药物合成技术任务三催化剂的选择99课件.pptx

任务三：催化剂的选择药物合成技术

习题

目录contents01影响固体催化剂活性的因素02酸、碱催化剂的应用03相转移催化催化剂04酶催化剂01固体催化剂的评价指标

固体催化剂的评价指标01

催化剂加速反应的能力-催化剂的工作效率比较方法-相同数量的两种催化剂进行平行实验催化剂的活性

催化剂的选择性定义：在多个反应体系中，同一催化剂对不同反应催化能力的比较。提高目标产物的转化率，减少副反应。

稳定期衰退期诱导期催化剂的稳定性和寿命

影响催化剂的活性的因素02

固体催化剂影响因素（1）温度（2）催化剂中毒：杂原子对催化剂的活性具有抑制作用的物质叫做催化剂毒物。（3）载体目的：为了减少催化剂的损失，增加机械强度，或者增加催化剂的比表面积，延长使用寿命常用：活性炭、硅藻土、树脂、硅胶、氧化铝

酸、碱催化剂的应用03

酸性催化剂无机酸盐酸，氢溴酸、氢碘酸、硫酸、磷酸有机酸甲苯磺酸、草酸、磺基水杨酸Lewis酸AlCl3、ZnCl2、FeCl3、SnCl4、BF3、TiCl4

lewis酸碱理论酸碱催化是指在溶液中的均相酸碱催化反应，它在有机合成中的应用广泛。Lewis酸—这个中性分子，虽无酸的功能基团，但如其结构中有一个原子尚未完全满足的价电子层，且能与另一个具有一对未共享电子的原子发生结合，形成配位键化合物的称Lewis酸。Lewis碱—一个中性分子，若具有多余的电子对，且能与缺少一对电子的原子或分子以配位键相结合的，成为Lewis碱。AlCl3、BF3是酸H2O、NH3是碱FFBFClClAlClHOHHHNH

碱性催化剂金属的氢氧化物NaOH、KOH、Ca(OH)2弱酸强碱盐类Na2CO3、Na2HCO3、K2CO3、CH3COONa有机碱吡啶、氨基吡啶、乙醇钠、三乙胺等；醇钠有乙醇钠、甲醇钠、叔丁醇钠

相转移催化剂04

相转移催化相转移催化反应：使用相转移催化剂使一种反应物由一相转移到另一相中，促使一个可溶于有机溶剂的底物和一个不溶于此溶剂的离子型试剂两者之间发生反应。相转移催化反应共同点：靠催化剂在两相之间不断来回运输，把反应物从一相转移到另一相（通常以离子对的形式），使原来分别处于两相的反应物能够频繁地碰撞而发生反应。

常用的相转移催化剂季盐类、冠醚和非环多醚名称催化活性稳定性价格回收反应体系无机离子毒性季盐类中等，与结构有关在120℃以下较稳定，碱性条件下不稳定中等不困难，与反应条件有关液-液，液-固不重要小冠醚类中等，与结构有关基本稳定，强酸条件下不稳定较贵蒸馏液-固重要大非环多醚类中等，与结构及反应条件有关基本稳定，强酸条件下不稳定较低蒸馏液-液，液-固不重要小

常用的相转移催化剂(CH3)4NBr(C3H7)4NBr(C4H9)4NBr(C4H9)4NI(C4H9)4NCl(C2H5)3C6H5CH2NCl冠醚类非环多醚类聚乙二醇：HO（CH2CH2O）nH聚乙二醇脂肪醚：C12H25O（CH2CH2O）nH聚乙二醇烷基苯醚：C3H7-C6H4-O（CH2CH2O）nH季盐类：

酶催化剂05

酶催化剂1.酶催化剂的特点(1)催化效率高(2)选择性强，高度专一性(3)反应条件温和(4)可以循环使用2.影响酶催化的因素①温度②pH值③辅酶、活化剂和抑制剂④物理因素

实用案例：选择合成对氯苯甲酰苯甲酸的催化剂、溶剂对氯苯甲酰苯甲酸是利尿药氯噻酮的中间体，通过付-克酰化反应制得。反应式如下：

催化剂的选择付-克酰化反应属于亲电取代反应。通过查阅文献可知，该类型反应常用的催化剂为AlCl3、BF3、ZnCl2、SnCl4等Lewis酸以及多聚磷酸、H2SO4等质子酸。一般用酰氯、酸酐为酰化剂时多选用Lewis酸催化，以羧酸为酰化试剂时则多选用质子酸为催化剂。本反应中邻苯二甲酸酐为酰化试剂，应该选择Lewis酸做催化剂。由于Lewis酸中AlCl3价廉、催化活性高，所以，本反应可初步选择AlCl3为催化剂。但无水AlCl3易与水快速分解生成氢氧化铝而使催化剂失活。而一般的试剂无水AlCl3由于密封不严和长期存放，通常由黄色的无水AlCl3分解成白色的氢氧化铝，催化活性较低，还易引发一些副反应。因此，实验室制备过程应采用新鲜的无水AlCl3，以免实验失败。工业化过程中为避免AlCl3水解，一般采取两个措施：一是进行氮气置换反应器后再加AlCl3；二是AlCl3整包装投入以避免剩余物料水解，其余原料的加料量以AlCl3为计算基准。

溶剂的选择通过查阅文献可知，选择该类反应的溶剂可从以下三方面考虑。（1）保持反应物之一过量，过量的部分起溶剂的作用。（2）硝基苯、二硫化碳是该类反应的常用溶剂。（3）可以使用卤代烷作溶