Gattermann-Koch 合成

簡介

Gattermann-Koch合成

該方法是用一氧化碳和氯化氫在催化劑三氯化鋁、氯化亞銅存在下，與苯環反應，使芳環上引入一個甲醯基。此法被稱作一氧化碳法，或稱Gattermann-Koch反應。

C₆H₆+CO+HCl —→ Ph—CHO 反應條件：AICI₃與CuCI作為催化劑

該反應主要用於烷基苯、烷基聯苯等具有供電子烷基的芳甲醛的合成。胺基取代苯，其化學性質太活潑，易在該反應條件下與生成的芳醛縮合成三芳基甲烷衍生物。單取代的烷基苯在進行甲醯化時，幾乎全部生成對位產物，該法不適用於酚及酚醚的甲醯化。

Ph—CH₃+CO +HCl—→ H₃C—Ph—CHO（51%）反應條件：AICI₃與CuCI作為催化劑，再進一步水解

反應所用催化劑除以AICl₃作主催化劑外，還要加輔助催化劑如CuCl、NiCl₂、CoCl2、TiCl₄等。反應一般在常壓下進行，產率在30%～50%之間，若在加壓（以3.5MPa左右為宜）下進行，產率可提高到80%～90%，溫度一般以25～35℃為宜。

ArH + CO+HCl —→ArCHO+HCl 反應條件：AICl₃和CuCl作催化劑

Ar=Ph，C₆H₄Me，C₆H₃Me₂，C₆H₂Me₃，C₆HMe₄，C₆H₄Cl等

此反應可以看成是Friedel—Crafts反應的一種特殊的形式，其機理尚無定論，一般認為可能如下：

CO+HCI+AICl₃—→ [HC═O] +AICl₄

ArH+[HC═O] —→ ArCHO +H

該反應適合於烷基苯的甲醯化，但不適用於酚、芳醚及具有間位定位基的底物的甲醯化，因為此場合可發生烷基化、脫烷基化、縮合以及烷基重排等副反應。

此反應常以苯、醚、硝基苯等為溶劑。催化劑除AICl₃以外，還可以用AIBr₃，AlI₃，FeCl₃，BF₃等。反應通常在常壓下進行，產率為30%～50%，加壓可提高產率至80%～90%。

一氧化碳與氯化氫可由下列反應製備：

ClSO₃H +HCO₂H —→CO↑ +HCl↑ +H₂SO₄

Gattermann改舊HCN和HCI為醯化劑，無水的氯化金屬鹽（如ZnCl₂等）為催化劑，可使此反應適用於烷基芳烴、酚、酚醚等：

HCN+HCI—→H—C(Cl)═NH

Ph—R +H—C(Cl)═NH—→R—Ph—CH═NH·HCl—→R—Ph—CHO+NH₄Cl 反應條件：第一步為無水ZnCl₂作為催化劑。