酰基化反应课件.ppt

1、2022-3-221引入永久性酰基。是合成许多药物时常用的反应（请记下） 例例1扑热息痛（对羟基乙酰苯胺）的合成（一种解热镇痛药），其制备经过乙酰基化反应ClNO21NaOH,H2O2H2O,H+OHNO2OHNH2OHNHCCH3H2,Ni(CH3CO)2OO2022-3-222 例例2异氰酸酯的合成及应用（请记下）合成芳香族伯胺与碳酰氯（俗称光气）依次进行酰化、脱氯化氢生成异氰酸酯性质异氰酸酯可视为异氰酸HNCO(氰酸HOCN)中的氢被烃基取代的产物。由于分子中有累积双键，化学性质十分活泼，易与水、醇、酚和胺等含有活泼氢的化合物反应NH2COCl2-HClNHCOClN=C=O-HClCH

2、3NH2NH2COCl2CH3NHCOClNH2HClCH3N=C=ON=C=OCOCl2N=C=OH20ONHC OHNH2 + CO2ONHC ORONHC NHROROHRNH22022-3-223应用异氰酸酯是合成树脂的重要原料。例：甲苯二异氰酸酯（TDI）与二元醇作用，可得聚氨基甲酸酯（聚氨酯树脂）聚合时，添加少量水，某些二异氰酸酯与水生成二胺和二氧化碳。CO2气泡保留在聚合体中，产品呈海绵状。此即聚氨酯泡沫塑料CH3NCONCO2H2OCH3NH2NH22CO2+CH3NC ONC O2H O(CH2)nO HCH3NHC O O(CH2)nO O CNHO CNCH3NC On

3、H O(CH2)nO HCH3NHC O O(CH2)nO O CNHCH3NHC O-O(CH2)nO O CNHn +2022-3-224 磺酰化磺酰化兴斯堡反应(Hinsberg reaction)。伯、仲胺与芳磺酰化试剂（可引入芳磺酰基ArSO2的试剂）作用生成磺酰胺，叔胺无此反应。伯胺磺酰化产物可溶于碱，仲胺磺酰化的产物不溶于碱、酸应用常用于鉴别或分离伯、仲、叔胺：使伯、仲、叔胺的混合物与磺酰化试剂在碱溶液中作用，析出的固体为仲胺的磺酰胺，叔胺可蒸馏分离，余液酸化后，可得伯胺的磺酰胺。伯、仲胺的磺酰胺在酸中水解可分别得到原来的胺。此法称兴斯堡试验法NaOHR3NRNH2R2NH+SO

4、2ClCH3SO2NR2CH3不反应（可溶于酸）（既不溶于碱，又不溶于酸）（碱中溶解，加酸又不溶）SO2NHRCH3-SO2NR NaCH32022-3-2254. 芳胺环上的亲电取代反应芳胺环上的亲电取代反应 概况概况氨基是邻对位定位基，活化苯环，使苯环亲电取代反应易进行（1）卤化）卤化 苯胺与氯和溴的卤化反应，不要催化剂可直接生成三卤苯胺其中，2,4,6三溴苯胺的碱性很弱，在水中不能与氢溴酸成盐。反应定量，可用于苯胺的定性和定量分析（与苯酚的反应比较） 欲制备一溴化物，可先将氨基酰化，降低反应活性后，再卤化、水解NH2 + Br2+ HBrNH2BrBrBrH2O（白色）NHCCH3O(C

5、H3CO)2OBrCH3COOHBr2NHCCH3ONH2NH2BrH3O+2022-3-226 （2）硝化）硝化 特点苯胺硝化时，易被氧化。需要保护将氨基酰化保护后硝化，硝化后水解，得到硝基苯胺 将苯胺溶于浓硫酸中，成为铵盐后再硝化。因N+H3是强吸电子基团，可使苯环钝化防止氧化，但硝化产物主要是间位异构体O2NNH2NHCOCH3(CH3CO)2OCH3COOHHNO3NH2H3O+NHCOCH3O2N(CH3CO)2OHNO3NO2NH2H3O+NHCOCH3NO2O2NOHNH2-浓H2SO4NH3HSO4HNO3-NH2NH3HSO4-O2N2022-3-227（3）磺化）磺化 苯胺

6、与浓硫酸反应首先生成苯胺硫酸盐，后者受热（烘焙法）生成对氨基苯磺酸。这是工业上生产对氨基苯磺酸的方法 在对氨基苯磺酸分子中，同时含有酸性的磺酸基和碱性的氨基，因此分子内能形成盐，称为内盐H2NSO3HNH2 + H2SO4NH3HSO4-180190SO3HNH2SO3-NH3+2022-3-228 5. 胺的氧化胺的氧化 胺易被氧化，芳香伯胺更容易被氧化。例，苯胺在放置时就会被空气氧化而颜色变深。在酸性条件下，用二氧化锰或重铬酸钾氧化苯胺，生成对苯醌MnO2 , H2SO4=OO=NH22022-3-22915.10 杂环化合物简介杂环化合物简介 定义定义构成环的原子除碳外还包括其它杂原子的

7、化合物称为杂环化合物（heterocyclic compound）。最常见的杂原子有O，S，N。环中可含一个或多个相同或不同的杂原子。环可以是三元、四元、五元、六元或更大的环 furan pyrrole thiophene pyridine quinoline 说明说明环氧乙烷、四氢呋喃、顺丁烯二酸酐等，通常不归属于杂环化合物。本节讨论的是具有不同程度的芳香性的化合物吡咯H噻吩喹啉吡啶呋喃OSNNN2022-3-2210 意义意义杂环化合物在人们的现实生活中有着极其重要的地位。许多杂环化合物有重要的生理功能植物中的叶绿素，动物血液中的血红素，核酸中的杂环(嘧啶和嘌呤)部分对DNA的复制起着至关

8、重要的作用，使生命得以延续（遗传可归因于嘧啶碱和嘌呤碱在核酸长链上的排列方式），杂环化合物通常是酶和辅酶中催生化反应的活性部位，某些维生素等绝大多数药物、香料、染料都是杂环化合物。在所有有机化合物中，杂环化合物约占1/3故杂环化合物在人们的现实生活中有着极其重要的地位2022-3-221115.10.1 杂环化合物的分类和命名杂环化合物的分类和命名 分类分类 按芳香性分为非芳香性杂环和芳香性杂环两大类。前者如四氢呋喃和1,4二氧六环，是较稳定的醚，性质似同类的脂肪族化合物，不在讨论之列。本节讨论的主要是环为平面型，电子数符合4n+2规则，有一定程度芳香性的较稳定的杂环化合物，即芳杂化合物按环的

9、大小五元杂环和六元杂环（最常见、最稳定）按环的数目单杂环和稠杂环按所含杂原子的种类及数目分为若干类别2022-3-2212O24351呋喃H噻吩吡咯SN吡唑咪唑噻唑噁唑1NHNNHNNONS24351243512435N7N243516NONS苯并咪唑苯并苯并噻唑噁唑H7NOS243516苯并呋喃苯并噻吩吲哚N吡 啶NNNNNN哒嗪嘧啶吡嗪2435162435168喹啉N异喹啉N724351672435168类别含一个杂原子含两个杂原子五元单环结构和名称 五元双环结构和名称 六元单环结构和名称 六元双环结构和名称 N98N7N243516NH嘌呤2022-3-2213 命名命名 较复杂多用习惯

10、名称。我国：译音法英文名称的译音，选用同音汉字，左边加上一个“口”字旁环上有取代基时以杂环为母体，将杂环上的原子编号：从杂原子开始，其次序遵循最低系列规则。也可用希腊字母，编号，但要从杂原子的邻位开始。环上含有两个或两个以上相同的杂原子时，应使杂原子所在位次的数字最小；环上有不同杂原子时按O，S，N的次序编号下式第二个不要口字，第三个为吡啶甲酸8-羟基喹啉 3-吡啶甲酸或-吡啶甲酸 2-噻酚磺酸或- 噻酚磺酸OH 2,5-二甲基呋喃或, - 二甲基呋喃SO3HCOOHOCH3H3CSNN124352022-3-221415.10.2 杂环化合物的结构杂环化合物的结构在呋喃、噻吩、吡咯和吡啶中，

11、成环的碳原子和杂原子都在一个平面内，且每一个原子都是sp2杂化，未参与杂化的p轨道相互平行，形成一个与苯环结构相似的六电子闭合共轭体系，具有芳香性。具有代表性的三个杂环化合物的结构 呋喃 吡咯 吡啶2022-3-22155.10.3 杂环化合物的性质杂环化合物的性质 物理性质物理性质多数杂环化合物不溶于水，易溶于有机溶剂；都有特殊气味 化学性质化学性质关于芳香性关于芳香性是否具有芳香性的化合物一定要含有苯环？为解决此问题，休克尔（E.Huckel）发现：对一个单环状化合物，只要它具有平面的离域体系，其电子数为4n+2（n=0,1,2整数），就具有芳香性。这称为休克尔规则2022-3-2216杂

12、环化合物成环原子数及所含杂原子不同，其芳香性相差较大。与苯环相比较，芳香性大小次序为： 注意这里的芳香性是指杂环的稳定性和难以加成而言，并非以亲电取代反应的难易程度来衡量呋喃、吡咯和噻吩的离域能分别为67kJmol-1、88kJmol-1、 117kJmol-1，比苯的离域能（ 150kJmol-1 ）低，但比大多数共轭二烯烃的离域能(约12kJmol-1 28kJmol-1)大得多。此外，还容易发生亲电取代反应。它们各自的键长都有一定的平均化。这证明它们有芳香性。实验证明，芳香性按苯、噻吩、吡咯、呋喃的次序递减HOSNN2022-3-2217亲电取代反应亲电取代反应 五元杂环化合物的共轭体系

13、由五个原子六个电子构成，环内电子云平均密度比苯环大，亲电取代反应比苯容易，其活性同苯酚、苯胺相近 吡啶的共轭体系是由六个原子六个电子构成，且氮原子的电子密度较碳原子大得多，亲电取代反应比苯困难，其活性与硝基苯接近 五元杂环化合物的亲电取代反应发生在位，吡啶环发生在位 由于五元杂环化合物亲电取代反应活性大，所以硝化和磺化时需要比较温和的条件，如低温、无催化剂或使用弱亲电试剂等。而吡啶环亲电取代反应活性小，硝化和磺化必须在高温下才能进行。例如下页第2式为硝基而非氯:2022-3-2218HClClCH2CH2ClON SO3-+OSO3-NOSO3HO+ CH3COONO2+ CH3COOHCl5

14、-O30-+ H2OSO3HH2SO4(浓)S+20SO+ Cl2+ HClCl40-O(22%)H2SO4 , KNO3300NNNO2+ H2ONHgSO4200300NH2SO4(浓)+SO3H+ CH3COOHH+(CH3CO)2O(60%)COCH3150200HNN2022-3-2219 呋喃环的反应活性最大，可以表现出共轭二烯的性质而发生狄尔斯阿尔德反应呋喃最重要的衍生物是呋喃甲醛，俗称糠醛。它可由农副产品如米糠、玉米芯、棉子壳等原料来制取。吡咯的衍生物在自然界分布很广，例如叶绿素、血红素、胆红素、维生素B12等天然有机化合物都含有吡咯或四氢吡咯环，它们在动、植物的生理上起着最重要的作用作业作业无12月1日（4546）到此止 +(90%)OCCOOOCCOOO