機械化學在酰胺化反應中的應用

1、機械化學技術應用于無溶劑反應機械化學在酰胺化反應中的應用機械化學在酰胺化反應中的應用2015.11.25Contents 目錄 * 01 研究背景02 技術應用案例03 總結與討論Contents 目錄 * 01 研究背景02 技術應用案例03 總結與討論01 研究背景 4 1.1機械研磨化學機械研磨化學研磨：研缽、球磨（旋轉方式、振蕩方式和水平運動方式）無溶劑化學：主要是通過研磨、光、熱、微波以及超聲等方法，在不加溶劑或加入微量溶劑并且固體物直接接觸的條件下，來進行化學反應。特點：不使用任何溶劑,反應物都保持很大的濃度,加快反應速度,簡化后處理過程機械研磨反應能夠使反應物更充分地混合,能夠更

2、大程度地增大反應物的接觸面,反應過程中溫度和壓力的變化也會提高其反應活性,從而提高反應速率。操作簡單，反應時間短，能得到新穎的結果綠色合成反應新選擇01 研究背景謝東等.淺談綠色化學中的無溶劑反應J.安徽農(nóng)學通報,2009,15(1):219-221. 5 1.2酰胺化反應酰胺化反應酰胺類化合物是廣泛應用的化工原料,也是合成農(nóng)用化學品、醫(yī)藥品、燃料以及色素的重要中間體,并且在有機合成中也有重要的應用。蛋白質、尿素、青霉素G分子、生物堿01 研究背景申小霞.酰胺類化合物的合成研究D.甘肅:蘭州大學,2009. 6 1.2酰胺化反應酰胺化反應缺點：比如活化的羧酸衍生物不穩(wěn)定,反應時間長,產(chǎn)率較低,

3、反應中產(chǎn)生大量的有毒有害物質,反應條件較苛刻且后處理繁瑣等酰胺類化合物是廣泛應用的化工原料,也是合成農(nóng)用化學品、醫(yī)藥品、燃料以及色素的重要中間體,并且在有機合成中也有重要的應用。蛋白質、尿素、青霉素G分子、生物堿合成：傳統(tǒng)方法是采用羧酸及其衍生物(如酰氯、酸酐等)與胺的縮合新的合成方法：過渡金屬催化的酰胺化反應用疊氮化物代替胺類進行的酰胺化反應氧化酰胺化反應問題：價格昂貴、有毒試劑的使用、反應時間普遍較長01 研究背景申小霞.酰胺類化合物的合成研究D.甘肅:蘭州大學,2009. 7 1.2酰胺化反應酰胺化反應01 研究背景申小霞.酰胺類化合物的合成研究D.甘肅:蘭州大學,2009.1.活性酯法

4、合成酰胺的通用方法是先活化羧基，然后再與胺反應得到酰胺酸與氯甲酸乙酯或異丁酯反應生成混合酸酐，而后再與胺反應得到相應的酰胺 8 1.2酰胺化反應酰胺化反應01 研究背景申小霞.酰胺類化合物的合成研究D.甘肅:蘭州大學,2009.2.碳二亞胺類縮合劑法縮合劑：活化劑：一般投料必須在零下2030下進行，并在此溫度下攪拌近一小時后再室溫攪拌，否則其會引起氨基酸的消旋化。羧酸先和EDC(縮合劑）生成加成中間體，HOBt（活化劑）在和這個加成中間體反應得活性酯，該酯再與胺反應就轉化為酰胺了后處理繁瑣 產(chǎn)率低活化的羧酸衍生物不穩(wěn)定 條件苛刻 9 1.2酰胺化反應酰胺化反應01 研究背景申小霞.酰胺類化合物

5、的合成研究D.甘肅:蘭州大學,2009.過渡金屬催化疊氮化物替代胺類價格昂貴有毒試劑的使用反應時間普遍較長Contents 目錄 * 01 研究背景02 技術應用案例03 總結與討論02 技術應用案例 11 02 技術應用案例以芳胺( 1a 1l) 和甲酸( 2) 為原料，硅膠( 100 目 200 目) 為助磨劑，在無催化劑、無溶劑條件下，采用球磨法合成朱興一等.球磨法合成甲酰胺類化合物J.合成化學，2014,22（2）：250-252.由于底物大多為液體，直接加入球磨罐中整個體系不均勻，底物間接觸不充分，加入適量的助磨劑使液體底物研磨更充分，有利于收率的提高向球磨罐中依次加入適量的鋼珠，硅

6、膠3 g密封球磨罐，置反應器中，于25反應20 min 45 min( TLC 監(jiān)測) 。用乙酸乙酯萃取，用飽和NaHCO3溶液洗滌，無水Na2SO4干燥經(jīng)硅膠柱層析純化 12 02 技術應用案例朱興一等.球磨法合成甲酰胺類化合物J.合成化學，2014,22（2）：250-252.在最佳反應條件1a 5 mol，n( 1) n( 2) =1 3，硅膠3 g，于25 反應20 min 45 min下，收率80% 97%。 13 02 技術應用案例朱興一等.球磨法合成甲酰胺類化合物J.合成化學，2014,22（2）：250-252.底物擴展連有供電子取代基的苯胺( 1b 1e) 與2 反應，較高的

7、產(chǎn)率。這是由于供電子效應使苯胺上氮的電負性增強，有利于進攻甲酸的缺電子碳。說明該方法對于苯胺有很高的適用性！ 14 02 技術應用案例Oxone（potassium peroxymonosulfate,2KHSO5.KHSO4.K2S04)是一種混合物,其有效成分是過硫酸氫鉀。作為一種有效的氧化劑,由于其多用性,良好的穩(wěn)定性,易處理性,無毒性,且廉價易得,在有機合成中得到廣泛應用原料：亞胺、Oxone（過硫酸氫鉀復合鹽)儀器設備:MM200機械研磨機 反應時間為60分鐘 振動頻率為30Hz硅膠柱層析分離 產(chǎn)率77%芳醛和芳胺很容易結合為亞胺，改用醛和胺作為起始底物,嘗試用一鍋法來實現(xiàn)酰胺化反應

8、高杰.機械研磨條件下鹵化、酰胺化和環(huán)加成反應的研究D.北京:中國科學技術大學,2009. 15 02 02 技術應用案例干燥劑的加入：分子篩到無水硫酸鎂，無水硫酸鎂效果更好，產(chǎn)率達到75%在有機相中的反應：乙睛和甲苯中,結果發(fā)現(xiàn)都非常差其它的氧化劑：如過硫酸鉀(K2S208)和碘(I2),也進行了嘗試,完全沒有反應氧化劑的量：降低等當量，產(chǎn)率明顯降低最佳反應條件：1.0equlv的醛,1.0equlv的胺,1.0equiv的硫酸鎂和2.0equiv的Oxone,反應時間為1.5小時,振動頻率為30Hz。高杰.機械研磨條件下鹵化、酰胺化和環(huán)加成反應的研究D.北京:中國科學技術大學,2009. 16 02 02 技術應用案例芳醛的電子效應因素對反應有著決定性的影響。底物范圍拓展對于取代的芳胺,無論是供電子基團還是吸電子基團反應活性沒有明顯差異但對于取代的芳醛,則是具有吸電子基團的效果更好空間位阻Contents 目錄 * 01 研究背景02 技術