羧酸衍生物
亚硫酰氯(SOCl2)
最后更新:2023年1月28日
亚硫酰氯，SOCl2-与羧酸反应生成酸卤化物
- 亚硫酰氯(SOCl2)是将羧酸转化为酸氯化物的有用试剂。
- 也可以用来将醇转化为烷基卤化物，在这篇文章(见文章:SOCl会2和PBr3.- - - - - -注意S也很好NI机制-SOCl会2和SN我的机制）
- 酸卤化物可转化为大量其他官能团(酯类，酰胺，酸酐，还有醛和酮)通过亲核酰基取代，所以这种试剂在合成中非常有用。
- 其他进行相同转化的试剂是PCl3., PCl5、草酰氯及相关溴试剂。
目录
1.亚硫酰氯(SOCl2)的Lewis结构
亚硫酰氯(SOCl2)是一种有用的试剂，可将醇转化为烷基卤化物和将羧酸转化为酸氯化物。我们之前在关于酒精的章节中见过。（参见文章-SOCl会2和PBr3.）
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SOCl会2它有一种病态的甜味气味，就像浸泡在甜味剂中的臭鸡蛋:一旦经历过，就永远不会忘记。如果你曾经有过在纸浆造纸厂附近散步的乐趣，那它的味道和二氧化硫的味道非常相似。
亚硫酰氯的几何结构很有趣。亚硫酰氯上实际上有10个价电子，它采用的几何结构是其中一个孤对占据一个轨道。有三个附着的原子和一个孤对，这导致了一个四面体排列的轨道和一个三角金字塔分子几何(类似于NH3.）.
在这篇文章中，我们将主要讨论亚硫酰氯在将羧酸转化为酸性氯化物中的使用，它与其他几种试剂如三氯化磷(PCl)具有相同的性质3.)，五氯化磷(PCl .5)和草酰氯。
我们还将展示亚硫酰氯在合成问题中的一些应用。
亚硫酰氯(sol2)有时与磺酰氯(2Cl2）;硫酰氯与单氯(Cl2)，同时更方便操作。)
2.羧酸转化为酸氯化物
亚硫酰氯将羧酸转化为酸氯化物(酰基氯化物)。下面是一个一般的例子，以及一些具体的例子。
该反应也适用于相关试剂PCl3., PCl5和草酰氯，这两种化合物在我们的目的中被认为是等效的。
这是一个有用的反应，因为它使穷人皈依离去基团HO(-)入善离去基团Cl(-)就得到羰基基团更容易发生亲核酰基取代反应。（看到帖子:基本条件下的亲核酰基取代）
具体应用请参见第四节在下面。
那么它是如何工作的呢?
3.羧酸与硫酸氯化物2-原理
亚硫酰氯与羧酸反应生成酸卤化物，即二氧化硫(SO2)和盐酸。
最初的反应是羧酸(作为一个亲核试剂)攻击(亲电的)硫原子，导致H被SO取代2Cl。［注1这就是所谓的“亚氯酸盐”酯”］
第一步的关键点是显示羰基氧作为亲核试剂！（为什么不是OH?看到测验1）
硫中氯的流失可以用两种不同的方式来表现。
- 另一种显示它的方法(下图)是在硫上的直接位移，毕竟它是四面体。在这个意义上，我们可以把这个反应想象成一个SN2在硫磺反应。
一次是亚氯酸盐酯氯酸是通过经典的加减机制形成的。
- 然后氯离子攻击羰基碳，导致C-Cl的形成，C-O (pi)的断裂。
- 碳氧键重新形成，碳氧键断裂。
由此产生的(质子化)酸性氯化物，然后用Cl(-)去质子化，得到酸性氯化物。
与此同时，(-)o - soc分解产生恶臭的二氧化硫(SO2)以气体的形式冒出来，使反应不可逆。（涉及亚硫酰氯的反应应始终在通风良好的通风柜中进行注3）．
4.合成中的酸卤化物
好吧。所以羧酸可以转化为酸卤化物。现在怎么办呢?
它开启了一系列全新的可能性。酰卤化物亲核酰基取代比羧酸更容易发生。
如果羧酸被处理胺，醇酸，或羧酸盐(以及其他)，唯一会形成的产物是去质子化的羧酸（羧酸盐）.
如前所述，这是因为在基本条件下离去基团的羧酸不是氢氧根离子(HO-)而是二-阴离子(和非常基本的)O(2 -）.
羧酸在酸性条件下会发生亲核酰基取代，但那是另一回事。（看到羰基机理-消除）
一旦羧酸被转化为酸卤化物，然而，大量亲核酰基取代反应成为可能。
5.应用-综合问题
一旦这个反应出现在你的合成工具箱里，它就会为各种各样的合成问题提供解决方案。
看看你是否能想出两步合成下面三种分子的方法。
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SOCl2使羧酸转化为更多功能的酸卤化物的方式与SOCl2使醇转化为的方式极其相似烷基卤化物，随后可以转化为大量不同的产品通过SN1/SN2/E1/E2反应(比如，SN2反应的力量）
6.总结
- 亚硫酰氯可以将羧酸转化为酸卤化物。
- 酸卤化物可以转化为醛、酮、酸酐，酯类、酰胺或许多其他官能团。（包括返回羧酸-只要加水!）
- 这样，羧酸就可以(大约两步)转化成各种不同的羧酸羰基化合物。
- 你必须知道这个反应(或其他类似的反应，即PCl)3., PCl5草酰氯)如果你想成功地计划合成羧酸衍生品。
笔记
注1．它的作用是把羟基换成了正离子离去基团(-) osoc，即共轭碱(不稳定的)氯亚砜酸分子。一旦(-)osoc被取代，它几乎立即分解为二氧化硫(SO2)气体和氯离子。
注2．我们很容易认为S=O键和C=O键的行为很相似反应过程也很相似，比如加减反应。
然而，C=O和S=O之间的相关性并不是那么大。如前所述，硫原子是四面体，而不是三角形平面;精力充沛的“惩罚”失去一个离去基团在sp上2与碳相比，较重、极化性较强的硫的杂化原子要少得多。此外，它的S-O“π键”没有很多双键的性质。它通常被写成S(+)- o(-)来反映这个键的高度极性。
所以尽管你可能会看到这个机制，但它与现实的对应程度是一个悬而未决的问题。
注3。在我做助教期间发生过一次事故，一个学生把一个装有5毫升亚硫酰氯的烧瓶掉进了通风柜外的旋转蒸汽浴中。形成的SO2和HCl云清理了教学实验室半个小时，所以你可以想象亚硫酰氯如果暴露在你肺部的水分中会发生什么。小心对待，就像你处理光气一样。
测试你自己!
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(高级)参考资料和进一步阅读
- 酞酰氯
p . Kyrides
美国化学学会杂志1937年,59(1), 206 - 208
DOI:10.1021 / ja01280a051
一篇关于邻苯二甲酸酐与SOCl转化为二酸的早期论文2，以及反向反应，可再生SOCl2． - 二氯琥珀酰和其他一些潜在的环双官能团的结构
詹姆斯·卡森和埃尔默·j·瑞斯特
有机化学杂志1958年,23(10) 1492 - 1496
DOI:10.1021 / jo01104a024
在本文中，二氯琥珀酰只能从过量SOCl的酸中得到2催化量吡啶．吡啶可以用来催化SOCl2羧酸。 - Eine Methode zur katalysierten Herstellung von Carbonsäure‐und Sulfosäure‐chloriden mit亚硫酰氯
H.博斯哈德R.莫瑞M.施密德Zollinger
Helv。詹。学报1959，42(5), 1653 - 1658
DOI:10.1002 / hlca.19590420526
本文讨论了如何DMF（N, N-二甲基甲酰胺(常用溶剂)可用于催化SOCl的反应2用羧酸，这是现在常用的。 - n丁酰氯
Helferich和W. Schaefer
Org。Synth。1929，9, 32岁
DOI:10.15227 / orgsyn.009.0032
用SOCl将羧酸转化为酸氯化物的经典过程2从有机合成，一个独立测试有机转化的可靠来源。
在第4个反应方案(烷基氯化物的形成)中为第3个结构留出一些空间，这样右边的氯就能正确地显示出来。但除此之外，像往常一样，做得很好。也许讲几句这个转化的替代试剂也会有用。
谢谢。非常感谢你的建设性建议。
有人可能会补充说，亚硫酰氯并不像通常描述的那样是扁平的，而是锥体的，就像胺一样，只有一对单独伸出来。(因此，被两个不同基团取代的亚砜是手性的。反转势垒通常很高，足以使亚砜对映体的分离成为可能。
如果你认为亚硫酰氯不好，它确实不好，你应该知道它还有一个邪恶的孪生兄弟:硫酰氯(SO2Cl2)。这是一种不快乐的液体。
谢天谢地，我避免了与SO2Cl2打交道，但这并不意味着我没有从通风柜的邻居那里经历过。讨厌的东西!
这种反应有两种机制。一般来说，手性仲醇制亚硫酰氯的反应主要是立体化学的保留和NOT反转.....
真实的。所以我才把免责声明放在最下面。
嗨
我要在室温下，在二氯甲烷(溶剂)和DMF(催化剂)的比例下，进行酸与亚硫酰氯的酰化反应。我对这种反应没有经验。
经薄层色谱法测定，反应进度较慢。
原料(酸)是含N原子的HCl盐。
请指引我
谢谢，并致以最良好的问候
在薄层色谱上，酸卤化物可能水解成羧酸。
我不知道。但第二步是酰基化的弗里德工艺品，在这一步我没有产品。也就是说，第一步中可能没有卤化酰基。
不要把酸氯化物拿出来。一旦离开容器，它就会变回酸。你为什么不试着把两种试剂都溶解在DCM或CHCl3等溶剂中，然后滴入亚硫酰氯?
你好,
我在学校里学过醇、烷基氟、醚和胺通常不会发生sn2反应。但是为什么酒精会发生sn2反应呢?过渡态不是甲苯或甲磺酸，对吧?我不明白。你能解释一下吗?非常感谢!：）
氧和硫的配位使氧成为一个很好的离去基(很像甲磺酸盐或甲磺酸盐)因此氯离子可以在SN2反应中取代它!
不好意思，谁教你这个原理的?醇和SOCl2总是发生保留反应这是一种ipso取代，不是SN2，没有后反应也没有五价过渡态。如果你想要反转，你需要催化亲核试剂(例如路易斯碱或异原子溶剂)这基本上是在欺骗机制，因为亲核试剂反转了立体中心，而不是氯，氯本身反转了新的立体中心。上面所画的机制是错误的。这不是善意的谎言，这只是一个错误的机制。SOCl2是专门用于留存的!
谢谢你！为了回应你的评论，我花了大约十个小时写这篇文章。看到这个://m.deriinvest.com/2014/02/10/socl2-and-the-sni-mechanism/
嗨
我想先向你购买2吨亚硫酰氯，以检查质量和你运往德黑兰的能力
之后我将购买20吨
你的真实
哦，当然，我会在下周二之前把你的2吨SOCl2送到德黑兰。
你说SOCl2依赖于溶剂。那么请告诉我，当SOCl2与(S)-2-丁醇在乙醚存在下反应时会发生什么?当溶剂是吡啶时会发生什么?
我猜两种溶剂都是极性非质子的反应会发生Sn2反应。那么告诉我哪里会发生保留，哪里会发生反转。还有反应产物的名字。
我想问您，先生，在氯烷烃与socl2形成的机理中为什么硫能吸引氧的电子而氧的电负性更强?
请回复。
先生作为一个观众已经问过这个RXN在吡啶的存在PLS显示它也可以增强理解。根据我的研究，吡啶会接受HCL中的h+，并生成cl-，通常情况下，产物具有构型保留，使用吡啶可能会产生过量的cl-，会产生倒置产物
亲爱的詹姆斯博士:
嗨，医生，很高兴见到你。我是一名来自马来西亚的博士生。关于羧酸和亚硫酰氯的反应，我有一些问题。我想用氧化石墨烯和亚硫酰氯反应，使氧化石墨烯表面的COOH官能团变为COCl。我可以知道反应条件是什么吗?反应温度应该是多少?亚硫酰氯的用量比例应该是多少?
我真的很想知道，当SOCl2溢出到水中时，是否会产生稠密的烟雾或SO2或HCl云……我的意思是，你可以再次创造它。尽管在我的观察中，只有胺(任何胺或氨)含量存在时才有可能。然后，烟雾(白色浑浊)很难排出，因为它们沉淀下来，排出它们将是困难的。
当然是这样。虽然你是正确的，与胺或氨的反应会更快。
根据我的观察，我认为合成化合物是一部分，分离产物和提纯再结晶是主要部分:)
干得漂亮。
我确实有个问题。当醇和酯同时存在时，a反应如何进行?例如，在亚硫酰氯和甲醇存在下氨基酸的酯化反应。我认为这是一个竞争反应，但让我困惑的是酯产物更受欢迎，而醇似乎更容易反应。
任何意见都将不胜感激，谢谢。
亲爱的科迪，你的问题令人困惑。你到底想问什么?
有没有人有一个实验程序可以在构型反转的情况下对醇进行氯化反应?我找到了很多关于这种机制背后的理论的幻灯片和课堂笔记，但没有一步一步地展示它是如何在实验室中真正执行的，以及在产品中达到了什么产量。
我最近用反式4-t-丁基环己醇/吡啶和SOCl2做了这个实验，似乎失败得很惨。
用亚硫酰氯和DMF可以将酮(C=O)转化为氯(C- cl)吗?
不，它不是。你所描述的过程本身就是还原。
谢谢你的博客。我非常感谢你。：）
谢谢你对socl2反应的建议。
嗨
恭喜你的博客写得很好。
我有个问题，如果一个分子的结构上有一个酯和一个羧酸，你认为亚硫酰氯更倾向于攻击哪一种还是同时攻击两种?
相反，亚硫酰氯应该将羧酸转化为酸性氯化物。酯类不会与亚硫酰氯发生反应。
亲爱的，这是一个棘手的反应……
#亚硫酰氯首先攻击羧基。产生HCl和SO2…
#如果你在70-80摄氏度以上加热，那么产生的HCl会攻击酯，并分解成-COOH和-OH…
现在的SOCl2也会与生成的酒精反应…
#这就是为什么你必须添加像三乙胺(我的选择)或吡啶这样的碱来消耗盐酸…
祝一切顺利，还有更多的解释，但是，我希望你对系统中到底发生了什么有所了解。
那真是一个很棒的网站!使事情比我的相当模糊的类....清楚得多
非常感谢。
谢谢YH。很高兴有帮助。
实际上这个博客真的很有帮助。但是我还是很困惑，如果分子中有几个官能团，比如醇和羧酸，我想产生酰胺产物，怎么控制反应呢?如何避免氯乙腈攻击酒精?所以它更倾向于碳羧酸?
非常感谢。
我还在写论文。
看在上帝的份上，使用保护小组。不要试图玩弄多个未受保护的官能团。这太难了。
嗨……
我有一个问题，我们可以在没有氨基酸的胺基保护的情况下，用亚硫酰氯从氨基酸和胺中制备酰胺吗?
谢谢
不。保护胺首先作为氨基甲酸酯或类似。//m.deriinvest.com/2018/06/07/protecting-groups-for-amines-carbamates/
詹姆斯,
在你的“生成酸氯化物”机制中，我注意到在协同消除的主要步骤中，你显示氯离子直接从亚砜出发，而不是通过一个四面体中间体的加成-消除方式。我的理解是，当酰卤化物的碳种类经历亲核加成时，π键首先断裂并定位于氧，然后孤对重组羰基，并通过孤对机制步骤在β -消除中淘汰卤化物。我理解当羰基被攻击时，这种情况发生而不是卤化物以一致的方式离开(即“SN2”式机制)，因为羰基pi键比C-X sigma键弱。所以，我的问题是:你对“sn2式”攻击硫的描述是准确的还是只是为了方便?我相信硫可以通过五价中间体(而不是过渡态)发生类似sn2的取代，但我不确定这是否真的适用于这里。
谢谢,
丰富的
看到http://www.ch.imperial.ac.uk/rzepa/blog/?p=6816
分离的亚硫酸盐与1-苯基甲醇反应时，哪个键先断裂?哪个(C-O或S-Cl)键在机理上先断裂，因为两个键同时断裂，目前还不确定书中是否有记载。
从你的问题看不出你指的是什么反应。有可能S-Cl键先断裂，形成离子对，然后Cl攻击碳。这是我的猜测。
亚硫酰氯与甲醇反应时有可能生成硫酸二甲酯吗
硫的氧化态是错误的。你会得到二甲基亚硫酸盐。
嗨，我的问题是当我把socl2加到苯甲醇中然后我再加alcl3会得到哪种化合物?没能解出来
说实话，我觉得你会弄得一团糟。SOCl2和苄醇可以得到氯化苄，但是一旦加入AlCl3，就会发生混乱的聚合。
当分子中同时存在羧酸和醇时，是否可能与SO2Cl发生选择性氯化反应?
我不会冒这个险。
甲醇与亚硫酰氯和四氢呋喃的反应导致呋喃环的开孔。
一个非常有用的反应。
阅读有用的观点和评论。
嗯，这是因为与SOCl2和甲醇反应会生成无水HCl，众所周知，它可以裂解醚。
您能评论一下苯酚和SOCL2可能发生的反应吗?它们有没有可能像醇一样经历类似的转变?
当然不是，取代反应(SN2)在芳烃体系上不起作用，因为后面的攻击必须从环内发生。
“HOSCl分解成HCl和二氧化硫气体，这些气体会冒泡。”
我相信您打算编写hosoc
如果分子中同时有一个醇和一个羧酸并且都被氯化了呢?当咪唑存在时，它是作为碱去质子化羧基羟基还是作为溶剂?
我无法想象这个问题。你能附上一张图片或类似的东西吗?
谢谢你的东西真的很有帮助。我也来自印度
最后一步:
我从来没见过氯去质子。也许我们应该让水来做。
顺便说一下，你的9或10个羰基机制的表格非常棒。用这个PT步骤代替质子-去质子反应是个好主意。
但难道没有老师会抱怨这种内心的反应吗?
氯离子是可以的碱。在亲电芳香族取代反应中，可以通过脱质子还原芳香族。有些反离子的碱性不够，无法做到这一点(如三氟化)。
这是一段时间前做的。我建议把质子化和去质子化作为两个单独的步骤。在有机化学入门阶段，我们经常只说“质子转移”，就像挥动魔杖一样。
嗨
我有一个问题
哪个羧基和羟基对亚硫酰氯反应更活跃(这些官能团在某些化合物中是相互间的位置)?我试着在羧基上合成酰氯衍生物，在这种情况下可能吗?
如果它是苯酚，它不会对亚硫酰氯反应，因为SN2型反应是不可能的。取而代之的是卤化酰基，但我强烈建议你保护好你的酚基，否则你就会一团糟。