机械化学在酰胺化反应中的应用

1、机械化学技术应用于无溶剂反应机械化学在酰胺化反应中的应用机械化学在酰胺化反应中的应用2015.11.25Contents 目录 * 01 研究背景02 技术应用案例03 总结与讨论Contents 目录 * 01 研究背景02 技术应用案例03 总结与讨论01 研究背景 4 1.1机械研磨化学机械研磨化学研磨：研钵、球磨（旋转方式、振荡方式和水平运动方式）无溶剂化学：主要是通过研磨、光、热、微波以及超声等方法，在不加溶剂或加入微量溶剂并且固体物直接接触的条件下，来进行化学反应。特点：不使用任何溶剂,反应物都保持很大的浓度,加快反应速度,简化后处理过程机械研磨反应能够使反应物更充分地混合,能够更

2、大程度地增大反应物的接触面,反应过程中温度和压力的变化也会提高其反应活性,从而提高反应速率。操作简单，反应时间短，能得到新颖的结果绿色合成反应新选择01 研究背景谢东等.浅谈绿色化学中的无溶剂反应J.安徽农学通报,2009,15(1):219-221. 5 1.2酰胺化反应酰胺化反应酰胺类化合物是广泛应用的化工原料,也是合成农用化学品、医药品、燃料以及色素的重要中间体,并且在有机合成中也有重要的应用。蛋白质、尿素、青霉素G分子、生物碱01 研究背景申小霞.酰胺类化合物的合成研究D.甘肃:兰州大学,2009. 6 1.2酰胺化反应酰胺化反应缺点：比如活化的羧酸衍生物不稳定,反应时间长,产率较低,

3、反应中产生大量的有毒有害物质,反应条件较苛刻且后处理繁琐等酰胺类化合物是广泛应用的化工原料,也是合成农用化学品、医药品、燃料以及色素的重要中间体,并且在有机合成中也有重要的应用。蛋白质、尿素、青霉素G分子、生物碱合成：传统方法是采用羧酸及其衍生物(如酰氯、酸酐等)与胺的缩合新的合成方法：过渡金属催化的酰胺化反应用叠氮化物代替胺类进行的酰胺化反应氧化酰胺化反应问题：价格昂贵、有毒试剂的使用、反应时间普遍较长01 研究背景申小霞.酰胺类化合物的合成研究D.甘肃:兰州大学,2009. 7 1.2酰胺化反应酰胺化反应01 研究背景申小霞.酰胺类化合物的合成研究D.甘肃:兰州大学,2009.1.活性酯法

4、合成酰胺的通用方法是先活化羧基，然后再与胺反应得到酰胺酸与氯甲酸乙酯或异丁酯反应生成混合酸酐，而后再与胺反应得到相应的酰胺 8 1.2酰胺化反应酰胺化反应01 研究背景申小霞.酰胺类化合物的合成研究D.甘肃:兰州大学,2009.2.碳二亚胺类缩合剂法缩合剂：活化剂：一般投料必须在零下2030下进行，并在此温度下搅拌近一小时后再室温搅拌，否则其会引起氨基酸的消旋化。羧酸先和EDC(缩合剂）生成加成中间体，HOBt（活化剂）在和这个加成中间体反应得活性酯，该酯再与胺反应就转化为酰胺了后处理繁琐 产率低活化的羧酸衍生物不稳定 条件苛刻 9 1.2酰胺化反应酰胺化反应01 研究背景申小霞.酰胺类化合物

5、的合成研究D.甘肃:兰州大学,2009.过渡金属催化叠氮化物替代胺类价格昂贵有毒试剂的使用反应时间普遍较长Contents 目录 * 01 研究背景02 技术应用案例03 总结与讨论02 技术应用案例 11 02 技术应用案例以芳胺( 1a 1l) 和甲酸( 2) 为原料，硅胶( 100 目 200 目) 为助磨剂，在无催化剂、无溶剂条件下，采用球磨法合成朱兴一等.球磨法合成甲酰胺类化合物J.合成化学，2014,22（2）：250-252.由于底物大多为液体，直接加入球磨罐中整个体系不均匀，底物间接触不充分，加入适量的助磨剂使液体底物研磨更充分，有利于收率的提高向球磨罐中依次加入适量的钢珠，硅

6、胶3 g密封球磨罐，置反应器中，于25反应20 min 45 min( TLC 监测) 。用乙酸乙酯萃取，用饱和NaHCO3溶液洗涤，无水Na2SO4干燥经硅胶柱层析纯化 12 02 技术应用案例朱兴一等.球磨法合成甲酰胺类化合物J.合成化学，2014,22（2）：250-252.在最佳反应条件1a 5 mol，n( 1) n( 2) =1 3，硅胶3 g，于25 反应20 min 45 min下，收率80% 97%。 13 02 技术应用案例朱兴一等.球磨法合成甲酰胺类化合物J.合成化学，2014,22（2）：250-252.底物扩展连有供电子取代基的苯胺( 1b 1e) 与2 反应，较高的

7、产率。这是由于供电子效应使苯胺上氮的电负性增强，有利于进攻甲酸的缺电子碳。说明该方法对于苯胺有很高的适用性！ 14 02 技术应用案例Oxone（potassium peroxymonosulfate,2KHSO5.KHSO4.K2S04)是一种混合物,其有效成分是过硫酸氢钾。作为一种有效的氧化剂,由于其多用性,良好的稳定性,易处理性,无毒性,且廉价易得,在有机合成中得到广泛应用原料：亚胺、Oxone（过硫酸氢钾复合盐)仪器设备:MM200机械研磨机 反应时间为60分钟 振动频率为30Hz硅胶柱层析分离 产率77%芳醛和芳胺很容易结合为亚胺，改用醛和胺作为起始底物,尝试用一锅法来实现酰胺化反应

8、高杰.机械研磨条件下卤化、酰胺化和环加成反应的研究D.北京:中国科学技术大学,2009. 15 02 02 技术应用案例干燥剂的加入：分子筛到无水硫酸镁，无水硫酸镁效果更好，产率达到75%在有机相中的反应：乙睛和甲苯中,结果发现都非常差其它的氧化剂：如过硫酸钾(K2S208)和碘(I2),也进行了尝试,完全没有反应氧化剂的量：降低等当量，产率明显降低最佳反应条件：1.0equlv的醛,1.0equlv的胺,1.0equiv的硫酸镁和2.0equiv的Oxone,反应时间为1.5小时,振动频率为30Hz。高杰.机械研磨条件下卤化、酰胺化和环加成反应的研究D.北京:中国科学技术大学,2009. 16 02 02 技术应用案例芳醛的电子效应因素对反应有着决定性的影响。底物范围拓展对于取代的芳胺,无论是供电子基团还是吸电子基团反应活性没有明显差异但对于取代的芳醛,则是具有吸电子基团的效果更好空间位阻Contents 目录 * 01 研究背景02 技术