3. 酰基化反应 概况——伯、仲胺与酰氯、酸酐或羧酸等酰基....ppt

2020/2/1413.酰基化反应概况——伯、仲胺与酰氯、酸酐或羧酸等酰基化试剂反应，氨基的氢原子可被酰基取代，生成N―取代酰胺或N，N－二取代酰胺。叔胺不能进行酰基化反应应用有重要意义——N―取代酰胺是晶体，有确定的熔点，故酰基化反应可鉴定胺——酰胺基不易被氧化，芳胺酰化反应在有机合成中用于氨基的保护或降低氨基对芳环的致活能力，反应结束后再使酰胺水解恢复为原来的胺CH3CH2CH2NH2+CH3COClNHCCH3CH3CONHCH2CH2CH3+HClNH2+(CH3CO)2OO焱忪甏姚匮甓肩琶鹇儇溃孤鹊觋亻汹术阍筘坷镁2020/2/142——引入永久性酰基。是合成许多药物时常用的反应（请记下）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)2OO姚俏墼褛虢聂臭秤洁暗计乖猁佧撂淄哭龊瞳才巴槌徉去埝僮咯侏铯嚎枯拼眇诋逗谙儿尜录2020/2/143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H－N＝C＝O(氰酸H－O－CN)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-HClCH3NH2NH2COCl2CH3NHCOClNH2HClCH3N=C=ON=C=OCOCl2N=C=OH20ONHCOHNH2+CO2ONHCORONHCNHROROHRNH2围伤考徇弊瘤归蒈歼恚菇谥砍钦惶矗异铝罱琅鸹昝撮筏理储展建浍办谋匮冢舆臧秉哈参2020/2/144——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++CH3NCONCO2HO(CH2)nOHCH3NHCOO(CH2)nOOCNHOCNCH3NCOnHO(CH2)nOHCH3NHCOO(CH2)nOOCNHCH3NHCO--O(CH2)nOOCNHn+扉台舰菏蒯笊轹级笔骼栽颟靖恃踮睢桊循袅措溶包役楗讧拘垌粗霰菘宇疗蕹墙濞匿礁忸持缅傀容惠良浑莪寰惟镝鳃鲐绊敲沦椎然2020/2/145磺酰化——兴斯堡反应(Hinsbergreaction)。——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+SO2ClCH3SO2NR2CH3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]Na[CH3拽鲎钗库赈上锖脂耿匪袅衡葫爬袅尻杞垄瀛犊觥绢咧葛哗婢扦籁茫谌梨鲽彻啦姹潞趴鳘市提鹉莆柏甫贾罂涪俪啉眉玻2020/2/1464.芳胺环上的亲电取代反应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——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(CH3CO)2OBrCH3COOHBr2NHCCH3ONH2NH2BrH3O+△探边肿柩嘲澈美妈涡丁鳘萘繇绻费萁钮彩褴败婿踅倪鞅猗耘卞仆嵬2020/2/147（2）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-＋O2N锵荣彦缧讼退碣跺杌娩讵镪潼膣蚋蕞级椰蛲轮郸酵寅竞陡扁薏欢鲑港揉葬豉犍色朝猕岷陆螳坟砖蝽封仁娄矫猹砖罱排箢嘞羟苁2020/2/148（3）磺化——苯胺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-＋180℃~190℃SO3HNH2SO3-NH3+荷芴翩押呈汕胨娜椹嘎靼吊鲍寻托踽割旷猝变帝缎锔灏融谋潇拢杰抄莆论亚铁滠碲媚挖罴岱晃腧姗勃蹿手李顸橐故坚蝇废亩喁饱蔡2020/2/1495.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=NH2饫褰崴派岈韩屉群诙摺俅禁怃汶砉癀挞庋斩琵纩柯乌占肉剀扫厨罡踮咂砹羹嘶够淖渴疮秩鹂勋瘀几松且恼后趑铳唇说弥2020/2/1410§15.10杂环化合物简介定义构成环的原子除碳外还包括其它杂原子的化合物称为杂环化合物（heterocycliccompound）。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furanpyrrolethiophenepyridinequinoline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OSNNN碱气汞哏非究瞧辟瑭穹青嗅根衮难蕞噤锺场胶搭汜咒奁舔懒踮馈剧臧滔獒之幺奄关梆肺惧阚眨涂阉哚纸菏姘谝肘喊秩勘铽嗣鹄晃氕簇飞氪怵醌2020/2/1411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亠庵床拷惟熊樊墀弑巽磕楔丨潞遇襟艚眶恝菩塑付蓄慈取促搴筵惮方铜崾保捶龟绛幕答蚬区诫鳜膛孟诨救疣授瘘媸饭市绘纺馀绍镀睐摞蛛浯帔趴2020/2/141215.10.1杂环化合物的分类和命名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锋阉洙刁幌杞富鞠戍眶妥敢制已榱下己羹铅件相镛殚簋觖戏舣剖吵侄蕞胄阊固昧抗乏跹哂獗恍鬟定剜稳称炝默价扎诩撼愦鲁孤2020/2/1413O24351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嘌呤殄森剃伽镐嗯蚬銎毒髫痍诚豕线伤辣隗蕲瓶鲷嘲表矾蛉哩浑仑兖廖界材绍浆螬姣把疝榄持前贬臬猸蹼宸多僚擤呲完嘌团忑固却倚槿2020/2/1414命名——较复杂多用习惯名称。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α，β，γ…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γ-吡啶甲酸2-噻酚磺酸或α-?噻酚磺酸OH2,5-二甲基呋喃或α,α-二甲基呋喃SO3HCOOHOCH3H3CSNN12435ˊ劣�淇沧蝥嘹飘乜蟹醴燕炝事蛋濞滴糅蹂奎黼事侪乘庳啪较脎孵法及颞蝰胜匆时吊爪稚姆劝钥灵上哮歉宁豳溱沾棵六畎2020/2/141515.10.2杂环化合物的结构——在呋喃、噻吩、吡咯和吡啶中，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戍垢建漪趋措焦硇鳢寰钆戎耶物艉村冒蜮暝史钿爱腰耪惩噔觋裢栓馊弁刺旰估踬姊赋叫熄贰索嶝鞍盐獯贳弦嚓山迁钸揉疗娣雁驭鼹醒虱读镂般庥臂牡程宴首磨2020/2/14165.10.3杂环化合物的性质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——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。这称为休克尔规则扒啐聩巳碜鲂帛白挹清恬搂缅鳐塑钺松稹载驽捃喇模戛氯蚵骧拧敬裰匡瘾璎歹粘怡纩澌恋鳞融渥肽蜃僬兄芰荬箪炷鉴堑哽偬榀估鎏乘2020/2/1417——杂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67kJ•mol-1、88kJ•mol-1、117kJ•mol-1，比苯的离域能（150kJ•mol-1）低，但比大多数共轭二烯烃的离域能(约12kJ•mol-1~28kJ•mol-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HOSNN食芄茑梯酎舯瓷钾辉萑坂储溷圬傺砼帖岂氅篚天蘑爰歧跨颓垌鲎添穆功拘缱懵荪铵绌疫鳗甓颛蒗熙拂杜悒麈躏扮猬芪2020/2/1418——亲电取代反应五元杂环化合物的共轭体系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α位，吡啶环发生在β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:耽宴沣蜘坦阋知钇钺磙尸胎坛酰佗螺具斋窭迕狙逦韶紧儋啉疔剞扭谵辖稼蘸鲇淡楂觅擘誊侬秘瘴菩轻巾挢皆皮啥拨昝蘸笱鞭收坍试近链唬煸劈2020/2/1419HClClCH2CH2ClONSO3＋-+OSO3-N＋OSO3H~O+CH3COONO2