合成酰胺键的一般方法
- 格式:doc
- 大小:24.00 KB
- 文档页数:2
酰胺缩合剂在制药合成⼯业中的⼤规模应⽤(⼆)-1118分析酰胺缩合剂在制药合成⼯业中的⼤规模应⽤(系列之⼆)上期介绍了由酰氯形成酰胺键的应⽤情况,本期将介绍由羧酸酐和碳酸酐形成酰胺键的机理和⼤规模应⽤情况。
由酸酐缩合形成酰胺键⼀、羧酸酐/碳酸酐由混合酸酐合成酰胺键是最古⽼的⽅法之⼀,只有酰氯和酰基叠氮的⽅法要早于它。
以碳为基础的混合酸酐根据活化试剂类型的不同可以分为混合羧酸酐和混合碳酸酐两⼤类(图1)。
图1. 由混合羧酸酐和碳酸酐形成酰胺键的试剂1.分类1)混合羧酸酐通常由⼄酸酐或特戊酰氯试剂可以⽣成混合羧酸酐,和羧酸混合酸酐相⽐,存在有两个主要的缺点:1)要区域化学选择性控制,但该缺点可以通过增加形成混合酸酐试剂的⽴体位阻来控制;2)会发⽣歧化作⽤⽣成两种对称酸酐的混合物,但歧化作⽤可以通过在与胺反应前形成混合酸酐来避免。
2)混合碳酸酐羧酸和氯甲酸酯或EEDQ反应可以得到混合碳酸酐,这些底物的两个羰基是不等价的,胺通常会加成到所需要的羰基上,这是由于不希望的那个羰基(如,碳酸盐)亲电性差的原因。
这也是氯甲酸⼄酯对酰胺键有较好的选择性的原因,尽管它没有⼤的⽴体位阻。
通常将制备这些混合酸酐的试剂加到酸溶液中,反应中要加碱,如,N-甲基吗啉(NMM)或N-甲基哌啶,这些混合酸酐通常不需要分离就直接跟胺发⽣缩合反应。
2.应⽤⽐较1)⼄酸酐⼄酸酐(Ac2O)作为⼀种亲电试剂,常常⼤规模应⽤于胺的酰化。
但在酰胺缩合反应中,它很少作为酸的活化试剂,因为形成的混合酸酐在与胺反应时区域选择性较差。
2)特戊酰氯特戊酰氯(PivCl)或三甲基⼄酰氯在酰胺缩合中常常被⼤规模应⽤于酸活化。
特戊酰氯形成的混合酸酐具有较⼤的空间位阻,和胺反应有利于区域选择性。
PivCl是⼿性胺助剂(噁唑烷酮类化合物或者伪⿇黄碱)在⼯业规模上酰化的⾸选缩合剂。
PivCl⽤于⼤规模的好处在于它的价廉、应⽤⼴泛,且经处理后得到的副产物特戊酸是⽆毒的。
形成酰胺键酶法
形成酰胺键的酶法是通过酶催化的反应来实现。
酶是一种特殊的蛋白质,可以加速化学反应的进行,而不会改变反应的平衡态。
在形成酰胺键的酶法中,通常使用一种酰胺合成酶作为催化剂。
酰胺合成酶可以将一个酰基转移至氨基上,形成酰胺键。
具体的反应机理通常包括以下步骤:
1. 酰胺合成酶与底物(通常是酰胺的前体)结合,形成酶底物复合物。
2. 酶底物复合物发生一系列反应,包括酶催化的亲电攻击、质子化等步骤,形成一个酰胺中间体。
3. 酰胺中间体重新排列,并进一步反应,使底物中的酰基转移到氨基上,形成稳定的酰胺产物。
4. 酰胺产物解离出酶,完成反应。
需要注意的是,不同的酰胺合成酶对于底物的结构和反应条件有不同的特异性,因此选择合适的酶催化剂对于实现特定的酰胺键形成反应是至关重要的。
酰胺合成方法总结上图是笔者以前做过的非常类似的几个关于酰胺缩合反应的例子,之所以举其为例,是因为其结构的类似性,但方法不同。
一般说来,酰胺缩合反应是相对简单的有机合成反应,但是其方法的广泛性是难点。
笔者将就缩合反应的方法做一个简单的总结,大家都耳熟能详的方法,笔者也就简单的一带而过。
关于药化合成中的反应类型,一篇JMC(J. Med. Chem., 2011, 54,3451-3479)曾做过详细的分析,样本来自2008年GSK,Pfizer, AstraZeneca的139篇论文中所有的反应类型,其中应用最多的是酰胺键的形成,占到所有反应的16%。
无独有偶,另一篇JMC(J.Med. Chem., 2016, 59, 4443-44458)对1984年和2014年的文献数据进行了分析对比,发现2014年反应频率最高的是酰胺键的形成,约占到全部反应数的50%左右(图1)。
酰胺化是有机合成中最基本,也是最重要的合成方法之一。
合成酰胺的通用方法是先活化羧基,然后再与胺反应得到酰胺。
氨或胺与酸酐的酰化反应:酸酐与酰卤类似,亦能作胺的酰化剂,但酸酐的活性比相应的酰卤弱,因此其胺的反应速度比酰卤慢,反应可被酸催化,常用的催化剂为硫酸、过氧酸等,而最近发现LiCl为一高效的催化剂。
伯胺、仲胺均能与乙酐顺利反应,但脂肪族伯胺与乙酐反应往往生成N-乙酰化及N,N-二乙酰化的混合物,两者的比例与伯胺的结构有关。
当结构为RCH2NH2的伯胺乙酰化时,主要生成N,N-二乙酰化产物;当结构为RR1CHNH2的伯胺乙酰化时,则生N-乙酰化的混合物。
结构为RR1R2CNH2的伯胺乙酰化时,仅得N-乙酰化产物。
氨酯交换合成酰胺:一般酯的氨解通过氨的醇溶液或氨水来进行。
氨的醇溶剂氨解反应可通过加入适量的甲醇钠催化,用氨水直接氨解一般需要加热(当该反应温度到100度时,一定要用高压釜做这一反应),这类反应一般可以通过硫酸铜来进行催化。
合成酰胺键的方法1、酰卤法最常用的是酰氯,一般的操作方法是将羧酸与SOCl2或者(COCl)2反应生成酰氯,然后与游离的氨基反应生成酰胺键。
催化量的DMF可以促进酰氯的生成,而DMAP可以促进酰氯和氨基的反应。
该方法的优点是活性高,可以与大位阻的氨基反应;缺点是在酸性条件下形成酰氯,很多对酸敏感的基团承受不了,还有就是产物比较容易消旋。
为了克服第一个缺点,人们发展了用氰脲酰氯(2, 4, 6-三氯-1, 3, 5-三嗪)/TEA或者PPh3/CCl4条件形成酰氯,第二个缺点可用酰氟代替酰氯加以克服。
2、混合酸酐法氯甲酸乙酯或氯甲酸异丁酯是最常用的生成混酐的试剂。
它是利用羧酸羰基的亲电性高于碳酸羰基,从而使氨基选择性的进攻羧酸羰基形成酰胺键。
混酐法具有反应速度快,产物纯度较高等优点,但由于混酐的活性很高,极不稳定,要求反应在低温无水条件下进行,产品也容易出现消旋现象。
3、活化酯法常见的活化酯有硝基苯酯,2, 4, 6-三氯苯酯,五氯苯酯,五氟苯酯(PfOH),N-羟基琥珀酰亚胺(HOSu)酯和N-羟基苯并三唑酯(HOBt)等。
一般的操作步骤是先制备并分离得到活化酯,再与氨基反应生成酰胺键。
由于活化酯活性较酰氯和酸酐低,可以极大地抑制消旋现象,并能在加热的条件下反应。
4、酰基迭氮法一般是用酰肼与亚硝酸钠反应制成酰基迭氮,然后与氨基反应形成酰胺键。
优点是迭氮法引起的消旋程度较小,比活化酯法效率更高,但是,酰基迭氮中间体不稳定,产生的迭氮酸有毒,而且制备步骤繁琐。
Shioiri等人发展的DPPA可以与羧酸现场生成酰基迭氮,很好地解决了酰基迭氮制备的问题,得到广泛的运用。
5、缩合试剂法该方法是目前应用最广的形成酰胺键的方法,同时也广泛地应用于酯键、大环内酰胺和内酯的构建。
这种方法通常是将羧基组份和氨基组份混合,在缩合试剂作用下,中间体不经分离直接进行反应形成酰胺键。
这样就无需预先制备酰卤、酸酐和活化酯等羧基被活化的中间体,不仅简捷高效,而且可以有效地避免在活化中间体分离提纯以及存放过程中产生的一些副反应。
有机合成酰胺的合成和反应机理酰胺是一类重要的有机化合物,广泛应用于医药、农药、染料、涂料等领域。
通过合成酰胺,可以获得具有特定功能和性质的有机分子。
本文将介绍有机合成酰胺的几种常见方法,并探讨其反应机理。
一、酰胺的合成方法1. 酰胺的酸催化缩合反应酰胺的常见合成方法之一是酸催化缩合反应。
该反应通过羰基化合物和氨或胺的缩合反应生成酰胺。
常用的酸催化剂有硫酸、磷酸和酸性离子交换树脂等。
酸催化缩合反应适用于不对称酰胺的合成,但反应条件需要控制得当,以避免副反应的发生。
2. 酰胺的酰氯缩合反应酰胺的另一种常见合成方法是酰氯缩合反应。
该反应通过羰基化合物和酰氯的缩合反应生成酰胺。
酰氯缩合反应的优点是反应速度快,但需要具备较强的反应条件,如较高的温度和碱性条件。
3. 酰胺的酯胺交换反应酰胺的酯胺交换反应是一种常用的合成方法。
该反应通过酯和胺的反应生成酰胺。
此方法在合成中性酰胺时具有广泛的应用,并具有较好的反应活性。
酯胺交换反应的反应条件温和,无需酸催化或碱催化。
二、酰胺的反应机理酰胺的合成反应通常经历以下几个关键步骤:1. 缩合反应酰胺的合成首先涉及缩合反应,即羰基化合物和氨或胺的缩合。
在酰胺的酸催化缩合反应中,氨或胺中的氢原子会被羰基化合物中的羰基氧原子去质子化,形成中间的羰基中间体。
随后,羰基中间体经过质子化和脱水反应,生成酰胺。
2. 酰氯缩合反应酰胺的酰氯缩合反应是通过羰基化合物和酰氯的缩合反应生成酰胺。
在该反应中,羰基化合物中的羰基氧原子被酰氯中的氯原子取代,形成酰氯中间体。
酰胺的形成通过质子转移和脱氯反应完成。
3. 酯胺交换反应酰胺的酯胺交换反应是通过酯和胺的交换反应生成酰胺。
在该反应中,酯中的酯基被胺中的氨基取代,形成酰胺。
酯胺交换反应可以在中性条件下进行,并且通常伴随着水的生成。
总的来说,有机合成酰胺的方法有多种多样,每种方法都有其适用范围和优缺点。
通过合理选择反应条件和反应物,可以实现高效、高选择性的酰胺合成。
酰胺(R—CONH—R')的合成反应主要有以下几种:
1. 羧酸与氨或胺的缩合反应,生成酰胺。
这是合成酰胺的最主要方法,可以在温和的条件下进行,不需要高温或高压等条件。
2. 羧酸铵盐与醇的反应也可以生成酰胺。
这是由于醇有可能被水替代,进而形成酰胺键。
这种反应是在酸或碱的存在下进行的,生成物通常为水溶性的。
3. 羧酸与有机酸的酐化反应也可以生成酰胺。
但是这种反应条件要求比较高,需要高温或高压等条件。
在酰胺合成反应中,需要关注酰胺合成中产物的纯度和收率问题。
纯度和收率取决于反应条件、试剂和底物的性质等因素。
如果反应条件过于苛刻,或者底物容易发生副反应,那么产物的纯度和收率就会降低,从而影响最终的合成效果。
因此,在合成酰胺时,需要仔细选择反应条件和试剂,并进行充分的实验设计和实验操作,以确保得到预期的产物。
此外,酰胺合成反应中还需要关注环境保护问题。
由于酰胺合成过程中可能会产生一些有害物质,因此需要采取有效的环保措施,确保实验室和生产过程中的环境保护。
总的来说,酰胺合成反应是一种重要的有机合成方法,可以用于合成各种酰胺类化合物。
在实践中,需要根据具体情况选择合适的合成方法,并注意产物的纯度和收率、环境保护等问题,以确保合成的成功和顺利进行。
合成酰胺的方法
合成酰胺是有机化学中常见的一种重要化合物,它的制备方法有很多种。
合成酰胺的方法包括直接酰化、胺化酰化、酰胺缩合等多种途径,下面将分别介绍这些方法的原理和步骤。
一、直接酰化法
直接酰化法是一种常见的合成酰胺的方法,它的原理是酸与胺在适当的条件下发生反应生成酰胺。
在实验室中,通常采用酰氯与胺反应生成酰胺的方法。
具体步骤是首先将酰氯加入溶剂中,然后慢慢滴加胺,控制温度和搅拌速度,最后得到酰胺产物。
这种方法具有反应条件温和、反应速度快、产率较高等特点。
二、胺化酰化法
胺化酰化法是利用胺与酸酐或酰胺化合物发生反应生成酰胺的方法。
在实验室中,常采用酰胺与酸酐反应生成酰胺的方法。
具体步骤是首先将酰胺溶解于溶剂中,然后缓慢滴加酸酐,控制温度和反应时间,最后得到酰胺产物。
这种方法适用于制备对称酰胺,反应条件较为温和,产率较高。
三、酰胺缩合法
酰胺缩合法是利用胺与醛或酮发生缩合反应生成酰胺的方法。
在实验室中,常采用胺与酮反应生成酰胺的方法。
具体步骤是首先将酮溶解于溶剂中,然后向其中加入胺,控制温度和反应时间,最后得到酰胺产物。
这种方法适用于制备不对称酰胺,其优点是易得的原料和温和的反应条件。
合成酰胺的方法有直接酰化法、胺化酰化法和酰胺缩合法等多种途径。
不同的方法适用于不同类型的酰胺,选择合适的方法可以提高反应产率和节约成本。
在工业上,通常根据具体的合成需要选择最合适的合成方法,以实现高效、经济的合成酰胺的制备。
有机化学基础知识点酰胺的合成方法酰胺的合成方法酰胺是有机化合物中的一类重要化合物,具有广泛的应用领域。
它由酰氯和胺反应而成,具有许多重要的合成方法。
下面将介绍酰胺的几种常见合成方法。
一、酰胺的直接合成酰胺的直接合成是指通过酰氯和胺反应生成酰胺的方法。
该方法适用于具有较强亲核性的胺。
1.酰氯和胺反应酰氯和胺反应是最常用的酰胺合成方法。
在反应中,酰氯与胺反应生成酰胺,并伴随着生成氯化氢气体的副反应。
例如,苯甲酰氯与甲胺反应生成N-苯甲酰甲胺的化学方程式如下:PhCOCl + CH3NH2 → PhCONHCH3 + HCl2.酰氯和二级胺反应酰氯也可以与二级胺反应生成酰胺。
该反应相比与一级胺反应较为缓慢,但结果得到的产物中含有两个不同的取代基。
例如,苯甲酰氯与乙二胺反应生成N,N'-二甲基-N-苯甲酰甲胺的化学方程式如下:PhCOCl + H2NCH2CH2NH2 → PhCONHCH2CH2NHCH3 + HCl二、酰胺的羧酸酯缩合反应合成酰胺的羧酸酯缩合反应是一种重要的酰胺合成方法。
这种方法通过酰胺化试剂和酯反应形成酰胺。
1.酰胺化试剂的选择常用的酰胺化试剂有:N,N'-二异丙基胺(DIPEA)、三乙胺(TEA)等。
这些试剂可以与羧酸酯反应形成酰胺。
2.酯和酰胺化试剂反应酯与酰胺化试剂反应一般在室温下进行。
反应条件可以进一步优化以提高产率。
例如,乙酸乙酯与二异丙基胺反应生成N-二异丙基乙酸乙酯的化学方程式如下:EtO2CCH3 + 2 DIPEA → EtO2CCH2NEt2 + EtOH + DIPEAH+三、酰胺的胺氨基化反应合成酰胺的胺氨基化反应是一种重要的酰胺合成方法。
这种方法通过胺和胺化试剂反应生成酰胺。
1.胺化试剂的选择常用的胺化试剂有:氨、巯基乙胺(MEA)、三乙胺(TEA)等。
这些试剂可以与胺反应形成酰胺。
2.胺和胺化试剂反应胺和胺化试剂反应需要在适当的反应条件下进行,例如,适宜的温度和反应时间。
合成酰胺的方法
合成酰胺是一种重要的有机合成方法,可以通过不同的反应途径来实现。
以下将分别介绍几种常见的合成酰胺的方法。
一、酸催化合成法
酸催化合成法是合成酰胺的常用方法之一。
一般情况下,我们可以选择酸性条件下的酯与胺反应,生成相应的酰胺。
在反应过程中,酸催化可以加速酯的水解并使其与胺发生缩合反应。
常用的酸催化剂有硫酸、磷酸等。
二、酯胺互变法
酯胺互变法是一种常用的合成酰胺的方法。
该方法主要通过酯与胺的缩合反应来实现。
首先将酯与胺反应生成酯胺中间体,然后通过加热或其他条件使其发生内酰胺化反应,生成目标酰胺产物。
这种方法具有反应条件温和、反应效率高的特点。
三、氨解法
氨解法是一种重要的合成酰胺的方法。
在这种方法中,我们可以选择酰卤与氨反应,生成相应的酰胺。
氨解反应一般需要在碱性条件下进行,碱可以中和酸性中间体,促进胺与酰卤的反应。
此外,氨解法还可以通过酰胺与酸的反应生成相应的酰胺。
四、胺化法
胺化法也是一种常用的合成酰胺的方法。
在这种方法中,我们可以
选择酸与胺反应,生成相应的酰胺。
胺化反应一般需要在酸性条件下进行,酸可以催化胺与酰化剂的缩合反应。
此外,胺化法还可以通过酰胺与酸的反应生成相应的酰胺。
以上是几种常见的合成酰胺的方法,每种方法都有其适用的范围和条件。
在实际应用中,我们可以根据具体的反应需求和条件选择合适的方法进行酰胺的合成。
通过合成酰胺的方法,我们可以合成出各种不同结构的酰胺化合物,为有机合成提供了重要的手段。
有机化学基础知识酰胺的合成和反应酰胺的合成和反应酰胺是一类重要的有机化合物,在化学合成和工业生产中扮演着重要的角色。
本文将介绍酰胺的合成方法以及常见的反应类型。
一、酰胺的合成方法酰胺的合成主要有以下几种方法:1. 酰氯和胺的反应:酰氯和胺在碱性条件下反应生成酰胺。
这是最简单且常用的合成方法之一。
例如,乙酸氯和氨反应生成乙酰胺。
2. 酯和胺的缩合反应:酯和胺在酸性或碱性条件下反应生成酰胺。
这种方法常用于制备芳香胺酰胺。
例如,苯甲酸酯与苯胺在酸催化下反应生成苯甲酸苯胺酰胺。
3. 酸催化的胺解反应:酸催化下胺或胺盐与酰胺酸酯反应生成酰胺。
这种方法通常适用于制备对称酰胺。
例如,乙酰胺酸乙酯与甲胺反应生成乙酰胺。
4. 胺的氧化反应:某些胺可以通过氧化反应生成相应的酰胺。
这种方法一般需要氧化剂的参与。
例如,二甲胺经过氧化反应可以得到甲酰胺。
以上仅是酰胺合成的几种常见方法,实际应用中还有其他一些方法,如亲核取代反应和冲击波合成等,具体选择合适的方法应根据具体反应物和所需产物来确定。
二、酰胺的反应类型酰胺在化学反应中表现出多样性质,具有一系列重要的反应:1. 水解反应:酰胺可以被水在酸催化下或由酶催化下水解生成相应的酸和胺。
水解反应是酰胺降解的常见途径。
2. 还原反应:酰胺可以被还原剂还原为相应的胺。
还原反应常用于制备胺类化合物。
3. 亲核加成反应:酰胺具有亲核取代的性质,可与电子欠缺的试剂进行加成反应。
例如,酰胺可以与酰基卤化物反应生成酰胺酸盐。
4. 羟胺化反应:酰胺可以与羟胺类化合物反应,发生胺基的亲核取代反应。
例如,酰胺与氨基醇反应生成酰胺-氨基醇类化合物。
5. 缩二胺化反应:酰胺可以与胺发生缩二胺化反应,生成大环化合物。
这种反应对于复杂天然产物的合成具有重要意义。
总结:酰胺的合成方法有酰氯和胺的反应、酯和胺的缩合反应、酸催化的胺解反应和胺的氧化反应等。
酰胺具有水解、还原、亲核加成、羟胺化和缩二胺化等多种反应类型。
有机化学中的酰胺的合成方法酰胺作为一类重要的有机化合物,在化学合成和生物化学中都有广泛的应用。
酰胺的合成方法繁多,下面将介绍其中几种常见的酰胺合成方法。
一、酰胺的酸催化缩合反应酰胺最常见的合成方法之一是酸催化缩合反应。
该反应的反应物通常是酸酐和胺,反应中的酸起到催化作用,促使酰胺的形成。
例如,乙酸酐和甲胺反应可以生成甲酰胺。
二、酰胺的酰胺化反应酰胺化反应是通过酰氯与胺反应得到酰胺的合成方法。
在该反应中,酰氯可以选择性地与胺反应,生成相应的酰胺。
例如,乙酰氯与甲胺反应可以得到甲酰胺。
三、酰胺的亲核加成反应酰胺的亲核加成反应是通过亲核试剂与酰胺的羰基碳发生加成反应生成酰胺。
常见的亲核试剂包括胺、醇、硫醇等。
例如,酮与胺反应可以得到相应的酰胺。
四、酰胺的还原反应酰胺的还原反应是将酰胺中的羰基团还原成烷基团,生成相应的胺。
通常使用还原剂如亚磷酸酯、碱金属等进行还原反应。
例如,N-甲基甲酰胺可以通过亚磷酸酯还原为甲胺。
五、酰胺的胺解反应酰胺的胺解反应是通过胺的作用将酰胺中的酰基与胺基发生断裂生成胺。
通常在碱性条件下进行,碱可以促使胺解反应的进行。
例如,乙酰胺在氢氧化钠溶液中发生胺解反应生成乙胺。
需要注意的是,酰胺的合成方法多种多样,不同的反应条件和反应物选择会影响反应的效率和产物的选择。
在实际合成中,需要根据具体的需求和实验条件选择最适合的合成方法。
总结:酰胺作为重要的有机化合物,在有机合成中具有广泛的应用。
通过酸催化缩合反应、酰胺化反应、亲核加成反应、还原反应和胺解反应等合成方法,可以有效地得到目标酰胺。
在实际应用中,根据具体需要和实验条件选择合适的合成方法,能够提高合成效率和产物纯度。
(以上为字数适配需求的回答,如有需要,请根据实际情况增加相关内容)。
经典化学合成反应标准操作酰胺及酰亚胺的合成目录1. 前言 (2)2. 羧酸与胺的缩合酰化反应 (2)2.1活性酯法 (2)2.1.1应用氯甲酸乙酯或异丁酯活性酯法合成酰胺示例 (4)2.1.2应用氯甲酸乙酯或异丁酯活性酯法合成伯酰胺示例 (4)2.1.3应用羰基二咪唑合成Weinreb酰胺示例 (5)2.1.4应用的磺酰氯合成酰胺示例 (5)2.1.5应用Boc酸酐合成伯酰胺示例 (6)2.2碳二亚胺类缩合剂法 (6)2.2.1应用DCC缩合法合成酰胺示例 (8)2.2.2应用DIC缩合法合成酰胺示例 (9)2.2.3应用EDC缩合法合成酰胺示例一(二氯甲烷为溶剂) (9)2.2.4应用EDC缩合法合成酰胺示例二(DMF为溶剂) (10)2.3 鎓盐类的缩合剂法 (10)2.3.1应用HATU/TBTU为缩合剂合成酰胺示例 (12)2.3.2应用BOP为缩合剂合成酰胺示例 (13)2.3.3应用PyBOP为缩合剂合成酰胺示例一(常规) (13)2.3.4应用PyBOP为缩合剂合成酰胺示例二(用于合成伯酰胺) (14)2.4 有机磷类缩合剂 (14)2.4.1应用DPP-Cl为缩合剂合成酰胺示例 (15)2.4.2应用DPPA为缩合剂合成酰胺示例 (15)2.4.3应用BOP-Cl为缩合剂合成酰胺示例 (16)2.5.1应用三苯基磷-多卤代甲烷合成酰胺示例 (17)2.5.2应用三苯基磷-六氯丙酮合成酰胺示例 (17)2.5.3应用三苯基磷-NBS合成酰胺示例 (18)3. 氨或胺与酰卤的酰化反应 (18)3.1酰卤的制备示例 (19)3.5.1应用二氯亚砜合成酰氯示例 (19)3.5.2用草酰氯合成酰氯示例 (20)3.5.3用三氯均三嗪合成酰氯示例 (20)3.5.4用三氟均三嗪合成酰氟示例 (21)3.1应用酰卤的合成酰胺 (21)3.5.1应用酰氯合成酰胺示例(有机碱) (21)3.5.2应用酰氯合成酰胺示例(无机碱) (21)3.5.3应用酰氟合成酰胺示例 (23)4. 氨或胺与酸酐的酰化反应 (23)4.2酸酐合成酰胺示例 (24)5. 其他缩合方法 (24)1. 前言酰胺化是有机合成中最基本,也是最重要的合成方法之一。
经典化学合成反应标准操作酰胺及酰亚胺的合成目录1. 前言 (2)2. 羧酸与胺的缩合酰化反应 (2)2.1活性酯法 (2)2.1.1应用氯甲酸乙酯或异丁酯活性酯法合成酰胺示例 (4)2.1.2应用氯甲酸乙酯或异丁酯活性酯法合成伯酰胺示例 (4)2.1.3应用羰基二咪唑合成Weinreb酰胺示例 (5)2.1.4应用的磺酰氯合成酰胺示例 (5)2.1.5应用Boc酸酐合成伯酰胺示例 (6)2.2碳二亚胺类缩合剂法 (6)2.2.1应用DCC缩合法合成酰胺示例 (8)2.2.2应用DIC缩合法合成酰胺示例 (9)2.2.3应用EDC缩合法合成酰胺示例一(二氯甲烷为溶剂) (9)2.2.4应用EDC缩合法合成酰胺示例二(DMF为溶剂) (10)2.3 鎓盐类的缩合剂法 (10)2.3.1应用HATU/TBTU为缩合剂合成酰胺示例 (12)2.3.2应用BOP为缩合剂合成酰胺示例 (13)2.3.3应用PyBOP为缩合剂合成酰胺示例一(常规) (13)2.3.4应用PyBOP为缩合剂合成酰胺示例二(用于合成伯酰胺) (14)2.4 有机磷类缩合剂 (14)2.4.1应用DPP-Cl为缩合剂合成酰胺示例 (15)2.4.2应用DPPA为缩合剂合成酰胺示例 (15)2.4.3应用BOP-Cl为缩合剂合成酰胺示例 (16)2.5.1应用三苯基磷-多卤代甲烷合成酰胺示例 (17)2.5.2应用三苯基磷-六氯丙酮合成酰胺示例 (17)2.5.3应用三苯基磷-NBS合成酰胺示例 (18)3. 氨或胺与酰卤的酰化反应 (18)3.1酰卤的制备示例 (19)3.5.1应用二氯亚砜合成酰氯示例 (19)3.5.2用草酰氯合成酰氯示例 (20)3.5.3用三氯均三嗪合成酰氯示例 (20)3.5.4用三氟均三嗪合成酰氟示例 (21)3.1应用酰卤的合成酰胺 (21)3.5.1应用酰氯合成酰胺示例(有机碱) (21)3.5.2应用酰氯合成酰胺示例(无机碱) (21)3.5.3应用酰氟合成酰胺示例 (23)4. 氨或胺与酸酐的酰化反应 (23)4.2酸酐合成酰胺示例 (24)5. 其他缩合方法 (24)1. 前言酰胺化是有机合成中最基本,也是最重要的合成方法之一。
酰胺键的n无h-概述说明以及解释1. 引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下角度进行论述:酰胺键是一种常见且重要的化学键,存在于许多有机化合物中。
它由一个羰基(C=O)和一个氮原子(N)连接而成,形成C-N键。
这种键的形成是通过羰基中带有正电荷的碳原子与氮原子上的孤对电子间的共价结合实现的。
由于酰胺键的特殊性质和结构,它在化学、生物和材料科学中具有广泛的应用。
酰胺键在有机化学中被广泛应用于合成有机化合物。
通过适当的取代基和反应条件,可以在分子中选择性地引入酰胺键。
这种选择性的引入能够为有机合成提供独特的合成途径,丰富化合物的结构多样性。
酰胺键的形成常常伴随着其他官能团的转化,如酯基的消除、羟基的氧化等,从而扩展了有机合成的可行性。
酰胺键在生物体中也起着重要的作用。
许多生物活性分子中都含有酰胺键,例如蛋白质和多肽类化合物。
蛋白质是生物体内的重要组成部分,其中酰胺键是蛋白质链中氨基酸之间的连接键。
酰胺键的形成决定了蛋白质的空间结构和功能。
此外,许多药物分子中也含有酰胺键,这些分子能够通过与生物体内的靶点相互作用,发挥治疗作用。
酰胺键由于其稳定性、选择性和多样性在化学、生物和材料科学中得到广泛应用。
有效的酰胺键形成方法和其在生物体中的作用机制的深入研究将有助于进一步拓展酰胺键的应用领域,为新材料的开发和药物的设计提供更多的可能性。
1.2 文章结构本文分为三个主要部分:引言、正文和结论。
在引言部分,我们将概述本文的主题——酰胺键,并介绍酰胺键的定义、形成过程以及其在化学和生物学中的重要性。
引言部分旨在为读者提供对本文内容的整体认识和背景知识。
接下来,正文部分将详细讨论酰胺键的定义和形成。
首先,我们将解释什么是酰胺键,包括其结构和特点。
然后,我们将探讨酰胺键的形成过程,涉及有机化合物中胺基与羧基的反应,以及酰胺键在化学反应中的重要性。
此外,我们还将讨论酰胺键的稳定性和受限性,以及与其他化学键的比较。
通过对酰胺键的定义和形成进行深入剖析,读者将更好地理解酰胺键的本质和特性。
十种酰胺合成方法:机理、特点、应用(一)碳二亚胺类缩合剂法常用的缩合剂主要有3种:二环己基碳二亚胺(DCC)、二异丙基碳二亚胺(DIC)和1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDCI)。
使用该类的缩合剂一般需要加入酰化催化剂或活化剂,如DMAP、HOBt等。
由于在反应的第一阶段酸对碳二亚胺的加成中间体其并不稳定,若不用酰化催化剂转化为相应的活性酯或活性酰胺,其自身会通过重排成相应的稳定的脲的副产物(Path b)。
缩合活化剂:常用的缩合活化剂有以下几种,目前4-N,N-二甲基吡啶(DMAP)已被广泛应用于催化各种酰化反应。
有时在用DMAP 催化效果不好时,可采用4-PPY,据相关文献报道其催化能力要比DMAP高千倍左右。
在三个常用的缩合剂中,DCC和DIC的价格较为便宜。
一般DCC 和DMAP合用,使用DCC有一个最大的缺点就是反应的另一产物二环己基脲在一般的有机相溶解度很小但又都有一些微溶,因此通过一些常用的纯化方法,重结晶,柱层析等等很难将其除得很彻底;由于二环己基脲在乙醚中的溶解度相对要比其他溶剂小,因此处理这类反应一般蒸掉反应溶剂后加入乙醚,滤掉大部分的二环己基脲后再进一步处理。
DIC由于其产生的二异丙基脲在有一般的有机溶剂中溶解度较好,因此一般在组合化学的固相合成中用的较多。
目前在药物化学中用的最多的是EDCI,其一个主要的特点就是其反应后的生成的脲是水溶性的,很容易被洗掉,一般EDCI与HOBt合用(注意: 这一反应HOBt一般是缺不了的,否则有可能导致缩合产率太低)。
有时如果酸的a-位位阻大或者连有吸电子基团,反应会停留在活性酯这一步(这一活性酯的质谱信号较强,可通过MS或LC-MS 检测到)。
(二)混合酸酐法1)氯甲酸酯法:主要应用羧酸与氯甲酸乙酯或异丁酯反应生成混合酸酐,而后再与胺反应得到相应的酰胺。
这一反应如果酸的a-位位阻大或者连有吸电子基团,有时会停留在混合酸酐这一步。
合成酰胺键的一般方法
刚才浏览帖子,看到有人问如何合成酰胺键。
由于本人博士论文是做多肽合成的,所以有一些经验。
现将我的博士论文关于如何合成酰胺键的一段贴过来,希望能对即将从事多肽合成的人有些用。
本帖原创,转载请注明出处。
在这里我们简单介绍一下多肽化学合成的方法以及常用的多肽缩合试剂。
1、酰卤法
最常用的是酰氯,一般的操作方法是将羧酸与SOCl2或者(COCl)2反应生成酰氯,然后与游离的氨基反应生成酰胺键。
催化量的DMF可以促进酰氯的生成,而DMAP可以促进酰氯和氨基的反应。
该方法的优点是活性高,可以与大位阻的氨基反应;缺点是在酸性条件下形成酰氯,很多对酸敏感的基团承受不了,还有就是产物比较容易消旋。
为了克服第一个缺点,人们发展了用氰脲酰氯(2, 4, 6-三氯-1, 3, 5-三嗪)/TEA或者PPh3/CCl4条件形成酰氯,第二个缺点可用酰氟代替酰氯加以克服。
2、混合酸酐法
氯甲酸乙酯或氯甲酸异丁酯是最常用的生成混酐的试剂。
它是利用羧酸羰基的亲电性高于碳酸羰基,从而使氨基选择性的进攻羧酸羰基形成酰胺键。
混酐法具有反应速度快,产物纯度较高等优点,但由于混酐的活性很高,极不稳定,要求反应在低温无水条件下进行,产品也容易出现消旋现象。
3、活化酯法
常见的活化酯有硝基苯酯,2, 4, 6-三氯苯酯,五氯苯酯,五氟苯酯(PfOH),N-羟基琥珀酰亚胺(HOSu)酯和N-羟基苯并三唑酯(HOBt)等。
一般的操作步骤是先制备并分离得到活化酯,再与氨基反应生成酰胺键。
由于活化酯活性较酰氯和酸酐低,可以极大地抑制消旋现象,并能在加热的条件下反应。
4、酰基迭氮法
一般是用酰肼与亚硝酸钠反应制成酰基迭氮,然后与氨基反应形成酰胺键。
优点是迭氮法引起的消旋程度较小,比活化酯法效率更高,但是,酰基迭氮中间体不稳定,产生的迭氮酸有毒,而且制备步骤繁琐。
Shioiri 等人发展的DPPA可以与羧酸现场生成酰基迭氮,很好地解决了酰基迭氮制备的问题,得到广泛的运用。
5、缩合试剂法
该方法是目前应用最广的形成酰胺键的方法,同时也广泛地应用于酯键、大环内酰胺和内酯的构建。
这种方法通常是将羧基组份和氨基组份混合,在缩合试剂作用下,中间体不经分离直接进行反应形成酰胺键。
这样就无需预先制备酰卤、酸酐和活化酯等羧基被活化的中间体,不仅简捷高效,而且可以有效地避免在活化中间体分离提纯以及存放过程中产生的一些副反应。
目前已报道的多肽缩合试剂非常繁多,从分子结构的角度上主要分为碳化二亚胺类型、磷正离子或磷酸酯类型和脲正离子类型。
发展最早和最常用的碳化二亚胺类缩合试剂是DCC。
但由于反应生成的二环已基脲(DCU)在大多数有机溶剂中溶解度很小,难以除去,人们对DCC的结构进行了改进,发展了副产物的脂溶性很好的DIPCDI 和BDDC等和副产物水溶性很好的EDCI(Figure 1.7)。
由于这类缩合试剂活性很高,往往会导致产物有较大程度的消旋,为此通常要加入HOSu,HOBt,HOAt 或HOOBt等添加剂一起使用来抑制产物消旋,同时也可有效地抑制N-酰基脲等副产物的生成。
[attach]5892[/attach]
目前常用的磷正离子或磷酸酯缩合试剂主要有BOP,PyBOP,BOP-Cl,FDP,FDPP,DEPBT,PyBrOP 等(Figure 1.8)。
这类缩合试剂形成酰胺键的机理主要是在碱性条件下羧基负离子进攻缩合试剂生成相应的酰氧基磷正离子或者碳磷混酐,然后此活泼中间体受苯并三唑氧基,卤素或者五氟苯酚负离子的进攻生成活化酯或酰卤,再与氨基反应形成酰胺键。
BOP和PyBOP是HOBt衍生的试剂,BOP试剂因为实验操作简单以及它能够提高缩合反应速度,所以它广被泛应用于肽的合成当中,缺点是在反应过程中产生致癌的有毒物质六甲基磷酰亚胺(HMPA);而PyBOP就避免了这一缺点,因为它用吡咯啉代替了二甲胺。
BOP-Cl 和PyBrOP都是形成活泼的酰卤中间体,可以高效地促进有空间位阻的酰胺键的形成且消旋较小。
FDP和FDPP都是五氟苯酚衍生的试剂,在多肽合成中具有产物收率高,后处理简单等优点,但不适用于有空间位阻多肽的合成,FDPP特别适用于环肽的合成。
DEPBT是HOOBt衍生的磷酸酯,其特点是产物的消旋较小。
[attach]5893[/attach]
脲正离子型缩合试剂种类繁多,自1978年Dourtoglou成功地将基于HOBt的脲正离子HBTU用于多肽合成中以来,这一类型缩合试剂得到迅速的发展,并先后开发出一系列基于HOBt,HOAt,HOOBt和PfOH 等的脲正离子型试剂,常见的有TBTU,HBPyU,HATU,HAPyU,HDTU,HAPyTU等。
另外,α-卤代的脲正离子型缩合试剂也越来越在多肽合成中显示其重要的地位。
这类缩合试剂中应用较为广泛的有PyClU,TFFH,BTFFH,CIP和CTDP等(Figure 1.9)。
与磷正离子型缩合试剂类似,HOBt和HOAt衍生的脲正离子型缩合试剂参与多肽缩合反应的主要中间体分别是羧基组份的苯并三唑酯和7-氮杂苯并三唑酯。
当α-卤代的脲正离子型缩合试剂参与多肽合成时,反应的活泼中间体主要是羧基组份的酰卤和酸酐。
a) S.-Y. Han, Y.-A. Kim, [i]Tetrohedron[/i] [b]2004,[/b] [i]60,[/i] 2447;
b) C. A. G. Montalbetti, V. Falque, [i]Tetrohedron[/i] [b]2005,[/b] [i]61,[/i] 10827;
c) J. M. Humphrey, A. R. Chamberlin, [i]Chem. Rev.[/i] [b]1997,[/b] [i]97,[/i] 2243.。