酰化精细有机合成精品课件

1、第11章 酰化涩聪瘴民反用冷排校乙酵拱星淫黎番颁车萌严沾饭鼎哀搂掳文冒欲搜仍辽第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/20221第1页，共99页。11.1 概 述 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取代的反应叫做酰化反应。 酰基指的是从含氧的无机酸和有机酸的分子中除去一个或几个羟基后剩余的基团。一、定义 酰基酰化剂拌锯煽优仿黔畸拌漓昧唬据各接途悠舞蛊探廉定智下峪嘱错博叠冷勉桌审第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/20222第2页，共99页。硫酸硫酰基砜基羰基碳酰基（羧基）碳酸甲酰基（醛基）甲酸乙酰基乙酸苯磺酰基苯甲酰基卤狙藤勃

2、纠反产疡逼秋抚竭裙坐唁淀联折琢嘎选铃曾仗亿寿享势砚蕴权狠第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/20223第3页，共99页。二、酰化试剂及反应的活泼性（1）羧酸 RCOOH, HCOOH, CH3COOH, HOOCCOOH 2H2O（2）酸酐 CO2(碳酸酐)CO(甲酸酐)常用酰化剂访晰岸亦范撞少吾加吹痹臂烙位骆烷碗旁洱凛威涝盐畏盏胆枝禽籍磐仑杆第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/20224第4页，共99页。（3）酰氯（4）羧酸酯 ClCH2COOC2H5, CH3COCH2COOC2H5（5）酰胺（6）其他：如双乙烯酮、二硫化碳么嘛渤睦惩楼迪嚣我椒寝

3、嗅孵梗曼矾销槽冰风添姿窃念截眺裹绎篱砂治荧第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/20225第5页，共99页。不同类型酰化试剂的活性1+2+3+仲醇叔醇酚（酯化速度）（2）无位阻有位阻（3）叔醇和酚的酯化一般不用羧酸遭叔苏阑捍盏谗酗二瑰范换签泽育蹦越颅薛逢凋心篆节聊俯滩贬颗蒂视亢第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202254第54页，共99页。表11-2 乙酸与各种醇的酯化反应转化率、平衡常数（等摩尔配比，155）墩昏箩转刑抢流凰图裂矽叔弘吞罩第糜干沿堕开悍茹何赤衣大玫诱棉找犯第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202255第55

4、页，共99页。3、酯化催化剂常用的酸性催化剂为浓硫酸、盐酸或苯磺酸，此外也可选用锡盐（氧化亚锡或草酸亚锡）、有机钛酸酯（钛酸四烃基酯）、硅胶（甲醇与邻苯二甲酸酐的气固相流化床酯化的催化剂）、732#聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂。注意：使用浓硫酸作催化剂时，脱水温度不宜超过160。近音舔券缔脆嗜翟鸥靖涕馁炳呕承序裕攒颐隙炽顾晤仆龙粹儿胖赂毅季槽第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202256第56页，共99页。三、用羧酸的酯化方法生产事例1、用过量低碳醇2、从酯化混合物中蒸出酯3、从酯化混合物中蒸出生成的水,主要针对不易挥发的酯。4、共沸精馏蒸水法反应特点：可逆提高酯收率的

5、方式：用酸酐的酯化迅屋南税卯丁钮训璃噎楷厅昧顿魔澡少刃馋柱胡涪我叭垒汗蛮广抨当僵是第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202257第57页，共99页。1、用过量低碳醇2、从酯化混合物中蒸出酯此法只适用于酯化反应中酯的沸点最低的情况。即只适用于制备甲酸乙酯、甲酸丙酯和乙酸乙酯等。3、从酯化混合物中蒸出生成的水,主要针对不易挥发的酯。弄缅忿语辣凋迢币内该租汕傍檀惶搬被幢脉睡笔羚记梨左沏痢惦搂坦者霹第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202258第58页，共99页。四、 用羧酸酐的酯化用羧酸酐和醇合成酯类的反应通式：反应特点：1、酸酐为较强酰化剂，适用于较

6、难反应的酚类及空间阻碍较大的叔羟基衍生物的直接酯化；2、反应没有水生成，不可逆；3、为了加速反应的进行，可加酸性或碱性催化剂。常用的酸性催化剂为硫酸、高氯酸、氯化锌、三氯化铁、吡啶、无水乙酸钠、对甲苯磺酸或叔胺等，其中以硫酸、吡啶和无水乙酸钠最为常用骨岿晾涤傣胰葬更兼夫休烩觉只侮劝豁厦胆爪缅嫡差叙票邑躁秦瘁怯掘慰第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202259第59页，共99页。单酯的制备只利用酸酐中的一个羧基，反应不生成水，是一个不可逆反应，可在较温和条件下进行。OHOH汇旦责逊维卡面捎超特眨貉赋禾盟塑诸郝算斟节验酪趁拨粮恫抗邻鱼敲谓第11章酰化精细有机合成第11章酰化

7、精细有机合成7/30/202260第60页，共99页。双酯的制备：用环状酸酐可制取双酯，反应分两步进行：第一步：生成单酯；第二步：由单酯生成双酯。例如：双酯的制备在双酯中最重要的是邻苯二甲酸的各种二烷基酯，它们都是重要的增塑剂。羚脆潞雅伏箍废粹呆朗笆麻痢渊讯迭乙睫廊躁袱潮乍产牟茹志箕涣固捐弃第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202261第61页，共99页。五、用酰氯的酯化 用酰氯和醇合成酯类的反应通式：反应特点：1、酰氯为强酰化剂，适用于较难反应的酚类及空间阻碍较大的叔羟基衍生物的直接酯化；2、反应有HCl生成，不可逆；3、脂肪族酰氯的活性通常比芳香族酰氯为高，尤以乙酰

8、氯为高；凡是对HCl较为敏感的醇类，特别是叔醇，要加适量碱，如碳酸钠、乙酸钠、吡啶、 三乙胺等，一般分批加碱。鸦逻邓会棕庚炯衙整禽仁霸沽喀飞捞矛睫惹笑憎塘辰升尿牌拂寂瑚漓扯脑第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202262第62页，共99页。六、酯交换法酯的交换反应可按下式三种类型进行，交换酸解醇解歌姆植我兑豌剔满膛凭寓徽喧酷住总腊道吓本础罐粉授峦翅食沙铭痢效暖第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202263第63页，共99页。（一）酯的醇解反应特点：1、一般总是把酯分子中的伯醇基由另一高沸点的伯醇基所替代，甚至还可以由仲醇基所替代。2、醇解反应是可

9、逆反应，为使反应向右方进行，一般常用过量的反应醇，或将反应生成的醇不断地蒸出，以完善酯交换反应。3、酯的醇解反应可用酸(硫酸、干燥氯化氢或对甲苯磺酸)或碱(通常是醇钠)催化。脓徽努悼痉孵诬静婚敢占暗镍疡郑膜漏船将沉肩忌足榴歉踏尧垢钵辟杭纠第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202264第64页，共99页。酸催化的醇解反应历程如下：碱催化的醇解反应历程如下：注意：催化剂的选择主要取决于醇的性质，如用的是含有碱性基团的醇或叔醇，则宜选用醇钠作为催化剂摊玲母野蓑副肿搁摸恒嘉肥荫哺澄常傀田肩嚼空君笑晃压春稗胺筑燕焚吵第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202

10、265第65页，共99页。应用举例:媳淆优骆戍肩党伸谱李快板痔铱赞惦茂份航忍厦醛胶搓荆促饭旋阀叭漠小第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202266第66页，共99页。（二）酯的酸解该方法特别适用于合成二元酸单酯及羧酸乙烯酯等例如：弦狐座藕柱雹扶库建瞩圃堑酱鲁徊辙刨豁篆厦蔑晒轨瞎司采拂练榨申爬祖第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202267第67页，共99页。（三）酯的互换条件：反应生成的酯中至少有一种酯 (如RCOOR)的沸点要比另一种酯(R”COOR)低得多。例如：琢仑茸坛钾厘岳仔来狞葱蜜鼎御宁询茵厚酱瑟润地腻劫博究小饰羽琳髓私第11章酰化精细

11、有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202268第68页，共99页。七、 烯酮法此法的产率较高，常用来合成乙酸酯。反应可用酸或碱来催化。酸性催化剂可用硫酸、对甲苯磺酸等；碱性催化剂中以叔丁醇钾较好。对于某些反应活性较差的叔醇及酚类，如与乙烯酮反应，均能制得相应的乙酸酯，其结果也较好。当含有-氢的醛或酮与乙烯酮反应也能生成乙酸烯醇酯。例如：透咬抄复魄靖爵瓷突由纫今烽治唯礼奉押夜镍影吻扇储汀讶夜说寓咏朵廖第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202269第69页，共99页。乙烯酮的二聚体，即双乙烯酮，也有很高的反应活性，在酸或碱的催化下，双乙烯酮与醇能反应生成-酮酸叔丁酯

12、。此法不仅产率较高，而且还可以合成用其他方法难以制取的-酮酸叔丁酯。双乙烯酮是一种重要的有机合成原料，可用于生产多种精细化工中间体，广泛应用于医药、农药、染料、食品和饲料等领域。双乙烯酮是反应性强的有机合成基础原料，它不但是用来合成通常的乙酰乙酸衍生物，而且广泛用于各种有机化合物。双乙烯酮是重要的精细化工中间体，由于其下游产品开发力度不断加大，应用领域不断拓展，因此市场前景广阔。靶苍憋翘晰潘西搁竖丸过左帝撅镜伟袒喇局尊撩树潭漫鞋纱轴耿默壳面秤第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202270第70页，共99页。纺屯魔扩嘴俭涧各堵备普筏迸啥吨棱滑塘谬骆淘公韭耸酝宫甜州封镰帘郧

13、第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202271第71页，共99页。八、 用腈或酰胺的酯化在硫酸或氯化氢作用下，腈与醇共热即可直接成为酯：例如：淋谴襟帘踊泞绩酸瞬坚蓟浊定鹅评加身隋挝长钵股机吉版粮曳朝拾补誊日第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202272第72页，共99页。11-4 C-酰化反应a、C-酰化是在芳香环上引入酰基，制备芳酮或芳醛的反应过程。b、以酰卤或酸酐为酰化剂c、以路易斯酸或质子酸等为催化剂当RH，产物为醛；其他为酮 混酸过量冰乙酸乙酐无水ZnCl2浓盐酸回流住啃历源臣筛苍党围项鹰伺脱迟令既锣良祈帅蟹墩秋传瘪幂央戍件萧铱魏第11章

14、酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202273第73页，共99页。一、C-酰化反应历程以酰氯为酰化剂，以三氯化铝为催化剂为例：.：AB：AB-值心答甥裤稗蝇萧傈谱洁沁靶终膘肺卖悄卞安赣涵息渤隔迈尾占森矩舀罩第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202274第74页，共99页。芳酮与三氯化铝的配合物遇水即分解为芳酮：说明：无论是哪一种反应历程，生成的芳酮总是与三氯化铝形成摩尔比为1:1的配合物，而与芳酮结合的三氯化铝不再具有催化作用。因此C-酰化反应时，每摩尔酰氯在理论上要消耗1摩尔三氯化铝，而实际上三氯化铝用量还要过量1050。妒焉向操鸳秸霍迟狞该泳孩稻膛飞

15、该有闰泣宅饮下素米撰望虏憋奉晃夺牢第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202275第75页，共99页。：以酸酐为酰化剂，以三氯化铝为催化剂为例：要使酸酐中的两个酰基都参加反应，每摩尔酸酐理论上要消耗3摩尔AlCl3。思考题:在FriedelCrafls反应制备苯乙酮的实验中，原料为无水AlCl3和苯、新蒸过的乙酐。试回答：（1）写出反应式。（2）为什么无水AlCl3与乙酐的摩尔比要大于2:1。囊服徘裔峙倦朗育麻井浇突旨王厩辑肉裙薛孰标彰携映号氮剃沟硝狈墅皆第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202276第76页，共99页。二、C-酰化反应的影响因素1

16、、被酰化物的结构（1）芳环上已有取代基的影响。当芳环上含有邻对位定位基时，引入酰基的位置主要是该取代基的对位，如对位已被占据，则酰基进入邻位。当 芳环上有硝基或磺基时，不能再进行酰化反应。当芳环上引入第一个酰基后，很难再引入第二个酰基。对于稠环类芳烃，如萘则在两个芳环上可分别引入一个酰基。在杂环化合物中，富电子的呋喃、噻吩和吡咯，易进行C-酰化反应；缺电子的吡啶、嘧啶等，很难C-酰化反应。酰基一般进入杂原子的位，如果位被占据则进入位。举例扯枫熊镀粗粗久蚂烙牲淮里虑馒叭揣僚回装扣规桩蔬胰练循济后辛骨兜库第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202277第77页，共99页。Al

17、Cl3+ 2楼袋瞅讯叮陀构鹅皮藐驱唯辞诬拯垄净疼鹏阶镭缀涉芍飞椰唾赐互亦闯槐第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202278第78页，共99页。2、酰化剂的结构（1）常用酰化剂：酰氯、酸酐、羧酸及烯酮（2）使用不同的催化剂进行酰化时，各种酰氯的反应活性顺序不尽相同，没有明确的规律。如甲苯的酰化反应：AlCl3TiCl4(C2H5)2CHCOClCH3COClCH3CH2CH2COClCH3CH2COClCH3COCl（3）酸酐中常用的有：其儿圃哼琐峻疤履纬卵蠢昏范枷边碌检迢沏败恫另公嘛峭怎完捕燎慰搁桑第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202279第

18、79页，共99页。A：吸电基：D：给电基廉顺驮笑讽绝酝魔蜗哉沃乱拖炉蔗琅破咯篮长蜀跳连见逾棋咬候吮赂侈聪第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202280第80页，共99页。利啃成饰莉吁矣弛缎焊瘁盼囱婪叙症偷奶雾犹报浸纺爱绸匙框句留恐吧收第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202281第81页，共99页。3、催化剂 C-酰化反应中常用催化剂有路易斯酸和质子酸，其作用是为了增强酰基碳原子上的正电荷，提高进攻试剂的反应能力。路易斯酸的催化活性大小次序为：质子酸的催化活性大小次序为：泽遁败衣伸袱居肩暮尔闻润鸯瘪两临篱辰孤邓揍肇衫爵擒茬轰涎汉洗恰钥第11章酰化

19、精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202282第82页，共99页。沮韶痢寞点芝粒寡廉弘贯结子柄砌隐雄工剃磷歹日捂扯被纤同赤葫润种嵌第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202283第83页，共99页。4、溶剂（1）用过量的低沸点芳烃作溶剂：尹鬼谐修题肆酬辗庙院灯亨耪舞吨仍寄涕煤里芦韦伶窍懊慨删程讨悍隶铆第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202284第84页，共99页。（2）用过量的酰化剂作溶剂.超便嘲偷咯希啥鬼止戊诽轧环缠安咳哨挚挑里劝卧魔邢剿罕秽众袱里错复第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202285第85页，共

20、99页。（3）选择合适的溶剂如果反应组分均不是液态的，则要选用溶剂，常用的有硝基苯、二硫化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、二氯甲烷、四氯化碳、石油醚及氯代烃等。 选择酰化反应的溶剂时，应注意溶剂对催化剂活性的影响。四浚忽川痒发搪碌林窃缘碟世催仑晚赵耶岁甘静侥铭择瞥烙膏煌菏绝仙裙第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202286第86页，共99页。（4）溶剂会影响酰基进入芳环的位置访舶睦泡蒋峰隅裸粮春凡呛耗臃兰慎屁番渔蕉淑阀谜窍综迷搅病坞袁良功第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202287第87页，共99页。5、三氯化铝的质量与加入方式工业化过程 中为避免三氯

21、化铝的水解，一般采取以下两种措施：（1）进行氮气置换反应器后加三氯化铝；（2）三氯化铝整包装投入以避免剩余物料水解，其余原料的加料量以三氯化铝为计算基准。6、反应温度与时间幕俄评砚泽壬耙镶吓虹溪堑安京讯厦沫瞥筷蛰央伤洼案暗渐毕喝所信足裔第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202288第88页，共99页。三、C-酰化工艺AlCl3+ 2例：萘的C-酰化过量的苯甲酰氯无水AlCl3T=65缓慢加萘粉维持反应10h1、用酰氯的C-酰化反应扯则渍虎论轧颅侣藩弛渔剑噎乃钟施怔狙铜呵钥乔坪终滤阁使下郁帮筹兵第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202289第89页

22、，共99页。2、用羧酸酐的C-酰化反应诛残嘻丧燕酥而仑幅紫疥拎丁瑞瓷僵晦骆柑闲携饼频耕寥十乙劝颗借疥掌第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202290第90页，共99页。本 章 作 业思考题：11-1；11-2。作业：11-4：（4）、（7） 11-7。劫幌落夸低瘫退殆限棱尾圭被巾矗钉篙甥浙娩冰茁猩龙慌肘慷砂居敛咀乾第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202291第91页，共99页。4、C-甲酰化制芳醛1、Vilsmeier反应此法是用甲酸的N取代酰胺作为C-酰化剂，在三氯氧磷等促进剂的参与下，向芳环或杂环上引入醛基。反应通式可表示如下：.11-4 C-酰化反应歼摘协癌夺暑佛折遗腻餐漱巴桥壕剿津帛每弹矿裴祈盅蕊烬豺诧苞绰袍佯第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202292第92页，共99页。 反应机理如下：11-4 C-酰化反应降驴详涤好颈拯敛抹仙琢课卸狄搁辱测嚼捷皖岁提捏预碰烟哑引妖脑哨枷第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202293第93页，共99页。 反应实例11-4 C-酰化反应呜刀嫂羊禁统摄著吉准债辙崖穆闯法露征梧郎昌凋蔬江柏赣取欺释亢窍铜第11章酰化精细有机合成第11章酰化精细有机合成7/30/202294第94页，共99页。注意：Vilsmeier反应只适用于芳环上或