第六章 酰化
酰化-09
氨化剂：氨以及非位阻胺
构型保持
利用甲醇乙醇的挥发性促进反应的进行
• 碱催化
• 常用的碱：醇钠、氨基钠、氢化钠、丁基鋰等 • 活性酯使反应易进行：对硝基苯酯、异丙烯酯、氰基甲 酯
• Lewis酸催化反应：AlCl3、S代光气：碳酸二甲酯、双光气、三光气
O RNH2 + CH3O C OCH3 O O RNH C OCH3 + RNH C NHR 热分解 RN
酰基：RCOO HO O H O R O O R S O O HO S O
酰基
O HO P OH O HO P O P
磺酰基 or 硫酰基 磷酰基
ArOH
ArOCOR'
ROH
O- Acylation， ROCOR' 酯化反应 S- Acylation
RSH
R3CH
RSCOR'
R3C
COR' C- Acylation，
杂多酸有很强的活性（与硫酸相近，左右， 温度可高可低），产品的色泽要好些。 缺点是杂多酸溶于醇等，（水，有机），难 回收。 因此对附载型研究较多。
活性炭 Al2O3 SiO 2 分子筛 阳离子交换树脂 膨润土等
载体
3）强酸性离子交换树脂（-SO3H） 条件温和，选择性好，后处理简单，可循环 使用，但活性弱。一般以固定床反应（塔式）
碱 3
11. 2. 4 用酰胺的N-酰化
(1 ) 用尿素的N-酰化 简单易得，代替光气
O NH2 + H2N O NH C NH2 + C NH2 + HCl O NH C NH + NH4Cl
(2) 用甲酰胺的N-酰化
O NH2 + H2N C H O NH C H + NH3
金属有机第六章氢甲酰化反应
Three commercial processes1. Cobalt salt2. Cobalt salt/phosphine ligand (Shell)3. Rhodium salt/phosphine ligand(Ruhrchemie/Rhone-Poulenc, Mitsubishi-Kasei, UnionCarbide, and Celanese)Both linear and branched products can be produced,although the more desirable linear aldehydes areusually the major products when using aliphaticolefins.HCo(CO)4Catalystis a dissociative substitution of alkeneMigratory insertion can result ineither a primary or secondary metal alkyl. Although this is the step that sets the regiochemistry of the products, it is rapidly reversible. This rapid reversibility results in alkene isomerization and H/D exchange.Since ß-H elimination requires an open coordinationsite, isomerization and isotope exchange are inhibited The next step ( third)is a second migratory insertionto form the coordinatively unsaturated acyl that can coordinate another CO to give the 18 electron acyl complex. Under standard catalytic conditions with 1-octene, this is the only species observed by IR.The mechanism of the hydrogenolysis step is less clear.An alternate bimetallic pathway was also suggested, but not favored, by Heck and Breslow.The inverse dependence on CO pressure is consistent with the mechanistic requirement for CO dissociation Hydroformylation: Kinetic studiesWhen using a 1:1 ratio of H 2/CO, the reaction rate is essentially independent of pressure due to theopposing orders of H 2and CO..16e-HCo(CO)318e-saturated HCo(CO)The process is limited to the shorter chain alkenes that have some appreciable water solubility.Fig. 1. Model for the analysis of the preferred enantioface for olefin migratory insertion in the M–X bond (L and S are ligands with large and small steric hindrance, respectively).RROR+Rh(I)/L*CO/H2linear branchedR=Ph12:88(94%R=Et79:21(83%R=OAc14:86(92%R=13:87(96% L*=(R,S)-BINAPHOSPPh2。
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
6.酰化
6.3.1 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
• 反应特点：可逆 提高酯收率的方式： （1）用过量的低级醇 （2）从反应混合物中蒸出水 （3）从反应混合物中蒸出酯
ClCH2COOC2H5, CH3COCH2COOC2H5
O ， H C N CH3 CH3
（5）酰胺 2N H
O C NH2
（6）其他：如双乙烯酮、二硫化碳
CH2=CH-CH2 O C=O ， CS2
• 不同类型酰化试剂的活性
O R-C
δ1
O OH
+
O
δ2+
O Rห้องสมุดไป่ตู้C
δ3+
R-C
O-C-R
Cl
δ1+
OH
COOK
2,3－酸
230-240oC ONa 0.5-0.6MPa + CO2 固相反应 ONa C-ONa O + OH
6.4.3 C-甲酰化制芳醛
Vilsmeier反应 Reimer-Tiemann反应
CH3
O O C (CH2)8 C O
O
CH3
CH3 NH
CH3
CH3
CH3
2,2,6,6-四羟基氮杂环己烷
6.4 C-酰化
C-酰化反应主要用于制备芳酮，芳醛和芳 羧酸。
酰化
N-酰化酰化又称酰基化。
是指在有机分子中的氮、氧、碳等原子上引入脂肪族酰基RCO－或芳香族酰基ArCO－的反应。
常用的酰化剂按酰化能力的次序是：酰卤＞酸酐＞羧酸。
此外，还用到双乙烯酮（见乙烯酮）和羧酸酯等。
按照酰化时与酰基相结合的原子的不同，酰化可分为以下三种主要类型：①C-酰化是一种形成新的碳－碳键的缩合反应，其中最重要的是酰基取代芳环上的氢生成芳酮的过程。
例如醋酐与萘在二氯乙烷溶剂中，在90°C发生如下酰化反应：化学方程式C-酰化最常用的催化剂是无水三氯化铝，因为它非常活泼。
但是对于活泼的被酰化物，为了避免副反应，需要用温和的催化剂如无水氯化锌、多聚磷酸等。
②N-酰化伯胺基或仲胺基上的氢被酰基取代生成酰胺的过程。
例如：化学方程式如果羧酸不够活泼，就需要使用羧酸加三氯化磷、酸酐或酰氯化酰化剂。
③O-酰化醇或酚分子中羟基的氢原子被酰基取代或炔烃与酸反应的过程，因为生成的产物是酯，所以又称酯化。
酰化反应在有机物分子中的氧、氮、碳、硫等原子上引入酰基的反应称为酰化反应。
酰化反应可用下列通式表示式中RCOZ为酰化剂，Z代表H al，OCOR，OH，ORˊ等；SH为被酰化物，S代表RˊO 、R〃NH、Ar等。
反应机理1. O-酰化、N-酰化、羰基a位C-酰化机理为亲核过程；2.芳烃C-酰化、烯烃C-酰化机理为亲电过程。
氧原子上的酰化反应定义：氧原子上的酰化反应是指醇或酚分子中的羟基氢原子被酰基所取代而生成酯的反应，因此又叫酯化反应。
规律：其反应难易程度取决于醇或酚的亲核能力、位阻及酰化剂的活性。
（1）醇的O-酰化一般规律是伯醇易于反应，仲醇次之，叔醇最难酰化。
（2）伯醇中的苄醇、烯丙醇虽然不是叔醇，但由于易于脱羟基形成稳定的碳正离子，所以也表现出与叔醇相类似的性质。
（3）酚羟基由于受芳环的影响使羟基氧原子的亲核性降低，其酰化比醇难。
酰化剂：醇、酚的O-酰化常用的酰化剂有羧酸、羧酸酯、酸酐、酰氯、烯酮等。
经济学酰化反应ppt
8
（3）酰化剂的反应活性
(活性酯和活性酰胺除外) （4）被酰化物的活性
9
2.亲核反应机理
O CO
O
NH4Cl
s-BuLi
s-BuC
-110 0C
Li
-110 0C
OH C Bu-s O
HS R CHO +
HS
R`X - LiX
RS C
n-C18H37
反羧应酸条 异件丙温烯和酯，可利用减压C蒸7馏H迅15速-n将生成的醇蒸出，反应温度较低，反应时间较短
A 1-羟基苯并三唑（HOBt）的羧酸酯:
羟基、胺基等基团的保护
￭￭(甲￭(活i无ii采)醇R性机V1用e>酯基酸s乙伯l和团：en酸y醇活-的浓法C酐性影>1硫△、8仲酰响H酸丙,醇胺：36、酸7m除R磷>酐iCOn外叔酸等OH)醇、O简/AH、氯单r+烯化>酸丙R氢酐C醇气为O、体On酰-苄C、化CH醇高剂138氯>时H酸R，3C7、通O四常O氟CCCC以2硼47酸HHH酸5酐91C等-5本nO-n身O作为C溶1剂8H923%7-n
+ H3C
O C
采用羧酸、羧酸酯和酰胺等为酰化剂的酰化反应趋向于双分子历程进行。
（v）偶氮二羧酸二乙酯法（DEAD）（Mitsunobu reaction）
￭多数烯酮制备困难，应用较多的是乙烯酮
采用强酸型离子交换树脂加硫酸钙
￭因设备要求高，且具有毒性，故只适用于工业化生产，用于制备醋酸酯。
￭ 脂肪族酰氯 > 芳酰氯 二、酚的O-酰化反应
Et2O催化选择性酰化醇羟基！
（ii）碱催化：常用吡啶(Py)、对二甲氨基吡啶(DMAP)、4-吡咯烷基吡啶(PPY)、三乙胺(TEA)及醋酸钠(CH3COONa)等。
酰化
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（2） 酰化剂的结构
酰卤：多用酰氯有时用酰溴。
RCOCl＞(RCO)2O＞RCOOH（相同酰基）
含不同卤素的酰卤的反应活性：
RCOI>RCOBr>RCOCl（酰基相同）
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（3）催化剂
作用：增强酰基碳原子上的正电荷，提高进攻试剂的反应能力。 路易斯酸的催化活性次序： A1C13＞FeCl3>BF3>ZnCl2＞SnCl2＞TiCl4＞SbCl5＞HgC12＞CuCl2 质子酸的催化活性顺序： HF>H2SO4＞H3PO4
CH3 CH3C + CH3C O
O O CH3C + CH3C O
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O O BF3
CH3
70%
CCH3 O
甲基苯乙酮
O
BF3
CCH3
15% 苯乙酮
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被酰化物的结构
对于稠环类芳烃，如萘，在两个芳环上可分别引入一个酰基
CO COCl + 2 AlCl3
CO
当芳环上有硝基或磺基取代后，就不能再进行酰化反应，因此硝 基苯可以用作酰化反应的溶剂。除非环上同时还有其他给电子基 存在，才可再发生酰化反应。
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6.3 N-酰化
N-酰化是胺类化合物与酰化剂反应，在氨基的氮 原子上引入酰基，得到酰胺衍生物，是制备酰胺 的重要方法。
目的
永久性酰化-酰基保留在最终产物中 保护性酰化-临时性酰化，保护氨基
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永久性酰化
酰化反应PPT
化学工业出版社 Chemical Industry Press
② 被酰化物的结构影响 A．酰基定位和电子效应
化学工业出版社 化学工业出版社 Chemical Industry Press Chemical Industry Press 芳烃有间位对位基取代，一般不发生反应。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 化学工业出版社 “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材 Chemical Industry Press
化学工业出版社 Chemical Industry Press
药物合成反应 (第三版)
化学工业出版社 Chemical Industry Press
化学工业出版社 Chemical Industry Press
PhNO2 : 溶解性好，反应呈均相，但可与AlCl3形成复合物 A．对反应收率的影响 B．对定位的影响 C．杂环的酰化反应
化学工业出版社 Chemical Industry Press
化学工业出版社 Chemical Industry Press
化学工业出版社 Chemical Industry Press
第三章
酰化反应 (Acylation) 化学工业出版社
Chemical Industry Press 化学工业出版社 Chemical Industry Press
化学工业出版社 Chemical Industry Press
化学工业出版社 Chemical1 Industry Press C．用量：一般较多（酰氯 ：1；酸酐 1：2） 化学工业出版社 Chemical Industry Press
B．催化剂的活性：Lewis酸 > 质子酸
第四节 碳原子上的酰化反应
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OH
Zn Hg / HCl
OH
104~110℃
OH CO(CH2)4CH3
OH CH2(CH2)4CH3
பைடு நூலகம்
生产工艺： 想一想：
可以用间苯 二酚与1－ 氯己烷进行 C－烃化反 应来制备 2,4-二羟基 己苯吗？
间苯二酚与过量的己酸 (同时用作溶剂) 在 氯化锌催化下，于120℃反应3h得缩合物，该缩
O + 2 CCl
AlCl3
CO + 2 HCl CO
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
(3) 用羧酸的Friedel-Crafts酰基化 例如:邻苯甲酰基苯甲酸在浓硫酸中130～140℃ 脱水闭环得蒽醌。
O C COOH
98%H2SO4 130~140℃
O
O
想一想：
若要制备 还原染料 的中间体 2-甲基蒽 醌、2-氯 蒽醌,应选 用什么原 料？
例如:苯与丁二酸酐反应，经锌汞齐-盐酸还原 可得长链羧酸，接着进行分子内酰化可得萘满酮。
O + O O
AlCl3
O C CH2 CH2COOH
Zn Hg / HCl
CH2 CH2 CH2COOH
HF
O
羧酸作酰化剂，不宜用A1Cl3作催化剂，一般 用硫酸、磷酸，最好是氟化氢。
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精细有机单元反应
NH2 回流 + (CH3CO)2O COOH NHCOCH3 + CH3COOH COOH
本章重点介绍： 原理、方法和实例。 C-酰化、N-酰化和O-酰化的
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
常用的酰化剂 羧酸类，如甲酸、乙酸、草酸 酸酐类，如乙酐、丙酐、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二 酸酐 酰氯类，如乙酰氯、苯甲酰氯、苯磺酰氯、对甲苯 磺酰氯、光气 羧酸酯类，如氯乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯 酰胺类，如尿素、N,Nˊ-二甲基甲酰胺乙烯酮等。 酰化剂的结构的影响 酰化活性：酰氯 > 酸酐 > 羧酸 > 羧酸酯 脂肪族酰化剂烃基碳链越长，活性越小
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
(2) 酰化剂结构的影响 酰化剂是亲电试剂，离去基团的吸电子能
力越强，酰基上的碳原上的部分正电荷越大，
酰化能力越强。 酰化活性次序为：酰卤＞酸酐＞羧酸。最
常用的酰化剂是酸酐和酰氯。
在引入长碳链的酰基时和芳羧酰基时要用活 泼的酰氯作酰化剂。
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精细有机单元反应
OH HO OH + CH3C N
HCl ,ZnCl2 Et2O
OH C HO OH
NH2Cl
H2O
OH COCH3 HO
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CH3
OH
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
三、Vilsmeier反应
以氮取代的甲酰胺为甲酰化试剂，在三氯氧
磷作用下，在芳环(或杂环)上引入甲酰基的反应
称为Vilsmeier反应。 Vilsmeier反应是在N,N－二烷基苯胺、酚类 、酚醚及多环芳烃的芳环上引入甲酰基的常用方 法。
N(CH3)2 + (CH ) NCHO 3 2
POCl3
N(CH3)2 HC O
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
四、应用实例
1-萘乙酮的合成
COCH3
(CH3CO)2O AlCl3
生产流程：
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
2,4-二羟基己苯的合成
OH + CH3(CH2)4COOH OH
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
一、Friedel-Crafts酰基化反应
用酰化剂在Lewis酸或质子酸催化下直接对芳 环进行亲电取代反应生成芳酮的反应。 FriedelCrafts酰化反应是亲电取代反应。
+
RCOZ
lewis酸 或质子酸
C-R O
+
HZ
1．反应历程 以酰氯作酰化剂、无水三氯化铝为催化剂的反 应历程
第六章
酰 化
二、Hoesch反应
腈类化合物与氯化氢在Lewis酸催化剂的存在下
,与具有羟基或烷氧基的芳烃反应生成相应的酮亚胺
，再经水解得具羟基或烷氧基的芳香酮，此反应称 为Hoesch反应。 Hoesch反应以腈为酰化剂，间接地在芳环上引 入酰基，是合成酚或酚醚类芳酮的一个重要方法。 该反应仅适用于由苯二酚、间苯三酚和酚醚以 及杂环制备相应的酰化产物。
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
(4) 溶剂的影响
常常使用过量的某一种液态反应组分作为 溶剂,使反应物具有良好的流动性。 如果不宜用过量的反应组分作溶剂时，就
需要另外加入溶剂。
想一想 ：
硝基苯为什
常用的有机溶剂有硝基苯、二硫化碳、二
氯乙烷、四氯乙烷、二氯甲烷、四氯化碳、石
油醚及氯代烃等。
合物经用锌汞齐-盐酸还原后得产品2,4-二羟基
己苯（己雷琐辛）。
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
苯丙酮的制备
+ CH3CH2COCl
AlCl3
COCH2CH3
生产流程：
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
第二节
N-酰化
N-酰化是胺类化合物与酰化剂作用，在氨基
的氮上引入酰基生成酰胺衍生物的反应。是亲电
O + O O + 2AlCl3
苯 55~60℃
COAlCl2 + HCl O AlCl3
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精细有机单元反应
COAlCl2 + 3 H2SO4 O AlCl3 COOH C O
第六章
酰 化
(2) 用酰氯的Friedel-Crafts酰基化 例如: 1,5-二苯甲酰基萘的合成 萘在催化剂A1C13的作用下，用苯甲酰氯进行C-酰 化，可制得还原染料的中间体1,5-二苯甲酰基萘。反 应时，将无水A1C13溶解于过量的苯甲酰氯中，65℃下 慢慢加入萘粉，再在65～70℃保持10h，可得产品。
C Cl + B
芳酮与三氯化铝的络合物经水解可得到芳酮。
O :AlCl 3 C R O H2O C R + AlCl 3
从反应历程看，生成的芳酮总是与三氯化铝形 成1：1的络合物，而与芳酮结合的三氯化铝不再起 催化作用，因此1mol 酰氯在理论上要消耗1mol三氯 化铝，实际要过量10%～50%。
COCl + NO2 NH2
ZnCl2 220~230℃
NH2 C O NO2
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
酰基是吸电子基，芳环上引入一个酰基后，
芳环被钝化。但对于1,3,5-三甲苯和稠环的芳烃
（如萘）等活泼化合物，在一定条件下也可以引 入两个酰基。
O + 2 CCl
AlCl3
CO + 2 HCl CO
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
当用酸酐作酰化剂与无水三氯化铝作用首先
生成酰氯，然后酰氯再按上述反应历程参加反应。
若只让酸酐的一个酰基参加酰化反应，每mol 酸 酐至少要消耗2mol三氯化铝。其总的反应式如下：
O R + 2AlCl3 + R C O C O R O : AlCl3 C + R O AlCl2 C + HCl
查一查：
酸酐作酰化 剂与无水三 氯化铝作用 生成酰氯的 反应历程。
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
2.影响因素 （1）被酰化物结构的影响 Friedel-Crafts酰化反应是亲电取代反应。 a芳环上有给电子基时反应容易进行。
酰基主要进入芳环上已有取代基的对位。 如对位被占据，则进入邻位。
么可以用作
酰化反应的 溶剂?
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
2.C-酰化方法 （1）用酸酐的Friedel-Crafts酰基化 常用二元酸酐，如丁二酸酐、顺丁烯二酸酐、邻 苯二甲酸酐及其衍生物。 例如：邻苯甲酰基苯甲酸合成 反应时，将三氯化铝悬浮于苯中，55℃时加入溶 于苯中的邻苯二甲酸酐溶液，反应产物为邻苯甲酰基 苯甲酸与三氯化铝的络合物。将此络合物慢慢加到水 和稀硫酸中进行水解,用水蒸气蒸出过量的苯。冷却后 过滤、干燥。
第六章
酰 化
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精细有机单元反应
第六章
酰化
1 3 2 3 3
知识目标和能力目标 概 第一节 第二节 述 C-酰化 N-酰化
4 3 5 3
第三节 O-酰化(酯化)
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精细有机单元反应
第六章
酰 化
知识目标： ◆了解酰化反应的定义、分类和特点, N-酰化反 应的终点的控制 ◆ 理解C-酰化反应的影响因素、直接酯化反应 的影响因素和不同的反应装置及其特点 ◆掌握C-酰化反应、N-酰化反应、O-酰化反应的 方法特点及应用 能力目标： ◆ 能应用过渡性N-酰化反应合成中间体和化工 产品； ◆能应用酰化反应合成芳酮或芳醛、酰胺、酯及 其衍生物； ◆ 能解释各酰化反应实例所用的工艺条件；
O R C Cl + AlCl3 δ Cl : AlCl3 R C A O δ
+ _