第七章酰化反应
酰胺的酰化反应
酰胺的酰化反应酰胺的酰化反应是有机化学中一种常见而重要的反应类型。
本文将全面介绍酰胺的酰化反应的基本概念、反应条件、影响因素以及实际应用，并提供一些实用的指导意义。
首先，让我们来了解一下酰胺的结构和性质。
酰胺是由酰基与胺基通过酰胺键连接而成的化合物。
它们具有较高的熔点和沸点，常见的酰胺有乙酰胺、苯甲酰胺等。
酰胺在有机合成中广泛应用，特别是在药物合成、农药合成和高分子材料合成等领域。
酰化反应是指通过酯化剂将酰基转移到胺基上的化学反应。
一般来说，酰化反应需要在适当的反应条件下进行，主要包括温度、溶剂和催化剂等因素。
首先，温度是影响酰化反应速率的重要因素。
一般来说，较高的温度有助于反应的进行，但过高的温度可能导致产物的分解或副反应的发生。
因此，在选择反应条件时需要考虑到反应物的稳定性以及反应速率的平衡。
其次，溶剂的选择对反应的进行也起到重要的影响。
适当的溶剂可以提供反应物分子的有效碰撞，并有助于形成反应中间体。
常用的溶剂有乙醇、二甲基亚砜等。
最后，催化剂的选择和使用对酰化反应也具有关键的影响。
常用的催化剂包括酸性催化剂和Lewis酸催化剂。
酸性催化剂如硫酸、过磷酸等可以促使酰胺分子发生水解，形成酸进一步催化酰化反应。
而Lewis酸催化剂如铝氯化物、三甲基氧化铝等可以形成底物和酸的复合物，进一步促进酰化反应的进行。
除了以上所述的基本概念和影响因素，还有一些实际应用方面的指导意义值得我们关注。
在酰胺的酰化反应中，反应物的选择和组合也需要特别注意。
通过合理选择反应物的结构和性质，可以提高反应的效率和选择性。
此外，反应的操作条件也需要严格控制。
反应的时间、温度、催化剂的用量等都需要事先做好合理的规划和调试。
最后，对于应用酰胺酰化反应合成新化合物的研究，需要结合现代仪器分析技术进行有效的验证和表征。
例如，使用核磁共振（NMR）技术可以对产物的结构和纯度进行准确的确定。
综上所述，酰胺的酰化反应是一种在有机合成中非常重要的反应类型。
酰化反应
第三节 氮原子上的酰化反应
一、脂肪胺的N-酰化反应 1. 羧酸为酰化剂 （1）反应通式
(2) 反应机理
由于胺具有碱性，可以与羧酸成盐
成盐后，胺的亲核性减弱。一般不宜用羧酸 为酰化剂对胺进行直接酰化 高温下，铵盐会分解
把羧酸转化为活性成分， 酰化条件温和，产率较高
（3）应用特点
① DCC为催化剂的酰化反应
X, Y = NO2, CHO, COR, COOR, CN, CONHR ② 酰化剂的影响 酰氯，酸酐，酯，活性酰胺 ③ 催化剂的影响 碱，所用碱的碱性视亚甲基的酸性而定，X, Y的吸电子能力越弱，所需碱的碱性越强
（4）应用特点 ① β-酮酸酯的制备
② 不对称酮的制备
2. Claisen反应和Dieckmann反应
（1）反应通式
酯为酰化剂
（2）反应机理
有时不存在这种情况
后处理
(3) 影响因素
① 酯结构的影响 如果两种都含有α活泼氢的不同酯进行 claisen反应，将有四种产物，体系复杂， 缺乏实际意义 通常会通过选择同一种酯进行claisen反 应，或选择其一种酯不含有α活泼氢使其 只能提供酯羰基
② 催化剂的影响 i. 催化剂的种类选择 催化剂碱的选择取决于酯α氢的酸性， 如果酸性足够，常选用与酯相应的醇钠 α氢的酸性较弱时，可选用碱性较强的
2. Hoesch反应
（1）反应通式
(2) 反应机理
(3) 影响因素
① 被酰化物 电子密度高的芳环或芳杂环 供电子基多 取代的芳环 供电子基单 取代的芳环
需强活性的腈
② 腈结构的影响
α-碳上吸电子基越多，腈的活性越高 ③ 催化剂 Lewis酸：AlCl3, ZnCl2, FeCl3, BX3
有机化学酰化反应
R-C
ALCL4
R-C
+ ALCL4
F-C反应的影响因素
(1)酰化剂的影响：酰卤﹥酸酐﹥羧酸、酯
O C 的 α位 为 叔 碳 时 发 生 烃 化 反 应
H3C
AlCl3 Cl
H3C H3C
AlCl3 O Cl H3C
O
CH3
C
CO2(碳酸酐)
CO(甲酸酐)
（3）酰氯
O CH3-C-Cl , O C-Cl , H 3C SO2Cl , O Cl-C-Cl , Cl N N
Cl N Cl
（4）羧酸酯
ClCH2COOC2H5, CH3COCH2COOC2H5
O ， H C N CH3 CH3
（5）酰胺
O H2N C NH2
（6）其他：如双乙烯酮、二硫化碳
醇或酚分子中的羟基氢原子被酰基取代 而生成酯的反应，叫做O-酰化反应，也叫做 酯化反应。 酰化试剂：羧酸； 酸酐； 酯（酯交换）
8.3.1 用羧酸的酯化
反应历程 质子酸催化下的双分子历程
O R-C-OH + H+ OH R-C-OH
R'OH
OH R-C-OH + H O R'
O OH OH + -H2O -H 互变异构 R-C-OR' R-C-OR' R-C-OR' OH2
NHCOCH3 R
• 羧酸作酰化剂 DCC脱水法(二环己基碳化二亚胺)
O O H O R C O C N O R C O R' + N H O C N H NH + R' O H
酰化反应-碳原子上的酰化反应
溶剂和添加剂对酰化反应的影响也很 大。选择合适的溶剂和添加剂可以促 进反应的进行，提高产物的纯度和收 率。
04
碳原子酰化反应的合成 策略
选择性碳酰化反应
选择性碳酰化反应是指在特定条件下，优先在目标分子中的特定碳原子上进行酰化反应，以获得所需 产物。这种反应通常需要使用特异的催化剂或试剂，控制反应条件，如温度、压力、溶剂等，以确保 选择性。
环境影响
传统的碳酰化反应通常需要使 用有害的有机溶剂和大量的能 源，对环境造成压力。
反应条件苛刻
许多碳酰化反应需要在高温或 高压下进行，增加了操作的难
度和成本。
前景展望
新反应路径探索
随着绿色化学的发展，研究者正在寻找 更环保、更温和的碳酰化反应条件和路
径。
模块化反应
通过模块化反应策略，将不同的官能 团组合在一起，实现一锅多步反应，
提高合成效率。
高选择性催化剂
开发高选择性催化剂是解决选择性难 题的重要方向，有助于在复杂体系中 实现单一组分的酰化。
计算机辅助设计
利用计算机辅助设计技术，预测和优 化反应条件，提高碳酰化反应的效率 和选择性。
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碳原子酰化反应的定义
01
碳原子酰化反应是指有机化合物 中的碳原子与酰基（如羧基）结 合，生成新的有机化合物的化学 反应。
02
在碳原子酰化反应中，酰基通常 来自羧酸或其他酰化试剂，如酸 酐、酰氯等。
碳原子酰化反应的机理
碳原子酰化反应通常通过亲核取代机理进行，其中碳原子上的氢原子被酰基取代。
反应过程中，酰化试剂首先与强酸（如硫酸、磷酸等）反应，生成亲电的酰基正离子，然后与碳原子上的电子云密度较高的 区域结合，形成新的碳-酰基键。
精细有机合成07第七章酰基化-文档资料
Cl
吡啶
Cl Cl
+ H-Cl
产物可用作表面活性剂
（1）酰化剂的活性的影响 ： 反应活性如下： 酰氯＞酸酐＞羧酸
（2）胺类结构的影响 ：
氨基氮原子上电子云密度越高，碱性越强，则胺被酰化的反应性越强。
胺类被酰化的反应活性是：伯胺＞仲胺，脂肪胺＞芳胺。 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。
（3）空间位阻效应 ： 无空间阻碍的胺的活性高于有空间阻碍的胺。
★ 二、N－酰化方法
1. 用酰氯的N－酰化
（1）举例：
OC2H5
NH2 +
COCl
缚酸剂 NaOH
OC2H5 NHCO
+NaCl +H-OH
反应不可逆。酰氯是一强酰化剂，与胺类的酰化反应是放热且剧烈的，所 以通常是在冷却的条件下进行。
★ 二、N－酰化方法
2. 用酸酐的N－酰化
NO2
OO
NCH3 + H3C C O C CH3
H
H2SO4
NO2
O
NC CH3
CH3
+ CH3COOH
反应不可逆。最常用的酸酐是乙酸酐，它的酰化活性较高，在20℃~ 90℃ 时反应即能顺利完成。
对于二元胺类，如果希望只酰化其中的一个氨基时，可以先用等物质 的量比的盐酸，使二元胺中的一个氨基成为盐酸盐，加以保护，然后再
按一般的方法进行酰化。
NH2 H-Cl
NH2
N H2
N H2 · H-Cl
(CH3CO)2O - CH3COOH
NHC OCH3
N ·
H
2
酰化反应
定义：有机化合物分子中的碳、氧、氮、硫等原子上引入 酰基的反应称为酰化反应。 用途：制备特定活性化合物 结构修饰和前体药物 羟基、胺基等基团的保护 直接酰化反应 酰化反应： 间接酰化反应
直接酰化反应是指将酰基直接引入到有机化合物分子中，由 于反应机理不同，分成三类：
• 直接亲电酰化
• 直接亲核酰化 • 直接自由基酰化
O 2N O
+
R -C -O R '
OH O 2N
NO2
3. 酸酐为酰化剂
① 质子酸催化
O R C O R C O R C O O O R C OH R O OH
H
C
+R
C
② Lewis酸催化
O R C O O
O
R C O
AlCl3
R
C
+ R C
OAlCl3
③ 其它催化剂催化
例：镇痛药阿法罗定（安那度尔）的合成
R R'
H N C Cl O P O C l2
R R' N CH Cl
R R' N CH Cl O P O C l2 N R '' 2
N R '' 2 C l H CH Cl N R '' 2 NRR'
N R '' 2 -H CH Cl NRR' H 2O
CHO + R R 'N H 2 C l
H3 C H3 C
RCOOH
R
C O
C Cl
碳酸酯
4. 酰卤为酰化剂
O RC X + R'OH RCOOR' + HX
酰化反应
-
-
R带吸电子基团 利于进行反应；R带给电子不利于反应； R的体积若庞大，则亲核试剂对羰基的进攻有位阻，不利于反应进行； R为芳基时，由于芳基与N原子或O原子的共轭效应，使N原子或O原子 上的云密度降低而反应活性下降，所以RNH2＞ArNH2；ROH＞ArOH 。
10
概 述 催化
酸碱催化
碱催化作用是可以使较弱的亲核试剂H-Nu转化成亲核性较强的 亲核试剂Nu-，从而加速反应。 酸催化的作用是它可以使羰基质子化，转化成羰基碳上带有更 大正电性、更容易受亲核试剂进攻的基团，从而加速反应进行。
16
第一节 氧原子的酰化反应
一 醇的氧酰化
b.催化剂
(1)质子酸催化法: 常用浓硫酸,氯化氢气体,磺酸,四氟硼酸等
O R C OH H+ OH R C OH OH R C OH
1) 羧酸为酰化剂
各种质子酸都具有各自卑优点和缺点。
17
第一节 氧原子的酰化反应
一 醇的氧酰化
1) 羧酸为酰化剂
浓硫酸具有催化能力强、性质稳定、价廉等优势，其缺 点是有一定的氧化性、易发生磺化、脱水、脱羧等副反应， 所以一般不饱和酸、羟基酸、甲酸、草酸、丙酮酸等不宜采 用之。 无水氯化氢具有催化能力强、无氧化性、价廉等优势，其 缺点是易发生加成、卤代等副反应，另外对反应设备的有一 定腐蚀性和易对环境造成一定的污染。一般不饱和酸（醇）、 叔醇等不易采用之。 对甲苯磺酸具有浓硫酸的一切优点，且无氧化性，在有机 溶剂中的溶解度较大，不易发生磺化副反应等优点，尤其是在 使用共沸带水等反应条件时更为适用，但其缺点是价格比较贵， 一般用于复杂结构的酯的制备中。
O C X
当然还有(硫代)异氰酸酯[R-N=C=O(S)]等.
酰化反应方程式
酰化反应方程式酰化反应方程式就像是化学舞台上的一场奇妙魔术表演。
你看那反应物，就像是一群等待变身的小演员。
比如说，我们有个醇类分子，这家伙就像个有点憨态可掬的小胖子，带着自己的羟基（ -OH），在化学的舞台上晃悠着。
这时候，酰化试剂登场啦，它就像个神秘的魔法师，带着酰基（R - CO -）这个魔法棒。
当酰化试剂靠近醇类小胖子的时候，就像是魔法师选中了自己的变身对象。
然后，神奇的事情发生了，羟基（ -OH）就像个听话的小跟班，心甘情愿地把自己的氢原子交了出去。
这个过程就像是一场交易，氢原子像个小金币一样被拿走了。
而醇类分子剩下的部分呢，就和酰基紧紧地结合在一起，就像两块磁铁吸住了一样。
原本单纯的醇类小胖子，一下子就变成了一个有着全新身份的酯类分子。
这酯类分子就像是穿了一身华丽新衣的模特，有着独特的香气和性质。
如果把整个反应过程比作一场足球比赛，反应物们就是球员。
酰化试剂就像是那个拥有超级传球技能的中场核心，把酰基这个关键的“球”传给了醇类分子这个前锋。
前锋接到球后，立刻就完成了一次精彩的射门，也就是成功地变成了新的分子。
酰化反应方程式还像是一场精心编排的舞蹈。
每个原子、每个基团都有自己的舞步和走位。
它们按照一定的节奏和规律，在反应的舞台上翩翩起舞，最后组合成了新的舞蹈队形，也就是新的化合物。
而且，酰化反应可不是一场孤独的表演。
它在很多领域都有着重要的戏份。
在制药行业，它就像个关键的工匠，能够把简单的原料变成有着神奇药效的药物分子。
就好比把普通的石头变成了闪闪发光的钻石。
在香料制造中，酰化反应方程式也是个重要的魔法咒语。
它能把一些平淡无奇的化学物质变成迷人的香料，就像把一只丑小鸭变成了美丽的白天鹅。
从宏观上看，酰化反应方程式虽然只是一些符号和线条的组合，但在微观的化学世界里，它却是一场场精彩绝伦、充满惊喜的大事件。
就像一个小小的舞台上，不断地上演着麻雀变凤凰的传奇故事，让我们这些化学的观众们总是忍不住惊叹和鼓掌。
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酰化剂，或加入活化剂或缩水剂等。
当R为芳环时，由于芳环的共轭效应，活性降低。
因此，在引入芳羧酰基时也要用活泼的芳羧酰氯作酰化剂
或加入活化剂或缩水剂等。
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9.1
9.2
9.3
9.4
10/12/2018
——酰化
当脂链上或芳环上有吸电子基时酰化剂的活性
——酰化
过渡性N-酰化要考虑：
酰氨基对下一步反应具有良好的效果；
酰化剂价格低廉；
酰化反应容易进行，收率高，质量好；
酰氨基易水解。 二、反应历程
O R C Z H + +N R' δ H
亲电取代
O R C Z H N R' H O
-HZ
R C
H N R'
过渡络合物
Z = -OH , -OAc , -Cl , -OR'
R C O R C O R C
亲电取代反应酰化
O R-C
δ 1+
酰氯 > 酸酐 > 羧酸 > 酯 > 酰胺
O OH
δ1 +
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O O-C-R
<
9.4
R-C
<
9.2
δ 2+
O R-C+ Cl
δ3
δ2 +
9.3
δ3 +
10/12/2018
——酰化
因为酰氯酰基碳原子与电负性相当高的 氯原子相连，所以1+最大。酸酐与酸相比，
——酰化
一、N-酰化的目的
永久性酰化 改变化合物的性质： 如药物性质（磺胺嘧啶）、 染料色光和牢度（色酚AS）
过渡性酰化
NHCOCH3
酰化 乙酐 硝化 混酸
NH2
NHCOCH3 NO2 水解
-CH3COOH
NH2 NO2
稍过量NaOH稀溶液中水解
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前者的酰基碳原子所连接的氧原子上又连接
了一个吸电子的碳酰基，因此，2+ > 3+,酸 酐比羧酸活泼。
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9.3
9.4
10/12/2018
——酰化
在脂族酰化剂中，其反应活性随烷基碳链的增长而减弱。
因此，只有在向氨基氮原子或羟基氧原子上引入低碳酰基
时才能用羧酸作酰化剂。例如，甲酸、乙酸、草酸(乙二酸)
增强，而有给电子基时则活性减弱。
由弱酸构成的酯也可以作为酰化剂，但是它的 活性比羧酸还弱。一些特殊的酯有较强的酰化能力。 由强酸构成的酯，例如硫酸二甲酯和苯磺酸甲 酯，则是烷化剂，而不是酰化剂，因为酯分子中烷
基碳原子上的正电荷较多。
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9.1
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9.3
9.4
10/12/2018
——酰化
一些特殊的酰胺及某些具有强吸电子基团的 酮类也可用作酰化剂
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9.1
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9.4
10/12/2018
——酰化
7.2 N-酰化
一、N-酰化的目的 二、反应历程
三、胺类结构对反应的影响
四、用不同酰化试剂的N-酰化反应
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9.1
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——酰化
一、定义及重要性
1、定义
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取代的反应叫做酰化反应。
O R C L + 酰化剂 Nu-H 被酰化物 R O C Nu + HL
L: X, OCOR, OH, OR', NHR Nu: R'O(O), R''NH(N), Ar(C)
——酰化
二、酰化试剂及其活泼性
1、常用酰化剂
便宜，易水解掉，常用于保护性C-酰 化
（1）羧酸 RCOOH, HCOOH, CH3COOH, HOOCCOOH·2H2O
O CH3C O CH3C O
O C O C O
9.1 9.2
活性较羧酸高，价格也较高，多 用于活性较低的氨基或-OH。 CO2(碳酸酐) CO(甲酸酐)
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——酰化
酰基是吸电子基，它使酰胺分子中氨基
氮原子上的电子云密度降低，不容易再与亲 电的酰化剂质点相作用，即不容易生成N,N二酰化物。所以，在一般情况下容易制得较 纯的酰胺，这和N-烷基化反应是不一样的。
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（5）酰胺
O H2N C NH2 O ， H C N CH3 CH3
DMF
双乙烯酮
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（6）其他
CH2=CH-CH2 O C=O
， CS2
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9.1
9.2
9.3
9.4
——酰化
2、不同类型酰化试反应 •亲核酰化反应 •自由基酰化反应
(CH3CO)2O(乙酐)
9.3 9.4 10/12/2018
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——酰化
（3）酰氯
O O , C-Cl , H3C
碳酸二酰 氯（光气）
O SO2Cl ,
三聚氯氰
N N Cl N Cl
CH3-C-Cl
Cl-C-Cl , Cl
（4）羧酸酯
乙酰乙酸乙酯
ClCH2COOC2H5, CH3COCH2COOC2H5
9.2
9.3
9.4
10/12/2018
——酰化
三、胺类结构对反应的影响
无位阻胺>有位阻胺 脂胺>芳胺
胺类被酰化的相对反应活性：
伯胺>仲胺
脂肪胺＞芳胺
因为
NH2 R
p-π共 轭
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活泼。
O CH3-C-OH
乙酸
O CH3-C乙酰基
O C
苯甲酰基
O S
苯磺酰基
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——酰化
2、重要性
对有机化合物的结构修饰和前体药物 活性化合物的必要官能团 羟基、胺基等基团的保护。
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10/12/2018
——酰化
第七章 酰化 (Acidylation, Acylation)
7.1 概述
7.2 N-酰化 7.3 O-酰化（酯化） 7.4 C-酰化
上页 下页 总目录 9.1 9.2 9.3 9.4 10/12/2018
——酰化
7.1
概述
一、定义及重要性 二、酰化试剂及其活泼性
上页 下页 总目录
上页 下页 总目录 9.1 9.2 9.3 9.4 10/12/2018
——酰化
酰基指的是从含氧的无机酸和有机酸的分子中除 去一个或几个羟基后剩余的基团。
O HO-S-OH
硫酸
O HO-S硫酰基
O
O
O -SO
砜基
O HO-C-OH
碳酸
O HO-C碳酰基 （羧基）
O -C羰基
O H-C-OH
甲酸
O H-C甲酰基（醛基）