羧酸衍生物实用PPT课件PPT课件

1、1羧酸衍生物的简介 羧酸衍生物是羧酸分子中的羧酸衍生物是羧酸分子中的羟基被取代后的产物羟基被取代后的产物，重要的羧酸衍生物有酰卤，酸酐，酯，酰胺。重要的羧酸衍生物有酰卤，酸酐，酯，酰胺。R COORR CONH2R COXR COO C RO酯酰胺酰卤酸酐第1页/共33页2 第一节 羧酸衍生物的结构和命名一、结构一、结构羧 酸 衍 生 物 在 结 构 上 的 共 同 特 点 是 都 含 有 酰 基羧 酸 衍 生 物 在 结 构 上 的 共 同 特 点 是 都 含 有 酰 基（ ），酰基与其所连的基团都能形成），酰基与其所连的基团都能形成P-P-共轭体共轭体系。系。R CORCOLP 共轭体系(

2、1)与酰基相连的原子的电负性都比碳大，故有 效应I(2)(3)L 和碳相连的原子上有未共用电子对，故具有+ C当+ C I时，反应活性将降低时，反应活性将增大当+ CI第2页/共33页3二、命名二、命名1 1、酰卤和酰胺的命名根据酰基称为某酰某。、酰卤和酰胺的命名根据酰基称为某酰某。 CH3CClO乙酰氯H3CHCH2CH2CCClOH3C 4-甲基戊酰氯 -甲基戊酰氯第3页/共33页(phthalimide)邻邻苯苯二二甲甲酰酰亚亚胺胺CNHCOOCNHCOOCH3COHNCH3(N-methyl acetamide)N-甲甲基基乙乙酰酰胺胺CH3CONC2H5CH3CH3CONC2H5CH

3、3(N-ethyl -N-methyl acetamide)N- -甲甲基基- -N- -乙乙基基乙乙酰酰胺胺第4页/共33页52 2、酸酐的命名是在相应羧酸的名称之后加一、酸酐的命名是在相应羧酸的名称之后加一“酐酐”字。字。 CH3COO COCH3CH3COO COCH2CH3CCOOO乙酸酐乙酸丙酸酐1,2环己烯二甲酸酐COCOOCCOOO 邻苯二甲酸酐(phthalic anhydride) 苯甲酸酐(benzoic anhydride)第5页/共33页6 3 3、酯的命名是根据形成它的酸和醇称为某酸某酯。、酯的命名是根据形成它的酸和醇称为某酸某酯。 CH3COO CH2CH=CH2C

4、H3O OOHCH2CH COOCH3乙酸烯丙酯甲酸甲酯丙烯酸甲酯第6页/共33页4、 腈的命名腈命名时要把CN中的碳原子计算在内，并从此碳原子开始编号；氰基作为取代基时，氰基碳原子不计在内。CH3CH2CHCH2CN CH3CH2CHCOOH NC(CH2)4CNCH3CN3-Methylpentanenitrile 2-Cyanobutanoic acid 1,6-Hexanedinitrile 3-甲基戊腈 2-氰基丁酸 己二腈-甲基戊腈 -氰基丁酸 己二腈 第7页/共33页8第三节 羧酸衍生物的化学性质一一、 酰基上的亲核取代酰基上的亲核取代(加成加成-消去消去)反应反应三、 还原反应

5、 二、 与Grignard试剂作用四、 酰胺的特殊反应第8页/共33页9 酰基上的亲核取代(加成-消去)反应RCO=L+Nu加 成Nu：=H2O、：ROH、：NH3、：RNH2：sp3RCO=Nu+L消 除L=OH、RO、X、NH2RCLONusp2sp3反应的净结果是反应的净结果是L L基团被取代，故称为亲核取代反应。基团被取代，故称为亲核取代反应。 反应活性：反应活性：第一步第一步取决于羰基碳原子的亲核性（羰基碳的正电性）。取决于羰基碳原子的亲核性（羰基碳的正电性）。电子效应：电子效应： 羰基碳原子连有吸电子基团，使反应活性羰基碳原子连有吸电子基团，使反应活性；反之，反应活性反之，反应活性

6、。空间效应：空间效应：羰基碳原子连有的基团体积羰基碳原子连有的基团体积，不利于亲，不利于亲核试剂的进攻，也不利于四面体结构的形成，反应活核试剂的进攻，也不利于四面体结构的形成，反应活性性 。RCLONusp2第9页/共33页10 第二步第二步取决于离去基团的离去能力。取决于离去基团的离去能力。 离去基团的碱性越强，越不易离去。基团的离去离去基团的碱性越强，越不易离去。基团的离去能力顺序为：能力顺序为： 综上所述，羧酸衍生物的反应活性顺序为：综上所述，羧酸衍生物的反应活性顺序为：RCO=XRCO=RC=OORCO=ORRCO=NH2X RCOO RO NH2第10页/共33页11特点： a.产物

7、均有羧酸生成。 b.活性：酰卤酸酐 酯 酰胺（一） 水解 R CClOR COR CNH2ORCOOR CORO+RCOOHHClNH4+ H2O+ H2O剧烈反应+ H2O+ H2OH+或OH -H+或OH -H+或OH - ,长时间回流+2RCOOHRCOOHRCOOH减慢ROH第11页/共33页12R CClOR COR CNH2ORCOOR CORO+减慢剧烈反应CH3CH2OHNH3HClRCOOH+R COOC2H5R COCH3CH2OHCH3CH2OHCH3CH2OHOC2H5R COOC2H5ROHR COOC2H5特点：a.醇解产物是酯。 b.反应活性： 酰卤酸酐 酯 酰胺

8、 c.酰氯和酸酐是活泼的酰基化剂。 d.酯的醇解为酯交换。（二）醇解（二）醇解R CClOR COR CNH2ORCOOR CORO+减慢剧烈反应CH3CH2OHNH3HClRCOOH+R COOC2H5R COCH3CH2OHCH3CH2OHCH3CH2OHOC2H5R COOC2H5ROHR COOC2H5第12页/共33页13C=OCl+ HOC(CH3)3吡 啶C=OOC(CH3)3反应活性较差叔 醇 酯与醇作用，仍生成酯，故又称为酯交换反应。该反酯与醇作用，仍生成酯，故又称为酯交换反应。该反应可用于从低沸点酯制备高沸点酯。如：应可用于从低沸点酯制备高沸点酯。如：(CH3)3CCOOH

9、SOCl2(CH3)3CCOClC6H5OH吡 啶(CH3)3CC=OOC6H5位阻大CH2=CHCOOCH3+CH3(CH2)2CH2OHH+CH2=CHCOO(CH2)3CH3+ CH3OHb.p: 80.5低沸点酯b.p: 145高沸点酯b.p: 64.7易蒸出第13页/共33页14特点：a. 产物是酰胺。 b. 反应活性: 酰卤酸酐 酯 酰胺 c. 重要的溴化试剂NBS，N-溴代丁二酰亚胺 OOO+NH3NHOOBr2NOOBrN-溴代丁二酰亚胺(NBS)R CClOR COR CNH2ORCOOR CORO+NH32NH3NH3RNH2(过量)R CNH2OR CNH2OR CNH2

10、O+NH4ClH3C C NH2ORCNHROCH3CH2OHNH3 氨解第14页/共33页15 比较反应活性：比较反应活性：RC=OOR”RCR=ORCR=OMgOR”XRMgX醚RCROMgXRH3O+RCROHR 结构结构对称的对称的叔醇叔醇RC=OOR”+ RMgX醚RCOMgXOR”R二、与有机金属化合物的反应（一） 酯与格氏试剂的反应 a. 可制得两个烃基相同的叔醇。b. 反应难停留在酮的阶段,因为酮与格试剂反应比酯快 c. 甲酸酯与格氏试剂反应得对称的二级醇。 HCOOCH2CH32EtMgCl+干乙醚H2OEt CHEtOH第15页/共33页16 四、酰胺的特殊反应（一） 酸碱

11、性（二） Hofmam降解反应 可制备少一个C原子的伯胺。注意：N-取代的酰胺不能发生Hofmann降解反应。 COCONHKOH+COCON- K+H2O+COCONHBr2 + NaOH+COCON BrNaBr + H2O+0RCNH2ONaOH + Br2RNH2第16页/共33页羧酸NH3铵盐酰胺100o200oC -H2OH2O 40o50oC -H2O腈H2O（三） 脱水反应酰胺与强的脱水剂共热可脱水生成睛,这是制备腈的方法之一CONH2ClP2O5/CNCl+ H2O第17页/共33页18一、碳酸衍生物一、碳酸衍生物 COHOOHCOH2NNH2COClClCOH2NOR碳酸碳

12、酰氯碳酰胺氨基甲酸酯COHOOH第四节 碳酸衍生物及原酸衍生物第18页/共33页191. 物性：白色结晶固体；熔点135； 易溶于水和乙醇，不溶于氯仿和乙醚。 成盐 化性：CO(NH2)2HNO3CO(NH2)2 HNO3+硝酸脲(结晶固体不溶于水) 水解CO(NH2)2H2O2NH3CO2Na2CO3酶2NaOHH2O2HCl+CO2+2NH32NH4Cl 放氮反应 CO(NH2)2+ 2HONO2N23H2O+ CO2+二、脲（尿素）第19页/共33页（4）缩二脲的生成和缩二脲反应1501600CH2NCONH2H2NCONH2+H2N CONH CONH2+ NH3CONHNH2CONH

13、2 + CuSO4 + NaOH缩二脲反应紫色或紫红色溶液CONH凡分子中含两个或两个以上结构的化合物都能进行缩二脲反应肽键第20页/共33页第五节第五节 油脂、磷脂和蜡油脂、磷脂和蜡定义：油脂、磷脂和蜡同属于类脂化合物，类脂是指不溶于水而溶于弱极性或非极性有机溶剂的一类有机化合物。具有重要的生理功能，是生物体的重要组成部分。第21页/共33页一、油脂（一）油脂的组成、结构和命名油脂油(oils ) -常温下为液态脂(fats)-常温下为固态或半固态油脂水解脂肪酸 甘油1. 组成鱼脂奶油第22页/共33页CH2CH OCH2OO CCCRORROOCH2COCH2OO CCCRORROOH单三

14、酰甘油混三酰甘油L构型2. 结构油脂中的脂肪酸油脂中的脂肪酸饱和脂肪酸不饱和脂肪酸单烯脂肪酸多烯脂肪酸第23页/共33页CH3HOOCCH3HOOC特点： 直链、偶数碳(1424)；双键为顺式非共轭；饱和脂肪酸的熔点较高。第24页/共33页（二）油脂的化学性质1. 皂化皂化值：1g油脂完全皂化所需要氢氧化钾的mg数。CH2CH OCH2OO CCCRORROO+ 3NaOHCH2CH OHCH2OHOHRCOONaRCOONaRCOONa+意义：判断油脂的平均分子量；是油脂的质量指标之一。第25页/共33页2. 加成（1）加氢HC CHH2Ni（2）加碘HC CHI2II碘值：100g油脂所能

15、吸收碘的克数。 实际常ICl或IBr的冰醋酸溶液代替I2意义：用于判断油脂中不饱和脂肪酸的多少。第26页/共33页3. 酸败CH2CH CH CH2+ O2霉菌CH2CHOCOHCH2CH2COHH2CCOHOCH2COOH + HOOCCH2酸值：中和1g油脂中游离脂肪酸所需氢氧化钾的mg数。 酸值大于6，不宜食用。 另一变化是油脂水解生成脂肪酸，在经氧化成小分子化合物。如脂肪酸的-氧化第27页/共33页二、磷脂磷脂(phospholipid)含有磷酸二酯键的脂类磷脂甘油磷脂鞘磷脂（神经磷脂）（一） 甘油磷脂1、甘油磷脂的组成、结构和命名第28页/共33页stereospecific num

16、bering ( sn) 立体专一编号CH2COCH2OCPOOOHOHRHOCOR123磷脂酸CH2COCH2OCPOOOHOH(CH2)14CH3HOCO123CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7Sn-甘油-1-软脂酸-2-油酸-3-磷酸酯第29页/共33页2、卵磷脂 卵磷脂易溶于乙醚、乙醇、氯仿，不溶于水、丙酮，具有乳化性。CH2COCH2OCPOOOOH(CH2)14CH3HOCOCH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2CH2N(CH3)3OH-+CH2CCH2O POOO-HOCOCH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2CH2N(CH3)3+卵磷脂CH3(CH2)14COOHOCH2CH2N+(CH3)3OH-胆碱第30页/共33页3、脑磷脂 脑磷脂易溶