高等有機(jī)化工工藝學(xué)酰胺的合成方法演示文稿

高等有機(jī)化工工藝學(xué)酰胺的合成方法演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)（優(yōu)選）高等有機(jī)化工工藝學(xué)酰胺的合成方法當(dāng)前第2頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)

除上述磷試劑外，三甲基氯硅烷、四氯化硅、四氯化鈦、三氟化硼-乙醚、二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)、雙異丙基碳二亞胺、3-乙基-1-(3-二甲基丙基)碳二亞胺,N，N’—羰基雙咪唑三氟甲磺酸鹽(CBMIT)、碘化-1-甲基-2-鹵吡啶鹽、對(duì)硝基苯磺酰氯(NsCl)，苯磺酰氯、甲基及對(duì)甲苯磺酰氯、焦碳酸二叔酯[BocO]、N,N,N’,N-四甲基丁二酰亞胺基脲的四氟硼酸鹽(TSTU)、三(2，6-二甲氧基苯基)鉍等均是羧酸與胺縮合的有效試劑。

下列羧酸與DCC于四氫呋喃中反應(yīng)，首先生成活性酯，繼而與胺反應(yīng)，以90％的產(chǎn)率生成酰胺。丁二酰胺于220一225℃加熱，即生成丁二酰亞胺。當(dāng)前第3頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)二、氨或胺與酰鹵的?；磻?yīng)

酰鹵與氨或胺作用是合成酰胺的最簡(jiǎn)便的方法。脂肪族、芳香族胺均可用酰鹵迅速酰化，以較高的產(chǎn)率(80％一90％)生成酰胺。由于酰氯與胺反應(yīng)通常是放熱的，有時(shí)甚至極為激烈，因此通常在冰冷卻下進(jìn)行反應(yīng)，亦可使用一定量的溶劑以減緩反應(yīng)速度。常用的溶劑為二氯乙烷、乙醚、苯、四氯化碳、甲苯等。由于堿可中和反應(yīng)生成的鹵化氫，因此反應(yīng)常用堿作縛酸劑。除了Na2CO3,K2CO3，NaOH，KOH等無(wú)機(jī)堿之外，常用的有機(jī)堿有三乙胺、吡啶、喹啉等。

酒石酸酰氯與芐胺在四氫呋喃中于冰浴下反應(yīng)，順利的生成酰胺，而酒石酸的構(gòu)型保持不變當(dāng)前第4頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)

某些金屬如鋅、錫能催化酰胺的生成。在多肽合成中，用鋅做催化劑，可快速高產(chǎn)率的生成肽鍵，反應(yīng)可在甲苯或四氫呋喃中進(jìn)行，氨基酸不發(fā)生消旋化當(dāng)前第5頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)鄰苯二胺在LiCl催化下，可在室溫下被乙酸酐高產(chǎn)率的?；癁槎阴｀彵蕉啡?、氨或胺與酸酐的?；磻?yīng)

酸酐與酰鹵類似，亦可作胺的?；瘎狒幕钚员认鄳?yīng)的酰鹵弱，因此它與胺的反應(yīng)速度比酰鹵慢。反應(yīng)可被酸催化，常用的催化劑為硫酸、過(guò)氧酸等。最近發(fā)現(xiàn)LiCl為一高效的催化劑。除胺可被?；猓返柠}酸鹽亦可被?；２?、仲胺均能與乙酐順利反應(yīng)，但脂肪族伯胺與乙酐反應(yīng)往往生成N-乙?；癗，N-二乙?；幕旌衔?，兩者的比例與伯胺的結(jié)構(gòu)有關(guān)。結(jié)構(gòu)為RRCH2NH2的伯胺乙?；瘯r(shí)，主要生成N，N-二乙酰化產(chǎn)物；結(jié)構(gòu)為RR’CHNH2的伯胺乙?；瘯r(shí)，則生成N-乙?；癗，N-二乙?；幕旌衔铩＝Y(jié)構(gòu)為RR1R2CNH2的伯胺乙?；瘯r(shí)，僅得N-乙?；a(chǎn)物。當(dāng)前第6頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)四、氨或胺與酯的酰化反應(yīng)

酯的氨解被廣泛用于酰胺的合成。氨及非位阻胺是常用的氨化劑，其中前者的應(yīng)用更為普通。

L-苯丙氨酸甲酯與濃氨水在室溫下反應(yīng)，即可高產(chǎn)率的生成相應(yīng)的酰胺，并且氨基酸的構(gòu)型保持不變。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，哌嗪與酯共熱，可高產(chǎn)率的生成N-?；哙骸．?dāng)前第7頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)

酯的氨解速度與酯及胺的結(jié)構(gòu)有關(guān)。通常酯的氨解被堿性試劑所催化。許多活性酯(如氰基甲酯、對(duì)硝基苯酯、異丙烯酯等)在溫和條件下即能與胺迅速反應(yīng)，已被廣泛用于肽鏈的合成。對(duì)硝基苯酯是常用的活性酯.芐氧羰基-L-哺氨酰-L-亮氨酸對(duì)硝基苯酯在三乙胺存在下，可與甘氨酸乙酯鹽酸鹽順利反應(yīng)Carbobenzoxychloride當(dāng)前第8頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)五、氨或胺與酰胺的?；磻?yīng)（自學(xué)）六、氨或胺與酰疊氮的酰化反應(yīng)（自學(xué)）七、氨或胺與乙烯酮的酰化反應(yīng)（自學(xué)）八、胺與一氧化碳的化反應(yīng)（自學(xué)）九、酰胺及酰亞胺的N-烴化反應(yīng)

酰胺與強(qiáng)堿反應(yīng)可生成酰胺的金屬鹽，它可進(jìn)一步與鹵代烴或硫酸二烴酯作用生成N-烴基酰胺。常用的強(qiáng)堿試劑為氨基鈉—液氮、氫氧化鈉的DMSO或DMF溶液，叔丁醇鉀的乙醚溶液、乙醇鈉的乙醇溶液等。芳酰胺與氫化鈉在甲苯中回流，酰胺被去質(zhì)子化形成鈉鹽，在季銨鹽存在下，生成N，N-二烴基芳酰胺。當(dāng)前第9頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)

在氫氧化鉀存在下，酰胺與鹵代烴在強(qiáng)極性非質(zhì)子性溶劑如二甲基亞砜中，可順利進(jìn)行N-烴化。本法的特點(diǎn)是可以避免使用如氨基鈉、氫化鈉等強(qiáng)堿性金屬試劑。

在相轉(zhuǎn)移催化劑四丁基硫酸氫銨存在下，用氫氧化鈉水溶液或固體氫氧化鈉／碳酸鉀作堿，可分別在芳基酰胺N原子上引入一個(gè)或兩個(gè)烷基，反應(yīng)操作方便，產(chǎn)率高。當(dāng)前第10頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)

除了用鹵代烴作烷化劑外，烯烴在適當(dāng)?shù)臈l件下也能與酰胺發(fā)生N-烴化反應(yīng)。鄰苯二甲酰亞胺在NaOH存在下，用光照即可與環(huán)己烯反應(yīng)，生成N-環(huán)己基鄰苯二甲酰亞胺。當(dāng)前第11頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)第二節(jié)C—酰化反應(yīng)一、芳烴與氨基甲酰氯的酰化反應(yīng)

芳香族化合物與氨基甲酰氯發(fā)生Friedel-crafts反應(yīng)，可將酰胺基導(dǎo)入芳核，生成芳酰胺。N-未取代的氨基甲酰氯反應(yīng)時(shí)，其產(chǎn)率比N-取代的氨基甲酰氯高。芳核上有鄰、對(duì)位定位基時(shí)，有利于反應(yīng)進(jìn)行；芳核上有間位定位基則不利于反應(yīng)的進(jìn)行。將氨基甲酰氯及三氯化鋁在苯中混合，然后在冷卻下加入聯(lián)苯，于50一80℃加熱反應(yīng)，則生成聯(lián)苯4-甲酰胺。當(dāng)前第12頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)

在三氯化鋁存在下，鄰二甲氧基苯與N，N-二苯基甲酰氯于二氯甲烷中反應(yīng)，生成N，N-二苯基-3，4-二甲氧基苯甲酰胺。二、芳烴或烯烴與異氰酸酯的?；磻?yīng)

在三氯化鋁催化下，芳烴與異氰酸酯反應(yīng)，亦可使芳核上導(dǎo)人氨羰基，生成N-烴基取代芳酰胺。異氰酸烷酯和異氰酸芳酯均能順利反應(yīng)，其中芳酯更為活潑，幾乎以定量產(chǎn)率生成N-芳基芳酰胺。反應(yīng)的歷程是異氰酸由首先與三氯化鋁形成絡(luò)合物，繼而對(duì)芳烴進(jìn)行親電進(jìn)攻。若芳環(huán)帶有給電子取代基時(shí)，則有利于反應(yīng)進(jìn)行。

當(dāng)前第13頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)

將異氰酸苯酯滴人到三氯化鋁與苯的混合物中，并于80℃反應(yīng)．即以定量產(chǎn)率生成N-苯基苯甲酰胺。當(dāng)前第14頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)第三節(jié)加成反應(yīng)一、腈的水解

腈水解成羧酸時(shí)，酰胺是反應(yīng)的中間產(chǎn)物，若適當(dāng)控制反應(yīng)條件，可停止在酰胺階段。腈的水解可在酸性介質(zhì)中進(jìn)行，常用的酸性試劑有濃硫酸、鹽酸、磷酸、三氟甲磺酸、溴化氫的甲酸溶液。

5-氟-2，4-二溴苯腈在90％硫酸中加熱，以良好的產(chǎn)率水解成酰胺。當(dāng)前第15頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)

腈的水解亦可在堿性介質(zhì)中進(jìn)行，但它的應(yīng)用范圍沒(méi)有上述酸性水解普遍。因?yàn)樵趬A性溶液中，生成的酰胺比腈更容易進(jìn)一步水解成羧酸，常用的堿性試劑有氫氧化鈉水溶液、強(qiáng)堿性離子交換樹(shù)脂等。

在強(qiáng)堿性離子交換樹(shù)脂存在下，脂肪族二腈進(jìn)行水解以良好的產(chǎn)率生成氰基取代的酰胺。

腈進(jìn)行堿性水解的另一有效方法是腈與過(guò)氧化氫的堿性溶液反應(yīng)。反應(yīng)通常是放熱的，過(guò)氧化氫的濃度以3％一30％為宜。在二甲基亞砜溶液中，對(duì)甲氧基芐腈在30％的過(guò)氧化氫和催化量的碳酸鉀作用下，可快速高產(chǎn)率的生成對(duì)甲氧基苯乙酰胺。當(dāng)前第16頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)在脲與過(guò)氧化氫加合物(UHP)催化下，腈即可在室溫下水解成酰胺。二、有機(jī)金屬化合物與異氰酸酯的加成

格氏試劑與異氰酸酯在乙醚中于室溫反應(yīng)，可高產(chǎn)牢地生成N-取代酰胺。由于格氏試劑易內(nèi)鹵代烴制得，而N-取代酰胺通常是良好的晶體，因此本法可作為有機(jī)分析中制備鹵代烴衍生物的方法。當(dāng)前第17頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)三、酰胺與醛的加成

在中性或堿性條件下，酰胺或酰亞胺與甲醛能迅速反應(yīng)，高產(chǎn)率地生成N-羥甲基酰胺或N-羥甲基酰亞胺。但是分子量較大的醛進(jìn)行上述反應(yīng)時(shí)，由于進(jìn)一步的縮合，結(jié)果生成N，N-亞甲基雙酰胺。

將苯乙酰胺、4％碳酸鉀水溶液、40％甲醛水溶液的混合物共熱至溶解，則生成N—羥基苯乙酰胺。當(dāng)前第18頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)四、烯烴與腈的加成水解(Ritter反應(yīng))

在強(qiáng)酸催化下，烯烴與腈能發(fā)生加成水解反應(yīng)，是合成N-取代酰胺的重要方法。反應(yīng)歷程是：烯烴首先形成碳正離子，再與腈形成活性中間體，繼而水對(duì)它進(jìn)行親核加成生成酰胺。當(dāng)前第19頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)

最常用的酸性催化劑為85％一95％的硫酸，此外多聚磷酸、甲酸、三氟化硼及其他Lewis酸等也可用子此類反應(yīng)。將異丁烯氣體通人到冰醋酸—濃硫酸的乙腈溶液中，在室溫下進(jìn)行反應(yīng)，則生成N-叔丁基乙酰胺。Ritter反應(yīng)不僅適用于烯烴，凡在酸的作用下能形成碳正離子的化合物如醇、鹵代烴、α,β-不飽和羰基化合物等均可發(fā)生上述反應(yīng)。在濃硫酸存在下，從芐基-4-羥基—4-苯基六氫吡啶與乙腈作用，高產(chǎn)率地生成相應(yīng)的酰胺。若把乙腈換成氰化鈉，則主要生成烯烴，而不是酰胺當(dāng)前第20頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)第四節(jié)氧化及還原反應(yīng)一、胺的氧化

叔胺可借催化氧化或化學(xué)氧化法，生成甲酰胺。此外，芳基仲胺亦可被順利氧化，但脂肪族仲胺氧化時(shí)，一般產(chǎn)率較低。由于N，N-二乙基苯胺能氧化成N-乙基甲酰苯胺，因此認(rèn)為在反應(yīng)過(guò)程中，首先脫氫生成烯胺，再進(jìn)一步氧化。

高錳酸鉀、高錳酸三乙基節(jié)銨(BTAP)、活性二氧化錳、三氧化鉻-吡啶等均是叔胺氧化的良好試劑。三丁胺與BTAP在二氯甲烷中于室溫反應(yīng)，即高產(chǎn)率的生成N，N-二丁基丁酰胺當(dāng)前第21頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)

在相轉(zhuǎn)移催化劑(PTC)存在下，三芐胺被BTAP氧化成相應(yīng)的酰胺，不僅反應(yīng)條件溫和，而且產(chǎn)率很高。N，N-二甲苯胺與過(guò)量的活性二氧化錳在氯仿中于室溫反應(yīng)，即以良好的產(chǎn)率生成酰胺。當(dāng)前第22頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)

叔胺亦可被催化氧化，其中鉑是有效的催化劑。本法的持點(diǎn)是底物中的N-甲基首先被氧化，因此可以在分子中有N-芐基、N-乙基存在的情況下，使甲基選擇的發(fā)生氧化。在鉑催化下，N,N-二甲基芐胺可選擇性的氧化成N-甲基-N-芐基甲酰胺。二、亞胺的氧化

亞胺可由醛與胺縮合制得，因此亞胺氧化成酰胺的反應(yīng)，可看成是由醛合成N-烴基酰胺的良好方法。芳醛與芳伯胺形成的亞胺可被鉻酰氯直接氧化成酰胺。。當(dāng)前第23頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)

苯甲醛與苯胺形成的亞胺與鉻酰氯在四氯化碳中反應(yīng)，可生成苯甲酰苯胺

亞胺氧化成酰胺的另一條路線是用過(guò)氧酸氧化亞胺形成氮雜環(huán)氧乙烷，再用硫酸亞鐵銨處理，可進(jìn)一步氧化成酰胺。

苯甲醛與叔丁胺縮合形成的亞胺，在二氯甲烷中用過(guò)氧乙酸氧化，生成N-叔丁基-1-苯基氮雜環(huán)氧乙烷，繼而用硫酸亞鐵銨水溶液處理，即以98％的產(chǎn)率生成N-叔丁基苯甲酰胺。當(dāng)前第24頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)亞胺與過(guò)酸形成的氮雜環(huán)氧乙烷亦可熱裂解生成酰胺

在氰化鈉及胺的存在下，用活性二氧化錳氧化芳醛或α,β-不飽和醛，可一步合成酰胺.本法具有操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)率高的特點(diǎn)。當(dāng)前第25頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)三、異羥肟酸的還原

異羥肟酸可由酯與羥胺反應(yīng)制得，可用化學(xué)試劑或催化氫化還原，高產(chǎn)率的生成相應(yīng)的酰胺。在活性鎳催化下．月桂酸形成的異羥肟酸可被氫氣還原成月桂酰胺。當(dāng)前第26頁(yè)\共有30頁(yè)\編于星期五\14點(diǎn)四、酰疊氮的還原

?；B氮化合物在適當(dāng)?shù)倪€原劑作用下可生成相應(yīng)的酰胺。一般情況下硼氫化鈉不能還原疊氮化合物，但在反應(yīng)體系中加入催化量的硫酸銅時(shí)，則反應(yīng)能順利進(jìn)行。而硼氫化鋅不需要催化劑存在即可還原?；B氮化合物。此外，三甲基氯硅烷和二碘化