N H CH3
HCl
N H
CH3
c. 分子内反应
C 4H 9 C 4H 9 C 4H 9 CN C O
ZnCl2 , HCl
C 4H 9
d. 制备硫代芳甲酸酯
HO OH HO OH
+ CH3SCN
COSCH3
3. Gattermann 反应
具有羟基或烷氧基的芳烃在Lewis 酸催化剂ZnCl 具有羟基或烷氧基的芳烃在Lewis 酸催化剂ZnCl2 的存在下与氰化氢及氯化氢进行反应生成具有羟基或烷 氧基的芳香醛。 氧基的芳香醛。
H3C
N
CHO
84%
CHO CH3
+ Ph
N H COOC2H5
N CHO
POCl3 1h
N H
99.5%
COOC2H5
当引入甲酰基附近有反应性基团时会形成环合物
H3CO CN H3CO Cl
DMF / POCl3
N
OCH3 NMe2X
OCH3
DMF / POCl3
Y OCH2R R OCH2R
Y
CH3O
极性反转” 四、“ 极性反转”在亲核 酰化反应中的应用
定义： 定义：
用某些手段、 用某些手段、方法使介入反应的双 方之一的原子或原子团的特征反应性发 生暂时性的反转(或称逆转 来完成这一 生暂时性的反转 或称逆转)来完成这一 或称逆转 反应，这种方法叫做极性反转(polarity 反应，这种方法叫做极性反转 inversion; dipole inversion)
HO OH
R
C
N
HCl
R
C
NH
R
C
NH
OH H
OH
R C NH2
OH
. Cl
H2 O -NH4Cl
COR
C R
NH Cl HO
HO
HO
a. 制备多羟基苯酮
OH OH CH3 C NH HCl OH
.
COCH3
+ CH3 CN
HO OH
ZnCl2, HCl 乙醚，0o C
HO OH
沸水
HO OH
b.制备芳杂环酮 制备芳杂环酮
转化成1,3-二噻烷衍生物 二噻烷衍生物 转化成
SH + RCHO SH S S R .Li H H2O S S S S R nC4H9Li H THF
R'X
R H2O/HgO R C O R' R'
转化成α 氰醇衍生物 转化成α-氰醇衍生物
CN O 1) iPrI 2) H O C CH(CH3)2 O CHO O CH CN O O C OH CN
Ar
H
+
HCN + HCl
ZnCl2 或 AlCl3
Ar
C H
NH
. HCl
H2O
ArCHO
+ NH4Cl
Zn(CN)2+HCl
CH3 CH3 CHO
Zn(CN)2 / HCl AlCl3
H3C CH3 H3C CH3
4. Vilsmeiere-Haauc反应 反应
以N-取代的甲酰胺为甲酰化试剂在三氯氧磷作 用下，在芳香环上引入甲酰基。 用下，在芳香环上引入甲酰基。
第三节： 第三节：碳原子上的酰化反应
一、芳烃的C-酰化 芳烃的C
1. Friedel-Crafts 酰化反应
COR
+ RCOZ
Lewis acid
+
HZ
Z = Hal, R1COO- , R1O- , -OH
R
C X O AlC3 l
R
C O
X
AlC3 l
R
C O
. AlCl4
R
C+A lCl4 O
82%
O CH3 CH3 H2 C CH2 HC CH3
CH3 CH3
COOH
PPA
CH3 CH3 COOH CH3 O
羧酸与磺酸的混酐， 羧酸与磺酸的混酐，特别是三氟甲磺酸的 衍生物，在无催化剂的条件下进行酰化反应。 衍生物，在无催化剂的条件下进行酰化反应。
O C Cl CH3 CH3
CF3SO3H 82% + AlCl3 26%
O
n = 4 ( 50% )
O COCL HC CH2 H2 C
AlCl3 / CS2
H2 C
C H2
环状酸酐酰化时可以制备芳跣脂肪酸， 环状酸酐酰化时可以制备芳跣脂肪酸， 并进一步合环得芳酮衍生物。 并进一步合环得芳酮衍生物。
CH3 H3C O CH3 O
+
AlCl3
O
CH2 HC CH3
Pt-C / H2 / HOAc 95%
80%
极极极极
转化成烯醇醚衍生物
CH2 CH OC2H5 t BuLi OC2H5 CH2 C Li O C
+ RX
OC2H5 CH2 C R
H
H3C
R
nBuLi H3C O Br H3C
H3C
O
Li
O
H O O
羰基的极性反转
δ−O δ+C O C
1.直接转换 PhCHO 直接转换
M
O Ph C M
2.羰基被屏蔽形成酰基负离子等价体 羰基被屏蔽形成酰基负离子等价体
羰基被屏蔽形成酰基负离子等价体 •转化成 转化成1,3-二噻烷衍生物 转化成 二噻烷衍生物 •转化成α-氰醇衍生物 转化成α 氰醇衍生物 转化成 •转化成烯醇醚衍生物 转化成烯醇醚衍生物 •以硝基烃为羰基的前体 以硝基烃为羰基的前体
Y= -OR, -Cl, -Im
1). Claisen 反应和 Dieckmann 反应 Claisen ：羧酸酯与另一分子具有α活 泼氢的酯进行的缩合反应
O R CHCOOEt
EtO RCH2COOEt RCHCOOEt EtOH
O R CHCOOEt
R1CH2COOEt R1 CH2C
OEt O R CCOOEt O R CCOOEt
R1
N R CHO + POCl3 R
R
N CHO POCl2
R Cl
R N
H C Cl NHR1R2Cl H O POCl2
R2N-CH-Cl
NR1R2
R2N=CH-Cl
. OPOCl2
NR1R2
NR1R2 CH Cl NRR1
Cl CH NRR1
CHO
-H
H2O
H3C N
CH3 H3C
DMF / POCl3
R1CH2C EtO
EtO
R1CH2C
R1CH3C
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， 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 发生分子内Claisen酯缩合分别得到5,6,7员环化 Claisen酯缩合分别得到5,6,7 合物的反应称为Dieckmann分子内缩合反应。 合物的反应称为Dieckmann分子内缩合反应。 Dieckmann分子内缩合反应
CH3 CH3 COPh
2).被酰化物（底物） 2).被酰化物（底物） 被酰化物
Cl CH Et CHCOCl O
AlCl3 / Py
EtO
Et
+
Et
71%
OMe
OMe
O 13%
CH 3
CH 3
O
+ CH 3 COCl
AlCl 3 / CS2 5 o C , 3h 50% ~55%
CH(CH 3 )2
O
A l C l3
O H 3C
CH3
CH3
+
O CH3 OH O
O
O
+
O
A lC l 3
酰化剂的烃基有芳基取代且芳基位于 酰基的β 位上， 酰基的β、γ、δ位上，则易发生分子内的 酰化生成环酮。 酰化生成环酮。
(CH2)nCOCl
AlCl3
(H2)n
n= 2 n= 3
( 90% ) ( 91% )
反应机理
O
AlCl3
Cl
O
AlCl3 Cl
O
AlCl3
R R
C
C
O
R
C
O
. AlCl4
R
C
1
R
R
C
Cl
2
PhH
R C
PhH
Cl C O H AlCl3
O H
. AlCl4
H
H
-HCl
O C R
O C
AlCl3 R
+
Al(OH)Cl2 + HCl
-H2O
水或稀盐酸处理，溶解铝盐， 水或稀盐酸处理，溶解铝盐，生成的酮用有机溶剂提取 后蒸馏分离获得。 后蒸馏分离获得。
N O
O
OEt
N
Cl
DMSO / H2O 150~160oC , 2h
Cl N
92%
2.酮及羧酸衍生物的α 2.酮及羧酸衍生物的α位C-酰化 酮及羧酸衍生物的
O
R1O R
CH2Z
R1OH
R
H C
Z
R1COY
R
R1
C Y
CH Z
Y
R1
C O
H C Z
R
R1O R1
C O C Z R
Z= -COOR, -COR, -CN;