应化第十六章不饱和羧酸和取代酸

1、OHOHHOCOOH , -不饱和羧酸的不饱和羧酸的交叉共轭体系交叉共轭体系X：OH，OR，NH2等等CH2 CH COX , -不饱和羧酸的不饱和羧酸的交叉共轭体系交叉共轭体系H. .( )-2-丁烯酸丁烯酸(巴豆酸巴豆酸) C CH3CCOOHHH( )-2-丁烯酸丁烯酸(异巴豆酸异巴豆酸) ( )-3-苯基丙烯酸苯基丙烯酸(肉桂酸肉桂酸)( )-3-苯基丙烯酸苯基丙烯酸(异肉桂酸异肉桂酸)CCCOOHHHH3CCCCOOHHHC6H5CCCOOHHC6H5H( )-9-十八碳烯酸十八碳烯酸(油酸油酸) ( )-9-十八碳烯酸十八碳烯酸(反油酸反油酸) 反式脂肪酸与人体的健康反式脂肪酸与人

2、体的健康COOHCOOH 反式不饱和羧酸（反式不饱和羧酸（TFAs）在细胞膜中的积）在细胞膜中的积累，会增加血流中低密度脂蛋白的含量；饮食累，会增加血流中低密度脂蛋白的含量；饮食中的中的TFAs有增加乳腺癌和心脏病的危险。有增加乳腺癌和心脏病的危险。TFAs在油炸快餐及烤制型食品中含量较多。在油炸快餐及烤制型食品中含量较多。 ( )-丁烯二酸丁烯二酸(失水苹果酸或马来酸失水苹果酸或马来酸) ( )-丁烯二酸丁烯二酸 (延胡羧酸或富马酸延胡羧酸或富马酸)CCCOOHHHOOCHCCCOOHHHHOOC 不饱和羧酸的制备类似于羧酸（不饱和羧酸的制备类似于羧酸（），也可以用以下方法：），也可以用以下

3、方法： CH3(CH2)8CHCCOOCH3CH3BrH喹啉喹啉160170CH3(CH2)8CH CCOOCH3CH314COH + H CHCOOHCOOH吡啶吡啶,六氢吡啶六氢吡啶110CH CHCOOH + H2O + CO2CH CCOOHCOOHOHH 肉桂酸肉桂酸CHO + (CH3CO)2OCH3COONa180CH CHCOOH肉桂酸肉桂酸 与与 , -不饱和醛酮类似不饱和醛酮类似13CH2 CHCOOHHXH2OH+HCNOH-NH3XCH2CH2COOHHOCH2CH2COOHNCCH2CH2COOHH2NCH2CH2COOH+COOCH3COOCH3 CH2 CHCH3

4、O2CH2 CHCHO催化剂催化剂O2CH2 CHCOOH催化剂催化剂CH2 CHCH3NH3/O2CH2 CHCN催化剂催化剂H2OCH2 CHCOOH85%H2SO4 马来酸的制备马来酸的制备OHOHOOH+COOHHOOCHOOCCH CHCOOHBrBr1.KOH/CH3OH2.H3O+HOOCC CCOOHO+CCCOOHCOOHOCOOHCOOHCH2CClOHBrNBSCHCClOBrCHCOROBrROH14 ClCH2COR + Nu-ONuCH2COR + Cl-ONu-=-OH, -CN, -NH2等等RCH CHCOHORCHCH2COHOXHX三氟乙酸的用途：三氟乙酸

5、的用途：例如：例如：H3CH3COHH3CCH3H3CH3CH3CCH3HHHCF3COOHCH2Cl2 2-羟基丙酸羟基丙酸 (乳酸乳酸) 2-羟基丁二酸羟基丁二酸 (苹果酸苹果酸)CH3CHCOOHOHHOOCCHCH2COOHOH2,3-二羟基丁二酸二羟基丁二酸 (酒石酸酒石酸)HOOCCHCHCOOHOHOH ( OH的的- -I 效应使醇酸的酸性增强。效应使醇酸的酸性增强。 分子间脱水分子间脱水 分子内脱水分子内脱水 分子内脱水分子内脱水 HOOCCH2CCH2COOHOHCOOH3-羟基羟基-3-羧基戊二酸羧基戊二酸 (柠檬酸柠檬酸)OHO HORHOH OOR+2H2OOORRO

6、ORCHCHCOOHOHHRCHCHCOOH+H2ORCHCCOOHROHHRCHCCOOH + H2OR 分子内脱水分子内脱水 -环内酯较难生成，即使生成也易水解开环环内酯较难生成，即使生成也易水解开环ROHOHOORO+ H2O 分子内脱水分子内脱水 分子间脱水分子间脱水 RCHCOOHOHTollensKMnO4H+RCCOOHO+ AgRCHO + CO2 + H2OKMnO4H+RCOOH 相当于生成缩醛的反应相当于生成缩醛的反应-醇酸生成六元环醇酸生成六元环RCH C OOOHCHO HRRCHCOH + ORCOHOHRCH C OOOCHRRCHCOOHOHH2SO4RCHO

7、+ CO + H2O 浓浓RCCOOHOHH2SO4/H2OR C R + HCOOH RO应用：高级脂肪酸应用：高级脂肪酸 -溴代酸溴代酸 高级脂肪醛高级脂肪醛RCCH2COOHOHR C R + CH3COOH ROH+(OH-) 制备制备 -和和 -醇酸醇酸 该反应相当于酮与羧酸羟醛缩合反应的逆反应该反应相当于酮与羧酸羟醛缩合反应的逆反应BrCH2COC2H5 + C6H5CCH3O O1.Zn2.H2OC6H5CCH2COC2H5OHCH3O BrCH2COC2H5 + ZnOCH2 COZnBrOC2H5反应机理反应机理烯醇盐烯醇盐有机锌试剂有机锌试剂H5C6OH3CCBrZnOC

8、OC2H5CH2H5C6OH3CC+BrZnOC OC2H5CH2C6H5CCH2COC2H5OHCH3OH2O 比较合理的方法是用强碱二异丙基氨比较合理的方法是用强碱二异丙基氨基锂与含基锂与含 -H的酯直接反应生成烯醇盐的酯直接反应生成烯醇盐(CH3)2CH2NLi 15 2-羟基苯甲酸羟基苯甲酸 (水杨酸水杨酸)3,4,5-三羟基苯甲酸三羟基苯甲酸 (五倍子酸五倍子酸)COOHOHCOOHOHOHHOCOOHHOOHOHHOOHOH14COOHOHOHCOOHOHOHHNO3H2SO4NO2NO2O2NCOOHOHBrBrOHBr2BrCOOHOHH3O+工业制法工业制法COONaOHON

9、aCO2P 60利用水杨酸制备乙酰水杨酸利用水杨酸制备乙酰水杨酸Kolbe-Schmidt反应反应ONaCO2OCOONaOHCOONaCOONaOH100乙醛酸乙醛酸3-丁酮酸丁酮酸(乙酰乙酸乙酰乙酸) 2-丁酮二酸丁酮二酸(草酰乙酸草酰乙酸)CH3CCOOHO丙酮酸丙酮酸CCOOOHHCH3CCH2COOHOHOOCCCH2COOHOCH3CCOOHOCH3COOH + CO浓浓H2SO4RCCOOHOTollensRCOOH + CO2RCCOOHORCHO + CO2稀H2SO4CH3 COCH2C OOHCH3 COCH2C OOHCO2CH3 CCH2OHCH3CCH3O14RCC

10、H2COOHO+ CO2RCCH3OCH3 COCH2CH2C OHO CHOCH2CH2C OOCH3H2O CCHCH2C OOCH3 CHCHCHC OOCH3+ -当归内酯当归内酯 -当归内酯当归内酯乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯CH3COC2H5 + HCH2COC2H5OOEtONa/EtOHCH3COOH/H2OCH3CCH2COOC2H5 + C2H5OHOCH3CH2CCHCOC2H5OOCH3Claisen 缩合反应机理如下：缩合反应机理如下：EtONa/EtOHCH3COOH/H2O2CH3CH2COC2H5OCH2COC2H5CH2 COC2H5OO+ C2H5OHC2H5O

11、- + HCH2COC2H5OCH2COC2H5OCH3COOC2H5CH2COC2H5OCH3CO+ C2H5OCH3COOC2H5+ CH2COC2H5O-CH2COC2H5OCH3CO+ C2H5O CHCOC2H5OCH3CO+ C2H5OH CHCOC2H5OCH3CO+ CH3COOHCH2COC2H5 + CH3COO OCH3CO 对于只含一个对于只含一个 -H的酯，生成的的酯，生成的 -酮酸酯酮酸酯不能变成烯醇盐，无法使缩合反应继续进行。不能变成烯醇盐，无法使缩合反应继续进行。所以必须加碱性很强的试剂或空间位阻大的格所以必须加碱性很强的试剂或空间位阻大的格氏试剂，使等物质量的

12、酯能全部形成碳负离子，氏试剂，使等物质量的酯能全部形成碳负离子，随即与酯缩合。例如：随即与酯缩合。例如：(C6H5)3C Na+(C6H5)3CHCH3CH3H3CMgBrCH3CH3H3CHCCH2COC2H5OO 分子内酯缩合反应：分子内酯缩合反应： -丙醛酸乙酯丙醛酸乙酯CH3COC2H5OHCOC2H5O+EtONa/EtOHH3O+ COCH2CH2CH2CHCOOC2H52-环戊酮甲酸乙酯环戊酮甲酸乙酯EtONa/EtOHH3O+ COC2H5OCH2CH2CH2CH2COOC2H5例：例：2分子丁二酸二乙酯在醇钠的存在下，分子丁二酸二乙酯在醇钠的存在下，发生分子间交叉缩合反应，生

13、成发生分子间交叉缩合反应，生成。COC2H5H2CCOH123H5C2OCOH44H5C2OCCH2COH123COC2H5OH12345612341234EtONa/EtOHH3O+ COH2CH5C2OOCHCCH2CHCOOC2H5 CO 含含 -H的酮与不含的酮与不含 -H的酯也能发生缩合的酯也能发生缩合反应，但只有与碳酸酯反应，才能生成反应，但只有与碳酸酯反应，才能生成 -酮酸酮酸酯。例如：酯。例如：C6H5CCH2CC6H5OOC6H5COOC2H5 + HCH2CC6H5OEtONa/EtOHH3O+ -二酮二酮OH5C2OCOC2H5O+1.NaH2.H2OOCOC2H5O全部

14、生成烯醇盐全部生成烯醇盐NaH加成加成-消除消除 -酮酸酯酮酸酯碳酸二乙酯碳酸二乙酯亚甲基上有斥电子基团亚甲基上有斥电子基团斥电子基团的空间位阻斥电子基团的空间位阻烯醇式含量烯醇式含量亚甲基上有吸电子基团亚甲基上有吸电子基团烯醇式含量烯醇式含量 溶剂的极性溶剂的极性烯醇式含量烯醇式含量12CH3CCH2COC2H5OOEtONaCH3ICH3CON(CH3)2CH3CCHCOC2H5 OOCH3CH3C CHCOC2H5OCH3O+CH3C CHCOC2H5OOCH3CCHCOC2H5OONa+ 由于由于2和和3RX发生发生SN1反应，在反应中反应，在反应中生成碳正离子中间体，所以生成碳正离子

15、中间体，所以2RX除生成除生成C-烃烃化产物外，还生成消去产物，化产物外，还生成消去产物，3RX则只能生则只能生成消去产物。若要得到烃基化产物，需用特殊成消去产物。若要得到烃基化产物，需用特殊的试剂。的试剂。CH3CCH2COC2H5 + (CH3)3CBr + Ag+ClO4- OOCH3NO2CH3CCHCOC2H5 OOC(CH3)3CH3CCHCOC2H5 OOCOC6H5+ C6H5CClOCH3CON(CH3)2CH3C CHCOC2H5OOCH3CCHCOC2H5OONa+CH3CCH2COC2H5OOOH-H2OCH3CCH2CO-OOH+CH3CCH3OCH3CCH2COC2

16、H5OO浓OH-2CH3COO- + C2H5OH利用乙酰乙酸乙酯的烃基化、酯的水解和利用乙酰乙酸乙酯的烃基化、酯的水解和 -酮酸的脱羧制备以下结构的酮酸的脱羧制备以下结构的。CH3CCH2ROCH3CCHRRO12COOC2H5O2-丁基丁基-3-丁酮酸乙酯丁酮酸乙酯OOOC2H5 1.EtONa,EtOH 2.n-C4H9BrO,251.NaOH,H2O2.H2SO4COOC(CH3)3O1.(CH3)3COK,(CH3)3COH 2.iso-C4H9IOOOC(CH3)3 O1.(CH3)3COK, (CH3)3COH 2.n-C4H9ICOOC(CH3)3OCH3C6H4SO3HO+

17、CH2 C(CH3)2 + CO2 利用其它利用其它 -酮酸酯的烃化、酯的水解和酮酸酯的烃化、酯的水解和 -酮酸的脱羧制备酮酸的脱羧制备。例如：。例如：RCH2COC2H5RCH2CCH2ROO1.KOH,H2O,7080 2.H3O+,OOOC2H51.EtONa,EtOH 2.H3O+OC2H5OOOCOOC2H5HClO浓浓 1-丙基丙基-2-环戊酮甲酸乙酯环戊酮甲酸乙酯2-环戊酮甲酸乙酯环戊酮甲酸乙酯OCOOC2H5 1.EtONa,EtOH2.n-C3H7Br 烃化烃化酯水解酯水解二元二元羧酸脱羧，制备：羧酸脱羧，制备：RCH2COOHR CHCOOHRClCH2COOHNaCNNa

18、OHNCCH2COOHEtOH/H+H2CCOOC2H5COOC2H5CH3CH2CH CHCOOC2H5COOC2H5CH322CH3CH2CHCH2COOH CH3H CHCOOC2H5 COOC2H5 1.EtONa,EtOH2.s-C4H9BrH3O+CH3(CH2)3CH2 CHCOOC2H5COOC2H51.EtONa,EtOH2.CH3ICCOOC2H5COOC2H5CH3(CH2)3CH2 H3CH CHCOOC2H5 COOC2H5 1.EtONa,EtOH2.n-C5H11BrCH3(CH2)4CHCOOH CH31.NaOH/H2O2.HCl,COOC2H5COOC2H5

19、COOH 1.KOH,EtOH2.H3O+,H CHCOOC2H5 COOC2H5 1.EtONa,EtOH2.BrC4H8BrCHCOOC2H5 COOC2H5 Br(CH2)3CH2EtONa,EtOH乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯在乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯在OH- -催化下，催化下，生成的碳负离子可作为亲核试剂，与生成的碳负离子可作为亲核试剂，与 , -不饱和不饱和醛酮等分子中吸电子基与碳碳双键为共轭体系醛酮等分子中吸电子基与碳碳双键为共轭体系的化合物发生的化合物发生1,4-加成反应加成反应。例如例如: :13O+ CH3CCH2COOC2H5O1.EtONa,EtOH2.KOH,EtOH/H2O3.H3O+,OCH2CCH3O2-环庚烯酮环庚烯酮3-(2-氧丙基氧丙基)环庚酮环庚酮H CHCOOC2H5COOC2H5CH3CCH CH2O+KOH,EtOH CHCOOC2H5COOC2H5CH3CCH2CH2O1.KOH,EtOH/H2O2.H3O+,CH3CCH2CH2CH2COOHO2-乙氧羰基乙氧羰基-5-己酮酸乙酯己酮酸乙酯CH3CCH2CCH3OO+ CH2 CHCNEt3N,25(CH3)3COH(CH3C)2CHCH2CH2CNO , -不饱和不饱和羧酸羧酸 与与HCN，NH3，H2