ch-8羧酸取代羧酸ppt课件

1、第八章第八章羧酸及取代羧酸羧酸及取代羧酸羧酸是一类具有酸性的有机化合物，羧基是羧酸的羧酸是一类具有酸性的有机化合物，羧基是羧酸的官能团。通式官能团。通式 :RCOOH CHCOOHCH3COOHOCOCH3(CH3)2CHCH2布洛芬（芬必得） 阿司匹林羧酸分子中烃基上的氢被其他原子或基团取代羧酸分子中烃基上的氢被其他原子或基团取代后的化合物，称为取代羧酸。后的化合物，称为取代羧酸。RCHCOOHRCCOOHXOHONH2RCHCOOHRCHCOOH按烃基的种类按烃基的种类 饱和羧酸饱和羧酸 脂肪羧酸脂肪羧酸 不饱和羧酸不饱和羧酸羧酸羧酸 脂环羧酸脂环羧酸 芳香羧酸芳香羧酸按羧基的数目按羧基的

2、数目 一元酸，二元酸，多元酸一元酸，二元酸，多元酸第一节第一节 羧酸的分类和命名羧酸的分类和命名 p480C15H31COOH 软脂酸软脂酸 C17H35COOH 硬脂酸硬脂酸 许多羧酸最初来自天然产物，因此常采用许多羧酸最初来自天然产物，因此常采用 俗名来命名。俗名来命名。HCOOH CH3COOH C6H5COOH HOOCCOOH (Z)-HOOCCH=CHCOOH 顺顺-丁烯二酸丁烯二酸 马来酸马来酸(E)-HOOCCH=CHCOOH 反反-丁烯二酸丁烯二酸 富马酸富马酸蚁酸蚁酸 醋酸醋酸 安息香酸安息香酸 草酸草酸一一 命名命名羧酸的系统命名法与醛类似。羧酸的系统命名法与醛类似。 羧

3、酸习惯上常用希腊字母标位，与羧基直接相羧酸习惯上常用希腊字母标位，与羧基直接相连的碳原子为连的碳原子为，其他依次为，其他依次为、 (末端末端) 等。等。CH3CH2CHCHCOOHCH3CH3CH2CHCHCHCOOHCH3CHCHCHCOOHCH3HOOCCH2CCOOHOHCH2COOH2,3-二甲基戊酸二甲基戊酸 或或 , -二甲基戊酸二甲基戊酸2-甲基甲基-3-戊烯酸戊烯酸3-羧基羧基-3-羟基戊二酸柠檬酸羟基戊二酸柠檬酸2,4-戊二烯酸戊二烯酸CH2COOHCHCHCOOH3-苯基丙烯酸苯基丙烯酸肉桂酸肉桂酸 COOHCOOHCH2COOHCOOHCOOHCOOH脂环族和芳香族羧酸命

4、名：把脂环和芳环看作脂环族和芳香族羧酸命名：把脂环和芳环看作取代基，以脂肪族羧酸作为母体进展命名。取代基，以脂肪族羧酸作为母体进展命名。(2-)环己基乙酸环己基乙酸1,2-环己基二甲酸环己基二甲酸 苯甲酸苯甲酸邻苯二甲酸邻苯二甲酸 (1,2-苯基二甲酸苯基二甲酸) -萘乙酸萘乙酸CH3(CH2)4 CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3CO2H158111420二十二十 四烯酸四烯酸5,8,11,14-(花生四烯酸花生四烯酸)D5,8,11,14D5,8,11,14二十碳四烯酸二十碳四烯酸10C的不饱和酸在碳数后加的不饱和酸在碳数后加“碳字碳字碳碳 1. 分子中

5、有两个部位可构成分子中有两个部位可构成H-键，常以二聚体存在键，常以二聚体存在 1 b.p很高比很高比M相近的醇高相近的醇高 例：例： M甲酸甲酸 = M乙醇，乙醇， b.p 100.7 78.5 2 与水构成与水构成H-键键=易溶于水易溶于水 C1C4 的酸与水混溶，的酸与水混溶，R增大，水溶性增大，水溶性 CROO HC ROOH二二 物理性质物理性质 p481 -活泼活泼H的反响的反响酸性酸性羰基的亲核加成，羰基的亲核加成，然后再消除表然后再消除表现为羟基的取代现为羟基的取代羰基的亲核羰基的亲核加成，复原加成，复原R C C O HOH脱羧脱羧化学性质化学性质第二节第二节 酸性酸性 p4

6、83 羧酸普通都属于弱酸，比碳酸和苯酚的酸性强。羧羧酸普通都属于弱酸，比碳酸和苯酚的酸性强。羧酸能分解碳酸氢钠，放出二氧化碳，而酚不能。利酸能分解碳酸氢钠，放出二氧化碳，而酚不能。利用此性质可以区别羧酸与酚类。用此性质可以区别羧酸与酚类。酸性强弱：无机酸酸性强弱：无机酸 羧酸羧酸 H2CO3 酚酚 H2O 醇醇 RCOOH + NaHCO3RCOONa+CO2H2O+分子量大的羧酸难溶于水，但其钾盐或钠盐那么易分子量大的羧酸难溶于水，但其钾盐或钠盐那么易溶于水。医药上常将含羧基而难溶于水的药物制成溶于水。医药上常将含羧基而难溶于水的药物制成易溶于水的盐，如将青霉素易溶于水的盐，如将青霉素G制成

7、钾盐或钠盐供注射制成钾盐或钠盐供注射用。用。取代基对羧酸酸性的影响取代基对羧酸酸性的影响电子效应对酸性的影响电子效应对酸性的影响共轭效应共轭效应场效应场效应p484吸电子取代基使酸性增大，吸电子取代基使酸性增大，给电子取代基使酸性减少给电子取代基使酸性减少X= OH OCH3 CH3 H Cl NO2 pKa 4.57 4.47 4.38 4.20 3.97 3.42COOHXHCOOHClCOOHpKa=6.04pKa=6.25HCOOH H3CCOHOCH2COHOClpKa3.774.742.86Cl2CHCOOH Cl3CCOOH1.26 0.64Cl的的-I效应使酸性加强效应使酸性加

8、强, Cl的场效应使酸性减弱的场效应使酸性减弱 取代基具有给电子共轭效应时，酸性强弱顺序为：取代基具有给电子共轭效应时，酸性强弱顺序为： 邻邻 间间 对对取代基具有吸电子共轭效应时，酸性强弱顺序为：取代基具有吸电子共轭效应时，酸性强弱顺序为： 邻邻 对对 间间芳香羧酸的情况分析芳香羧酸的情况分析OHOOH空间效应利于空间效应利于H+离解的空间构造酸性强，离解的空间构造酸性强，不利于不利于H+离解的空间构造酸性弱离解的空间构造酸性弱分子内的氢键也能使羧酸的酸性加强。分子内的氢键也能使羧酸的酸性加强。邻位效应：当取代基处于邻位时，无论这个取代基邻位效应：当取代基处于邻位时，无论这个取代基是吸电子基

9、还是供电子基是吸电子基还是供电子基(NH2除外除外)，都将使酸性，都将使酸性加强，即邻位取代苯甲酸的酸性大于对位、间位取加强，即邻位取代苯甲酸的酸性大于对位、间位取代苯甲酸，也大于苯甲酸。代苯甲酸，也大于苯甲酸。详细分析：详细分析： 邻邻 位诱导、共轭、场、氢键效位诱导、共轭、场、氢键效 应、空间效应均要思索。应、空间效应均要思索。 对对 位诱导很小、共轭为主。位诱导很小、共轭为主。 间间 位诱导为主、共轭很小。位诱导为主、共轭很小。 OHOOHOHCOOHOHCOOHpka : 2.98 4.08 4.57O2NCOOHCOOHCOOHCOOHNO2NO2pKa2.213.423.494.2

10、0第三节第三节 羧酸的化学性质羧酸的化学性质一、与碱的反响及羧酸盐一、与碱的反响及羧酸盐 p486RCOOH + NaHCO3 RCOO-Na+ + CO2 + H2OArONa + CO2 + H2O ArOH + NaHCO3 酚不能和碳酸氢钠反响酚不能和碳酸氢钠反响羧酸盐有无机盐的性质，羧酸根负离子具有羧酸盐有无机盐的性质，羧酸根负离子具有亲核性，可与卤代烃反响生成羧酸酯。亲核性，可与卤代烃反响生成羧酸酯。C2H5CH2Cl+ CH3COONaCH3COOHC2H5CH2OOCCH3亲水基团亲水基团疏水基团疏水基团二、羰基的反响二、羰基的反响 p488羧酸中的羰基没有醛、酮中的活泼。羧酸

11、中的羰基没有醛、酮中的活泼。羰基受亲核试剂进攻发生加成羰基受亲核试剂进攻发生加成-消去反响消去反响产物：碳氧键断裂，羟基被其他基团取代产物：碳氧键断裂，羟基被其他基团取代羧基中羟基被取代的反响羧基中羟基被取代的反响PCl3PCl5 POCl3 + HClSOCl2SO2 + HClH3PO3回回流流COHORCORO CP2O5CORNH2H NH2H ORCOROR+ H2OH+COROH +ORRCOCl +RCOCl +RCOCl +回回流流回回流流+ HORH+ H2OCOOHRCOORR反响慢，反响慢，H 催化催化(常用的催化剂有盐酸常用的催化剂有盐酸 、硫酸、苯磺酸硫酸、苯磺酸)

12、；可逆，难进展完全。；可逆，难进展完全。+使反响进展究竟：使反响进展究竟：反响物之一过量反响物之一过量除去产物之一常是除去产物之一常是H2O使平衡向左挪动。例使平衡向左挪动。例如除水，乙酸乙酯、乙酸、水可构成三元恒沸物如除水，乙酸乙酯、乙酸、水可构成三元恒沸物 bp 70.4。1 成酯成酯例：例：OO83%OOHCH3+CH2HCH2CH3HHOCH2H+ (TsOH)苯苯, ref. (-H2O) 在药物合成中常利用酯化反响将药物转变为前药(prodrug)，以改动药物的生物利用度、稳定性等。 赛他洛尔赛他洛尔cetarnolol为为 -肾上腺能阻断剂，肾上腺能阻断剂，可治疗可治疗 青光眼和

13、降低眼压，由于极性强和脂溶性差，青光眼和降低眼压，由于极性强和脂溶性差，难于透过角膜。丁酰赛他洛尔的脂溶性增高，制成难于透过角膜。丁酰赛他洛尔的脂溶性增高，制成的滴眼剂透过角膜的才干添加了的滴眼剂透过角膜的才干添加了4-6倍，进入眼球倍，进入眼球后，经酶水解再生成赛他洛尔而起效。后，经酶水解再生成赛他洛尔而起效。ONNNSONOHHONNNSONOCOC3H7H赛他洛尔丁酰赛他洛尔如何脱水：如何脱水：a. R C OHO+ H O R+ H2OR C ORO+ HO RR C OOHb.+ H2OR C ORO两种可能阐明醋酸与乙醇的反响是按阐明醋酸与乙醇的反响是按a式进展的式进展的实验现实实

14、验现实1. 同同位位素素标标记记: :H3C C OHO+ H18O EtH3C C18OEtO+ H2O2. 旋旋光光标标记记: : CH3C OHO+H O CCH3(CH2)5CH3H* *C O CCH3(CH2)5CH3HCH3O+ H2O* *RYOORYNuRNuO+YNuOHRYHNu-YHRNuOHRNuO-H+H酯化反响的机理酯化反响的机理 p488*1 加成加成消除机制消除机制RYORYOHOHRYNuHHNuHOHRYNu-H历程：历程：1oROH，2oROH酯化时按加成酯化时按加成消除机制进展。消除机制进展。 酸和醇的体积酸和醇的体积(空间要素空间要素)对酯化反响速率

15、影响很大。对酯化反响速率影响很大。与CH3OH反应CH3COOH CH3CH2COOH (CH3)2CHCOOH (CH3)3CCOOH相对速率 1 0.84 0.33 0.037酯化反响的活性顺序为：酯化反响的活性顺序为：醇：醇： CH3OHRCH2OHR2CHOH羧酸：羧酸： HCOOHCH3COOHRCH2COOH R2CHCOOHR3CCOOH 3oROH按此反响机制进展酯化。按此反响机制进展酯化。 由于由于R3C+易与碱性较强的水结合，不易与羧酸易与碱性较强的水结合，不易与羧酸结合，故逆向反响比正向反响易进展。所以结合，故逆向反响比正向反响易进展。所以3oROH的酯化反响产率很低。的

16、酯化反响产率很低。*2 碳正离子机制碳正离子机制(CH3)3C-OHH+(CH3)3COH2+-H2O(CH3)3C+O=C-ROH属于属于SN1机制机制OR-C-OC(CH3)3+OHR-C-OC(CH3)3-H+按按SN1机制进机制进展反响，是烷展反响，是烷氧键断裂氧键断裂该反响机制也该反响机制也从同位素方法从同位素方法中得到了证明。中得到了证明。OCH3C-OH+ (CH3)3COHOCH3C-OC(CH3)3+ H2O1818仅有少量空阻大的羧酸按此反响机理进展。仅有少量空阻大的羧酸按此反响机理进展。*3 酰基正离子机制酰基正离子机制(了解了解CH3CH3CH3C-OHOCH3CH3C

17、H3C-OH2O+CH3CH3CH3C-OCH3OCH3CH3CH3C-OCH3O+HCH3CH3CH3CO+CH3CH3CH3CO+H2SO4(浓浓)-H+属于属于SN1机制。机制。78%2 成酰卤成酰卤 p489PCl3PCl5 POCl3 + HClSOCl2SO2 + HClH3PO3回回流流COROH+COClR+历程：历程： CO+ SOCl2OSOCl+ HCl+ SO2CROHCORClRO-HClPCl3适于制备低适于制备低b.p.酰氯酰氯; PCl5适于制备高适于制备高b.p.酰氯酰氯; 用用SOCl2制备酰氯，产物除酰氯外，都是气体，容制备酰氯，产物除酰氯外，都是气体，容

18、易提纯，但所制酰氯与易提纯，但所制酰氯与SOCl2的的b.p.不应相近。不应相近。3 成酰胺成酰胺CH3CH2CH2COOH + NH3CH3CH2CH2COO- +NH425oC反响是可逆的反响是可逆的,加热加热/脱水有利于正反响脱水有利于正反响,为使正反响顺为使正反响顺利进展利进展,常采用苯、甲苯带水的方式除去产生的水。常采用苯、甲苯带水的方式除去产生的水。R-C-O-NH4+OORC-NH2室温室温-H2OORC-OH + NH3P2O5RCN + H2O185oCCH3CH2CH2CONH2+ H2O运用实例：尼龙运用实例：尼龙66的合成的合成nHO2C(CH2)4COOH + nH2

19、N(CH2)6NH2270oC 1MPa+ nH2OnC(CH2)4CNH(CH2)6NHOO反响机制自学反响机制自学R-C-O-NH4+OORC-OH + NH3R-C-OHO-NH3+R-C-OH2O-NH2+-H2OORC-NH2R-C=N-HOH-H2ORCN 互变互变异构异构亲核加成亲核加成质子转移质子转移 羧酸失水生成酸酐。条件：加热、脱水剂。羧酸失水生成酸酐。条件：加热、脱水剂。脱水剂主要有乙酰氯、乙酸酐、五氧化二磷等脱水剂主要有乙酰氯、乙酸酐、五氧化二磷等 4 成酸酐成酸酐OROHOROOR+ H2OP2O52混合酸酐的制备混合酸酐的制备:RCOCl + NaOOCRRCOOC

20、ORSN2OOOOROOROOHOROH2+2某些二元酸，只需加热即可生成五元环或六元某些二元酸，只需加热即可生成五元环或六元环的酸酐。环的酸酐。COOHCOOHCCOOOCOOHCOOHCCOOO5 复原反响复原反响 p490C6H5COOHLiAlH4C6H5CH2OHCH2CHCH2COOHLiAlH4CH2CHCH2CH2OHCH2CHCH2COOHB2H6CH2CHCH2COOHH2, PtCH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2COOH羧酸能用羧酸能用LiAlH4和和B2H6复原复原复原复原复原复原复原复原复原复原复原复原复原复原复原复原复原复原不复原不复原不复原不复原不复原

21、不复原不复原不复原CCCOOH 催化氢化催化氢化LiAlH4NaBH4 B2H6CO三、脱羧反响三、脱羧反响 p4911 羧酸的脱羧反响羧酸的脱羧反响羧酸分子中羧基脱去二氧化碳的反响称为脱羧反羧酸分子中羧基脱去二氧化碳的反响称为脱羧反响。普通脂肪酸难以脱羧，当两个吸电子基团在响。普通脂肪酸难以脱羧，当两个吸电子基团在同一碳上，易加热脱羧。同一碳上，易加热脱羧。Y= R-CO-, HOCO-, -CN, -NO2, -ArCH2COOHYY-CH3+ CO2加热加热()-C上有强吸电子基的羧酸不稳定，易脱羧：上有强吸电子基的羧酸不稳定，易脱羧：HOOC CH2COOHC CH2COOHCl3C

22、COOHCH3OC CH3CH3OCH3COOH + CO2+ CO2CHCl3 + CO2ORCCH3互变异构互变异构*环环 状状 过过 渡渡 态态 机机 理理 (了解了解)OHOCH2CCORORCCH2COHO CH2RCOH-CO22 生物脱羧自学生物脱羧自学3 羧酸盐的脱羧反响羧酸盐的脱羧反响 p492脂肪酸不易脱羧，成盐后可以进展脱羧。脂肪酸不易脱羧，成盐后可以进展脱羧。 1 汉斯蒂克汉斯蒂克 Hunsdiecker 反响反响纯的枯燥的羧酸银盐在四氯化碳中与溴一同加纯的枯燥的羧酸银盐在四氯化碳中与溴一同加热，可以放出二氧化碳生成溴代烃。热，可以放出二氧化碳生成溴代烃。+ CO2+

23、AgBrCH3CH2CH2CO2HAg2OBr2无水CH3CH2CH2CO2AgCCl4DCH3CH2CH2Br(一级溴代烷较好)例例OCH3OHCH3OOCH3OHCH3OCOOHBrAg2OBr2RCOOAg Br2+AgBrRCOOBrRCOOBr.+.R CO2 +.Br+.RBr CO2+自在基机理自在基机理(了解了解)COOHCH3+Pb(OAc)4LiClClCH3ClCH3*2科西科西Kochi反响反响自在基机理可制备自在基机理可制备1、2、3RCl；制备仲、；制备仲、叔氯代烃较好叔氯代烃较好+ CO2RCO2HR-ClPb(OAc)4LiCl3Kolbe电解法电解法羧酸盐电解

24、制备高级烷烃羧酸盐电解制备高级烷烃自在基机理自在基机理2 CH3(CH2)12COOHCH3(CH2)24CH3电解四、四、-卤代反响卤代反响 p493羧酸分子中羧酸分子中-碳上的氢，遭到邻位羧基的影碳上的氢，遭到邻位羧基的影响变得活泼，能被卤素取代，这种情况和醛酮响变得活泼，能被卤素取代，这种情况和醛酮-氢一样。但羧酸氢一样。但羧酸-氢的卤代需三卤化磷或氢的卤代需三卤化磷或红磷等的催化。红磷等的催化。CH3COOH + Cl2PClCH2COOHClCH2COOH + Cl2PCl2CHCOOHCl2CHCOOH + Cl2PCl3CCOOH一一氯氯乙乙酸酸二二氯氯乙乙酸酸三三氯氯乙乙酸酸催

25、化剂的作用是将羧酸转化为催化剂的作用是将羧酸转化为酰卤，酰卤的酰卤，酰卤的-H具有较高的具有较高的活性而易于转变为烯醇式，从活性而易于转变为烯醇式，从而使卤化反响发生。所以用而使卤化反响发生。所以用10%30%的乙酰氯或乙酸酐的乙酰氯或乙酸酐同样可以起催化作用。同样可以起催化作用。 反响机理反响机理RCH2COOHPBr3RCH2CBrORCH-CBrBr+OH+ Br -HBrRCH-CBrBrORCHCOOH + RCH2CBrBrORCH2COOH控制卤素用量可得一元或控制卤素用量可得一元或多元卤代酸。碘代酸由多元卤代酸。碘代酸由-氯或溴代酸与氯或溴代酸与KI反响反响来制备。来制备。互变

26、异构互变异构这步反响这步反响不会逆转不会逆转RCH=CBrOHBr-Br当反响中红磷或三卤化磷用量发生改动将会当反响中红磷或三卤化磷用量发生改动将会得到不同产物，见得到不同产物，见 问题问题147.R-CH-COOHBrR-CH-COOHR-CH-COOHR-CH-COOHR-CH(COOH)2NaOHH2OH+NH3 NaHCO3 NaCNOHNH2CNH3O+ -卤代酸很活泼，常用来制备卤代酸很活泼，常用来制备 -羟基酸和羟基酸和 -氨氨基酸、丙二酸等。基酸、丙二酸等。五、二元羧酸的酸性和热分解反响五、二元羧酸的酸性和热分解反响 p4941 酸性酸性二元酸具有两个羧基，故有二元酸具有两个羧

27、基，故有Ka1和和Ka2两个解离常数，两个解离常数，羧基是吸电子基，羧基是吸电子基， Ka1比较大见表比较大见表14-3 。2 热分解反响热分解反响二元羧酸受热时，随着两个羧基间间隔二元羧酸受热时，随着两个羧基间间隔不同而发生不同的反响。不同而发生不同的反响。两个羧基直接相连或只间隔一个碳原子，受热发生两个羧基直接相连或只间隔一个碳原子，受热发生脱羧反响，生成一元羧酸。脱羧反响，生成一元羧酸。HOOCCOOHHCOOH + CO2COOHCOOHCOOH + CO2例例0、1 脱羧成羧酸脱羧成羧酸两个羧基间隔两个羧基间隔2个或个或3个碳原子，受热发生个碳原子，受热发生脱水反响，生成环酐。脱水反

28、响，生成环酐。COOHCOOHCH2CH2COCOCH2CH2O丁丁二二酸酸丁丁二二酸酸酐酐COOHCOOHCH2CHCH2CH3COCOCH2CHCH2CH3O2-甲基戊二酸甲基戊二酸2-甲基戊二酸酐甲基戊二酸酐 例例 2、3 脱水成酸酐脱水成酸酐COOHCH2CH2CH2CH2CO + H2O + CO2CH2CH2COOHCH2CH2两个羧基间隔两个羧基间隔4个或个或5个碳原子，受热发生脱水脱个碳原子，受热发生脱水脱羧反响，生成环酮。羧反响，生成环酮。HOOCCOOH+ CO2 + H2OO例例两个羧基间隔两个羧基间隔5个以上碳原子，在高温时发生个以上碳原子，在高温时发生脱水反响，生成高

29、分子链状酸酐。脱水反响，生成高分子链状酸酐。4、5 脱水又脱羧脱水又脱羧Blanc (布朗克布朗克)规那么：规那么：在能够构成环状化合物的条件下在能够构成环状化合物的条件下,总是比较容易构成五总是比较容易构成五元或六元环状化合物元或六元环状化合物(即五、六元环容易构成即五、六元环容易构成)。0、1 脱羧成羧酸脱羧成羧酸 2、3 脱水成酸酐脱水成酸酐 4、5 脱水又脱羧脱水又脱羧 6个以上成聚酐个以上成聚酐HOOC(CH2)nCOOHCOOHCH2COOHHOOCCH2CH2CHCOOHCOOHOOOO先脱羧，先脱羧，再成酸酐再成酸酐1、烯、炔烃的氧化：、烯、炔烃的氧化：KMnO4, O3 ，适

30、用于对称烯炔和，适用于对称烯炔和末端烯炔末端烯炔2、醇、醛的氧化：、醇、醛的氧化：KMnO4, CrO3, Ag2O(用于醛用于醛)，制备同碳数的羧酸制备同碳数的羧酸3、卤仿反响：、卤仿反响：X2 / OH，制备减少一个碳原子的羧酸，制备减少一个碳原子的羧酸4、烷基苯氧化：制备苯甲酸及其部分衍生物、烷基苯氧化：制备苯甲酸及其部分衍生物-H 5、羧酸衍生物水解：酰卤、酸酐、酯、酰胺、羧酸衍生物水解：酰卤、酸酐、酯、酰胺第四节第四节 羧酸的制备方法羧酸的制备方法 (自学自学) p4957. 格氏试剂与格氏试剂与CO2反响后水解，制备添加一个碳原反响后水解，制备添加一个碳原子的羧酸；子的羧酸；1、2

31、、3RX都可运用都可运用 BrMgEt2OCO2H3O+COOH8、酚酸合成、酚酸合成Kolbe-Schmidt反响反响9、丙二酸酯法等酸酸衍生物中讲解、丙二酸酯法等酸酸衍生物中讲解6. 腈的水解腈的水解由卤代烃制备比原料多一个碳的羧由卤代烃制备比原料多一个碳的羧酸；此法仅适用于酸；此法仅适用于1RX2、3RX 与与NaCN作用作用易发生消除反响易发生消除反响RXNaCNRCNH /H2ORCOOH醇取代羧酸取代羧酸羧酸分子中烃基上的氢被其他原子或基团取羧酸分子中烃基上的氢被其他原子或基团取代所得的衍生物叫做取代羧酸。代所得的衍生物叫做取代羧酸。COOHCHNH2RCOCOOHRCOOHCHO

32、HRCOOHCHXR取代羧酸类别取代羧酸类别ClCH2COOHCH3CHCOOHOHH2NCH2COOHCOOHCOOHOHHCOCOOHCH3CO补充补充补充补充取代羧酸为双官能团化合物，兼有取代基取代羧酸为双官能团化合物，兼有取代基和羧基的性质，且由于二者相互位置的不和羧基的性质，且由于二者相互位置的不同，又具有一些特性。同，又具有一些特性。一、卤代酸一、卤代酸卤代酸的酸性强于羧酸卤代酸的酸性强于羧酸, ,经过卤代酸经过卤代酸可制备其它取代羧酸。可制备其它取代羧酸。R-CH-COOHBrNH3R-CH-COOHNH2R-CH-COOHOHR-CH-COOHCNR-CH-COOHCOOHOH

33、-CN-H3O+ -卤代酸碱性水解：卤代酸碱性水解：浓碱作用浓碱作用下，构型下，构型翻转。翻转。COO-CH3HBrOH-SN2在在Ag2O存存在下，用在下，用稀碱作用，稀碱作用，构型坚持。构型坚持。O-OHCH3BrAg+s-CH3CHBrCOOHAg2OOH-补充补充COO-CH3HHOBrCOO-CH3HHO-Br-邻基参与邻基参与OOHCH3-AgBrOOHCH3OHOH-O-OHCH3OHOHOHCH3OHH+s内酯内酯 -或或 -卤代酸在碱作用下生成内酯卤代酸在碱作用下生成内酯 -卤代酸在碱的作用下生成卤代酸在碱的作用下生成 , -不饱和羧酸不饱和羧酸RCHCHCOOHBrH.RC

34、HCHCOOHOOCH2CH2CH2COOHBrNa2CO3CH2CH2CH2COOBr补充补充反响过程中阅历两次反响过程中阅历两次SN2，构型坚持，构型坚持(复习邻基参与，留意立体化学问题复习邻基参与，留意立体化学问题)第五节第五节 羟基酸羟基酸 p499羟基酸包括醇酸和酚酸。羟基酸包括醇酸和酚酸。2-羟基丙酸羟基丙酸(乳酸乳酸) 羟基丁二酸羟基丁二酸(苹果酸苹果酸) 2,3-二羟基丁二酸二羟基丁二酸(酒石酸酒石酸)3-羧基羧基-3-羟基戊二酸羟基戊二酸(柠檬酸柠檬酸) 邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸(水杨酸水杨酸) 3,4,5-三羟基苯甲酸三羟基苯甲酸(没食子酸没食子酸) HOOCCHCHCOO

35、HOHOHCH3CHCOOHOHHOOCCH2CHCOOHOHOHOHCOOHHOHOOCCH2CH2COOHCOHCOOHOHCOOH一、来源与制备一、来源与制备很多羟基酸存在于自然界，其合成方法如下：很多羟基酸存在于自然界，其合成方法如下：1) 从羟基腈水解从羟基腈水解 CHCNOHH+RH(R)OCRH(R)CNOHCRH(R)COOH -羟基酸羟基酸RCHHOXH+CH2RCHCH2OHXKCNRCHCH2OHCNRCHCH2OHCOOH -羟基酸羟基酸2从卤代酸水解从卤代酸水解 3 雷福尔马茨基雷福尔马茨基(Reformatsky) 反响反响是制备是制备-羟基酸酯和羟基酸酯和-羟基酸

36、的重要方法之一羟基酸的重要方法之一 添加碳添加碳BrCH2COOC2H5Zn醚CH2COOC2H5ZnBrRCHOCH3COOHCl2PCH2COOHClCH2COOHOHH+H3O+RCHCH2COOC2H5OZnBrRCHCH2COOHOH有机锌试剂只与醛酮的羰基反响，不能用镁替代有机锌试剂只与醛酮的羰基反响，不能用镁替代锌，因有机镁试剂太活泼，与酯也发生反响。锌，因有机镁试剂太活泼，与酯也发生反响。4经过羟醛缩合反响制备经过羟醛缩合反响制备 -羟基酸羟基酸具有具有-H的酯在二异丙醇锂的酯在二异丙醇锂LDA作用下与醛作用下与醛酮反响制备酮反响制备-羟基酸酯羟基酸酯 2 RCH2CHOOH-

37、RCH2CHCHCHOHORAg2ORCH2CHCHCOOHHOR选择性氧化5内酯水解内酯水解环酮经过过氧酸氧化处置得内酯环酮经过过氧酸氧化处置得内酯,水解后制得羟基酸水解后制得羟基酸O过氧酸OOOH-Baeyer-Villiger 反响反响OHCOO-H+OHCOOH6-羟基酸的合成羟基酸的合成将二元酸单酯的酯基复原成醇将二元酸单酯的酯基复原成醇 HOOC(CH2)nCOOC2H5HOOC(CH2)nCH2OHNa + C2H5OHH2O补充补充 酸性酸性 由于羟基的吸电子诱导效应，醇酸的酸性比相应由于羟基的吸电子诱导效应，醇酸的酸性比相应的羧酸强。的羧酸强。邻位的酸性比苯邻位的酸性比苯甲酸

38、强；甲酸强；间位的加强甚微；间位的加强甚微；对位的酸性比苯对位的酸性比苯甲酸还弱。甲酸还弱。二二 化学性质化学性质邻位邻位:可以构成分子内氢键，使得邻羟基苯甲酸可以构成分子内氢键，使得邻羟基苯甲酸负离子稳定，这样解离后的质子不易再和羧基负负离子稳定，这样解离后的质子不易再和羧基负离子结合，而使酸性加强。离子结合，而使酸性加强。OCOHOH OCOOH H+.间位：经过诱导效应间位：经过诱导效应(没有共轭效应没有共轭效应)起作用，起作用，使羧基负离子稳定，酸性加强，但因隔了使羧基负离子稳定，酸性加强，但因隔了3个碳个碳原子，影响减弱，酸性加强甚小。原子，影响减弱，酸性加强甚小。补充补充CHOOO

39、H对位：同时存在诱导效应对位：同时存在诱导效应-I和共轭效应和共轭效应+C，其，其+C效应起主导作用，羟基对羧基显示效应起主导作用，羟基对羧基显示供电子效应供电子效应,使酸性减小。使酸性减小。 2 脱水反响脱水反响 -羟基酸受热时，分子间交叉脱水，构成交酯。羟基酸受热时，分子间交叉脱水，构成交酯。丙交酯丙交酯CH3CHOHOCOHOCH3CHOHOCHO.OOCH3CH3OH2O+补充补充RCHCHCOOHOHH.RCHCHCOOH -羟基酸受热时，分子内脱水生成羟基酸受热时，分子内脱水生成 , -不饱和酸。不饱和酸。 -羟基酸分子中的羟基和羧基在常温下即可脱水羟基酸分子中的羟基和羧基在常温下

40、即可脱水生成五元环的生成五元环的 -内酯。内酯。.CH2CH2CH2OCOOHH.OO -丁内酯丁内酯 -内酯是稳定的中性化合物，遇热的碱溶液能水解内酯是稳定的中性化合物，遇热的碱溶液能水解成成 -羟基酸盐。羟基酸盐。 OONaOH/H2OCH2CHCH2COONaOHCH3Note: -羟基酸也能脱水成六元环的羟基酸也能脱水成六元环的 -内酯，内酯，但比但比 -内酯较难生成。内酯较难生成。OOCH3H3C -甲基甲基- -戊内酯戊内酯OOH3CCH2CH3 -甲基甲基- -己内酯己内酯 羟基处于羧基的邻位或对位的酚酸，加热易引起羟基处于羧基的邻位或对位的酚酸，加热易引起脱羧反响。脱羧反响。

41、3 脱羧反响脱羧反响 COOHRCHOH稀KMnO4RCHOCO2+H2O+RCOOHOCOOHRCOH稀KMnO4CO2+H2O+RCORRCOOHOH200200220OHCO2+OHOHCOOHHOOHOHHOCO2+ 4 氧化反响氧化反响 羟基酸羰基酸 O H 重要的羟基酸重要的羟基酸(一一) 乳酸乳酸(二二) 酒石酸酒石酸酒石酸学名酒石酸学名2,3-二羟基丁二酸。二羟基丁二酸。(三三) 柠檬酸柠檬酸柠檬酸又名枸橼酸，学名柠檬酸又名枸橼酸，学名3-羧基羧基-3-羟基戊二酸。羟基戊二酸。C6H12O6乳酸杆菌COOHCH3CHOH工业上乳酸由糖经乳酸杆菌发酵制得。工业上乳酸由糖经乳酸杆菌发酵制得。乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖补充补充COOHOHOCOCH3CH3COOH+(CH3CO)2OH3PO4COOH阿司匹林具有解热、镇痛、抗血栓构成及抗风湿的阿司匹林具有解热、镇痛、抗血栓构成及抗风湿的作作用，刺激性较水杨酸小，是内服退热镇痛药。用，刺激性较水杨酸小，是内服退