酰化反应
一种化学反应
酰化反应又称酰基化反应,是氢或其他基团被酰基取代的有机化学反应。反应中酰化剂提供酰基,通式为RCOZ+SH→RCOS+HZ,机理分为亲核过程(O-酰化、N-酰化)和亲电过程(芳烃C-酰化)。常用酰化剂包括酰氯、酸酐等,催化剂涵盖质子酸、Lewis酸及离子交换树脂等。傅克酰基化反应利用钯催化插羰反应原位生成ArCOOTf,可与芳香烃反应生成芳基酮,反应条件为4 atm CO、0.0075 mol%钯催化剂。
反应机理
1. O-酰化、N-酰化、羰基α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、位阻酰化剂的活性。
(1)醇的O-酰化一般规律伯醇易于反应,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)酚羟基由于受芳烃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。
羧酸为酰化剂
由于羧酸是较弱的酰化试剂,其对醇进行酰化为可逆平衡反应,反应式如下:
反应机理一般为酸催化下的酰氧断裂的双分子反应
催化剂
对于许多酯化反应,温度每升高10℃,反应速度可增加一倍。
高沸点的醇和高沸点酸通常需要加入催化剂,并在较高的温度下反应。
①浓硫酸由于具有较好的催化活性吸水性,因而其应用最为广泛。
②某些对无机酸敏感的醇,可采用苯磺酸、对甲苯磺酸等有机酸为催化剂。如下列两个反应中,醇分子中含有对酸敏感的化学键官能团,所以可选用苯磺酸、对甲苯磺酸为催化剂,其中(8)为中枢兴奋药甲氯芬酯(Meclofenoxate)。质子酸催化的最大优点是简单,但对于位阻大的酸及叔醇易脱水。
(2)Lewis酸常用的Lewis酸催化剂三氟化硼(BF3)、三氯化铝(AlCl3)、二氯化锌(ZnCl2)及硅胶等。Lewis酸作催化剂具有收率高、产品纯度好,并可避免双键的分解或重排副反应等优点。如:
(3)强酸型离子交换树脂由于强酸型离子交换树脂离解出H+,所以可作为酯化反应的催化剂。采用离子交换树脂为催化剂的优点主要有:反应速度快,反应条件温和,选择性好,收率高;产物后处理简单,无需中和及水洗;树脂可循环使用,并可连续化生产;对设备无腐蚀,废水排放少等。
醋酸甲酯的制备,在离子交换树脂及硫酸钙干燥剂存在下,反应仅10分钟,收率即可达94%。醋酸苄酯的制备,由原来的硫酸催化改为离子交换树脂催化后,收率等各方面也得到了很大改善。常用的离子交换树脂为磺酸型(R—SO3H)大孔(如D72、D61型)树脂。
(4)二环己基碳二亚胺(DCC)及其类似物为脱水剂
DCC(Dicyclohexylcarbodiimide,9)是一个良好的酰化脱水剂。它在过量酸或有机碱催化下进行,首先与羧酸作用产生具有较大酰化活性的中间体(10)与酸酐,中间体(10)及酸酐与醇作用生成酯。其过程如下:
与DCC相似的还有下列化合物:N,N'-二异丙基碳二酰亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺分子筛等。
参考资料
最新修订时间:2025-10-17 17:44
目录
概述
反应机理
氧原子上的酰化反应
参考资料