羧酸衍生物的化学性质

1、11.4 11.4 羧酸衍生物的化学性质羧酸衍生物的化学性质OCRXROCROOCROCROROCRNH2COOH酰氯酰氯酸酐酸酐酯酯酰胺酰胺羧酸衍生物羧酸衍生物酰基11.4.1 羧酸衍生物的命名羧酸衍生物的命名1.酰酰 卤卤 -溴丙酰溴溴丙酰溴 -间甲苯基丙烯酰氯间甲苯基丙烯酰氯CH3COClCOBrCH3CHCOBrBrCH3CHCOClCH苯甲酰溴苯甲酰溴乙酰氯乙酰氯顺丁烯二酸酐顺丁烯二酸酐2.2.酸酸 酐酐CH3COOCOCH3乙乙 酸酸 酐酐CH3COOCOC2H5乙酸丙酸酐乙酸丙酸酐COOCOCH3苯甲酸乙酸酐苯甲酸乙酸酐COCOOCOCOO邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐3.3.酰酰 胺

2、胺CH2CONH2NHCOCH3CH3CH2CONH2苯乙酰胺苯乙酰胺丙酰胺丙酰胺N, N-二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺乙酰苯胺乙酰苯胺 -甲基甲基- -戊内酰胺戊内酰胺 HCONCH3CH3NHOCH3COCONH邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰亚胺 4. 4. 酯酯HCOC2H5OH3CCOOCCOC2H5OC2H5OOCOCH3OCCOC2H5OHOOOOH3C邻苯二甲酸二乙酯邻苯二甲酸二乙酯邻苯二甲酸邻苯二甲酸 单乙酯单乙酯甲酸乙酯甲酸乙酯乙酸苯酯乙酸苯酯苯甲酸甲酯苯甲酸甲酯 -甲基甲基- -丁内酯丁内酯 11.4.2 11.4.2 羧酸衍生物的化学性质羧酸衍生物的化学性质p- -共轭共轭- -I

3、 , +, +C效应效应1.1.结构及反应类型结构及反应类型Y: X, OCOR, OR, NR2RCHCOYH亲核取代亲核取代-H-H取代取代 .羰基羰基还原还原2.2.亲核取代反应机理亲核取代反应机理RCOYNu+_RCONuY+_亲核加成再消除亲核加成再消除Y: 离去基离去基.CYNuRO_XOCORORNH2亲核试剂：亲核试剂：1 H2O ROH NH3下列化合物亲核取代活性大小下列化合物亲核取代活性大小? ?课堂思考：课堂思考：OCRXOCROOCROCROROCRNH2空间效应，电子效应，离去基团离去能力空间效应，电子效应，离去基团离去能力空间位阻越小，越有利于反应的进行。 空间效

4、应：空间效应： CH3COYRCH2COYR2CHCOYR3CCOY3.3.亲核取代反应活性亲核取代反应活性 电子效应电子效应+C 效应效应RCORCORCXORORCORCNH2OO. . .,亲核取代活性为：亲核取代活性为：RCORCORCXORORCORCNH2OO. . . . . . .增加增加酰氯酸酐酯酰胺 基团离去能力基团离去能力 羧酸衍生物中基团离去能力顺序：羧酸衍生物中基团离去能力顺序：I Br Cl OCOOR OR OH NH2 亲核取代活性为：亲核取代活性为：RCORCORCXORORCORCNH2OO11.4.3 11.4.3 酰氯的化学性质酰氯的化学性质1. 水解、

5、醇解、氨解、酸解水解、醇解、氨解、酸解RCClOHOHHORHNH2HOCRO+RCOORRCONH2RCOOCOR+RCOOHHCl+HCl+HCl+HCl水解水解醇解醇解氨解氨解酸解酸解试着写出亲核取代的反应机理试着写出亲核取代的反应机理反应机理：反应机理：RCClO+H2O+RCClOOHHRCOHOH+RCClOOHHCl_RCOHOH_+醇解、氨解、酸解反应机理同上亲核加成再消除亲核加成再消除例如：例如：COClHOC(CH3)3(CH3)3C+三乙胺三乙胺HClCOOC(CH3)3(CH3)3C+COClNH+HClCNO+(CH3)2CHHOOCCOCl+OOCO(CH3)2CH

6、CHCl+? ? ? ? 2. 酰氯与过氧化钠反应酰氯与过氧化钠反应 NaClNa OONaCOClCOOCOO+过氧化苯甲酰过氧化苯甲酰 过氧键不稳定过氧键不稳定 自由基引发剂自由基引发剂 漂白剂漂白剂 脱色剂脱色剂 11.4.4 11.4.4 酸酐的化学性质酸酐的化学性质1.水解、醇解、氨解水解、醇解、氨解RCOOHOHHORHNH2COR+RCOORRCONH2RCOOH+RCOOH+RCOOHRCOOH酸催化酸催化酸或碱催化酸或碱催化COOCOHORH+ +醇解举例：醇解举例：OCORCOOHCOORCOORHOR / H+ +R=C4H9CH2CHCH2CH2CH2CH3C2H5,_

7、n是塑料、人造革的增塑剂是塑料、人造革的增塑剂COOCONH3+ 2氨解举例：氨解举例：邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰亚胺COCONH2ONH4COCONH2OHH3O+ +CNHOCO压压力力H2O_OHCOOHCH3COOCH3CO+ 水杨酸水杨酸 乙酰水杨酸乙酰水杨酸 （阿斯匹林）（阿斯匹林） 乙酰水杨酸的制备：乙酰水杨酸的制备：COCOOHCH3O解热、镇痛的药物，解热、镇痛的药物，预防风湿性心脏病及肠癌。预防风湿性心脏病及肠癌。 早在早在1853年夏，弗雷德里克年夏，弗雷德里克热拉尔就用水杨酸热拉尔就用水杨酸与与醋酐醋酐合成了合成了乙酰水杨酸乙酰水杨酸，但没能引起人们的重视；，但没能引起人

8、们的重视；1898年德国化学家菲霍夫曼又进行了合成，并为他父年德国化学家菲霍夫曼又进行了合成，并为他父亲治疗风湿关节炎，疗效极好；亲治疗风湿关节炎，疗效极好；1899年由年由德莱塞德莱塞介绍介绍到临床，并取名为到临床，并取名为阿司匹林阿司匹林(Aspirin)。到目前为止，。到目前为止，阿司匹林已应用百年，成为医药史上阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药物之三大经典药物之一一，至今它仍是世界上应用最广泛的，至今它仍是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗解热、镇痛和抗炎药炎药，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。在，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。在体内具有体内具有抗血栓抗血栓的作用，

9、它能抑制血小板的释放反应，的作用，它能抑制血小板的释放反应，抑制血小板的聚集。抑制血小板的聚集。 临床上用于临床上用于预防心脑血管疾病预防心脑血管疾病的发作。的发作。 阿司匹林介绍：阿司匹林介绍：CH2CHCH2R3COOR2COOR1COOR1COONaR2COONaR3COONaCH2CHCH2OHOHOH+ 3 NaOH+油脂油脂( (油和脂肪）油和脂肪） 肥皂肥皂 甘油甘油11.4.5 11.4.5 酯的化学性质酯的化学性质日常生活例子：RCOORH+RCOOHROHRCOONaROHNaOH+H2O1. 酯的水解酯的水解碱水解机理：RCOOROH+RCOOROHRCOOHRO+RCO

10、OROH+亲核加成再消除不可逆可逆RCOORH+RCOORH+RCOOHHROH+酸水解机理：RCOOROHHH+更缺电更缺电RCOOROH2H+H2O.RCOOHH+_酯的生成和水解：酯的生成和水解：保护羟基保护羟基CH2OHCH2OOCCH3CH2OOCCH3O2NCH2OHO2NH3O(CH3CO)2OHNO3/H2SO4+ +CH2OHCH2OHO2N？2.2.酯的醇解又称酯交换酯的醇解又称酯交换RCOORROHRCOORROH+3.3.酯的氨解酯的氨解RCOORRCONH2ROHNH3+CH3CH2COOCH3C8H17OHHCH3CH2COOC8H17CH3OH+由活泼的低级酯制备

11、高级酯由活泼的低级酯制备高级酯+ +OHCOOC2H5CH3NH2+OHCONHCH34. 酯缩合反应（酯缩合反应（Claisen酯缩合）酯缩合）酯的酯的H H 酸性小于醛、酮酸性小于醛、酮和酰氯，大于酰胺。和酰氯，大于酰胺。 16 17 20 25 30H pKa ：CH3COCl CH3CHO CH3COCH3CH3COOC2H5CH3CON(CH3)2酯缩合反应（酯缩合反应（Claisen酯缩合）酯缩合）乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯3-3-丁酮酸乙酯丁酮酸乙酯CH3COOC2H5CH3COOC2H5C2H5ONaH3O+CH3COCH2COOC2H5C2H5OH+ 在在强碱强碱作用下，具有作

12、用下，具有-H-H的酯的酯分子之间反应脱除分子之间反应脱除一分子醇生成一分子醇生成- -酮酸酯酮酸酯的反应。的反应。酯缩合机理：酯缩合机理：C OC2H5OCH2HCOC2H5H2CO+C2H5OC2H5OHCH3COC2H5OCH2COOC2H5CH3COOC2H5CH2COOC2H5+COC2H5CH3CCHOC OC2H5CH3CCH2OOO+HOC2H5H3O+ +COC2H5OCH3CCH2OOC2H5+想一想：想一想：CH3COOC2H5CH3CH2COOC2H5NaOC2H5H3O+？+下列反应有几种产物生成下列反应有几种产物生成4 种种无制备意义无制备意义？一个酯无一个酯无-H

13、-H才有制备意义才有制备意义! !交叉酯缩合交叉酯缩合：HCOOC2H5CH3COOC2H5C2H5ONaH3O+HCOCH2COOC2H5C2H5OH+甲酰乙酸乙酯甲酰乙酸乙酯+例如：例如： 酯与醛、酮交叉缩合：酯与醛、酮交叉缩合：C6H5CHCHCOOC2H5C6H5CCH2CC6H5OOC6H5COHCH3COOC2H5C2H5ONaH3O+C6H5COCH2COOC2H5HH1.C6H5COOC2H5CH3COC6H5C2H5ONaH3O+2.二元酸酯的缩合二元酸酯的缩合CH2CCO2C2H5OOC2H5NaOC2H5合成环状- -酮酸酯方法分子内酯缩合分子内酯缩合Dieckmann缩

14、合缩合OCO2C2H5aaCHCOOC2H5CH2CH2CH2COOC2H5HNaOC2H5H3OOCOOC2H5+CO2C2H5HCO2C2H5CO2C2H5CO2C2H5COC2H5H5C2OO几个举例：几个举例：含有-HCH3COOC2H5NaOC2H5COCH2CO2C2H5COCH2CO2C2H5HCOCH2CO2C2H5H5C2O2CCOCH2CO2C2H5H5C2O11.4.4 11.4.4 酰胺的化学性质酰胺的化学性质1. 水解水解 CNH2ORH2OHClNaOHRCOOHRCOONaNH4ClNH3+CH3COOHNH2+CNHOCH3H2OHCl+例如：例如：？NH2NH

15、2NO2？课堂思考：课堂思考：CH3COOHNH2CH3CONH+HNO3CH3CONHNO2H3OCH3COOHNH2NO2+ +水解反应应用：水解反应应用：保护氨基保护氨基2. .酰胺脱水反应酰胺脱水反应 酰胺在强脱水剂作用下，分子内脱水，生成酰胺在强脱水剂作用下，分子内脱水，生成腈腈。CH3CH2CH2CNH2OP2O5CH3CH2CH2CN+H2OCONH2丁腈丁腈CN3. .酰胺脱羰反应（酰胺脱羰反应（HofmannHofmann降级反应）降级反应）制备高纯度伯制备高纯度伯胺法。胺法。CNH2OROH2RNH2+Br2NaBrNaHCO3NaOH+或Cl2CNHOCO+ H2O脱羰举

16、例脱羰举例：NaOHC NH2OCOONaNH2COONaBr2/NaOH4. 与亚硝酸反应（放出与亚硝酸反应（放出N2反应）反应）用于酰胺的鉴别和定量分析用于酰胺的鉴别和定量分析HONO+RCONH2RCOOHN2H2O+ArCONH2HNO2+ArCOOHN2H2O酰胺的氮原子上有两个氢原子时：酰胺的氮原子上有两个氢原子时：5 5. 酰胺的酸碱性酰胺的酸碱性酰胺是中性化合物酰胺是中性化合物(1) (1) 酰胺有酰胺有弱碱性弱碱性CONH2R.CH3CONH2+H2OHClCH3CONH3Cl+CH3CONH2HCl乙乙醚醚+p-共轭共轭 12+CH3CONH2NaCH3CONHNaH2OC

17、H3CONH2NaOH- -+ +H2(2) (2) 酰胺有酰胺有弱酸性弱酸性CH2CNHOCH2COBr2CH2CNBrOCH2CO+ KBr0 CONBSCH2CNKOCH2CO+ KOHpKa：15pKa：9.611.4.5 11.4.5 羧酸衍生物的还原羧酸衍生物的还原1. .催化加氢催化加氢罗森门德罗森门德（1 1）酰卤酰卤的加氢还原的加氢还原CH3CH2CH3CH2CH3CH2HNiHNiCOClCHOCH2OH22CH3CH2CH3CH2COClCHOH2CH2CH2COClCH3OOCH2Pd/BaSO4-S-喹啉喹啉喹啉喹啉Pd/BaSO4-S-CH2CH2CHOCH3OOC

18、C4H9OHCH3CH2CHCHCH2COOC4H9CH3CH2CHCHCH2CH2OH+Na/C2H5OH（2 2）酯加氢还原）酯加氢还原CuO.CuCrO4+RCOORH2RCH2OHR OH压压力力合成高碳脂肪醇合成高碳脂肪醇CHCHCOOC2H5CH2CH2CH2CH2OHCH2C2H5OHCuO.CuCrO4+H2压力压力2.2.LiAlH4还原还原RCYORCHORCYOH YLiAlH4_（1）酰氯、酸酐和酯的还原：）酰氯、酸酐和酯的还原：CH3CH2CHOCH3CH2CH2OHCH3CH2COClLiAlH4LiAlH41 H2O例如：例如：？12RCH2OHH2OLiAlH4

19、RCOClNaBH4H3ORCH2OH+ +H3OCH3(CH2)4CH3(CH2)4CH2CONH2NH2LiAlH4+ +（2）酰胺的还原：）酰胺的还原：N(CH3)2CH2乙醚乙醚H3OCN(CH3)2OLiAlH4+ +乙醚乙醚CH2CH2NH2CH2HOCH2CH3OH+H3OCONH2CH2CH2COCH3OLiAlH4+ +？RCYORCYOMgXRRMgX+RCRORCROMgXRRCROHRRMgX+H2O11.4.6 11.4.6 羧酸衍生物与格利雅试剂反应羧酸衍生物与格利雅试剂反应 反应过程：反应过程：MgXYRCRO_1.1.酰氯与酰氯与RMgX的反应的反应COCl+

20、RMgXCH3COClCH3MgICH3COCH3MgClI+乙醚乙醚-15 (CH3)3CCOClClMgC(CH3)3+体积大体积大(CH3)3CCOC(CH3)3MgCl2+体积更大！体积更大！CORCOHRRRMgX1 12 2H3O+ +2.2.酯与酯与RMgX的反应的反应叔醇叔醇, 两个烷基相同两个烷基相同仲醇仲醇, 两个烷基相同两个烷基相同(CH3)2CHCOOC2H5C2H5MgBrH3O+2+(CH3)2CHCOHC2H5C2H5RCHROHH3O+HCOOC2H5RMgBr2+3.3.酸酐与酸酐与RMgX的反应的反应C4H9MgBrCH3COCCH3OO+-80CH3CC4

21、H9OCH3CO2MgBr+CH3COC4H9OMgBrCCH3O(a) 羧酸CH3COOH + CH3OHCH3COO-Na+ CH3IH+CH3COCl + CH3OH(CH3CO)2O + CH3OHCH3COOR + CH3OHCH3COOCH3(b)酰氯(c)酸酐(d) 酯+ H3O+CH3COOH + CH3OHCH3COO-Na+ + CH3OH+ NaOH(1) LiAlH4(2) H2OCH3CH2OH + CH3OH(1) 2RMgX(2) H2O+ CH3OHCH3CRROH+ NH3CH3CONH2+ CH3OH酯缩合反应 (Claisen, Dieckmen, Cro

22、ssed ester condensation ) 酸性( 卤代，互变异构，负碳离子 )水解（皂化）还原与Grignard试剂反应形成酰胺制备性质酯的性质酯的性质CH3COOH + CH3OH(1) LiAlH4(2) H2OCH3CH2OH + CH3OH(1) 2RMgX(2) H2O+ CH3OHCH3CRROHCH3CONH2制备性质CH3COOH +SOCl2PCl3PCl5COClCOClCH3CClOH2OROHNH3ArHAlCl3CH3COArR2CuLiCH3CROH2Pd/BaSO4/SCH3COOR CH3CHORosenmund 反应酰氯的性质酰氯的性质酸酐的性质酸酐的性质Perkin 反应(CH3CO)2O3CH COOHAlPO4700 oCH2OROHNH3制制备备性性质质3CH COOH23CH COOR3CH CONH2O H酰胺的性质酰胺的性质CH3CONH2CH3CO2HNH3CH3CO2-NH4+CH3COClNH3(CH3CO)2ONH3CH3COOCH3NH3H3O+CH3CO2HNaOHLiAlH4H2OBr2/N