药物合成中的相转移催化反应正式.pptx

会计学第1页/共59页第一节 概述相转移催化反应（Phase Catalysta transfer reaction）：有相转移催化剂参与的化学反应称为相转移催化反应，是上世纪七十年代初发展起来的合成新技术。相转移催化剂（ Phase transfer catalysts 简称PTC）：是一种新的有机试剂，在非均相反应中，它能使水相中的反应物转入有机相，从而改变了离子的溶剂化程度，增大离子反应活性，加快反应速度，简化处理手续。这种试剂称为相转移催化剂。第2页/共59页第一节 概述第3页/共59页第一节 概述1971年Starks将这一过程叫做”相转移催化“第4页/共59页第一节 概述 相转移催化反应技术在制药工业中的应用巴坎西林第5页/共59页第二节 相转移催化反应的原理两分子发生化学反应最起码的反应条件是分子间必须发生碰撞，如果两分子不靠在一起，不管其中一个分子的动能有多大，也无法与另一个分子发生反应。有机反应一般在均相中进行，但若参加反应的反应物不溶于同一溶剂，如有的溶于有机溶剂有的溶于水两相中，这类反应的速度很慢（只在两相界面上进行），效果很差，甚至不能反应。第6页/共59页第二节 相转移催化反应的原理解决这类问题的方法：剧烈搅拌：使两相充分接触，反应仅发生在两相界面；加非质子性极性溶剂：如：DMSO，DMF等，使阳离子溶剂化，因此使盐类溶于其中，同时有机物也溶于其中。当使用阳离子溶剂化的溶剂时，与阳离子相对应的阴离子却不易溶剂化，因而使阴离子非常具有反应性。加一种使阴离子溶剂化的溶剂，使阴离子溶剂化，使阳离子暴露出来发生化学反应。加相转移催化剂：相转移催化剂的阳离子是亲油性的，阴离子是亲水性的，如：季铵盐、季磷盐等，因此既可溶于水相也可溶于油相。 在PTC反应未普遍采用时，对于非均相反应多采用前三种方法来提高反应速度。PTC反应的真正价值在于它有普遍性，可在温和的条件下使用，有催化作用。第7页/共59页第二节 相转移催化反应的原理使用非质子溶剂存在的问题：价格昂贵精制干燥困难，难易在无水状态下保存，反应后回收困难。第8页/共59页第二节 相转移催化反应的原理?相转移催化反应的原理（以季铵盐或季磷盐作PTC时）条件： 有一个互不混溶的二相系统，其中一相（一般为水相）为碱，或含有起亲核试剂作用的盐类。另一相为有机相，其中含有与上述盐类起反应的有机物。因为含盐的那一相不溶于含有机作用物的一相，因此在二相的界面无任何变化就不发生化学反应。 在上述系统中加入相转移催化剂（一般为季铵、季磷的卤化物或硫酸氢盐），由于PTC既可溶于水也可溶于油相。因此：第9页/共59页第二节 相转移催化反应的原理在水相中：在有机相中：第10页/共59页第二节 相转移催化反应的原理第11页/共59页第三节 相转移催化剂的种类（1）相转移催化反应与有机类型反应的区别： PTC反应是一种方法，是一种技术，与有机类型反应不同，有机反应的许多类型反应均可采用该方法。如：二氯卡宾的制备、烷基化、醚化等均可采用该方法。（2）相转移催化剂应具有的性能首先应具备形成离子对的条件，即结构中含有阳离子部分，便于与阴离子形成有机离子对（如：季铵盐、季磷盐等），或能与反应物形成复离子（如：聚醚类化合物）的能力；必须有足够的碳原子数。无论是鎓盐还是聚醚，必须有足够的碳原子数可以使生成的离子对具有亲有机溶剂的能力。 R基团的位阻尽可能小，R基团一般为直链居多。在反应条件下应是化学稳定的，并便于回收。 第12页/共59页第三节 相转移催化剂的种类8.3.1 季盐类相转移催化剂（季铵盐、季磷盐） 季铵盐是使用最广泛的一类催化剂，结构（R4N+X-）中四个烷基的总碳数一般应大于12，R基一般为C2~C16左右。下列两种季铵盐可作为相转移催化剂吗？ （1）、C6H5CH2N（CH3）3.Cl （2）、N（CH3）4.Cl第13页/共59页第三节 相转移催化剂的种类常用的相转移催化剂：TEBA： (CH3CH2)3N+CH2C6H5.Cl- (C4H9)4N+X- (X=I,Br,HSO4)Alaquat 336: R3N+CH3.Br-(M=503), R3部分可为C8H17也可不同，为混合物，工业上多采用。 Adogen 464： R3N+CH3Br- （M=457），R不确定，多为混合物，工业上多用。第14页/共59页第三节 相转移催化剂的种类 第15页/共59页第三节 相转移催化剂的种类8.3.2 聚醚类相转移催化剂第16页/共59页第三节 相转移催化剂的种类冠醚未实现工业化的原因：较难制备，价格贵；毒性大（长期接触与人体内阳离子结合）。第17页/共59页第三节 相转移催化剂的种类（2）开链聚醚 （工业中多用来作为相转移催化剂）。 如：聚乙烯醚，属于非离子型表面活性剂，价廉