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    精细有机合成技术 教学课件 ppt 作者 薛叙明 主编 刘同卷 主审第七章.pptx

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    精细有机合成技术 教学课件 ppt 作者 薛叙明 主编 刘同卷 主审第七章.pptx

    1、第七章 酰基化第一节 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

    2、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

    3、用的酰化剂是羧酸、酸酐和酰氯。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: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。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

    4、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)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

    5、。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。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

    6、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1050%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。第二节 N-酰化反应邻位或对位甲基苯胺,以及邻位或对位烷氧基苯胺,也可以用类似的方法酰化。甲酸在暂时保护性酰化时常常使用,用过量的甲酸与芳胺作用:反应是在保温一段时间以后,真空下在150把生成水全部蒸出,反应即可完成。合成苯甲酰苯胺时,由于反应物沸点都较高,可以采用高温加热除水的方法:第二节 N-酰化反应2.用酸酐的N-酰化酸酐是比酸活性高的酰化剂,但比酸贵,

    7、多用于活性较低的氨基或羟基的酰化。常用的酸酐是乙酐和邻苯二甲酸酐。用乙酐的N-酰化反应如下:式中R1可以是氢、烷基或芳基;R2可以是氢或烷基。由于反应不生成水,因此是不可逆的。乙酐比较活泼,酰化反应温度一般控制在2090。乙酐的用量一般只需过量510%即可。第二节 N-酰化反应胺类酰化时可以用硫酸或盐酸作催化剂,碱性较强的胺酰化时一般不需要加催化剂。伯胺和仲胺都能与乙酐反应,脂肪族伯胺与乙酐反应时,主要产物是 N,N-二乙酰胺;芳香族伯胺与乙酐反应的主产物是一酰化物,芳胺长时间与乙酐作用也可以得到二乙酰化物,但它在水中不稳定,容易水解脱去一个酰基。苯胺与水的混合物在常温下滴加乙酐,酰化反应立即

    8、进行,并放出热量,物料搅拌冷却后即可析出乙酰苯胺。第二节 N-酰化反应间苯二胺与等摩尔的盐酸作用,生成间苯二胺的单盐酸盐,然后控制在40以下加入过量5%的乙酐,将得到间乙酰氨基苯胺的盐酸盐。将H-酸悬浮在水中,用NaOH调节pH为6.77.1,在3050滴加稍过量的乙酐可以制得N-乙酰基-H-酸。第二节 N-酰化反应酚类用酸酐酰化可以用酸催化,或在碱性水溶液 中以酚盐形式参加酰化,也可以在无催化剂的情况下 反应。水杨酸用乙酐酰化可以不加催化剂,将水杨酸 与过量10%左右的乙酐,在6070反应后,用上批 的乙酸母液稀释冷却后,析出结晶,过滤后用乙酸洗 去未反应的水杨酸,干燥后即得粗产品(阿斯匹林

    9、)。对甲酚在磷酸催化下与乙酐作用得乙酸对甲基苯酯。反应后蒸出醋酸,用氯仿萃取并用稀碱洗出未反应的甲酚,蒸出氯仿后,减压蒸馏,取8384/0.8 0.9Kpa的馏分,收率9094%。第二节 N-酰化反应2-萘酚用乙酐进行乙酰化时,可以在碱性水溶液中进行。第二节 N-酰化反应3.用酰氯的N-酰化酰氯是最强的酰化剂,适用于活性低的氨基或羟基的酰化。常用的酰氯有长碳链脂肪酸酰氯、芳羧酰氯、芳磺酰氯、光气等。用酰氯进行N-酰化的反应通式如下:式中R表示烷基或芳基,Ac表示各种酰基,此类反应是不可逆的。酰氯都是相当活泼的酰化剂,其用量一般只需稍微超过理论量即可。酰化的温度也不需太高,有时甚至要在0或更低的

    10、温度下反应。另外,酰化产物通常是固态,所以用酰氯的N-酰化反应必须在适当的介质中进行。如果酰氯的N-酰化速度比酰氯的水解速度快得多,反应可在水介质中进行。如果酰氯 较易水解,则需要使用惰性有机溶剂,如苯、甲苯、氯苯、醋酸、氯仿、二氯乙烷等。第二节 N-酰化反应由于酰化时生成的氯化氢与游离氨结合成盐,降 低了N-酰化反应的速度,因此在反应过程中一般要加入缚酸剂来中和生成的氯化氢,使介质保持中性或弱 碱性,并使胺保持游离状态,以提高酰化反应速度和 酰化产物的收率。但是,介质的碱性太强,会使酰氯 水解,同时耗用量也增加。常用的缚酸剂有:氢氧化 钠、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠及三乙胺等有机叔胺。但是,酰

    11、氯与氨或易挥发的低碳脂肪胺反应时,则可 以用过量的氨或胺作为缚酸剂。在少数情况下,也可 以不用缚酸剂而在高温下进行气相反应。第二节 N-酰化反应4.用其它酰化剂的N-酰化(1)用三聚氯氰酰化 三聚氯氰可以看作是三聚氰酸的酰氯,也可以看作是芳香杂环的氯代物。三聚氯氰分子中与氯原子相连的碳原子都有酰化能力,可以置换氨基、羟基、巯基等官能团上的氢原子,可以合成大量具有功能性的精细化学品,它们的结构通式可表示如下:x1,x2,x3可以分别代表OH,SH,NH2,NHR,OR,SR等官能团,这些精细化学品包括活性染料,水溶性荧光增白剂,表面活性剂及农药等,随着三聚氯氰生产技术的进步,用三聚氯氰生产的精细

    12、化学品在不断增加。第二节 N-酰化反应三聚氯氰分子上的三个氯原子都可以参加反应,但是它们的反应活性不同,因为它们连在共轭体系中。第一个氯原子被亲核试剂取代后其余两个氯原子的反 应活性将明显下降,同理,两个氯原子被取代后,第 三个氯原子的反应活性将进一步下降。利用这一规律,控制适当的条件,可以用三种不同的亲核试剂置换分 子中三个氯原子。三个氯原子被逐个取代主要是通过控制反应温度来实现的。实践证明,在水介质中反应活性表现在温度上的差异是:第一个氯原子在05就可以反应,第二个氯原子在4045比较合适,第三个氯原子则在9095才能反应。在某些有机溶剂中反应温度可以提高。第二节 N-酰化反应三聚氯氰在水

    13、中溶解度较少,多数反应是将三聚氯氰悬浮在水介质中参加反应,必要时还可以加入表面活性剂或相转移催化剂。也可以在有机溶剂中进行,如丙酮-水、氯仿-水等。在水介质中酰化将遇到酰化剂的水解问题,因为水也是亲核试剂。三聚氯氰在中性介质中性质比较稳定,随着介质酸度和碱度的增加,氯的反应活性增加,水解速度也要增加。碱度增加使羟基负离子增加,从而加快了水解。酸度对反应活性的促进是由于质子与环上氮原子结合,增加了氮原子的吸电子性,从而增加了碳原子上的部分正电荷,使反应活性增加。因此,正确地控制介质的pH值是提高产品质量和收率的关键,缚酸剂多使用氢氧化钠或碳酸钠水溶液,也可以使用碳酸氢钠或氨水。第二节 N-酰化反

    14、应下面以荧光增白剂-VBL为例,介绍不对称三取代过程,产品的结构式为:第一次酰化:首先将三聚氯氰悬浮在冰水中并加入一些乳化剂,在03滴加4,4/-二氨基-2,2/二苯乙烯二磺酸(DSD酸)的水溶液,同时滴加碳酸钠溶液控制pH为 56,DSD酸加完后,反应至pH不再变化为反应终点。第二节 N-酰化反应第二次酰化:向第一次酰化物中加入碳酸钠溶液使pH为67,然后加入苯胺并缓慢升温至30,并用碳酸钠溶液调节pH为67。第二节 N-酰化反应第三次酰化:向二次酰化物中一次加入乙醇胺,升温至8085,再加入适量氨水,密闭情况下在105左右反应3h,冷却过滤,滤液酸化即析出产物。对称的取代物合成方法比较简单

    15、,可以一步完成。第二节 N-酰化反应(2)用光气酰化 光气是碳酸的酰氯,由于羰基的作用使得两个氯都比较活泼,即可以和氨基作用,也可以和羟基作用,它与两个氨基作用可以得到脲衍生物。光气与一分子胺或酚作用得到相应的甲酰氯 RNHCOCl或ArOCOCl。得到的取代的甲酰氯与第二分子胺或酚作用则得到不对称的光气衍生物。用光气作酰化剂制造的产品有三类,一是脲衍生物,二是氨基甲酸衍生物,三是异氰酸酯类。第二节 N-酰化反应在水溶液中于较低温度下向芳胺中通入光气,可 以得到脲衍生物(猩红酸)。它是常用的染料中间体。低温下在有机溶剂中光气与胺类或酚类反应得到取代的甲酰氯,如芳胺在甲苯或氯苯中低温通入光气则发

    16、生以下反应:第二节 N-酰化反应酚类也有类似反应,把酚类溶解在甲苯或四氯化碳中低温下通入光气,然后在-50加入稀氢氧化钠溶液则发生酰化。胺类气体在较高温度下,短时间内与光气作用然 后快速冷却或用冷的溶剂吸收也可以得到氨基甲酰氯。第二节 N-酰化反应合成异氰酸酯是将胺类溶在有机溶剂中,先在较低温度下通入光气,再在较高温度下脱除氯化氢。例如,在80将光气通入十八胺与氯苯混合物中,然后在130左右脱除氯化氢。2,4-二氨基甲苯首先在有机溶剂中与光气作用,然后加热脱除氯化氢得到甲苯二异氰酸酯。它是合成粘合剂及塑料的重要原料。第二节 N-酰化反应(3)用二乙烯酮酰化 二乙烯酮也叫双乙烯酮,室温下为无色透

    17、明液体,具有强烈的刺激性,其蒸气 催泪性极强。它是由乙酸在700800的高温下裂解 为乙烯酮,再在15下用二乙烯酮吸收,室温下双聚合而制得。它的特点是成本低、反应活性高,可在低 温水介质中使用;酰化时间短、酰化收率高、产品质 量好。如:反应中二乙烯酮的用量为理论用量的1.05倍,收率高于95%。第二节 N-酰化反应5.酰基的水解酰胺基可以在酸或碱催化下水解,这是暂时保护性酰化的后续工序。酰化物即可以在稀酸中水解,也可以在稀碱中水 解。它们各有优缺点,碱性水解对设备的腐蚀性小,但生成的胺类和酚类在碱性介质中高温下容易被氧化,不如在酸中稳定。而稀酸对设备的腐蚀性要比碱严重 的多,在较浓的酸中腐蚀性

    18、较小。选择水解介质的另一因素是各类酰化物在不同介质中的水解活性不同,一般情况下在酸性介质中不同酰化物的反应活性是:ArNHCOArNHSO2ArArNHCOAr第二节 N-酰化反应在碱性条件下磺酰胺不易水解,这是由于在磺酰基的作用下,氢原子的酸性增加,在碱的作用下可以给出质子,形成稳定的氮-硫键。利用上述规律可以进行选择性水解,如:第二节 N-酰化反应水解的实例如下:第二节 N-酰化反应三、应用实例1.苯胺及其衍生物的N-酰化(1)乙酰苯胺的合成 合成反应式如下:配料比为:苯胺:乙酸=1:0.650.70(质量比)。第二节 N-酰化反应工业生产中采用四台呈梯形排列的反应釜,最高一台(第一台)反

    19、应釜装有分馏柱。苯胺从分馏柱顶部连续加入,回收的乙酸和苯胺的混合物从第二台反应釜连续加入,乙酸从第三台反应釜连续加入。控制第三台反应釜温度为160170,第四台为200210,使乙酸与苯胺进行气液相对流反应。反应生成的水从分馏柱顶部蒸出,乙酰化物流入第四台反应釜,再抽入蒸馏釜,减压蒸出未反应的苯胺及乙酸,产品经冷却成片状,呈灰褐色至淡棕色,乙酰苯胺含量98.8%,熔点112,收率为99.5%。市售商品纯度为97%,熔点113115,沸点304。第二节 N-酰化反应(2)对氨基乙酰苯胺的合成 首先由乙酰苯胺经混酸硝化生成对硝基乙酰苯胺,然后用铁粉还原为对氨基乙酰苯胺,反应液经中和、结晶、干燥得成

    20、品。其反应式如下:第一步:硝化。在反应釜内加入浓硫酸(98%)615kg,搅拌,在2025,于22.5h内加入乙酰苯胺(99%)225kg,加毕,使其全溶。降温至7,在47,约20h内滴加混酸(由63kg水、60kg98%硫酸及107kg96%硝酸配成)。滴加完毕,反应液用4000L冰水稀释,静置1h。上层废酸虹吸分离,下层物料过滤分离,用水洗涤至中性,得对硝基乙酰苯胺。第二节 N-酰化反应第二步:还原。在还原木桶内加水700kg,搅拌,加入铁粉110kg及乙酸(98%)4kg,升温至80,于2 2.5h内加入上述一半硝基物,温度控制在7275。加毕,保温1h,静置1h。将上层料液吸入中和釜,

    21、在 7075,以纯碱(约4kg)中和至pH=8,并加入少量硫化碱去除铁离子。静置1h,将上层清液吸入刮板式结晶槽中,冷却至18。离心过滤,干燥,得对氨基乙酰苯胺200kg左右,总收率80%。工业品含量98%,熔点161,每吨产品消耗乙酰苯胺(98%)1210kg,硫酸(98%)4000kg,硝酸(95%)577kg。第二节 N-酰化反应生产对氨基乙酰苯胺也可以从对硝基苯胺出发,将其与乙酸、乙酐混合均匀,加热45h。冷却、加水,滤出结晶,水洗,过滤。再将洗好的对硝基乙酰苯胺加入水、铁粉和乙酸,加热搅拌保温4h。脱色,过滤,除去氧化铁,滤液冷却,析出结晶。过滤,用乙醇重 结晶,即得成品。其反应式如

    22、下:第二节 N-酰化反应2对乙酰氨基酚(扑热息痛)的合成合成反应式如下:(1)酰化 在酰化釜中先加入稀乙酸,加热至沸腾,再加入对氨基酚,边回流边蒸馏,保持120126反 应45h;再加入冰乙酸,继续回流蒸出水,在130 140下反应56h。然后减压蒸出水,待反应液温度 达145152时,放料至8090热水或精制母液中,析出粗品。离心过滤,用水洗涤得粗品结晶。第二节 N-酰化反应(2)精制 将粗品加热水使其溶解,加入活性炭(脱色),加热至沸腾,过滤,滤液放入预先盛有适量的亚硫酸氢钠的结晶釜内,冷却结晶(必要时重结晶一次)。离心过滤,甩干,100以下干燥,过筛,得成品。总收率77.784.0%(以

    23、对氨基酚计)。第三节 C-酰化一、C-酰化反应原理1C-酰化反应历程当用酰氯作酰化剂时,以无水三氯化铝为催化剂,反应历程大致如下:首先酰氯与无水三氯化铝作用生成各种正碳离子活性中间体(a)、(b)、(c)。第三节 C-酰化这些活性中间体在溶液中呈平衡状态,进攻芳环的中间体可能是(b)或(c),它们与芳环作用生成芳酮与三氯化铝的络合物。例如:第三节 C-酰化芳酮与三氯化铝的络合物经水解即可得到芳酮。无论何种反应历程,生成的芳酮总是和三氯化铝形成1:1的络合物。这是因为络合物中的AlCl3不能再起催化作用,故每摩尔酰氯在理论上要消耗1molAlCl3。实际上要过量10%50%。当用酸酐作酰化剂时,

    24、它首先与AlCl3作用生成酰氯。第三节 C-酰化然后酰氯再按照上述的反应历程参加反应。由以上反应可知,如果只有一个酰基参加酰化反应,每摩尔酸酐至少需要2mol三氯化铝。这个反应的总方程式可简单表示如下:上式中的RCOOAlCl2在AlCl3存在下也可以转变为酰氯,即但是此反应的转化率不高,因此实际反应中总是让酸酐中的一个酰基参加反应。第三节 C-酰化2C-酰化的影响因素(1)被酰化物结构的影响 C-酰化属于傅列德尔-克拉夫茨(Friedel-Crafts)反应,该反应是亲电取代反应。因此,当芳环上有供电子基(CH3、OH、OR、NR2、NHAc)时反应容易进行。因为酰基的空间位阻比较大,所以酰

    25、基主要进入芳环上已有取代基的对位。当对位已被占据时,才进入邻位。氨基虽然也是活化基,但是它容易发生N酰化,因此在C酰化以前应该先对氨基进行过渡性N-酰化加以保护。第三节 C-酰化芳环上有吸电子基(Cl、NO2、SO3H、COR)时,C-酰化反应难以进行。因此当芳环上引入一个酰基后,芳环被钝化不易发生多酰化、脱酰基和 分子重排等副反应,所以C-酰化的收率可以很高。但 是,对于1,3,5-三甲苯和萘等活泼的化合物,在一定条件下可以引入两个酰基。硝基使芳环强烈钝化,因此 硝基苯不能被C-酰化,有时可用作C-酰化反应的溶剂。第三节 C-酰化(2)酰化剂的结构 C-酰化反应的难易与酰化剂的亲电性有关。这

    26、是由于C-酰化是亲电取代反应,酰化剂是以亲电质点参加反应的。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。烷基相同的羧酸衍生物,离去基团的吸电子能力越强,酰基上部分正电荷越大。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羧酸,高碳羧酸的反应活性低于低碳羧酸。第三节 C-酰化(3)催化剂 催化剂的作用是通过增强酰基上碳原子的正电荷,来增强进攻质点的反应能力。由于芳环上碳原子的给电子能力比氨基氮原子和羟基氧原子弱,所以C-酰化通常需要使用强催化剂。最常用的强催化剂是无水三氯化铝。它的优点

    27、是价廉易得,催化活性高,技术成熟。缺点是产生大量含铝盐废液,对于活泼的芳香族化合物在C酰化时容易引起副反应。用AlCl3作催化剂的C-酰化一般可以在不太高的温度下进行反应,温度太高会引起副反应甚至会生成结构不明的焦油物。AlCl3的用量一般要过量10%50%,过量太多将会生成焦油状化合物。由于C-酰化时生成的芳酮-三氯化铝络合物遇水会放出大量的热,因此将C-酰化反应物放入水中进行水解时,需要特别小心。第三节 C-酰化对于活泼的芳香族化合物和杂环化合物,在C-酰化时如果用三氯化铝作催化剂,则容易引起副反应,常常需要使用温和的催化剂,如无水氯化锌、磷酸、多聚磷酸和三氟化硼等。例如:间苯二酚进行C-

    28、酰化时,为了避免活泼酚羟基的 O-酰化副反应,可以用相应的羧酸作酰化剂,并用无水氯化锌作催化剂。第三节 C-酰化(4)C-酰化的溶剂 在Friedel-Crafts反应中,芳酮-三氯化铝络合物大部分都是固体或粘稠的液体,为了使反应物具有良好的流动性,反应能够顺利进行,常常需要使用有机溶剂。溶剂的选择有以下三种情况。用过量的低沸点芳烃作溶剂。例如在由邻苯二甲酸酐与苯制取邻苯甲酰基苯甲酸时,可用过量约67倍的苯作溶剂,因为苯易于回收使用。用类似的方法可以从苯酐和过量的氯苯制得邻-(对氯苯甲酰基)-苯甲酸,从苯酐与过量的甲苯制得邻-(对甲基苯甲酰基)-苯甲酸。它们均是染料中间体。第三节 C-酰化用过

    29、量的酰化剂作溶剂。例如3,5-二甲基特丁苯在用乙酐酰化时可以用冰醋酸作溶剂。这是由于特丁基的空间位阻,使其只能在两个甲基之间引入一个乙酰基,因此可以使用与乙酐相应的冰醋酸作溶剂。另外加入适当的溶剂。当不宜采用某种过量的反应组分作溶剂时,就需要加入另外的适当溶剂。常用的有机溶剂有硝基苯、二氯乙烷、四氯化碳、二硫化碳和石油醚等。第三节 C-酰化硝基苯能与三氯化铝形成络合物,该络合物易溶于硝基苯而呈均相。但是该络合物的活性低,所以只用于对AlCl3催化作用敏感的反应。二硫化碳不能溶解三氯化铝,因此是非均相反应。另外,二硫化碳不稳定而且常含有其它的硫化物而有 恶臭,因此只用于需要温和条件的反应。石油醚

    30、虽然不能溶解三氯化铝,但是它相当稳定,可用作由异丁苯与乙酰氯制取对异丁基苯乙酮的溶剂。二氯乙烷也不能溶解三氯化铝,但是能够溶解AlCl3与酰氯形成的络合物,因此是均相反应。但应该注意在较高温度下,它可能参与芳环上的取代反应。第三节 C-酰化溶剂还会影响酰基进入芳环的位置。例如,从萘 和乙酐制取-萘乙酮要用非极性溶剂二氯乙烷。而由 萘和乙酰氯制-萘乙酮则需要使用强极性溶剂硝基苯。上述反应如果使用二硫化碳或石油醚作溶剂,则得到 和-萘乙酮的混合物。第三节 C-酰化二、C-酰化方法1.用羧酸酐的C-酰化用邻苯二甲酸酐进行环化的C-酰化是精细有机合成的一类重要反应。酰化产物经脱水闭环制成蒽醌、2-甲基

    31、蒽醌、2-氯蒽醌等中间体。如:邻苯甲酰基苯甲酸的合成反应如下:第三节 C-酰化首先将邻苯二甲酸酐与AlCl3在过量67倍的苯作溶剂下反应,然后将反应物慢慢加到水和稀硫酸中进 行水解,用水蒸气蒸出过量的苯。冷却后过滤、干燥,得到邻苯甲酰基苯甲酸。然后将邻苯甲酰基苯甲酸在 浓硫酸中130140时脱水闭环得到蒽醌。第三节 C-酰化2.用酰氯的C-酰化萘在催化剂AlCl3作用下,用苯甲酰氯进行C-酰化,其反应式为:该反应过量的苯甲酰氯即作酰化剂又作溶剂。C-酰化反应生成的芳酮与三氯化铝的络合物需用 水分解,才能分离出芳酮,水解会释放出大量热量,所以将酰化物放入水中时,要特别小心以防局部过热。第三节 C

    32、-酰化3.用其它酰化剂的C-酰化对于芳香族化合物如果芳环上含有羟基、甲氧基、二烷氨基、酰氨基。在C-酰化时会发生副反应,为了避免副反应的发生,通常选用温和的催化剂,例如无水氯化锌,有时也选用聚磷酸等。如间苯二酚与乙酸的反应:生成的2,4-二羟基苯乙酮是制备医药的中间体。第三节 C-酰化三、生产实例1.米氏酮的合成米氏酮又称4,4-双(二甲氨基)二苯甲酮,由N,N-二甲基苯胺与光气反应制得。光气是碳酸的酰氯,是很强的酰化剂。将N,N-二甲基苯胺加入反应釜,在搅拌下冷却至 20以下时,开始通入光气。反应一定时间后,得到 的对位二甲氨基苯甲酰氯在40时加入ZnCl2催化剂,并慢慢升温到90,反应结束

    33、后,用盐酸酸析至pH=3 4,冷却、过滤、水洗至中性,烘干,得米氏酮。第三节 C-酰化2.-萘乙酮的合成萘与乙酐在AlCl3存在下进行C-酰化反应得到-萘乙酮。第三节 C-酰化在干燥的铁锅中加入无水二氯乙烷106L及精萘 56.5kg,搅拌溶解。在干燥搪玻璃反应器中加入无水 二氯乙烷141L及无水三氯化铝151kg,在25左右下缓缓加入乙酐51.5kg,保温半小时。再于此温度下加入 上述配好的精萘二氯乙烷溶液,加完后保持温度为30反应1小时,然后将物料用氮气压至800L冰水中进行水解,稍静置后放去上层废水,用水洗涤下层反应液至 刚果红试纸不变蓝为止。将下层油状液移至蒸馏釜中,先蒸去二氯乙烷,再进行真空蒸馏,真空度为100kpa(750mmHg),于160200下蒸出-萘乙酮约6570kg。-萘乙酮是常用的医药和染料的中间体。第三节 C-酰化


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