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文檔簡(jiǎn)介
第八章?;谝还?jié)概述
一、?;磻?yīng)介紹
二、?;噭┮?、?;磻?yīng)介紹1.研究意義:(1)在羥基或氨基等官能團(tuán)上引入?;罂筛淖?cè)衔镄再|(zhì)和功能。如染料的染色性能和牢度指標(biāo)有所改變,藥物分子中引入?;筛淖兯幮裕?/p>
(2)可用來保護(hù)氨基,反應(yīng)完成后再將?;馊サ簟?/p>
如:在苯胺上引入硝基時(shí),我們一般用苯胺與混酸發(fā)生親電取代反應(yīng)即可。但苯胺非常易被氧化,甚至空氣中的氧氣就能將無色透明的苯胺液體在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)氧化成黑色的苯醌染料,混酸更是一種強(qiáng)氧化劑,所以必須先將氨基保護(hù)起來才能用混酸硝化。
若不保護(hù)胺基,則:黑色染料——苯醌一、?;磻?yīng)介紹2.定義:酰基化反應(yīng)指的是有機(jī)化合物分子中與碳原子、氮原子、氧原子或硫原子相連的氫被酰基所取代的反應(yīng)。
?;负跛嶂谐チu基后所剩余的部分(RCO-)。如:
3.分類:第二節(jié)N-?;磻?yīng)
N-?;侵苽漉0返闹匾椒ā?/p>
一、N-酰化反應(yīng)基本原理
二、N-酰化方法三、應(yīng)用實(shí)例:對(duì)乙酰氨基酚(撲熱息痛)的合成★一、N-酰化反應(yīng)基本原理1.N-?;磻?yīng)歷程:
屬于親電取代反應(yīng)
2.N-?;绊懸蛩兀海?)?;瘎┑幕钚缘挠绊懀悍磻?yīng)活性如下:酰氯>酸酐>羧酸(2)胺類結(jié)構(gòu)的影響:氨基氮原子上電子云密度越高,堿性越強(qiáng),則胺被酰化的反應(yīng)性越強(qiáng)。
胺類被酰化的反應(yīng)活性是:伯胺>仲胺,脂肪胺>芳胺。
對(duì)于芳胺,環(huán)上有供電子基時(shí),堿性增強(qiáng),芳胺的反應(yīng)活性增強(qiáng)。反之,環(huán)上有吸電子基時(shí),堿性減弱,反應(yīng)活性降低。
(3)空間位阻效應(yīng):無空間阻礙的胺的活性高于有空間阻礙的胺。
產(chǎn)物可用作表面活性劑★二、N-?;椒?.用酰氯的N-?;?/p>
(1)舉例:
反應(yīng)不可逆。酰氯是一強(qiáng)?;瘎?,與胺類的?;磻?yīng)是放熱且劇烈的,所以通常是在冷卻的條件下進(jìn)行。
(2)加入縛酸劑的原因及作用:
由于酰化時(shí)生成的氯化氫與游離氨結(jié)合成鹽,降低了N-?;磻?yīng)的速度,因此在反應(yīng)過程中一般要加入縛酸劑來中和生成的氯化氫,使介質(zhì)保持中性或弱堿性,并使胺保持游離狀態(tài),以提高?;磻?yīng)速度和酰化產(chǎn)物的收率。
常用的縛酸劑有:氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、醋酸鈉及三乙胺等有機(jī)叔胺。
★二、N-酰化方法2.用酸酐的N-?;?/p>
反應(yīng)不可逆。最常用的酸酐是乙酸酐,它的?;钚暂^高,在20℃~90℃時(shí)反應(yīng)即能順利完成。對(duì)于二元胺類,如果希望只?;渲械囊粋€(gè)氨基時(shí),可以先用等物質(zhì)的量比的鹽酸,使二元胺中的一個(gè)氨基成為鹽酸鹽,加以保護(hù),然后再按一般的方法進(jìn)行?;?。
二、N-?;椒?.用其它?;瘎┑腘-?;?/p>
如甲苯二異氰酸酯(TDI)的合成,它是粘合劑及塑料的重要原料。三、應(yīng)用實(shí)例
對(duì)乙酰氨基酚(撲熱息痛)的合成:
1.反應(yīng)原理:2.生產(chǎn)工藝過程:(1)?;邗;邢燃尤胂∫宜?,加熱至沸騰,再加入對(duì)氨基酚,邊回流邊蒸餾,保持120~126℃反應(yīng)4~5h;再加入冰乙酸,繼續(xù)回流蒸出水,在130~140℃下反應(yīng)5~6h。然后減壓蒸出水,待反應(yīng)液溫度達(dá)145~152℃時(shí),放料至80~90℃熱水或精制母液中,析出粗品。離心過濾,用水洗滌得粗品結(jié)晶。
(2)精制
將粗品加熱水使其溶解,加入活性炭(脫色),加熱至沸騰,過濾,濾液放入預(yù)先盛有適量的亞硫酸氫鈉的結(jié)晶釜內(nèi),冷卻結(jié)晶(必要時(shí)重結(jié)晶一次)。離心過濾,甩干,100℃以下干燥,過篩,得成品。總收率77.7~84.0%(以對(duì)氨基酚計(jì))。
第三節(jié)C-酰化
C-?;傅氖翘荚由系臍浔货;〈姆磻?yīng)。
在芳環(huán)上引入?;玫椒纪蚍既┑姆磻?yīng)又稱為傅列德爾(Friedel)-克拉夫茨(Crafts)?;磻?yīng),主要用于制備芳酮、芳醛以及羥基芳酸。
復(fù)習(xí):付氏烷基化反應(yīng)一、C-酰化反應(yīng)原理
二、C-?;椒?/p>
三、生產(chǎn)實(shí)例
一、C-?;磻?yīng)原理★1.C-酰化反應(yīng)歷程首先酰氯與無水三氯化鋁作用生成各種正碳離子活性中間體(a)、(b)和(c)。
反應(yīng)歷程屬親電取代反應(yīng)。
一、C-酰化反應(yīng)原理★2.反應(yīng)特點(diǎn):
(1)1mol酰氯理論上需消耗1mol三氯化鋁,但催化劑的實(shí)際用量還需過量10%~50%。(2)用酸酐作為酰化劑時(shí),酸酐中的一個(gè)酰基首先與三氯化鋁作用,轉(zhuǎn)化成酰氯然后酰氯再接上述歷程完成?;磻?yīng):
所以用酸酐作為酰化劑時(shí)三氯化鋁的實(shí)際用量為:酸酐與三氯化鋁的摩爾比1:2,再過量10%~50%。
如1mol甲苯與1mol醋酐反應(yīng)時(shí)需要2molAlCl3:
一、C-酰化反應(yīng)原理★3.C-?;挠绊懸蛩?/p>
(1)被?;锏慕Y(jié)構(gòu):
芳環(huán)上有給電子基取代基時(shí),?;磻?yīng)容易進(jìn)行;芳環(huán)上有吸電子基時(shí),反應(yīng)就很難進(jìn)行。因?yàn)轷;磻?yīng)屬于親電取代反應(yīng)。當(dāng)芳環(huán)上有硝基或磺基取代后,就不能再進(jìn)行酰化反應(yīng)。因此,硝基苯可作為?;磻?yīng)的溶劑。
當(dāng)芳環(huán)上引入一個(gè)?;螅捎邗;鶎傥娮踊?,芳環(huán)上很難再引入第二個(gè)?;?。
與C-烷基化反應(yīng)進(jìn)行對(duì)比:
芳環(huán)上含鄰、對(duì)位定位基時(shí),由于位阻效應(yīng),引入的?;奈恢弥饕谠撊〈膶?duì)位,如對(duì)位己被占據(jù),則酰基進(jìn)入鄰位。芳胺類化合物進(jìn)行C-?;磻?yīng)時(shí),必須先將氨基用酰鹵或酸酐轉(zhuǎn)變成乙酰胺基進(jìn)行保護(hù)。因?yàn)榘被m然是給電子基,但因其N原子和三氯化鋁能形成配位絡(luò)合物,使催化劑的活性下降。
不繼續(xù)反應(yīng)★3.C-?;挠绊懸蛩兀?)?;瘎?/p>
與付氏烷基化反應(yīng)類似,酰鹵和酸酐是最常用的?;瘎?,其次是羧酸。
各種?;瘎┑姆磻?yīng)活性活性順序?yàn)椋乎{u>酸酐>羧酸(3)催化劑:
Cat作用:Cat種類:Lewis酸:質(zhì)子酸:(4)C-酰化的溶劑:
反應(yīng)組分是液態(tài)時(shí),使用過量的的某一種液態(tài)反應(yīng)組分作為溶劑;
反應(yīng)組分不是液態(tài)的,則選用低沸點(diǎn)溶劑,如硝基苯、二硫化碳、四氯化碳、二氯甲烷、石油醚等。增強(qiáng)?;荚由系恼姾桑岣哌M(jìn)攻試劑的反應(yīng)能力。Lewis酸和質(zhì)子酸兩種。Lewis酸的催化作用比質(zhì)子酸強(qiáng)。三氯化鋁(最常用)、三氟化硼、四氯化錫、二氯化鋅;硫酸(最常用)、液體氟化氫及多聚磷酸。★1.用酰氯的C-?;纾狠猎诖呋瘎〢lCl3作用下,用苯甲酰氯進(jìn)行C-酰化,其反應(yīng)式為:該反應(yīng)過量的苯甲酰氯即作?;瘎┯肿魅軇?。
C-酰化反應(yīng)生成的芳酮與三氯化鋁的絡(luò)合物需用水分解,才能分離出芳酮,水解會(huì)釋放出大量熱量,所以將?;锓湃胨袝r(shí),要特別小心以防局部過熱。
★2.用羧酸酐的C-酰化用鄰苯二甲酸酐進(jìn)行環(huán)化的C-?;蔷?xì)有機(jī)合成的一類重要反應(yīng)。?;a(chǎn)物經(jīng)脫水閉環(huán)制成蒽醌、2-甲基蒽醌、2-氯蒽醌等中間體。
如:鄰苯甲酰基苯甲酸的合成反應(yīng):三、生產(chǎn)實(shí)例
醫(yī)藥和染料中間體α-萘乙酮的合成:萘與乙酐在AlCl3存在下進(jìn)行C-酰化反應(yīng)得到α-萘乙酮。
在干燥的鐵鍋中加入無水二氯乙烷106L及精萘56.5kg,攪拌溶解。在干燥搪玻璃反應(yīng)器中加入無水二氯乙烷141L及無水三氯化鋁151kg,在25℃左右下緩緩加入乙酐51.5kg,保溫半小時(shí)。
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