藥物合成反應-第三章-?;磻斀庋菔疚母錩第1頁
藥物合成反應-第三章-酰化反應詳解演示文稿_第2頁
藥物合成反應-第三章-酰化反應詳解演示文稿_第3頁
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藥物合成反應_第三章_?;磻斀庋菔疚母瀹斍?頁,總共37頁。(優(yōu)選)藥物合成反應_第三章_酰化反應當前2頁,總共37頁。當前3頁,總共37頁。當前4頁,總共37頁。羧酸為酰化劑反應機理:直接親電?;p分子)

L:離去基團

酰化能力較弱的?;瘎┩ǔR噪p分子歷程,經(jīng)歷先加成后消除的機理完成?;磻?/p>

這類?;瘎┮话惆人帷Ⅳ人狨ズ王0返?。

1當前5頁,總共37頁。羧酸為酰化劑影響因素:

總的來講,作為親電?;灰茏層H電試劑?;妓鶐д姾稍蕉?,或者讓被進攻的氧所帶負電荷越多,就能促進?;磻倪M行。因此本章?;瘎┑幕钚皂樞颍篟COClO4>RCOBF4>RCOX>RCOOCOR’>RCOOR’、RCOOH>RCONHR’;被?;孜锘钚皂樞虬?gt;醇、酚>烴。酸堿催化:

堿催化作用是可以使較弱的親核試劑H-Nu轉(zhuǎn)化成親核性較強的親核試劑Nu-,從而加速反應。

酸催化的作用是它可以使羰基質(zhì)子化,轉(zhuǎn)化成羰基碳上帶有更大正電性、更容易受親核試劑進攻的基團,從而加速反應進行。1當前6頁,總共37頁。羧酸為?;瘎┑孜锝Y(jié)構(gòu):作為?;瘎┑聂人?,羧基α位吸電子基越強,羰基碳電子云密度越低,越容易進攻氧原子。所以羧酸的酸性越強,?;芰驮綇?;另外,受到共軛效應影響,不飽和脂肪酸、芳香酸的酸性略強于飽和脂肪酸,所以?;芰σ猜詮?。

但需要注意芳香酸羧基的兩個臨位,如果被占據(jù),則由于位阻問題難以?;W鳛楸货;拇?酚,電子云密度越大越好,但結(jié)合位阻因素,結(jié)論是活性順序:甲醇>伯醇>仲醇>叔醇、烯丙醇、芐醇;后三者因易形成穩(wěn)定的碳正離子,容易水解。

此外,酚(包括芳胺),由于共軛導致電子云密度低,必須使用較強?;噭?。1當前7頁,總共37頁。羧酸為酰化劑反應條件:酸催化反應,質(zhì)子酸常用濃硫酸、磷酸、無水鹵化氫等,成本低廉。

也可以使用Lewis酸,通常收率高,不發(fā)生重排和加成等副反應,特別使用與不飽和酸/醇。1當前8頁,總共37頁。羧酸為?;瘎┨级啺奉惔呋瘎?/p>

通過與羧酸作用,增強羧酸活性,促進?;磻?。

可與4-二甲氨基吡啶(DMAP)合用,效果更佳!1催化劑DCC/DMAPDCCDCC/吡啶吡啶DMAP三乙胺產(chǎn)率/%875185000當前9頁,總共37頁。羧酸為?;瘎┡嫉人岫阴?DEAD)催化劑

偶氮二羧酸二乙酯與三苯基膦催化,可提升醇的反應活性。1.由于三苯基膦的位阻,伯醇、仲醇較易生成活性中間體進行反應;2.反應后醇構(gòu)型反轉(zhuǎn);1當前10頁,總共37頁。羧酸酯?;瘎┓磻獧C理:雙分子親電?;绊懸蛩兀核?堿催化羧酸酯屬弱活性?;瘎?,需要適當催化。

酸催化可增強羧酸酯(?;?/p>

劑)的活性;

堿催化可增強醇(被酰化物

)的活性;

無論如何催化,酯交換都是

一種平衡,都可用平衡的手

段促進反應。2當前11頁,總共37頁。羧酸酯?;瘎┑孜锝Y(jié)構(gòu)

與羧酸作為酰化劑時相同,羧羰基連有吸電子基對酯交換有利,而醇則連有供電子基有利;

此外,酯的烷氧基對酯交換也有影響,烷氧基上氧的電子云密度越低越好,換句話說,與羧酸成酯的醇,其酸性越強越好:RCOOAr>RCOOCH3>RCOOC2H5;

由于羧酸甲脂/乙酯

活性尚可,且生成

的低沸點醇可蒸餾除去,所以常???/p>

到它們的應用。2當前12頁,總共37頁。羧酸酯?;瘎锰攸c:

普通羧酸酯活性較弱,實際應用時還可使用羧酸的活性酯。

直接將下列試劑加入反應體系即可,無需單獨分離活性酯成分。

羧酸硫醇酯:

羧酸吡啶酯:

羧酸三硝基苯酯:2當前13頁,總共37頁。酸酐做?;瘎┓磻獧C理:單分子親電取代

酸酐屬強?;瘎?,可形成?;x子,對醇進行親電取代。

酸酐通常需要催還,常見的條件是質(zhì)子酸、Lewis酸或吡啶類有機堿。應用特點

單一酸酐為?;瘎?,由于市售酸酐種類很有限,所以應用受限。3當前14頁,總共37頁。酸酐做酰化劑

混合酸酐的應用

三氟乙酸-羧酸混合酸酐,適合于立體位阻較大的醇。

磺酸-羧酸混合酸酐,由于在堿性的吡啶條件下反應,特別適合于對酸敏感的叔醇、烯丙醇

和芐醇等。

需要指出的是,三氟乙酸和磺酸自身都是強酰化劑,為避免它們直接與醇?;?,投料上需

要先與羧酸成酐,再滴加被酰化的醇。3當前15頁,總共37頁。酰氯為?;瘎┓磻獧C理:

與酸酐類似,酰氯屬強?;噭?,能解離出?;x子進行單分子親電酰化。影響因素:酸堿催化通常用Lewis酸或有機堿來催化酰氯的酰化,吡啶類有機堿兼具縛酸劑效果;酰氯的結(jié)構(gòu)與其他酰化一致,能是酰基碳電子云密度降低的就能促進反應,所以脂肪族酰

氯的活性一般強于芳香族酰氯;應用特點1,2-鄰二醇的選擇?;袡C錫催化劑催化位阻小的伯醇?;?當前16頁,總共37頁。酰氯為酰化劑非1,2-鄰二醇的選擇?;?,3,5-三甲基吡啶(collodine)催化位阻小的伯醇?;?;仲醇的?;x用常規(guī)的吡啶做催化劑兼縛酸劑位阻更大的酰氯和叔醇,加入氰化銀有助于反應,較好的溶劑是六甲基磷酰三胺(HPMA)4當前17頁,總共37頁。酰胺做?;瘎锰攸c

普通酰胺,由于氮原子的供電子效應,弱化了?;孽;芰?,所以只有少數(shù)活性酰胺才能作為酰化劑,多數(shù)為?;溥蚝腿蜓苌?。

加入少量NBS

還可增強活性!5當前18頁,總共37頁。當前19頁,總共37頁。羧酸為?;瘎?/p>

總的來說,胺的?;c氧的?;诸愃疲S多機理、條件和方法都一致。反應機理:雙分子親電酰化氮的親核性強于氧,所以,氨(胺)基的活性一般比羥基高,但是羧酸能與胺形成鹽,降低

了氮原子的電子云密度,不利于?;?。應用特點活性太弱必須加DCC或CDI等催化劑1當前20頁,總共37頁。羧酸酯酰化劑反應機理:與醇的?;嗤?/p>

羧酸酯對胺的N-酰化可以看做是酯的氨解反應,與水解類似,存在平衡。應用特點對于反應活性較低的原料,可以加入強堿(氨基鈉、丁基鋰以及甲基氯化鎂等)使胺去質(zhì)子

化以增加其親核能力,但要嚴格控制水分;

活性酯同樣適用于N-?;?,多用于多肽和抗生素等的合成。2當前21頁,總共37頁。酸酐做?;瘎┓磻獧C理:與氧的酰化相同應用特點

使用環(huán)狀酸酐時,

高溫條件下一般

的雙酰化產(chǎn)物。

使用光氣(COCl2)或氯甲酸乙酯等可與羧酸生成混合酸酐。3當前22頁,總共37頁。酰氯為酰化劑反應機理:略應用特點

反應常加入堿,不僅可以中和生成的氯化氫,防止胺生成銨鹽而降低親核能力,有機堿有

時還可以與酰氯生成酰銨鹽,而起到催化作用。

酰胺的氮原子活性很差,但在強堿NaH

的作用下,強行奪取氮上的氫,形成氮

負離子,增加了其電子云密度,使其可

再次?;?當前23頁,總共37頁。酰胺做?;瘎锰攸c

活性酰胺作為酰化劑,在溫和條件下實現(xiàn)?;?當前24頁,總共37頁。當前25頁,總共37頁。芳烴碳的?;?/p>

傅克?;磻磻獧C理:親電取代

不同反應條件決定具體反應歷程

,以酰氯/三氯化鋁為例,親電試劑可以有以下幾種:影響因素酰化劑的影響常用的?;瘎┌椿钚皂樞蚺帕杏絮{u、酸酐、酯和羧酸等;a位為叔碳原子的酰鹵由于能脫一氧化碳而常常得到烷基化物;1當前26頁,總共37頁。芳烴碳的?;;瘎┑摩?、γ、δ位存在鹵素、羥基、雙鍵或羧基等基團時,可發(fā)生二次烷基化/?;]環(huán)。被?;锏挠绊懼饕潜江h(huán)的定位規(guī)則

此外,如果烷氧基鄰位?;?,常發(fā)生烷氧基脫烷基化,例如上面的反應。1當前27頁,總共37頁。芳烴碳的?;呋瘎┑挠绊懗S玫拇呋瘎锳lCl3、BF3、SnCl4和ZnCl2等Lewis酸以及HF、HCl、H2SO4、CF3SO3H

和PPA等質(zhì)子酸。通常情況下,以酸酐和酰鹵為?;瘎r采用Lewis酸催化,而以羧酸為?;瘎r則采用質(zhì)子

酸催化。應用特點1當前28頁,總共37頁。芳烴碳的?;?/p>

Hoesch反應與Gattermann反應Hoesch反應機理:影響因素被?;铮阂箅娮釉泼芏雀撸幢江h(huán)上一定要有2個供電子基(一元酚?;谘跎希?。1當前29頁,總共37頁。芳烴碳的?;娴慕Y(jié)構(gòu)腈基電子云密度越低反應越容易,所以脂肪腈活性大于芳香腈;吸電子基越多活性越好。

由于腈的活性很強,二氯乙腈可以與無活化的苯環(huán)發(fā)生Hoesch反應。應用特點BCl3可以催化一元酚和苯胺在其鄰位酰化,也能催化芳香腈發(fā)生Hoesch反應。1當前30頁,總共37頁。芳烴碳的?;疓attermann反應Gattermann反應可看做是Hoesch反應的特例,使用氰化氫來?;辑h(huán),最終得芳醛。1當前31頁,總共37頁。芳烴碳的?;?/p>

Vilsmeier-Haack反應Vilsmeier-Haack反應,是以二取代甲酰胺/三氯氧磷為?;瘎?,對芳烴進行的甲酰化反應。反應機理應用特點

苯環(huán)上帶有一個供電子基即可反應,?;瘎┒酁镈MF等甲酰胺。1當前32頁,總共37頁。芳烴碳的酰化

Reimer-Tiemann反應芳香族化合物在堿溶液中與氯仿作用,發(fā)生芳環(huán)氫被甲?;〈姆磻?。應用特點

反應收率一般不高,且主要以鄰位為主,但如果采用β-環(huán)糊精(β-CD)為催化劑則以對位

產(chǎn)物為主。

此外,光照條件下Reimer-Tiemann反應也能以自由基機理發(fā)生。1少量當前33頁,總共37頁。烯烴碳的烴化反應機理:?;x子對雙鍵的加成再消除

由于反應條件與傅克?;嗨疲虼嗽摲磻煽醋鲋咎荚由系母悼朔磻?。應用特點

制備α,β-不飽和酮

由于碳正離子中間體穩(wěn)定性因素,?;氲酵榛〈^少的一側(cè)。

炔烴的?;?,效果為?;凹映伞薄?/p>

2當前34頁,總共37頁。羰基α位的烴化

活性亞甲基的酰化反應機理:應用特點

直接產(chǎn)物若是三羰基化合物,則其通常都不是最終產(chǎn)物!因為

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