概念
乙酰化反應(yīng):是指有機(jī)物分子中與氧、氮、碳、硫等原子相連的氫被乙?;〈姆磻?yīng)。酰基:是指從含氧的有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸或磺酸等分子中脫去羥基后所剩余的基團(tuán)1。
?;瘎┏S悯;瘎呼人狨;瘎Ⅳ人狨ヵ;瘎?、酸酐?;瘎┖王B弱;瘎?。
常用酰化試劑的?;芰?qiáng)弱順序:酰氯>酸酐>羧酸酯>羧酸>酰胺
羧酸酰化劑1、適用對(duì)象 羧酸是弱的?;噭话氵m用于?;钚暂^強(qiáng)的胺類。
2、反應(yīng)條件及催化劑
(1)反應(yīng)條件
酸過(guò)量 為了加速反應(yīng),并使反應(yīng)向生成酰胺的方向移動(dòng),必須使反應(yīng)物之一過(guò)量,通常是酸過(guò)量。
脫水 可用以下方法脫水
高溫熔融脫水酰化法:適用于穩(wěn)定銨鹽的脫水,例如苯甲酸和苯胺加熱到225℃進(jìn)行脫水,可制得N-苯甲酰苯胺。
反應(yīng)精餾脫水法:主要用于乙酸與芳胺的N-?;?,例如,將乙酸和苯胺加熱至沸騰,用蒸餾法先蒸出含水乙酸,然后減壓蒸出多余的乙酸,即可得N-乙酰苯胺2。
溶劑共沸脫水法:主要用于甲酸(沸點(diǎn)100.8℃)與芳胺的N-?;磻?yīng)。
(以上方法大多在較高溫度下進(jìn)行,因此,不適合熱敏性酸或胺)
(2)催化劑
強(qiáng)酸作催化劑 適用于活性較強(qiáng)的胺類的?;?/p>
縮合劑作催化劑 適用于活性弱的胺類、熱敏性的酸或胺類
常用的此類縮合劑有
DCC(Dicyclohexylcarbodiimide,二環(huán)己基碳二亞胺)
DIC(Diisopropyl Carbodiimide,二異丙基碳二亞胺)等。
DCC是一個(gè)良好的脫水劑,以DCC作脫水劑用羧酸直接?;?,條件溫和,收率高,在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的酰胺、半合成抗生素及多肽的合成中有較多的應(yīng)用。
羧酸酯?;瘎?、反應(yīng)物活性
(1)對(duì)于羧酸酯(RCOORˊ)
位阻 若?;蠷空間位阻大,則活性小
電性 有吸電子取代基則活性高,易?;?/p>
離去基團(tuán)的穩(wěn)定性 離去基團(tuán)越穩(wěn)定,則活性越高。
(2)對(duì)于胺類
胺的堿性 堿性越強(qiáng),活性越高,
空間位阻 空間位阻越小,活性越高
(3)羧酸二酯與二胺類化合物,如果反應(yīng)后能得到穩(wěn)定的六元環(huán),則反應(yīng)易發(fā)生。
如哌拉西林等青霉素藥物中間體乙基-2,3-哌嗪二酮催眠藥苯巴比妥(Phenobarbital)等的合成。
2、催化劑
(1)強(qiáng)堿作催化劑 由于酯的活性較弱因此在反應(yīng)中常用堿作為催化劑脫掉質(zhì)子,以增加胺的親核性。
用的堿性催化劑有醇鈉或更強(qiáng)的堿,如NaNH2、n-BuLi、LiAlH4、Na等
(2)反應(yīng)物胺作催化劑 過(guò)量的反應(yīng)物胺也可起催化作用。
(3)催化劑的選擇與反應(yīng)物的活性有關(guān) 反應(yīng)物活性越高,則可選用較弱的堿催化;反之,則需用較強(qiáng)的堿催化。
(4)在此類?;磻?yīng)中還可加入BBr3來(lái)提高?;氖章省?/p>
3、活性酯
制備活性酯時(shí)主要考慮增加酯分子中離去基團(tuán)的穩(wěn)定性,以促使其離去。
酸酐?;瘎?、反應(yīng)條件與催化劑
酸酐 用量 一般略高于理論量的5~10%(不可逆),最常用的酸酐是乙酸酐,通常在20~90℃可順利進(jìn)行反應(yīng)(活性高)
溶劑
不另加溶劑 被酰化的胺和?;a(chǎn)物熔點(diǎn)不太高時(shí)
非水惰性有機(jī)溶劑 被?;陌泛王;a(chǎn)物熔點(diǎn)較高時(shí)
水 被?;陌泛王;a(chǎn)物易溶于水(乙?;俣缺纫宜狒乃馑俣瓤欤?/p>
2、應(yīng)用
脂肪族酸酐主要用于較難酰化的胺類(酸酐?;芰?qiáng))
環(huán)狀的酸酐為?;瘎r(shí),制得二酰亞胺類化合物(高溫)
3、混合酸酐
特點(diǎn):反應(yīng)活性更強(qiáng),應(yīng)用范圍更廣,位阻大或離去基團(tuán)離去能力強(qiáng)。
制備 混合酸酐由某些位阻大的羧酸與一些試劑作用制得
酰氯?;瘎B刃再|(zhì)活潑,很容易與胺反應(yīng)生成酰胺,反應(yīng)為不可逆。
1、反應(yīng)條件
(1)加入堿性試劑以中和生成的氯化氫(防止氯化氫與胺反應(yīng)成銨鹽)
中和生成的氯化氫可采用三種形式
使用過(guò)量的胺反應(yīng)
加入有機(jī)堿(同時(shí)起到催化作用)
加入無(wú)機(jī)堿
(2)反應(yīng)采用的溶劑常常根據(jù)所用的酰化試劑而定
對(duì)于高級(jí)的脂肪酰氯
由于其親水性差,而且容易分解,應(yīng)在無(wú)水有機(jī)溶劑如氯仿、乙酸、苯、甲苯、乙醚、二氯乙烷以及吡啶等中進(jìn)行。吡啶既可做溶劑,又可中和氯化氫,還能促進(jìn)反應(yīng),但由于其毒性大,在工業(yè)上應(yīng)盡量避免使用。
對(duì)于乙酰氯等低級(jí)的脂肪酰氯
由于其反應(yīng)速度快,反應(yīng)可以在水中進(jìn)行。為了減少酰氯水解的副反應(yīng),常在滴加酰氯的同時(shí),不斷滴加氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液或固體碳酸鈉,始終控制反應(yīng)體系的pH值在7~8左右。
對(duì)于芳酰氯
芳酰氯的活性比低級(jí)的脂肪酰氯稍差,反應(yīng)溫度需要高一些,但一般不易水解,可以在強(qiáng)堿性水介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)。
2、應(yīng)用
活性低的氨基的酰化
位阻大的胺以及熱敏性物質(zhì)的?;?/p>
3、生產(chǎn)實(shí)例
在干燥的反應(yīng)器中加入DMA、羥基-EPCP,溶解后冷卻,向其中加入7-ATCA的DMA溶液,反應(yīng)得頭孢哌酮酸。向上述反應(yīng)液中加入碳酸氫鈉,緩慢升溫反應(yīng)。加鹽酸調(diào)PH值,結(jié)晶得頭孢哌酮鈉。