醯化

化學反應

醯化又稱醯基化,醯化作用,是指在有機分子中的氮、氧、碳或硫等原子上引入脂肪族醯基RCO-或芳香族醯基ArCO-的反應。醯化之後的產物是酮(醛)、醯胺和酯等化合物。按照醯基導入部位可以將醯化反應分為氧醯化、氮醯化和碳醯化反應。醯化試劑一般為羧酸或者是羧酸衍生物,也可以按照醯化試劑的種類將醯化反應進行分類。

概念


醯化,又稱醯基化,醯化作用。是指底物與醯化試劑在一定的條件下將醯基引入底物分子中的過程。醯化試劑的種類比較多,例如羧酸,羧酸酯,酸酐醯氯等。根據醯化試劑醯化能力的大小選擇不同的條件進行醯化反應。醯化之後的產物是酮(醛)、醯胺和酯等化合物,其機理包括雙分子親核取代反應和單分子親核取代反應。常見的人名反應是傅-克醯基化反應。

醯化劑


常用的醯化劑有羧酸,醯氯,酸酐,羧酸酯,醯胺以及其他醯化試劑(如乙烯酮)。按醯化能力的次序是:醯鹵>酸酐>羧酸酯>羧酸>醯胺。各種醯化試劑發生反應的機理是不同的。例如羧酸作為醯化試劑時,一般是按照S2歷程進行的。醯氯是一個活潑的醯化試劑,醯化能力強,其所參與的醯化反應一般按照單分子歷程進行。反應中有氯化氫生成,所以常加入鹼性催化劑以中和反應中生成的氯化氫。酸酐是一個強的醯化試劑,其醯化反應一般按照S1歷程進行,質子酸、Lewis酸和吡啶類鹼對酸酐均有催化作用,可使之釋放出醯基正離子或使其親電性增強。羧酸酯是一個較弱的醯化試劑,其醯化反應一般是按照S2歷程進行,反應是可逆的。羧酸甲酯、羧酸乙酯和羧酸苯酯。一般的醯胺由於其結構中氮原子的供電性,醯化能力較弱,很少將其用作醯化試劑,而一些具有芳雜環的醯胺活性較強,常常用於氧醯化和氮醯化反應中。最為常用的是醯基咪唑。

類型


按照醯化時與醯基相結合的原子的不同,醯化可分為以下三種主要類型:
①C-醯化 是一種形成新的碳-碳鍵的縮合反應,其中最重要的是醯基取代芳環上的氫生成芳酮的過程。例如醋酐與萘在二氯乙烷溶劑中,在90°C發生如下醯化反應:
化學方程式
化學方程式
C-醯化最常用的催化劑是無水三氯化鋁,因為它非常活潑。但是對於活潑的被醯化物,為了避免副反應,需要用溫和的催化劑如無水氯化鋅、多聚磷酸等。
②N-醯化 伯胺基或仲胺基上的氫被醯基取代生成醯胺的過程。例如:
如果羧酸不夠活潑,就需要使用羧酸加三氯化磷、酸酐或醯氯化醯化劑。
③O-醯化 醇或酚分子中羥基的氫原子被醯基取代或炔烴與酸反應的過程,因為生成的產物是酯,所以又稱酯化

藥物合成應用


醯化
醯化
醯化反應在藥物合成中有著廣泛的應用,醯基是某些藥物重要的藥效基團,在許多藥物結構中含有醯基。例如,在甾體抗炎葯保泰松的結構中的C3和C5位的醯胺羰基、抗精神葯氟哌啶醇結構中的醯基苯等均是其活性所必需的基團。許多含羧基、羥基、氨基等官能團的藥物通過醯化反應形成酯或醯胺的修飾生成“前葯”,可以改變原來藥物的理化性質、降低毒副作用、改善體內代謝、提高療效等。此外醯基也是藥物合成中官能團轉換的重要合成手段,醯基可通過氧化、還原、加成、成肟重排等反應轉化成其他集團。在涉及羥基、氨基、巰基等基團保護時,將其醯化也是一個常見的基團保護方法。