第三章第三章 酰化反应酰化反应 Acylation Reaction酰化反应酰化反应定义：定义：在有机化合物分子结构中的碳、氮、氧在有机化合物分子结构中的碳、氮、氧或硫等原子上导入酰基的反应称为酰化反应或硫等原子上导入酰基的反应称为酰化反应。酰基：酰基：含氧无机酸、有机酸或磺酸分子结构中含氧无机酸、有机酸或磺酸分子结构中去掉羟基后所剩的部分。去掉羟基后所剩的部分。2有机酸酰基：有机酸酰基：产物：酯、酰胺、酮产物：酯、酰胺、酮(醛醛)3应用：应用：氯霉素氯霉素VS棕榈氯霉素棕榈氯霉素常用的酰化试剂常用的酰化试剂7b. 根据接受酰基的原子不同酰化反应可分为根据接受酰基的原子不同酰化反应可分为 氧酰化氧酰化 氮酰化氮酰化 碳酰化碳酰化 酰化反应的类型酰化反应的类型 a. 根据酰基的引入方式不同，酰化反应可分为根据酰基的引入方式不同，酰化反应可分为 直接酰化法直接酰化法 间接酰化法间接酰化法8u 电子反应机理电子反应机理 u 自由基反应机理自由基反应机理 第一节第一节 酰化反应机理酰化反应机理亲电反应机理亲电反应机理亲核反应机理亲核反应机理9一、电子反应机理一、电子反应机理1. 亲电反应机理亲电反应机理(1)单分子历程单分子历程u 酰化剂的解离过程是反应的限速步骤酰化剂的解离过程是反应的限速步骤u 酰化速率仅与酰化剂的浓度相关酰化速率仅与酰化剂的浓度相关u 酰卤、酸酐等强酰化剂的酰化反应按单分子历程进行酰卤、酸酐等强酰化剂的酰化反应按单分子历程进行10(2)双分子历程（加成双分子历程（加成消除机理）消除机理）u 酰化速率与酰化剂和被酰化物的浓度都相关酰化速率与酰化剂和被酰化物的浓度都相关u 羧酸、羧酸酯和酰胺等酰化剂的酰化反应按双分子历羧酸、羧酸酯和酰胺等酰化剂的酰化反应按双分子历程进行程进行11(3)酰化剂的强弱顺序酰化剂的强弱顺序u 酰化剂的酰化能力与离去基团酰化剂的酰化能力与离去基团Z的电负性和离去能力有的电负性和离去能力有关。离去基团的电负性越大，离去能力越强，其酰化能力关。离去基团的电负性越大，离去能力越强，其酰化能力越强越强u Z-碱性越强，共轭酸碱性越强，共轭酸HZ的酸性越弱，越不容易离去。的酸性越弱，越不容易离去。 Cl- 是很弱的碱，是很弱的碱，-OCOR的碱性较强些，的碱性较强些，OH-、OR-是相是相当强的碱，当强的碱，NH2-是更强的碱。是更强的碱。RCOCl(RCO)2ORCOOH 、RCOORRCONHR 12(4)被酰化物的活性被酰化物的活性u 被酰化物的亲核能力越强，越容易被酰化，活性大小可被酰化物的亲核能力越强，越容易被酰化，活性大小可以用被酰化物以用被酰化物R-YH的碱性来衡量，其碱性越强，越容易被的碱性来衡量，其碱性越强，越容易被酰化。酰化。u 若若R基团为芳基，芳基与基团为芳基，芳基与Y原子之间有共轭效应，使其亲原子之间有共轭效应，使其亲和性降低，反应活性下降。和性降低，反应活性下降。u R基团立体位阻越大，反应越难进行。基团立体位阻越大，反应越难进行。胺基胺基羟基羟基脂胺脂胺芳胺芳胺醇醇酚酚伯胺伯胺仲胺仲胺伯醇伯醇仲醇仲醇叔醇叔醇13极性反转：用某些手段、方法使介入反应的双方之一的极性反转：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原子或原子团的特征反应性发生暂时性的反转(或称逆转或称逆转)来完成这一反应。来完成这一反应。 2. 亲核反应机理亲核反应机理羰基的极性反转羰基的极性反转 14过氧化物、光照等条件下，酰化剂在羰基的碳原子处解过氧化物、光照等条件下，酰化剂在羰基的碳原子处解离成羰基自由基和氢原子自由基，羰基自由基再与被酰离成羰基自由基和氢原子自由基，羰基自由基再与被酰化物进行自由基反应生成酰化产物化物进行自由基反应生成酰化产物二、自由基反应机理二、自由基反应机理15u 醇的醇的O-酰化反应酰化反应u 酚的酚的O-酰化反应酰化反应第二节第二节 氧原子上的酰化反应氧原子上的酰化反应16是一类形成羧酸酯的反应是一类形成羧酸酯的反应是羧酸的酯化反应是羧酸的酯化反应是羧酸衍生物的醇解反应是羧酸衍生物的醇解反应酰化剂：酰化剂：羧酸羧酸羧酸酯羧酸酯酸酐酸酐酰氯酰氯酰胺酰胺一、醇的一、醇的O-酰化反应酰化反应17(1) 反应通式反应通式u酰化剂：脂肪族羧酸、芳香族羧酸酰化剂：脂肪族羧酸、芳香族羧酸u被酰化物：伯醇、仲醇、叔醇被酰化物：伯醇、仲醇、叔醇u催化剂：质子酸、路易斯酸催化剂：质子酸、路易斯酸u溶剂：醇类、醚类、卤代烃类溶剂：醇类、醚类、卤代烃类1. 羧酸羧酸为酰化剂为酰化剂1819(2) 反应机理反应机理 直接亲电酰化直接亲电酰化提高反应收率：提高反应收率：u增加反应物的浓度增加反应物的浓度u减小生成物的浓度减小生成物的浓度可逆可逆反应反应20(3)(3)影响因素影响因素 a.a.羧酸结构的影响羧酸结构的影响作为酰化剂的羧酸的酸性越强，其酰化能力越强。羧酸作为酰化剂的羧酸的酸性越强，其酰化能力越强。羧酸的酸性主要受其结构中的电子效应（诱导效应、共轭效的酸性主要受其结构中的电子效应（诱导效应、共轭效应）及立体效应的影响。应）及立体效应的影响。u 诱导效应：诱导效应：羰基的羰基的位带吸电子基团利于反应进行；位带吸电子基团利于反应进行；带给电子基团不利于反应进行；带给电子基团不利于反应进行；u 共轭效应：共轭效应：共轭效应有利于反应进行；共轭效应有利于反应进行；u 立体效应：立体效应：R的体积若庞大（芳酸），则亲核试剂对的体积若庞大（芳酸），则亲核试剂对羰基的进攻有位阻，不利于反应进行。羰基的进攻有位阻，不利于反应进行。21b.醇结构的影响醇结构的影响u立体效应的影响立体效应的影响:伯醇（伯醇（-CH2-OH）仲醇（）仲醇（CH-OH） 叔醇（叔醇（C-OH）u电子效应的影响：电子效应的影响：羟基羟基位的吸电子基团不利于反应进行，共轭效应不利于反应进位的吸电子基团不利于反应进行，共轭效应不利于反应进行。（与羧酸结构的影响相反）行。（与羧酸结构的影响相反）22c. 催化剂的影响催化剂的影响.提高羧酸反应活性的催化剂提高羧酸反应活性的催化剂 (a) 质子酸催化法质子酸催化法: 浓硫酸、氯化氢气体、磺酸等浓硫酸、氯化氢气体、磺酸等23 (b) Lewis酸催化法酸催化法: AlCl3, SnCl4,FeCl3,等等 (c) Vesley法法(酸性树脂催化法酸性树脂催化法) : 采用强酸型离子交换树脂加硫酸钙采用强酸型离子交换树脂加硫酸钙24 (d) DCC脱水法：二环己基碳二亚胺脱水法：二环己基碳二亚胺2526.提高醇反应活性的催化剂提高醇反应活性的催化剂DEAD：偶氮二羧酸二乙酯：偶氮二羧酸二乙酯27(4)应用特点应用特点 a.伯醇酯的制备伯醇酯的制备b.仲醇酯的制备仲醇酯的制备c.叔醇酯的制备叔醇酯的制备d.内酯的制备内酯的制备28(1) 反应通式反应通式u酰化剂：脂肪族羧酸酯、芳香族羧酸酯酰化剂：脂肪族羧酸酯、芳香族羧酸酯u被酰化物：伯醇、仲醇、叔醇被酰化物：伯醇、仲醇、叔醇u催化剂：质子酸、醇钠催化剂：质子酸、醇钠u溶剂：醇类、醚类、卤代烃类溶剂：醇类、醚类、卤代烃类2.羧酸酯羧酸酯为酰化剂为酰化剂29303132(2) 反应机理反应机理 酸催化：酸催化：u增强羧酸酯增强羧酸酯(酰化剂酰化剂)的活性的活性33碱催化：碱催化：u增强醇增强醇(被酰化物被酰化物)的活性的活性34(3)(3)影响因素影响因素 a.a.羧酸酯羧酸酯(RCOOR1)结构的影响结构的影响羧酸酯的酰化能力源于其结构中酯羰基碳原子的亲电性羧酸酯的酰化能力源于其结构中酯羰基碳原子的亲电性u R基团的影响：基团的影响：(同羧酸结构的影响同羧酸结构的影响)诱导效应诱导效应共轭效应共轭效应立体效应立体效应u R1基团的影响：基团的影响：R1OH的酸性越强，酯的酰化能力越强。的酸性越强，酯的酰化能力越强。35b.醇结构的影响醇结构的影响(同羧酸为酰化剂部分同羧酸为酰化剂部分)u立体效应的影响立体效应的影响:伯醇（伯醇（-CH2-OH）仲醇（）仲醇（CH-OH） 叔醇（叔醇（C-OH）u电子效应的影响：电子效应的影响：羟基羟基位的吸电子基团不利于反应进行，共轭效应不利于反应进位的吸电子基团不利于反应进行，共轭效应不利于反应进行。（与羧酸结构的影响相反）行。（与羧酸结构的影响相反）c. 催化剂的影响催化剂的影响催化剂的选择主要取决于醇的性质催化剂的选择主要取决于醇的性质36(4)应用特点应用特点 a.羧酸甲酯或乙酯的应用羧酸甲酯或乙酯的应用b. 生成沸点较低的甲醇或乙醇，易从反应体系中除去，生成沸点较低的甲醇或乙醇，易从反应体系中除去，促使平衡向产物方向进行，利于产物的分离纯化。促使平衡向产物方向进行，利于产物的分离纯化。37b. 活性酯的应用活性酯的应用.羧酸硫醇酯羧酸硫醇酯38羧酸硫醇酯可用于大环内酯类、内酰胺类化合物的合成羧酸硫醇酯可用于大环内酯类、内酰胺类化合物的合成39.羧酸吡啶酯羧酸吡啶酯40.羧酸三硝基苯酯羧酸三硝基苯酯41.其他活性酯其他活性酯羧酸异丙烯酯等，适用于立体障碍大的羧酸羧酸异丙烯酯等，适用于立体障碍大的羧酸423. 酸酐酸酐为酰化剂为酰化剂(1)反应通式反应通式u 酰化剂：脂肪族酸酐、芳香族酸酐酰化剂：脂肪族酸酐、芳香族酸酐u 被酰化物：伯醇、仲醇、叔醇被酰化物：伯醇、仲醇、叔醇u 催化剂：质子酸、路易斯酸、有机碱催化剂：质子酸、路易斯酸、有机碱u 溶剂：醇类、醚类、卤代烃类溶剂：醇类、醚类、卤代烃类4344(2) 反应机理反应机理 质子酸催化：质子酸催化： 路易斯酸催化：路易斯酸催化：45碱催化：碱催化：例：例：46(3)(3)影响因素影响因素 a.a.酸酐酸酐结构的影响结构的影响同羧酸结构的影响同羧酸结构的影响诱导效应诱导效应共轭效应共轭效应立体效应立体效应b.催化剂的影响催化剂的影响u酸催化酸催化u碱催化碱催化u三氟甲基磺酸盐催化三氟甲基磺酸盐催化47c.反应溶剂的影响反应溶剂的影响u 酸酐酸酐u 催化剂催化剂u 其他溶剂其他溶剂d. 反应温度的影响反应温度的影响低温低温48(4)应用特点应用特点a.单一酸酐为酰化剂单一酸酐为酰化剂b. 乙酸酐、丙酸酐、苯甲酸酐、丁二酸酐、邻苯二甲酸酐等乙酸酐、丙酸酐、苯甲酸酐、丁二酸酐、邻苯二甲酸酐等49b. 混合酸酐为酰化剂混合酸酐为酰化剂.羧酸羧酸-三氟乙酸混合酸酐三氟乙酸混合酸酐适用于立体位组较大的羧酸的酯化适用于立体位组较大的羧酸的酯化50.羧酸羧酸-磺酸混合酸酐磺酸混合酸酐 .羧酸羧酸- -磷酸混合酸酐磷酸混合酸酐.羧酸羧酸-取代苯甲酸混合酸酐取代苯甲酸混合酸酐 51.其他混合酸酐其他混合酸酐524. 酰氯酰氯为酰化剂为酰化剂(1)反应通式反应通式u 酰化剂：脂肪族酰氯、芳香族酰氯酰化剂：脂肪族酰氯、芳香族酰氯u 被酰化物：伯醇、仲醇、叔醇被酰化物：伯醇、仲醇、叔醇u 催化剂：路易斯酸、有机碱催化剂：路易斯酸、有机碱u 溶剂：醚类、卤代烃类溶剂：醚类、卤代烃类53(2) 反应机理反应机理a. 碱催化碱催化54b. 酸催化酸催化55酸酐酰氯均适于位阻较大的醇例 565. 酰胺酰胺为酰化剂为酰化剂(1)反应通式反应通式u 酰化剂：脂肪族、芳香族酰化剂：脂肪族、芳香族N,N-二取代酰胺二取代酰胺u 被酰化物：伯醇、仲醇、叔醇被酰化物：伯醇、仲醇、叔醇u 催化剂：醇钠、氨基钠、氢化钠等催化剂：醇钠、氨基钠、氢化钠等u 溶剂：醚类、卤代烃类溶剂：醚类、卤代烃类57(2) 反应机理反应机理5859二、二、二、二、 酚的酚的酚的酚的O-O-酰化反应酰化反应酰化反应酰化反应用强酰化剂用强酰化剂:酰氯、酸酐、活性酯酰氯、酸酐、活性酯60第三章第三章 酰化反应酰化反应 Acylation Reactionu 电子反应机理电子反应机理 u 自由基反应机理自由基反应机理 第一节第一节 酰化反应机理酰化反应机理亲电反应机理亲电反应机理亲核反应机理亲核反应机理62u 醇的醇的O-酰化反应酰化反应u 酚的酚的O-酰化反应酰化反应第二节第二节 氧原子上的酰化反应氧原子上的酰化反应羧酸羧酸羧酸酯羧酸酯酸酐酸酐酰氯酰氯酰胺酰胺酰氯酰氯酸酐酸酐活性酯活性酯活性酰胺活性酰胺63u 脂肪胺的脂肪胺的N-酰化反应酰化反应u 芳香胺的芳香胺的N-酰化反应酰化反应第三节第三节 氮原子上的酰化反应氮原子上的酰化反应64酰化剂：酰化剂：羧酸羧酸羧酸酯羧酸酯一、脂肪胺的一、脂肪胺的N-酰化反应酰化反应酸酐酸酐酰氯酰氯酰胺酰胺65(1) 反应通式反应通式u酰化剂：脂肪族羧酸、芳香族羧酸酰化剂：脂肪族羧酸、芳香族羧酸u被酰化物：伯胺、仲胺、无机氨被酰化物：伯胺、仲胺、无机氨(NH3)u溶剂：醚类、卤代烷类溶剂：醚类、卤代烷类1. 羧酸羧酸为酰化剂为酰化剂66(2) 反应机理反应机理不宜以羧酸为酰化剂进行胺的酰化反应！不宜以羧酸为酰化剂进行胺的酰化反应！67(3)(3)应用特点应用特点 DCC为催化剂的酰化反应为催化剂的酰化反应 DCC：二环己基碳二亚胺二环己基碳二亚胺68(3)(3)应用特点应用特点 活性磷酸酯类为催化剂的酰化反应活性磷酸酯类为催化剂的酰化反应 BDP：苯并三唑基磷酸二乙酯苯并三唑基磷酸二乙酯69(1) 反应通式反应通式u酰化剂：脂肪族羧酸酯、芳香族羧酸酯酰化剂：脂肪族羧酸酯、芳香族羧酸酯u被酰化物：伯胺、仲胺、无机氨被酰化物：伯胺、仲胺、无机氨(NH3)u溶剂：醚类、卤代烷类、苯类溶剂：醚类、卤代烷类、苯类2. 羧酸酯羧酸酯为酰化剂为酰化剂70(2) 反应机理反应机理优点：优点：u羧酸酯易于制备，性质稳定羧酸酯易于制备，性质稳定u不会与胺成盐不会与胺成盐71(3)(3)应用特点应用特点 羧酸甲酯、乙酯的应用羧酸甲酯、乙酯的应用生成沸点较低的甲醇或乙醇，易从反应体系中除去，促使生成沸点较低的甲醇或乙醇，易从反应体系中除去，促使平衡向产物方向进行，利于产物的分离纯化。平衡向产物方向进行，利于产物的分离纯化。例：巴比妥类药物合成的通用方法：例：巴比妥类药物合成的通用方法：72(3)(3)应用特点应用特点 活性酯的应用活性酯的应用 活性酯的应用可使反应条件温和，收率提高，广泛用于活性酯的应用可使反应条件温和，收率提高，广泛用于半合成抗生素、肽类化合物等结构复杂的酰胺的制备。半合成抗生素、肽类化合物等结构复杂的酰胺的制备。例：半合成头孢菌素头孢吡肟的合成：例：半合成头孢菌素头孢吡肟的合成：73(1) 反应通式反应通式u酰化剂：脂肪族酸酐、芳香族酸酐、混合酸酐酰化剂：脂肪族酸酐、芳香族酸酐、混合酸酐u被酰化物：伯胺、仲胺、无机氨被酰化物：伯胺、仲胺、无机氨(NH3)u溶剂：醚类、卤代烷类、有机酸类溶剂：醚类、卤代烷类、有机酸类3. 酸酐酸酐为酰化剂为酰化剂74(2) 反应机理反应机理 无催化剂无催化剂75(2) 反应机理反应机理 质子酸催化质子酸催化反应中产生羧酸，可自行催化反应中产生羧酸，可自行催化76(3)(3)应用特点应用特点 单一酸酐的应用单一酸酐的应用乙酸酐、丙酸酐、苯甲酸酐、丁二酸酐、邻苯二甲酸酐等乙酸酐、丙酸酐、苯甲酸酐、丁二酸酐、邻苯二甲酸酐等例：例：77(3)(3)应用特点应用特点 混合酸酐的应用混合酸酐的应用 混合酸酐常用于肽类、半合成抗生素类化合物的制备，混合酸酐常用于肽类、半合成抗生素类化合物的制备，使得反应能在较温和的条件下进行且收率较高。使得反应能在较温和的条件下进行且收率较高。.羧酸羧酸-磷酸混合酸酐磷酸混合酸酐78.羧酸羧酸-碳酸混合酸酐碳酸混合酸酐79(1) 反应通式反应通式u酰化剂：脂肪族酰氯、芳香族酰氯酰化剂：脂肪族酰氯、芳香族酰氯u被酰化物：伯胺、仲胺、无机氨被酰化物：伯胺、仲胺、无机氨(NH3)u溶剂：醚类、卤代烷类、乙腈、乙酸乙酯等溶剂：醚类、卤代烷类、乙腈、乙酸乙酯等4. 酰氯酰氯为酰化剂为酰化剂80(2) 反应机理反应机理81(3)(3)应用特点应用特点 有机碱为缚酸剂有机碱为缚酸剂 三乙胺、吡啶等有机碱可以中和反应中所产生的氯化氢，三乙胺、吡啶等有机碱可以中和反应中所产生的氯化氢，防止其与胺成盐而降低氮原子的亲核能力。防止其与胺成盐而降低氮原子的亲核能力。 吡啶类有机碱在中和产生的氯化氢的同时，还可以与酰吡啶类有机碱在中和产生的氯化氢的同时，还可以与酰氯形成络合物，起催化作用而增强酰氯的酰化能力。氯形成络合物，起催化作用而增强酰氯的酰化能力。82(3)(3)应用特点应用特点 无机碱为缚酸剂无机碱为缚酸剂 氢氧化钠、碳酸钠、醇钠等无机碱也可用作酰化反应中氢氧化钠、碳酸钠、醇钠等无机碱也可用作酰化反应中的缚酸剂。的缚酸剂。 在在NaH等强碱的作用下，胺基等强碱的作用下，胺基N原子上的原子上的H可以解离，可以解离，形成形成N负离子，从而与酰氯顺利地发生酰化反应。负离子，从而与酰氯顺利地发生酰化反应。83(1) 反应通式反应通式u酰化剂：活性酰胺酰化剂：活性酰胺u被酰化物：伯胺、仲胺、无机氨被酰化物：伯胺、仲胺、无机氨(NH3)u溶剂：溶剂：醚类、卤代烃类醚类、卤代烃类5. 酰胺酰胺为酰化剂为酰化剂84(2) 反应机理反应机理 活性酰胺中酰胺键的活性酰胺中酰胺键的N原子处于缺电子的芳杂环上，原子处于缺电子的芳杂环上，使羰基使羰基C原子的亲电性增强。原子的亲电性增强。85(3)(3)应用特点应用特点 酰基咪唑为酰化剂反应酰基咪唑为酰化剂反应酰基咪唑为常用的活性酰胺类酰化剂，可由碳酰二咪唑酰基咪唑为常用的活性酰胺类酰化剂，可由碳酰二咪唑(CDI)与羧酸直接作用制得。与羧酸直接作用制得。86(3)(3)应用特点应用特点 其他活性酰胺为酰化剂的反应其他活性酰胺为酰化剂的反应噻唑啉酮噻唑啉酮噁唑酮噁唑酮苯并三氮唑苯并三氮唑87一、脂肪胺的一、脂肪胺的N-酰化反应酰化反应酰化剂酰化剂 被酰化物被酰化物溶剂溶剂应用应用羧酸羧酸伯胺伯胺仲胺仲胺无机氨无机氨(NH3)醚类、卤代烷类醚类、卤代烷类需加催化剂需加催化剂DCC、活性磷酸酯、活性磷酸酯羧酸酯羧酸酯醚类、卤代烷类醚类、卤代烷类苯类苯类羧酸甲酯、乙酯羧酸甲酯、乙酯活性羧酸酯活性羧酸酯酸酐酸酐醚类、卤代烷类醚类、卤代烷类有机酸类有机酸类单一酸酐单一酸酐混合酸酐混合酸酐酰氯酰氯醚类、卤代烷类醚类、卤代烷类乙腈、乙酸乙酯等乙腈、乙酸乙酯等需加缚酸剂需加缚酸剂有机碱、无机碱有机碱、无机碱酰胺酰胺醚类、卤代烃类醚类、卤代烃类活性酰胺活性酰胺酰化能力：酰氯酰化能力：酰氯 酸酐酸酐 羧酸酯羧酸酯 酰胺酰胺 羧酸羧酸88被酰化物：被酰化物：u 被酰化物的碱性越强，亲核能力越强，越容易被酰化。被酰化物的碱性越强，亲核能力越强，越容易被酰化。u 共轭效应使被酰化物亲核性降低，反应活性下降。共轭效应使被酰化物亲核性降低，反应活性下降。u 立体位阻越大，反应越难进行。立体位阻越大，反应越难进行。胺基胺基羟基羟基脂胺脂胺芳胺芳胺伯胺伯胺仲胺仲胺无位阻的胺无位阻的胺有位阻的胺有位阻的胺89 酰化反应，酰化剂为酰氯酰化反应，酰化剂为酰氯 胺和醇相比，亲核性更强，更容易发生酰化反应胺和醇相比，亲核性更强，更容易发生酰化反应90 脂肪胺的酰化反应脂肪胺的酰化反应 DCC: 二环己基碳二酰亚胺，作为催化剂可以增二环己基碳二酰亚胺，作为催化剂可以增强羧酸的活性强羧酸的活性91二、芳香胺的二、芳香胺的N-酰化反应酰化反应酰化剂：酰化剂：酰氯酰氯酸酐酸酐活性酯活性酯活性酰胺活性酰胺92u 芳烃的芳烃的C-酰化反应酰化反应u 烯烃的烯烃的C-酰化反应酰化反应u 羰基化合物羰基化合物位的位的C-酰化反应酰化反应第四节第四节 碳原子上的酰化反应碳原子上的酰化反应93一、芳烃的一、芳烃的C-酰化反应酰化反应 傅克反应傅克反应 赫施反应赫施反应 盖特曼反应盖特曼反应 维尔斯迈尔维尔斯迈尔-哈克反应哈克反应 瑞穆尔瑞穆尔-悌曼反应悌曼反应94(1) 反应通式反应通式u酰化剂：脂肪族或芳香族羧酸及其衍生物酰化剂：脂肪族或芳香族羧酸及其衍生物u被酰化物：取代芳环、芳杂环类化合物被酰化物：取代芳环、芳杂环类化合物u溶剂：醚类、卤代烷类、苯及其同系物、乙酸乙酯溶剂：醚类、卤代烷类、苯及其同系物、乙酸乙酯1. 傅克反应傅克反应95(2) 反应机理反应机理96(3)(3)影响因素影响因素 酰化剂的影响酰化剂的影响酰卤酰卤酸酐酸酐羧酸羧酸酯酯97含有芳基的酰化剂，易发生分子内酰化而得环酮含有芳基的酰化剂，易发生分子内酰化而得环酮 98 被酰化物的影响被酰化物的影响邻对位定位基对反应有利（给电子基团）邻对位定位基对反应有利（给电子基团）有吸电子基（有吸电子基（-NO2.-CN,-CF3等）不发生反应等）不发生反应有有-NH2基基要要事事先先保保护护,因因为为其其可可使使催催化化剂剂失失去去活活性性，变变为为 再反应再反应导导入入一一个个酰酰基基后后，使使芳芳环环钝钝化化，一一般般不不再再进进行行傅傅-克克反反应应99芳杂环芳杂环立体效应立体效应100催化剂的影响催化剂的影响 溶剂的影响溶剂的影响最好选用最好选用CCl4, CS2等惰性溶剂等惰性溶剂101l 在在反反应应过过程程中中，取取代代基基不不会会发发生生碳碳骨骨架架重重排排，用用直直链链的的酰酰化化剂剂，总总是是得得到到直直链链的的RCO连在芳环上的化合物。连在芳环上的化合物。l 酰酰化化不不同同于于烷烷基基化化的的另另一一个个特特点点是是它它是是不不可逆的可逆的102酚或酚醚在氯化氢和氯化锌等酚或酚醚在氯化氢和氯化锌等Lewis酸的存在下，与腈作用，酸的存在下，与腈作用，随后进行水解，得到酰基酚或酰基酚醚随后进行水解，得到酰基酚或酰基酚醚(1) 反应通式反应通式u酰化剂：脂肪族或芳香族的腈类化合物酰化剂：脂肪族或芳香族的腈类化合物u被酰化物：羟基或烷氧基取代的芳烃被酰化物：羟基或烷氧基取代的芳烃u催化剂：路易斯酸及无水氯化氢气体催化剂：路易斯酸及无水氯化氢气体2. 赫施反应赫施反应103(2) 反应机理反应机理104(3)(3)影响因素影响因素 要求电子云密度高，即苯环上一定要有要求电子云密度高，即苯环上一定要有2个供电子基个供电子基(一元酚不反应一元酚不反应)105(4)(4)应用特点应用特点106（赫施反应的特例赫施反应的特例）在在AlCl3或或ZnCl2存在下，芳香化合物与存在下，芳香化合物与HCN和和HCl作用，作用，发生芳环氢被甲酰基取代发生芳环氢被甲酰基取代；最终产物为苯甲醛（适用于；最终产物为苯甲醛（适用于酚类及酚醚类芳烃）酚类及酚醚类芳烃） 盖特曼反应可用于酚或酚醚，也可用于吡咯、吲哚等杂环盖特曼反应可用于酚或酚醚，也可用于吡咯、吲哚等杂环化合物，但不适用于芳胺。活化的芳环可以在较缓和的化合物，但不适用于芳胺。活化的芳环可以在较缓和的条件下反应，有些甚至可以不要催化剂，芳烃则一般需条件下反应，有些甚至可以不要催化剂，芳烃则一般需要较剧烈的条件。反应的中间产物要较剧烈的条件。反应的中间产物(ArCH=NHHCl)通常通常不经分离而直接加水使之转化成醛，收率一般较好。不经分离而直接加水使之转化成醛，收率一般较好。3. 盖特曼反应盖特曼反应107反应通式反应通式108用用N-取代甲酰胺作酰化剂，三氯氧磷催化芳环甲酰化的反应取代甲酰胺作酰化剂，三氯氧磷催化芳环甲酰化的反应(1)反应通式：反应通式：4. 维尔斯迈尔维尔斯迈尔-哈克反应哈克反应109(2) 反应机理反应机理目的是要增大目的是要增大碳正离子的活性碳正离子的活性110(3)(3)应用特点应用特点111 芳香族化合物在碱溶液中与氯仿作用，也能发生芳环氢芳香族化合物在碱溶液中与氯仿作用，也能发生芳环氢被甲酰基取代的反应被甲酰基取代的反应(1) 反应通式反应通式5. 瑞穆尔瑞穆尔-悌曼反应悌曼反应112(2) 反应机理反应机理113(3)(3)应用特点应用特点 少量少量114一、芳烃的一、芳烃的C-酰化反应酰化反应 傅克反应傅克反应 赫施反应赫施反应 盖特曼反应盖特曼反应 维尔斯迈尔维尔斯迈尔-哈克反应哈克反应 瑞穆尔瑞穆尔-悌曼反应悌曼反应115u 脂肪胺的脂肪胺的N-酰化反应酰化反应u 芳香胺的芳香胺的N-酰化反应酰化反应第三节第三节 氮原子上的酰化反应氮原子上的酰化反应116酰化剂：酰化剂：羧酸羧酸羧酸酯羧酸酯脂肪胺的脂肪胺的N-酰化反应酰化反应酸酐酸酐酰氯酰氯酰胺酰胺117u 芳烃的芳烃的C-酰化反应酰化反应u 烯烃的烯烃的C-酰化反应酰化反应u 羰基化合物羰基化合物位的位的C-酰化反应酰化反应第四节第四节 碳原子上的酰化反应碳原子上的酰化反应118一、芳烃的一、芳烃的C-酰化反应酰化反应 傅克反应傅克反应 赫施反应赫施反应 盖特曼反应盖特曼反应 维尔斯迈尔维尔斯迈尔-哈克反应哈克反应 瑞穆尔瑞穆尔-悌曼反应悌曼反应119二、烯烃的二、烯烃的C-酰化反应酰化反应(1)反应通式反应通式120(2) 反应机理反应机理121(3)(3)应用特点应用特点122三、羰基化合物三、羰基化合物位的位的C-酰化反应酰化反应 活性亚甲基化合物的活性亚甲基化合物的C-酰化酰化 克莱森反应和狄克曼反应克莱森反应和狄克曼反应 酮、腈酮、腈位的位的C-酰化反应酰化反应123(1) 反应通式反应通式1. 活性亚甲基化合物的活性亚甲基化合物的C-酰化酰化124(2) 反应机理反应机理125例：氯苯乙酮例：氯苯乙酮(氯喘定的合成中间体氯喘定的合成中间体)的制备的制备126(1) 反应通式反应通式2. 克莱森反应和狄克曼反应克莱森反应和狄克曼反应127(2) 反应机理反应机理128(3)(3)影响因素影响因素 酯结构的影响酯结构的影响129130(4)(4)应用特点应用特点131狄克曼反应狄克曼反应1323. 酮、腈酮、腈-位的位的C-酰化反应酰化反应133134酰化反应酰化反应定义：定义：在有机化合物分子结构中的碳、氮、氧在有机化合物分子结构中的碳、氮、氧或硫等原子上导入酰基的反应称为酰化反应或硫等原子上导入酰基的反应称为酰化反应。产物：酯、酰胺、酮产物：酯、酰胺、酮(醛醛)135u 电子反应机理电子反应机理 u 自由基反应机理自由基反应机理 第一节第一节 酰化反应机理酰化反应机理亲电反应机理亲电反应机理亲核反应机理亲核反应机理136u 醇的醇的O-酰化反应酰化反应u 酚的酚的O-酰化反应酰化反应第二节第二节 氧原子上的酰化反应氧原子上的酰化反应羧酸羧酸羧酸酯羧酸酯酸酐酸酐酰氯酰氯酰胺酰胺酰氯酰氯酸酐酸酐活性酯活性酯活性酰胺活性酰胺137u 脂肪胺的脂肪胺的N-酰化反应酰化反应u 芳香胺的芳香胺的N-酰化反应酰化反应第三节第三节 氮原子上的酰化反应氮原子上的酰化反应羧酸羧酸羧酸酯羧酸酯酸酐酸酐酰氯酰氯酰胺酰胺酰氯酰氯酸酐酸酐活性酯活性酯活性酰胺活性酰胺138u 芳烃的芳烃的C-酰化反应酰化反应u 烯烃的烯烃的C-酰化反应酰化反应u 羰基化合物羰基化合物位的位的C-酰化反应酰化反应第四节第四节 碳原子上的酰化反应碳原子上的酰化反应139醇的酰化反应醇的酰化反应酰化剂为酸酐酰化剂为酸酐 1. 根据以下指定原料、试剂和反应条件，写出其合成反应的根据以下指定原料、试剂和反应条件，写出其合成反应的主要产物。主要产物。习题140酯与不含酯与不含-活泼氢的酯的克莱森反应活泼氢的酯的克莱森反应加热脱羧得反应产物加热脱羧得反应产物141 酰化反应，酰化剂为酰氯酰化反应，酰化剂为酰氯 胺和醇相比，电子云密度更高，亲核性更强，更容胺和醇相比，电子云密度更高，亲核性更强，更容易发生酰化反应易发生酰化反应142酰化反应，酰化剂为酰氯酰化反应，酰化剂为酰氯143维尔斯迈尔维尔斯迈尔-哈克反应哈克反应在芳杂环上引入甲酰基在芳杂环上引入甲酰基144醇的酰化反应醇的酰化反应酰化剂为酰氯酰化剂为酰氯145醇的酰化反应醇的酰化反应酰化剂为酰氯酰化剂为酰氯146醇的酰化反应醇的酰化反应酰化剂为酸酐酰化剂为酸酐147酮酮位的位的C-酰化反应酰化反应酰化剂为羧酸酯，在碱催化下进行。酰化剂为羧酸酯，在碱催化下进行。148脂肪胺的酰化反应脂肪胺的酰化反应149氨的酰化反应氨的酰化反应(10)150PhCOCl 2. 在下列指定原料和产物的反应式中分别填入必需的化学试剂在下列指定原料和产物的反应式中分别填入必需的化学试剂（或反应物）和反应条件。（或反应物）和反应条件。NaH，-H2O1. 酚的酰化反应酚的酰化反应2. 羰基羰基位的酰化反应位的酰化反应3. 缩合反应，脱去一分子水缩合反应，脱去一分子水151酯自身的克莱森反应酯自身的克莱森反应水解加热水解加热152脂肪胺的酰化反应脂肪胺的酰化反应153酚引入甲酰基，瑞穆尔酚引入甲酰基，瑞穆尔-悌曼反应悌曼反应盖特曼反应，维尔斯迈尔盖特曼反应，维尔斯迈尔-哈克反应也哈克反应也可用于在芳环中引入甲酰基可用于在芳环中引入甲酰基CHCl3/NaOH/H2O/1541551. 酮与仲胺反应，脱水后得烯胺2. 环加成反应3. 开环反应4. 酸水解1561. 类似维尔斯迈尔类似维尔斯迈尔-哈克反应，哈克反应，P115反应机理反应机理2. N-酰化反应酰化反应1571. N-酰化反应2.？158酮酮位的碳酰化反应，将酮与仲胺脱水后转化为位的碳酰化反应，将酮与仲胺脱水后转化为烯胺，其烯胺，其位碳原子（原羰基位碳原子（原羰基位碳原子）受胺位碳原子）受胺基供电子的影响，亲核性增强。基供电子的影响，亲核性增强。159160 （1）2-甲基甲基-4-草乙草乙酰基基-1,3,5-三三酮的制的制备 将将69.0g（3mol）钠和和950ml无水乙醇置于无水乙醇置于2L三三颈圆底底烧瓶瓶中，安装干燥回流冷凝管和汞封中，安装干燥回流冷凝管和汞封搅拌器，空余拌器，空余烧瓶瓶口加塞口加塞子密封，反子密封，反应制制备乙醇乙醇钠。反。反应溶液在溶液在0-5下冰浴下冰浴搅拌。拌。在在5-15下低下低温温混合混合108g（1.5mol）的丁二）的丁二酮和和482g（3.3mol）的乙二酸二乙）的乙二酸二乙酯，将将混合液倒入分液漏斗，混合液倒入分液漏斗，用分液漏斗取代用分液漏斗取代瓶瓶塞，在塞，在30分分钟内将内将混合液逐步滴加到溶混合液逐步滴加到溶液中。液中。 3. 阅读(翻翻译)以下有以下有关关反反应操作的原文，操作的原文，请在理解的基在理解的基础上上写写出出(1) 此反此反应的的完整反完整反应式式(原料、原料、试剂和主要反和主要反应条条件件)；(2)此反此反应的反的反应机理机理(历程程)。161 完全加入后，反完全加入后，反应液液变为橘橘红色的粘稠物，色的粘稠物，继续搅拌至室拌至室温温，加，加热回流回流30分分钟后，冰浴中冷却至后，冰浴中冷却至0。将将165ml浓硫硫酸（体酸（体积比比1:1）在）在搅拌加入，分解混合物。拌加入，分解混合物。 硫酸硫酸钠抽抽滤后后用乙醇（用乙醇（150200 ml）洗）洗涤。合。合并并滤液和洗液和洗涤液后蒸液后蒸发浓缩。过滤缓慢析出的棕慢析出的棕黄黄色色产品用小品用小剂量的冰水洗量的冰水洗涤后在后在空空气气中干燥。得粗中干燥。得粗产品品140-150g。此外。此外将将母液用冷母液用冷冻蒸蒸发浓缩后又得到后又得到40-50g的的酮酯。共得。共得产品品180-200g（产率率53-59%）粗品（熔点）粗品（熔点120130）经过活性炭活性炭处理后在乙酸乙理后在乙酸乙酯中中结晶得到晶得到纯品，熔点品，熔点160162。162酮酯缩合（3次）163 （2）2-2-吡吡咯甲咯甲醛的制的制备在配有封在配有封闭搅拌器、滴液漏斗和冷凝回流装置的三口拌器、滴液漏斗和冷凝回流装置的三口圆底底烧瓶瓶中加入中加入80g80g（1.1mol1.1mol）二甲基甲）二甲基甲酰胺胺。烧瓶瓶用冰浴冷却，用冰浴冷却，控制反控制反应液液温温度在度在10-2010-20，通，通过滴液漏斗在滴液漏斗在1515分分钟内内滴滴加加169g169g（1.1mol1.1mol）三）三氯氧氧磷。反磷。反应放放热，生成磷，生成磷酰氯二甲二甲基甲基甲酰胺胺化合物。移去冰浴，化合物。移去冰浴，搅拌反拌反应1515分分钟。在冰浴下。在冰浴下加入加入250ml250ml二二氯乙乙烯。当当反反应液液温温度降到度降到5 5度度时，把，把67g67g（1.0mol1.0mol）新蒸）新蒸馏的的吡吡咯加入到咯加入到250250二二氯乙乙烯中，通中，通过滴液漏斗在滴液漏斗在1 1小小时内内低低温温下下边搅拌拌边滴加滴加该混合液。滴加完混合液。滴加完后，用加后，用加热装置取代冰浴，装置取代冰浴，搅拌回流拌回流1515分分钟， 有大量有大量氯化化氢产生。生。164反反应液冷却至液冷却至25-3025-30后，通后，通过滴液漏斗加入滴液漏斗加入750g750g（5.5mol5.5mol）的三水醋酸）的三水醋酸钠溶液，溶液，开开始始缓慢滴加，然后慢滴加，然后要要尽尽可能地快的滴加。反可能地快的滴加。反应液在充分液在充分搅拌下回流反拌下回流反应1515分分钟。反。反应液冷却后液冷却后转移到分液漏斗中，分离出二移到分液漏斗中，分离出二氯乙乙烯层。水水层用用500ml500ml乙乙醚分三次萃取。，合分三次萃取。，合并并乙乙醚和和氯乙乙烯溶液，溶液，用用100ml100ml饱和和碳碳酸酸钠溶液分三次洗溶液分三次洗涤，然后，然后缓慢通入二慢通入二氧氧化化碳碳。 该非水溶液用无水非水溶液用无水碳碳酸酸钠干燥，蒸干燥，蒸馏溶溶剂，余下的溶，余下的溶液移入克氏液移入克氏烧瓶瓶在油浴中在油浴中减减压蒸蒸馏。醛沸点沸点7878，很少有，很少有残残留物。蒸留物。蒸馏得到接近透明的液体，很快得到接近透明的液体，很快结晶得粗品，晶得粗品，产量量85-90g85-90g（89-95%89-95%）。）。样品在素品在素烧瓷板上干燥，熔点瓷板上干燥，熔点35-4035-40。按。按1 1克克2-2-甲基甲基吡吡啶粗品加入粗品加入25ml25ml石油石油醚的比率的比率将将粗品溶解在沸粗品溶解在沸腾的石油的石油醚中（沸点中（沸点40-6040-60度），在室度），在室温温下冷下冷却，之后冷却，之后冷冻数数小小时，从从粗品中得到粗品中得到纯品品醛，收率，收率85%85%。总收率率收率率为78-79%78-79%，产物熔点物熔点44-4544-45。165维尔斯迈尔-哈克反应166Thank You!Thank You!