醯氯(英語:acyl chloride 或 acid chloride)是指含有 -C(O)Cl 官能基化合物,屬於醯鹵的一類,是羧酸中的羥基替換後形成的羧酸衍生物。最簡單的醯氯是甲醯氯,但甲醯氯非常不穩定,不能像其他醯氯一樣經由甲酸與氯化試劑反應得到。常見的醯氯有:乙醯氯苯甲醯氯草醯氯氯乙醯氯三氯乙醯氯光氣等。

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醯氯的通式

醯氯也指各種無機含氧酸的衍生物,通式為 -M(=O)Cl。M一般為非金屬元素,如C、P、S等。一些例子有:亞硝醯氯硫醯氯磷醯氯亞硫醯氯等。

性質

低級醯氯是有刺鼻氣味的液體,高級的為固體。由於分子中沒有締合,醯氯的沸點比相應的羧酸低。醯氯不溶於水,低級的遇水分解。由於有較強的電負度,在醯氯中主要表現為強的吸電子誘導效應,而與羰基共軛效應很弱,因此醯氯中C-Cl鍵並不比氯代烷中C-Cl鍵短。

製備

醯氯最常用的製備方法是用亞硫醯氯三氯化磷五氯化磷羧酸反應製得。

R-COOH + SOCl2 → R-COCl + SO2 + HCl
3R-COOH + PCl3 → 3R-COCl + H3PO3
R-COOH + PCl5 → R-COCl + POCl3 + HCl

其中一般用亞硫醯氯,因為產物二氧化硫氯化氫都是氣體,容易分離,純度好,產率高。亞硫醯氯的沸點只有79°C,稍過量的亞硫醯氯可以通過蒸餾被分離出來。用亞硫醯氯製備醯氯的反應可以被二甲基甲醯胺所催化。[1]反應機理為:

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也可以用草醯氯作氯化試劑,與羧酸反應製備醯氯:

R-COOH + ClCOCOCl → R-COCl + CO + CO2 + HCl

這個反應同樣受到二甲基甲醯胺的催化。機理中,第一步是二甲基甲醯胺與草醯氯作用生成一個活性的亞胺鹽中間體。

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然後羧酸與此中間體反應,生成醯氯,並重新得到二甲基甲醯胺:

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此外醯氯也可由羧酸、四氯化碳三苯基膦發生Appel反應得到:[2]

R-COOH + Ph3P + CCl4 → R-COCl + Ph3PO + CHCl3

羧酸與三聚氰氯反應也可以生成醯氯:[3]

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反應

親核醯基取代反應

醯氯中的氯原子有吸電子效應,增強了碳的親電性,使醯氯更容易受到親核試劑的進攻,而且 Cl 也是一個很好的離去基團,因此醯氯發生親核醯基取代反應的活性在所有羧酸衍生物中最強。最簡單的例子,便是低級醯氯遇水發生的水解反應

RCOCl + H-OH → RCOOH + HCl

除此之外,醯氯還可以與反應生成醯胺氨解),與反應生成醇解),與羧酸根離子反應生成酸酐等。反應中一般加入(如氫氧化鈉吡啶或胺)來催化反應,並吸收反應的副產物氯化氫。由於醯氯比相應的羧酸活性更強,用醯氯作原料的反應也往往產率更高,因此製取醯胺、酯、酸酐時也往往以醯氯為原料,而不是羧酸。

有機金屬試劑

格氏試劑反應時,一分子的格氏試劑與醯氯反應生成,然後第二分子格氏試劑可以再將酮轉化為三級。與活性較低的二烷基銅鋰有機鎘試劑反應時,反應只生成酮。芳香醯氯一般不如脂肪醯氯活潑。

還原反應

還原反應:用催化氫化氫化鋁鋰二異丁基氫化鋁還原時,醯氯轉化為一級醇。用1mol的三(叔丁氧基)氫化鋁鋰還原則生成。用中毒的鈀催化劑使醯氯發生催化還原時,也會生成醛,這個方法稱為Rosenmund還原反應[4]

親電芳香取代反應

氯化鐵氯化鋁路易斯酸催化時,醯氯可以與芳香化合物發生親電芳香取代反應傅-克反應),生成芳香。反應的機理為:

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一個類似的反應是Nenitzescu反應(或稱Nenitshesku反應),是用醯氯與烯烴在路易斯酸作用下反應生成酮[5][6][7][8] 。機理是醯基正離子先與烯烴發生親電加成生成碳正離子,由於羰基α-氫很活潑,因此消除質子便得到不飽和酮。

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參見

腳註

參考資料

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