Những vấn đề liên quan đến quá trình acyl hóa

Chủ đề

ACYL HÓA

LỚP Dượ

c

13-2018
0
2
a
ó
h
K

1


Cơ chế phản ứng

Khái niệm và phân loại
phản ứng acyl hóa

1

2

và yếu tố ảnh hưởng
quá trình acyl hóa

Mục tiêu
Các tác nhân
quá trình acyl hóa

3

4

Các ví dụ ứng dụng

2


1. Đại cương

 nhóm acyl (RCO-)

Acyl hóa là quá trình thay thế nguyên tử hydro của hợp chất hữu cơ
RCO-

1.1 Định nghĩa
COCH3

1. Đại cương
+

+

CH3COOH

Tên acid xuất xứ
Acid carboxylic

H2 O

1.2 Phân loại

Công thức nhóm acyl
R-CO-

 gốc còn
khi loại đi nhóm –OH từ acid vô cơ có oxy R-SO Acidlại
sulfonic
2
Bán ester của acid carbonic

R-OCO-

 R: mạch thẳng hoặc nhân thơm
Acid carbamic

R-NH-CO-

3


1. Đại cương

Mục đích của quá trình acyl hóa

1. Tạo ra hợp chất với những tính chất mới

+

CH3COOH

+

H2 O

 Acetanilic là thuốc hạ nhiệt, ít độc hơn

Anilin

2. Tạo nhóm bảo vệ cho một quá trình tổng hợp hóa học
VD: Tổng hợp sulfamid: trước khi sulfocloro hóa anilin cần bảo vệ nhóm amin bằng cách acetyl
hóa

3. Tạo hợp chất trung gian trong quá trình tổng hợp hóa học
4


1. Đại cương

1.2 Phân loại

Acyl hóa nhóm -OH ( alcol, phenol, enol hoặc acid carboxylic)  Sản phẩm: este hoặc
1. O-acyl hóa

anhydride hóa

ROH + R’COX  ROCOR’ + HX
2 RCOOH  (RCO)2O + H2O

2. N-acyl hóa

Acyl hóa amoniac hoặc amin hữu cơ (bậc1, bậc 2)
 sản phẩm: amid
R-NH2 + R’COX  RNHCOR’ + HX

3. S-acyl hóa

Acyl hóa nhóm –SH của thioalcol hoặc thiophenol
Sản phẩm: thioeste
R-SH + R’COX  RSCOR’ + HX

4. C-acyl hóa

Thay thế hydro của những h/c hữu cơ chứa hydro hoạt động
H2C(COOR)2 + NaOC2H5  NaCH(COOR)2
NaCH(COOR)2 + CH3COCl  CH3COCH(COOR)2

5


2. Cơ chế phản ứng

Tác nhân acyl

có thể cắt theo 3 kiểu

1

2

3

2.1 Acyl hóa theo cơ chế gốc

Có 3 loại cơ chế

2.2 Acyl hóa theo cơ chế ái điện tử

2.3 Acyl hóa theo cơ chế ái nhân
6


2. Cơ chế phản ứng

1. Acyl hóa theo cơ chế gốc

c
Tá

â
nh

n

Peroxid

CH3CHO

+

CH3CO

CH3CH=CH2

+

H

CH3CH2CH2COCH3

7


2. Cơ chế phản ứng

2.2 Acyl hóa theo cơ chế ái điện tử

mang điện tích dương
 là tác nhân ái điện tử

Oxy có độ âm điện lớn

Đôi điện tử lệch về phía O
Nhóm acyl dễ bị phân cực
Hút điện tử mạnh
+

dễ phân li thành cation acyli (RCO )

Cơ chế

8


2. Cơ chế phản ứng

2.3 Acyl hóa theo cơ chế ái nhân

Ít gặp ( vì khả năng tạo anionacyli (RCO ) rất khó)

Trường hợp đặc biệt: Aldehyd trong môi trường kiềm mạnh  dimer

9


3. Tác nhân acyl hóa
-OH: acid carboxylic
Tác nhân acyl hóa có công thức chung

R

-OR: ester

X

-NH2: amid
-OCOR: anhydride

-X: halogenid acid

Các tác nhân acyl hóa thường gặp

1

2

3

4

5

6

Acid carboxylic

Este

Amid

Anhydrid acid

Halogenid acid

Xeten

10

3. Tác nhân acyl hóa

3.1 Các acid carboxylic

Thường acyl hóa amin và alcol

Các acid thường dùng: acid fomic, acid acetic

Vì sao Acid carbocylic không có khả năng acyl hóa phenol?

11


3. Tác nhân acyl hóa

3.2 Các este

Không là tác nhân acyl hóa

Nhưng vẫn sử dụng trong nhiều trường

Đặc biệt este có nhóm hút điện tử

mạnh

hợp

mạnh trong phân tử

O-, N-, C-acyl hóa

3.3 Các amid

Là tác nhân acyl hóa yếu  ít được sử
dụng

Hai tác nhân hay dùng: formamid (HCONH2)
và carbamic (H2NCONH2)

12


3. Tác nhân acyl hóa

3.4 Các anhydrid acid

Là tác nhân acyl hóa mạnh

acyl hóa được amin, alcol, phenol

Tác nhân hay sử dụng anhydrid acetic: ít bị thủy phân trong nước
 có thể acyl hóa trong môi trường nước hoặc kiềm

Tác nhân là hỗn tạp (anhydrid của 2 acid khác nhau)
 nhóm acyl nào hoạt hóa hơn sẽ thế vào phân tử cần acyl hóa

Xúc tác thường là các amin bậc 3
13

3. Tác nhân acyl hóa

3.5. Các halogenid acid

Halogenid acid là chất lỏng, dễ

Là tác nhân acyl hóa rất mạnh

bị phân hủy bởi nước

 phải dùng base hữu cơ như pyridin, triethylamin,... làm chất hấp phụ để tạo ra HX

ROH + R’COX  R-OCOR’ + HX
RNH2 + R’COX  R-NHCOR’ + HX
14


3. Tác nhân acyl hóa

3.6. Xeten (CH2=CO)

Là tác nhân acyl

Acyl hóa nhóm -OH alcol,

hóa mạnh nhất

-NH amin,
-OH acid

o
Là tác nhân acyl hóa chọn lọc nhóm –NH amin vì ở t thường nó phản ứng mạnh với –NH amin mà không phản
ứng với –OH alcol

15


4. Một số yếu tố cần chú ý trong quá trình acyl hóa

Xúc tác

Giai đoạn đầu cần cung cấp
nhiệt cho
Dung
môiphản ứng

Nhiệt độ

Làm lạnh

Acyl hóa là quá trình tỏa nhiệt
loại bớt nhiệt phản ứng
Acid hoặc base đều có thể làm chất xúc tác
chất tham gia phản ứng (alcol hoặc amin)
Thường Giai đoạn cuối cung cấp nhiệt trở lại để phản ứng kết thúc
chính tác nhân acyl hóa
Acyl hóa alcol hoặc amin bằng halogenid

Acyl hóa alcol bằng acid acetic (este hóa)

hoặc
anhydride
acetic
Trường hợp chất tham gia phản ứng không hòa tan tác nhân acyl hóa  dùng dung môi trợ tan thích hợp (benzen,
Tùy chất tham gia phản ứng và tác nhân mà nhiệt độ phản ứng khác nhau
toluen,…)
0
0
VD: Tác nhân là acid carboxylic, khi acyl hóa alcol cần tiến hành ở 200 C, acyl hóa amin ở 120-140 C.
0
Tác nhân halogenid acid chỉ cần nhiệt độ dưới 50 C.
 xúc tác là amin bậc 3: triethylamin, pyridine, quinolin

 xúc tác H2SO4
16


5. Một số ví dụ

5.1 Điều chế thuốc hạ nhiệt giảm đau aspirin

Xt H2SO4 đặc
o
80-90 C
Thời gian 30-40 phút

Acid salicylic
Để nguội, lọc thu tinh thể

Rửa bằng nước  sấy thu sản phẩm

17


5.2. Bán tổng hợp thuốc sốt rét artesunat

Xúc tác: amin bậc 3 như pyridine, triethylamin
+

dihydroartemisinin

Anhydrid succinic

18


5.3. Điều chế acetanilid

Phương trình phản ứng:

Anilin

19


Anilin

H2O được cất ra liên tục

H2 O

AcOH

o
140 C

Giữ trong 8-10 giờ

Sấy

Rửa lại bằng nước, lọc

Hình 6.1 Sơ đồ thiết bị điều chế acetanilide
1. Bình phản ứng 2. Cột tách 3. Sinh hàn 4. Nồi kết tủa 5. Máy vẩy li tâm 6. Tủ sấy
20


LỚP Dược
Khóa 2013-2018