《精细有机合成技术》PPT教学课件：第七章 酰基化 第一节 概述 第二节 N-酰化反应 第三节 C-酰化

第七章酰基化

第七章 酰基化

第一节概述 酰基化反应及其重要性 酰基化反应指的是有机化合物分子中与碳原子、氮 原子、氧原子或硫原子相连的氢被酰基所取代的反应 碳原子上的氢被酰基所取代的反应叫作C-酰化,生成的 产物是醛、酮或羧酸。氨基氮原子上的氢被酰基所取代 的反应叫作N-酰化,生成的产物是酰胺。羟基氧原子上 的氢被酰基取代的反应叫作O-酰化,生成的产物是酯, 因此也叫作酯化。 由于氨基或羟基等官能团与酰化剂作用可以转变为 酰胺或酯,所以引入酰基后可以改变原化合物的性质和 功能性。如染料分子中氨基或羟基酰化前后的色光、染 色性能和牢度指标将有所改变。有些酚类用不同羧酸酯 化后会产生不同的香气,医药分子中引入酰基可以改变 药性

第一节 概述 一、酰基化反应及其重要性 酰基化反应指的是有机化合物分子中与碳原子、氮 原子、氧原子或硫原子相连的氢被酰基所取代的反应。 碳原子上的氢被酰基所取代的反应叫作C-酰化，生成的 产物是醛、酮或羧酸。氨基氮原子上的氢被酰基所取代 的反应叫作N-酰化，生成的产物是酰胺。羟基氧原子上 的氢被酰基取代的反应叫作O-酰化，生成的产物是酯， 因此也叫作酯化。 由于氨基或羟基等官能团与酰化剂作用可以转变为 酰胺或酯，所以引入酰基后可以改变原化合物的性质和 功能性。如染料分子中氨基或羟基酰化前后的色光、染 色性能和牢度指标将有所改变。有些酚类用不同羧酸酯 化后会产生不同的香气，医药分子中引入酰基可以改变 药性

第一节概述 酰基化的另一作用是提高游离氨基的化学稳定性 或反应中的定位性能,满足合成工艺的要求。如有的 氨基物在反应条件下容易被氧化,酰化后可以增强其 抗氧性;有些芳氨在进行硝化、氯磺化、氧化或部分 烷基化之前常常要把氨基进行“暂时保护”性酰化 反应完成后再将酰基水解掉。如: COOH COOH NH2 NHCOCH3 NHCOCH3 NH2

第一节 概述 酰基化的另一作用是提高游离氨基的化学稳定性 或反应中的定位性能，满足合成工艺的要求。如有的 氨基物在反应条件下容易被氧化，酰化后可以增强其 抗氧性；有些芳氨在进行硝化、氯磺化、氧化或部分 烷基化之前常常要把氨基进行“暂时保护”性酰化， 反应完成后再将酰基水解掉。如：

第一节概述 酰化剂 常用的酰化剂主要有: (1)羧酸如甲酸、乙酸、草酸、2羟基-3-萘甲酸 等 (2)酸酐如乙酸酐、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸 酐等 (3)酰氯如乙酰氯、苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯 光气、三氯化磷、三聚氯氰等 (4)酰胺如尿素、NN-二甲基甲酰胺等。 (5)羧酸酯如氯乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯等。 (6)其它如乙烯酮、双乙烯酮、二硫化碳等。 最常用的酰化剂是羧酸、酸酐和酰氯

第一节 概述 二、酰化剂 常用的酰化剂主要有： （1）羧酸 如甲酸、乙酸、草酸、2羟基-3-萘甲酸 等。 （2）酸酐 如乙酸酐、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸 酐等 （3）酰氯 如乙酰氯、苯甲酰氯、对甲苯磺酰氯、 光气、三氯化磷、三聚氯氰等。 （4）酰胺 如尿素、N,N/ -二甲基甲酰胺等。 （5）羧酸酯 如氯乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯等。 （6）其它 如乙烯酮、双乙烯酮、二硫化碳等。 最常用的酰化剂是羧酸、酸酐和酰氯

a第二节N-酰化反应 、N-酰化反应基本原理 N-酰化是制备酰胺的重要方法。被酰化的物质可 以是脂肪胺,也可以是芳胺。 1.N-酰化反应历程 用羧酸或其衍生物作酰化剂时,酰基取代伯氨基 氮原子上的氢,生成羧酰胺的反应历程如下: RNH2+C一R R-N-C-R= FNH- R+HX

第二节 N-酰化反应 一、N-酰化反应基本原理 N-酰化是制备酰胺的重要方法。被酰化的物质可 以是脂肪胺，也可以是芳胺。 1. N-酰化反应历程 用羧酸或其衍生物作酰化剂时，酰基取代伯氨基 氮原子上的氢，生成羧酰胺的反应历程如下：

a第二节N-酰化反应 首先是酰化剂的羰基中带部分正电荷的碳原子向 伯胺氨基氮原子上的未共用电子对作亲电进攻,形成 过渡络合物,然后脱去HX而形成羧酰胺 在酰化剂分子中,Ⅹ是—OH时,酰化剂是羧酸; 又是OCOR时,酰化剂是酸酐;Ⅹ是C时,酰化剂 是酰氯

第二节 N-酰化反应 首先是酰化剂的羰基中带部分正电荷的碳原子向 伯胺氨基氮原子上的未共用电子对作亲电进攻，形成 过渡络合物，然后脱去HX而形成羧酰胺。 在酰化剂分子中，X是—OH时，酰化剂是羧酸； X是—OCOR时，酰化剂是酸酐；X是—Cl时，酰化剂 是酰氯

a第二节N-酰化反应 2.N-酰化影响因素 (1)酰化剂的活性的影响酰化剂的反应活性取决 于羰基碳上部分正电荷的大小,正电荷越大反应活性 越强。对于R相同的羧酸衍生物,离去基团Ⅹ的吸电子 能力越强酰基上部分正电荷越大。所以其反应活性如 下 酰氯>酸酐>羧酸 芳香族羧酸由于芳环的共轭效应使酰基碳上部分 正电荷被减弱,当离去基团相同时,脂肪羧酸的反应 活性大于芳香族羧酸,低碳羧酸的反应活性大于高碳 羧酸

第二节 N-酰化反应 2. N-酰化影响因素 （1）酰化剂的活性的影响 酰化剂的反应活性取决 于羰基碳上部分正电荷的大小，正电荷越大反应活性 越强。对于R相同的羧酸衍生物，离去基团X的吸电子 能力越强酰基上部分正电荷越大。所以其反应活性如 下： 酰氯＞酸酐＞羧酸。 芳香族羧酸由于芳环的共轭效应使酰基碳上部分 正电荷被减弱，当离去基团相同时，脂肪羧酸的反应 活性大于芳香族羧酸，低碳羧酸的反应活性大于高碳 羧酸

a第二节N酰化反应 (2)胺类结构的影响胺类被酰化的反应活性是: 伯胺>仲胺,无位阻胺>有位阻胺,脂肪胺>芳胺。 即氨基氮原子上电子云密度越高,碱性越强,空间位 阻越小,胺被酰化的反应性越强。对于芳胺,环上有 供电子基时,碱性増强,芳胺的反应活性增强。反之, 环上有吸电子基时,碱性减弱,反应活性降低 通常对于活泼的胺,可以采用弱酰化剂。对于不 活泼的胺,则必须使用活泼的酰化剂

第二节 N-酰化反应 （2）胺类结构的影响 胺类被酰化的反应活性是： 伯胺＞仲胺，无位阻胺＞有位阻胺，脂肪胺＞芳胺。 即氨基氮原子上电子云密度越高，碱性越强，空间位 阻越小，胺被酰化的反应性越强。对于芳胺，环上有 供电子基时，碱性增强，芳胺的反应活性增强。反之， 环上有吸电子基时，碱性减弱，反应活性降低。 通常对于活泼的胺，可以采用弱酰化剂。对于不 活泼的胺，则必须使用活泼的酰化剂

a第二节N-酰化反应 、N-酰化方法 1.用羧酸的N-酰化 羧酸是最廉价的酰化剂,用羧酸酰化是可逆过程。 RN RCOOH RNHCOR+ HO Roh RCOOH ROCOR+ ho 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。如果反应物和生成 物都是难挥发物,则可以不断地将反应生成的水蒸出; 如果反应物能与水形成共沸混合物冷凝后又可与水分 层,则可以采用共沸蒸馏,冷凝后使有机层返回反应 器。也可以加苯或甲苯等能与水形成共沸混合物帮助 脱水。少数情况可以加入化学脱水剂如五氧化二磷, 三氯化磷等

第二节 N-酰化反应 二、N-酰化方法 1. 用羧酸的N-酰化 羧酸是最廉价的酰化剂，用羧酸酰化是可逆过程。 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。如果反应物和生成 物都是难挥发物，则可以不断地将反应生成的水蒸出； 如果反应物能与水形成共沸混合物冷凝后又可与水分 层，则可以采用共沸蒸馏，冷凝后使有机层返回反应 器。也可以加苯或甲苯等能与水形成共沸混合物帮助 脱水。少数情况可以加入化学脱水剂如五氧化二磷， 三氯化磷等

a第二节N-酰化反应 乙酰化,不论是永久性还是暂时保护性目的,都 是最常见的酰化反应过程。由于反应是可逆的,一般 要加入过量的乙酸,当反应达到平衡以后逐渐蒸出过 量的乙酸,并将水分带出。如合成乙酰苯胺时将苯胺 与过量10~50%的乙酸混合,在120℃(乙酸的沸点 118℃)以下回流一段时间,使反应达到平衡,然后停 止回流,逐渐蒸出过量的乙酸和生成水,即可使反应 趋于完全。 CH3COOH HN-C6H5 CH3CONHC6Hs +H,O

第二节 N-酰化反应 乙酰化，不论是永久性还是暂时保护性目的，都 是最常见的酰化反应过程。由于反应是可逆的，一般 要加入过量的乙酸，当反应达到平衡以后逐渐蒸出过 量的乙酸，并将水分带出。如合成乙酰苯胺时将苯胺 与过量10～50%的乙酸混合，在120℃（乙酸的沸点 118℃）以下回流一段时间，使反应达到平衡，然后停 止回流，逐渐蒸出过量的乙酸和生成水，即可使反应 趋于完全