药物合成中的相转移催化反应正式.ppt

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1、第八章药物合成中的相转移催化反应第一节、概述第二节、相转移催化的原理第三节、相转移催化剂的种类第四节、相转移催化剂的制备第五节、影响相转移催化反应的因素第六节、相转移催化反应在药物合成中的应用实例第一节概述相转移催化反应（PhaseCatalystatransferreaction）：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（Phasetransfercatalysts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

2、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。第一节概述第一节概述1971年Starks将这一过程叫做”相转移催化“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

3、），效果很差，甚至不能反应。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

4、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。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。第二节相转移催化反应的原理条件：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

5、化物或硫酸氢盐），由于PTC既可溶于水也可溶于油相。因此：相转移催化反应的原理（以季铵盐或季磷盐作PTC时）第二节相转移催化反应的原理在水相中：在有机相中：第二节相转移催化反应的原理第二节相转移催化反应的原理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

6、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。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。第三节相转移催化剂的种类下列两种季铵盐可作为相转移催化剂吗？（1）、C6H5CH2N（C

7、H3）3.Cl（2）、N（CH3）4.Cl常用的相转移催化剂：TEBA：(CH3CH2)3N+CH2C6H5.Cl-(C4H9)4N+X-(X=I,Br,HSO4)Alaquat336: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。Adogen464：R3N+CH3Br-（M=457），R不确定，多为混合物，工业上多用。第三节相转移催化剂的种类第三节相转移催化剂的种类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三节相转移催化剂的种类冠醚未实现工业化的原因：

8、较难制备，价格贵；毒性大（长期接触与人体内阳离子结合）。（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，价廉并有大量供应。本身既可作溶剂又可利用其若干环氧乙烷单元与阳离子络合而将无机盐溶解成均相，显示冠醚的PTC作用，故又称为宿主溶剂。第三节相转移催化剂的种类8.3.3相转移催化树脂为解决相转移催化剂的分离和回收问题，将鎓盐、冠醚和