第13章羧酸衍生物ppt课件

1、第十三章第十三章 羧酸衍生物羧酸衍生物(carboxylic acid derivatives)13.3 羧酸衍生物的化学性质羧酸衍生物的化学性质13.6 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯13.1 羧酸衍生物的结构和命名羧酸衍生物的结构和命名13.5 其它羧酸衍生物其它羧酸衍生物13.2 羧酸衍生物的物理性质羧酸衍生物的物理性质13.4 羧酸衍生物的制备羧酸衍生物的制备RCOLOCROL: 卤原子卤原子(X), 酰氧基酰氧基( ), 烷氧基烷氧基(OR), 氨基氨基(NH2, NHR, NR2)R COXR COO CORR COO R酸酐酸酐(carboxylic aci

2、d anhydrides)酰卤酰卤(acyl halides)酯酯(esters)RCON H2RCON H RRCONRRRCN酰胺酰胺(amides)R COL+R COL+R COL腈腈(nitrile)13-1 羧酸衍生物的结构和命名羧酸衍生物的结构和命名1 1、羧酸衍生物的结构、羧酸衍生物的结构羧酸衍生物的结构可以用通式表示为：羧酸衍生物的结构可以用通式表示为：2、羧酸衍生物的命名、羧酸衍生物的命名酰卤酰卤 由相应羧酸的酰基和卤素组成。由相应羧酸的酰基和卤素组成。乙酰氯乙酰氯对甲氧基苯甲酰氯对甲氧基苯甲酰氯苯甲酰溴苯甲酰溴 可作为酰基的卤化物，在酰基名称后加卤素的名称。可作为酰基的卤

3、化物，在酰基名称后加卤素的名称。2-溴丁酰溴溴丁酰溴p-CH3OC6H4COClCH3-C-ClO=-C-BrO=CH3CH2CH-C-Br=OBr酰胺酰胺 由相应酸的酰基和由相应酸的酰基和“胺胺组成它的名称。组成它的名称。 若氮上有取代基，在烃基名称前加若氮上有取代基，在烃基名称前加 N N 标标出。出。CH3-C-NH2 -CONH2 CH2(CONH2)2O=-CONH2-CONH2NH-C-CO=O=-CONH2 CH3-C-NHCH2CH3 O=H-C-NCH3CH3O=乙酰胺乙酰胺环己烷甲酰胺环己烷甲酰胺丙二酰胺丙二酰胺苯甲酰胺苯甲酰胺N-乙基乙酰胺乙基乙酰胺N,N -二甲基甲酰胺

4、二甲基甲酰胺邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰胺邻苯二甲酰胺混酐：二分子不同一元羧酸所得的酐叫混酐。混酐：二分子不同一元羧酸所得的酐叫混酐。命名时，简单或低级酸在前，复杂或高级酸在后，再加上命名时，简单或低级酸在前，复杂或高级酸在后，再加上“酐酐字。字。O-C-CO=O=OO=O=CH3-CCH3-COO=O=( -CO )2OHCOOCOCH3CH3COOCOCH2CH3酸酐：酸酐： 单酐：二分子相同一元酸所得的单酐：二分子相同一元酸所得的叫单酐。命名在酸字后加叫单酐。命名在酸字后加“酐酐字。字。乙酸酐乙酸酐丁二酸酐丁二酸酐苯甲酸酐苯甲酸酐邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐甲乙酐甲乙酐乙丙酐乙丙酐

5、 环酐：在二元酸的名称后加环酐：在二元酸的名称后加“酐字。酐字。CH3OOC-COOC2H5HOOC-COOCH2CH3CH2-OCOCH3CH2-OCOCH3乙酸乙酯乙酸乙酯苯甲酸乙酯苯甲酸乙酯乙酸苯酯乙酸苯酯乙二醇二乙酸酯乙二醇二乙酸酯草酸单乙酯草酸单乙酯草酸甲乙酯草酸甲乙酯 内酯命名时，用内酯二字代内酯命名时，用内酯二字代替酸字并标明羟基的位置。替酸字并标明羟基的位置。2-2-甲基甲基-4-4-丁内酯丁内酯乙酸苯甲酯乙酸苯甲酯OOCH3=CH3COOC6H5CH3-C-OC2H5O=COOC2H5OCH3-COCH2C6H5= 羧酸衍生物的分子中都含有羧酸衍生物的分子中都含有 C=O 基

6、，因此它们都是极性基，因此它们都是极性的化合物。的化合物。 乙酸异戊酯乙酸异戊酯 - - 香蕉香味香蕉香味正戊酸异戊酯正戊酸异戊酯 苹果香味苹果香味正丁酸正丁酯正丁酸正丁酯 菠萝香味菠萝香味 低级酯具有令人愉快的香味，常作香料。许多花、果的香味低级酯具有令人愉快的香味，常作香料。许多花、果的香味是由于羧酸酯而引起的。是由于羧酸酯而引起的。 低级酰卤和酸酐都是具有对粘膜有刺激性臭味的液体，低级酰卤和酸酐都是具有对粘膜有刺激性臭味的液体，高级的为固体。高级的为固体。 C14 酸以下的甲酯和乙酯均为液体。酸以下的甲酯和乙酯均为液体。 酰胺除甲酰胺外，酰胺除甲酰胺外，由于分子内形成氢键，均是固体；而当

7、酰胺的氮上有取代基由于分子内形成氢键，均是固体；而当酰胺的氮上有取代基时为液体。时为液体。14-2 羧酸衍生物的物理性质羧酸衍生物的物理性质沸点高低：沸点高低： 酰胺酰胺 酸酐酸酐 羧酸羧酸 酯酯 、酰卤、酰卤H-C-NH2O= H-C-NHCH3 O=H-C-NCH3CH3O=b.p.（）：）： 195 182 153RCO=HNHHHCO=NR 酰卤和酯由于不存在氢键，沸点比相应的酸低得多，而酰卤和酯由于不存在氢键，沸点比相应的酸低得多，而酰胺却有较高的沸点如果胺基上氢被烃基取代后，由于缔合程酰胺却有较高的沸点如果胺基上氢被烃基取代后，由于缔合程度减小而使沸点降低）。度减小而使沸点降低）。

8、羧酸衍生物可溶于有机溶剂；羧酸衍生物可溶于有机溶剂；酰氯和酸酐不溶于水，低级的遇水分解；酰氯和酸酐不溶于水，低级的遇水分解；酯在水中溶解度很小；酯在水中溶解度很小；低级酰胺可溶于水。低级酰胺可溶于水。羰基羰基亲核取代反应亲核取代反应还原反应还原反应与与Grignard 试剂的反应试剂的反应RHHOL氢氢ClaisenClaisen酯缩合酯缩合 羧酸衍生物的球棒模型如下羧酸衍生物的球棒模型如下(L=Cl,OCOR,OR, (L=Cl,OCOR,OR, NH2NH2等等):):酰胺氮原子上的反应：脱水，脱羰基。酰胺氮原子上的反应：脱水，脱羰基。14-3 羧酸衍生物的化学性质羧酸衍生物的化学性质 水

9、解水解羧酸衍生物水解都生成相应的羧酸羧酸衍生物水解都生成相应的羧酸R-C-OH + HClO=（反应猛烈）（反应猛烈）R-C-OH + R/-OHO=（加热、加酸、（加热、加酸、 碱催化剂）碱催化剂）R-C-OH + NH3O=（长时间加热回（长时间加热回流、且加酸、流、且加酸、 碱碱催化剂）催化剂）反应速度递增反应速度递增水解活性：水解活性： 酰氯酰氯 酸酐酸酐 酯酯 酰胺酰胺R-C-OH + R/-C-OHO=（热水立即反应）（热水立即反应）O=R-C-ClR-C-O-C-R/R-C-OR/R-C-NH2O=O=O=O=O=+ H-OH1. 1. 酰基上的亲核取代反应酰基上的亲核取代反应

10、酯水解是可逆过程，但在酯水解是可逆过程，但在OH- 条件下水解生成盐，平衡破坏，条件下水解生成盐，平衡破坏，水解可进行到底。水解可进行到底。高级脂肪酸盐高级脂肪酸盐 叫肥皂叫肥皂R-C-OR/ + H2O R-C-ONa + R/OHO=O=NaOH（皂化反应）（皂化反应）V = K RCOOR/ OH- 碱性水解，动力学证明是碱性水解，动力学证明是SN2 SN2 反应机理反应机理 同位素示踪实验证明，不管是同位素示踪实验证明，不管是H+ 催化剂还是催化剂还是OH- 催化剂，催化剂，大多数羧酸酯水解是酰氧键断裂。大多数羧酸酯水解是酰氧键断裂。CH3-C-O CH3 + H2O CH3-C-OH

11、 + CH3O HO=O=1818酯水解酯水解碱性水解的讨论碱性水解的讨论 CH3COOCMe3 Me3CCOOEt CH3COOEt ClCH2COOEtV相对相对 0.002 0.01 1 296 这个历程称这个历程称BAC2机理机理B 碱性，碱性，AC 酰氧键断裂，酰氧键断裂，2双双分子反应可看成加成分子反应可看成加成-消除反应。消除反应。 碱性水解机理：碱性水解机理： 碱性水解速率与碱性水解速率与 -OH成正比。成正比。 酯的碱性水解是不可逆的。酯的碱性水解是不可逆的。 碱的用量要超过催化量。碱的用量要超过催化量。 羰基活性越大，羰基活性越大，-C空阻越小，酯基空阻越小，反应速率越快。

12、空阻越小，酯基空阻越小，反应速率越快。CH3COOR/在盐酸中，水解的相对速率在盐酸中，水解的相对速率v的实验数据如下：的实验数据如下： R/： CH3 C2H5 CH(CH3)2 C(CH3)3（25）v： 1 0.97 0.53 1.15(机理不同机理不同)酸性水解的讨论酸性水解的讨论 酸性水解机理：酸性水解机理： 一般酯在一般酯在H+ 催化剂下的水解按催化剂下的水解按AAC2机理进行机理进行A 酸性，酸性，AC 酰氧键断裂，酰氧键断裂，2 双分子反应），为可逆反应。双分子反应），为可逆反应。酸在反应中有活化羰基的作用。酸在反应中有活化羰基的作用。 在酯在酯 （RCOOR/）中，）中，R有

13、吸电子基团虽能活化羰基，有吸电子基团虽能活化羰基，但会使关键中间体正离子能量升高，但会使关键中间体正离子能量升高，R为给电子基团亦为给电子基团亦有两种相反的作用，故表现不出明显的影响。有两种相反的作用，故表现不出明显的影响。在在RCOOR/中，中，R对速率的影响是：伯对速率的影响是：伯 仲仲 叔叔R/对速率的影响是：叔对速率的影响是：叔 伯伯 仲仲 叔醇的酯水解只能用新的机理来解释叔醇的酯水解只能用新的机理来解释: 烷氧键烷氧键(Al)断裂，单断裂，单分子反应分子反应 。R-C-OC(CH3)3 R-C-O-C(CH3)3 R-C-OH + (CH3)3C+O=O=H+快快慢慢快快快快O=H+

14、(CH3)3C+ + H-OH (CH3)3C-O-H (CH3)3COH + H+慢慢快快快快快快H+酯的酸性水解和碱性水解的异同点酯的酸性水解和碱性水解的异同点 相同点相同点 都是经过加成消除机理进行，增大空阻，对反应不利。都是经过加成消除机理进行，增大空阻，对反应不利。 都发生酰氧键断裂都发生酰氧键断裂RCOL + N uRCOL + N u 不同点不同点 催化剂用量不同。碱大于催化剂用量不同。碱大于1 mol，酸只需要催化量。，酸只需要催化量。 碱催化反应是不可逆的，酸催化反应是可逆的。碱催化反应是不可逆的，酸催化反应是可逆的。 吸电子取代剂对碱性催化有利。对酸性催化没有明显的影响。吸

15、电子取代剂对碱性催化有利。对酸性催化没有明显的影响。 碱性催化：伯碱性催化：伯ROH 仲仲ROH 叔叔ROH 酸性催化：叔酸性催化：叔ROH 伯伯ROH 仲仲ROHRCOL + N uRCOL + N uRCOL + N uRCOL + N u 醇解醇解羧酸衍生物都可以与醇作用生成相应的酯。羧酸衍生物都可以与醇作用生成相应的酯。反应速度递增反应速度递增反应活性顺序为：反应活性顺序为： 酰氯酰氯 酸酐酸酐 酯酯 酰胺酰胺R-C-OR/ + HClO=R-C-OR/ + NH3O=R-C-OR/ + R/-C-OHO=O=+ H-OR/R-C-ClO=R-C-O-C-R/O=O=R-C-OR/O=

16、R-C-NH2O=R-C-OR/ + R/-OHO=（酯交换（酯交换 反响）反响）酰氯醇解可用来合成较难直接由羧酸酯化的酚酯。酰氯醇解可用来合成较难直接由羧酸酯化的酚酯。环状酸酐醇解得到单酯酸环状酸酐醇解得到单酯酸(CH3)3COH + CH3COCl CH3COOC(CH3)3 + HClC6H5N(CH3)268%-OH + CH3CH2COCl CH3CH2COO- + HCl吡啶吡啶OO=O=+ CH3OHCH2-C-OCH3CH2-C-OHO=O=CH2=CHCOOCH3 + C4H9OH CH2=CHCOOC4H9 + CH3OH酯醇解得到一个新的酯和醇，故称为酯交换反应。酯醇解得

17、到一个新的酯和醇，故称为酯交换反应。 酯交换的讨论酯交换的讨论 酯交换用酸酯交换用酸HCl, H2SO4, 对甲苯磺酸和碱对甲苯磺酸和碱RONa） 等催化均可。等催化均可。 叔叔ROH的酯交换比较困难因空阻太大）。的酯交换比较困难因空阻太大）。 常应用于一个低沸点醇的酯转化为高沸点醇的酯，反常应用于一个低沸点醇的酯转化为高沸点醇的酯，反 应过程中将低沸点醇不断蒸出，可移动平衡。应过程中将低沸点醇不断蒸出，可移动平衡。RCOL + N uRCOL + N uRCOL + N u 氨胺解氨胺解酰氯、酸酐、酯与氨作用生成酰胺的反应叫做氨解。酰氯、酸酐、酯与氨作用生成酰胺的反应叫做氨解。反应速度递增反

18、应速度递增反应活性顺序为：反应活性顺序为： 酰氯酰氯 酸酐酸酐 酯酯 R-C-NH2 + NH4ClO=R-C-NH2 + R/-C-ONH4O=O=+ H-NH2R-C-ClO=R-C-O-C-R/O=O=R-C-OR/O=R-C-NH2 + R/-OHO=-CONH2-COOHH3O+O-C-CO=O=+ 2NH3-CONH2-COONH4H2O-+CH3CHCOOC2H5 + NH3 CH3CHCONH2 + CH3CH2OH24h2570 % 74%OHOH 酰基上亲核取代反应机理酰基上亲核取代反应机理RCO+NuL( (加加成成）四面体中间体四面体中间体2RCOLNu（消消除除）=

19、O H ( H2O ) , R O ( R O H ) , N H2 ( N H3)N u等L=OH, Cl, OCOR, OR, NH2RRCOOCORCOORRRCOClCONH2 羧酸衍生物的水解、醇解、氨解的反应机理相似，属于羧酸衍生物的水解、醇解、氨解的反应机理相似，属于亲核取代反应。亲核取代反应。 羧酸衍生物酰化反应的相对活性羧酸衍生物酰化反应的相对活性活性顺序活性顺序: :理论解释理论解释: :RCOL+_RCOL 吸电子能力：吸电子能力：（利于加成）（利于加成）-Cl -O-C-R -OR -NH2=O L- 的亲核性大小：的亲核性大小： (离去的可能性相反离去的可能性相反)N

20、H2 RO R-C-O Cl=O-立体效应也影响速率，烃基立体效应也影响速率，烃基 ，因空间拥挤，而反应速度，因空间拥挤，而反应速度 。RCNR2O 共振论的观点：共振论的观点： 羧酸衍生物均具有不饱和键，可以多种方法进行还原，不羧酸衍生物均具有不饱和键，可以多种方法进行还原，不同衍生物以不同的还原方法得到不同的还原产物。同衍生物以不同的还原方法得到不同的还原产物。 酸酐酸酐酸酐用氢化铝锂还原时，得二分子醇。（不能被酸酐用氢化铝锂还原时，得二分子醇。（不能被NaBH4还原）还原）R-CR-COO=O=2 R-CH2OHLiAlH4 酰胺酰胺 酰胺不易还原，但用氢化锂铝还原为胺羰基被还原酰胺不易

21、还原，但用氢化锂铝还原为胺羰基被还原为为CH2 生成相应的伯、仲或叔胺）生成相应的伯、仲或叔胺）（注：（注： NaBH4 不能还原酰不能还原酰胺）胺）R-C-NH2 RCH2NH2O=LiAlH42. 2. 羧酸衍生物的还原羧酸衍生物的还原还原剂为：还原剂为：LiAlH4 、NaBH4 、 H2 / Ni 、Pd 、 Pt 时产物为醇。时产物为醇。R-COCl R-CH2OHLiAlH4或或NaBH4 酰氯用毒化的钯酰氯用毒化的钯Rosenmund还原还原能制备各种醛；还原还原能制备各种醛； 或用三叔丁氧基氢化铝锂还原能制备各种醛。或用三叔丁氧基氢化铝锂还原能制备各种醛。CH3O-C-CH2C

22、H2-C-Cl + H2 CH3O-C-CH2CH2-CHO O=Pd / BaSO4O=O=CH3-CH3CH3C-ClO=CH3-CH3CH3CHOLiAlH(t-C4H9O)3 酰氯酰氯酰氯可还原成醛或醇。酰氯可还原成醛或醇。常用还原剂：常用还原剂：C2H5OH + Na 、 LiAlH4 、 H2 / Ni 、Pd 、 Pt 、 铜铬氧化物铜铬氧化物CuO , CuCrO4 ) （注：（注： NaBH4 不能还原酯）不能还原酯）n-C11H23-C-OC2H5 n-C11H23-CH2OH + C2H5OH C2H5OH + Na75%月桂醇月桂醇月桂酸乙酯月桂酸乙酯O=-C-OC2H

23、5 -CH2OH + C2H5OH LiAlH499%O=R-C-OR/ + H2 RCH2OH + R/OH CuO , CuCrO4O= 酯酯酯较易被还原，可以被多种还原方法来还原，生成二分子醇。酯较易被还原，可以被多种还原方法来还原，生成二分子醇。R-COOR/ RCH2OH + R/OH H 总结：总结：都可用氢化铝锂还原都可用氢化铝锂还原C H3C H C H C H2C O O C H3RCOCRORCClOORCORO不反应不反应L i A l H4, 乙醚H2ORCH2OHRCH2NR2RCH2OH H2O乙 醚LiAlH4,75C H3C HC H C H2C H2O HCH

24、3COOC2H5,CH3CH2CH2CCH2CH2CH3CH3OH合成CH2=CHCH3通式：通式：COMgXRR/LR-C-LO=R/MgX-MgXLR-C-R/O=R/MgXCOMgXRR/R/ 反应是否终止在酮阶段与羰基活性、试剂的用量及反应是否终止在酮阶段与羰基活性、试剂的用量及反应条件有关。反应条件有关。COHRR/R/H2O / H+3. 3. 与与GrignardGrignard试剂的反应试剂的反应 酰酰 卤卤 酰卤比酮活泼，与格氏试剂反应比酮快，故在温和条件下酰卤比酮活泼，与格氏试剂反应比酮快，故在温和条件下使用过量的酰卤，可得到较高产率的酮。使用过量的酰卤，可得到较高产率的酮

25、。CH3-C-Cl + CH3(CH2)3MgCl O=COMgClCH3Cl无水乙醚无水乙醚CH2CH2CH2CH3如果要得到叔醇，则要加剧反应条件和加大格氏试剂的用量。如果要得到叔醇，则要加剧反应条件和加大格氏试剂的用量。O=H2O / H+CH3-C-CH2CH2CH2CH372%酸酐与格氏试剂在室温下也可以得到酮。酸酐与格氏试剂在室温下也可以得到酮。 酸酸 酐酐CH3O-MgCl CH2-CCH2-COO=O=+CH2-CCH2-CO=O=-OMgCl OCH3H2O / H+CH2-CCH2-CO=O=-OHOCH3 酰胺酰胺酰胺不能与格氏试剂反应，因为有活泼氢之故。酰胺不能与格氏试

26、剂反应，因为有活泼氢之故。CH3COOC2H5 + CH3CH2MgBr COMgBrCH3无水乙醚无水乙醚CH2CH3OC2H5O=CH3-C-CH2CH3-C2H5OMgBrCH3CH2MgBr无水乙醚无水乙醚COMgBrCH3CH2CH3CH2CH3但具有位阻大的酯可以停留在酮阶段。但具有位阻大的酯可以停留在酮阶段。COHCH3CH2CH3CH2CH3H2O / H+67%(CH3)3CCOOCH3 + C3H7MgCl (CH3)3C-C-C3H7 H3O+O= 酯酯 酯与格氏试剂反应先生成酮，由于格氏试剂对酮的反应比酯还酯与格氏试剂反应先生成酮，由于格氏试剂对酮的反应比酯还快，反应很

27、难停留在酮阶段，因此最终产物是叔醇。快，反应很难停留在酮阶段，因此最终产物是叔醇。叔醇叔醇 两个烃基来自格氏试剂两个烃基来自格氏试剂留意：这里又提供了一种合成醇的方法。留意：这里又提供了一种合成醇的方法。（1 1合成含有两个相同烃基的叔醇。合成含有两个相同烃基的叔醇。（2 2合成结构对称的仲醇：用甲酸酯与格氏试剂作用。合成结构对称的仲醇：用甲酸酯与格氏试剂作用。例：例：C H2= C H C H3H B r+R O O RC H3C H2C H2B rMg干醚C H3C H2C H2Mg B rCH3COOC2H5H2O干醚CH3CH2CH2CCH2CH2CH3CH3OHC H3O HC H3

28、C H3C H C H2C H C H2C H C H3合成：合成：例如：合成例如：合成(C H3)2C =C H2H B r+R O O RC H3C H C H2B rC H3Mg干醚CH3CHCH2MgBrCH3HCOOC2H5H2O干醚C H3O HC H3C H3C H C H2C H C H2C H C H3合成：合成：,合 成phphO HC H2=C H2CH3CNH2OHCl练习：练习：4 4、酰胺氮原子上的反应、酰胺氮原子上的反应（A A酰胺的酸碱性酰胺的酸碱性酰胺酰胺C H3CON H2C H3CON H )2H g(+ H2OORCORHCN具弱碱性具弱碱性具弱酸性具弱

29、酸性酰亚胺酰亚胺 氢原子受两个酰基的影响氢原子受两个酰基的影响, ,易以质子的形式被碱夺去易以质子的形式被碱夺去, ,酸酸性比酰胺强性比酰胺强, ,形成的盐稳定形成的盐稳定. .H ClHgOS O C l2,苯 ， 7 5 8 0 8 6 9 4（B B酰胺脱水酰胺脱水合成腈最常用的方法之一合成腈最常用的方法之一. .（C CHofmannHofmann降解反应降解反应 酰胺与溴或氯在碱溶液中作用酰胺与溴或氯在碱溶液中作用, ,脱去羰基生成伯脱去羰基生成伯胺的反应胺的反应. .CH3(CH2)3CHCONH2CH2CH3CH3(CH2)3CHCNCH2CH3(C H3)3C C H2C N

30、H2OB r2 4N aO HR-NH2 + Na2CO3 + NaBr + H2OR-C-NH2 + NaOBr + NaOHO=-CH2-NH2 -CH2-CONH2 + Cl2 + NaOH 该反应可由酰胺制备少一个碳原子的伯胺该反应可由酰胺制备少一个碳原子的伯胺, ,产率较产率较搞，产品较纯搞，产品较纯. .94( C H3)3C C H2N H22H2O2N aB r N a2C O3CH3CH2CNCH3CH2COOHCH3CH2CONH2CH3CH2COClabcd 各类羧酸衍生物一般都可直接从相应的羧酸制得，有时也可各类羧酸衍生物一般都可直接从相应的羧酸制得，有时也可以从一种羧

31、酸衍生物变成另一种羧酸衍生物。以从一种羧酸衍生物变成另一种羧酸衍生物。 酰卤中最重要的是酰氯，可由羧酸与三卤化磷、五卤化磷、酰卤中最重要的是酰氯，可由羧酸与三卤化磷、五卤化磷、亚硫酰氯等反应制得。亚硫酰氯等反应制得。酰卤的制备酰卤的制备3RCOOH + PBr3 3RCOBr + H3PO3亚磷酸亚磷酸RCOOH + PCl5 RCOCl + HCl + POCl3磷酰氯磷酰氯RCOOH + SOCl2 RCOCl + HCl + SO2 亚硫酰氯亚硫酰氯13-4 羧酸衍生物的制备羧酸衍生物的制备 说说 明明（i） 反应原料是羧酸，反应试剂是反应原料是羧酸，反应试剂是SOCl2、PCl3、PC

32、l5。（ii） 反应需在无水条件下进行。反应需在无水条件下进行。（iii） 产物酰卤通常都通过蒸馏方法提纯，所以试剂、副产物产物酰卤通常都通过蒸馏方法提纯，所以试剂、副产物 与产物的沸点要有较大的差别。与产物的沸点要有较大的差别。实实 例例SOCl2 (bp 77)(bp 197 )C-OHO=C-Cl + HCl + SO2O=(bp 80)PCl3 (bp 74.2 )(200分解分解)O=CH3CH2C-OH CH3CH2C-Cl + H3PO3O=PCl5(160升华升华)(bp 196 )(bp 107 )CH3(CH2)6C-OH CH3(CH2)6C-Cl + POCl3O=O=

33、 制备单纯的酸酐制备单纯的酸酐-羧酸的脱水甲酸除外）羧酸的脱水甲酸除外）可以用一元羧酸或二元羧酸脱水制备。可以用一元羧酸或二元羧酸脱水制备。2. 酸酐的制法酸酐的制法 制备混合酸酐酰卤和羧酸盐的反应）制备混合酸酐酰卤和羧酸盐的反应）酰卤与无水羧酸盐共热可制得单酐或混酐酰卤与无水羧酸盐共热可制得单酐或混酐CH3COCl + CH3CH2COONa CH3COOCOCH2CH3 + NaClR-C-Cl + R-COONa (RCO)2O + NaClO=常用脱水剂：常用脱水剂：P2O5 、乙酸酐、乙酸酐R-CR-COO=O=+ H2OR-C-OHR-C-OHO=O=P2O5或或(CH3CO)2O

34、 如果能生成稳定的五、六元环酸酐的二元羧酸，则更易脱如果能生成稳定的五、六元环酸酐的二元羧酸，则更易脱水，只须加热而不用脱水剂。水，只须加热而不用脱水剂。CH2-CCH2-COO=O=CH2-C-OHCH2-C-OHO=O=+ H2O300丁二酸酐丁二酸酐O-C-CO=O=-C-OH-C-OHO=O=+ H2O200230 邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐酰氯醇解可用来合成较难直接由羧酸酯化的酚酯。酰氯醇解可用来合成较难直接由羧酸酯化的酚酯。3. 3. 酯的制备酯的制备可以由醇与羧酸、酰卤、酸酐反应制得可以由醇与羧酸、酰卤、酸酐反应制得R-C-OH + HOR/ R-C-OR/ + H2OO=O=H+

35、(CH3)3COH + CH3COCl CH3COOC(CH3)3 + HClC6H5N(CH3)268%-OH + CH3CH2COCl CH3CH2COO- + HCl吡啶吡啶4. 4. 酰胺的制备酰胺的制备酰胺可以由羧酸、酯、酸酐、酰卤与氨作用制备酰胺可以由羧酸、酯、酸酐、酰卤与氨作用制备O=R-C-NH2 + H2OR-C-OH + NH3 R-C-ONH4O=O=+-O=R-C-NR2 + H2OR-C-OH + R2NH R-C-ONH2R2O=O=+-13-5 其他羧酸衍生物其他羧酸衍生物自学自学练习练习+CH3OH+OCH3OOa. H3O+b. SOCl2c. NH3d. N

36、H3 /1.2.OCH3COOHCH3OHOOCCH3OH3CO+CH3CH2OHOOCH23.4.CH3OC H3OOCH3OHCH3KMnO4H2SO4SOCl2NH3CH3COOHC H3CH3COClCH3CH3CONH2CH3CH3CNSOCl2OH3+CH3N HC H3a+a5.6.CH3COOHCOClCH3CH3NOCH2CH2CH2CH3C H3ONO2OOEtOHCOOHCOOEtNO2+COOEtCOOHNO2+OOOAlCl3完成反应完成反应HOOCOC lHZn(Hg)HOOCSOCl2OC lAlCl3OOHH2SO4B rMgEt2OOH+1 )2 )NaBH4

37、完成反应完成反应MgBrOHBrOC lPBr3CNNaCNOHOH2SO4, OH2OC lCH3CH2OHOOCH2CH3R C H2C O O C2H5C2H5O-abcdefg 13-6 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯13-6-1 13-6-1 乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯(Ethyl acetoacetate)(Ethyl acetoacetate)一、乙酰乙酸乙酯的合成一、乙酰乙酸乙酯的合成1 1、克莱森、克莱森Claisen)Claisen)酯缩合反应酯缩合反应 酯分子的酯分子的-H 在强碱性条件下与另一分子酯失去醇得到在强碱性条件下与另一分子酯失去醇得到-酮酸

38、酯酮酸酯 称酯缩合反应。称酯缩合反应。C2H5ONaO=CH3-C-OC2H5 + CH2-C-OC2H5HO=CH3-C-CH2-C-OC2H5 + C2H5OHO=O=乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯例如：例如： 酯分子的酯分子的-H 在强碱性条件下与另一分子酯失去醇得到在强碱性条件下与另一分子酯失去醇得到-酮酮酸酯酸酯 称酯缩合反应。称酯缩合反应。酯酯- -酯缩合酯缩合相同酯缩合相同酯缩合不同酯缩合不同酯缩合产生产生- 酮酸酯酮酸酯克莱森缩合克莱森缩合过过 程：程：-C2H5OH-C2H5OH-H-H，-OC2H5-OC2H5）反应物：酯反应物：酯产产 物：物：- - 羰基化合物羰基化合物碱性催

39、化剂：乙醇钠、碱性催化剂：乙醇钠、NaNH2 NaNH2 等等 C2H5ONaRCH2C-OC2H5 + H-CHCOC2H5 RCH2C-CHCOC2H5=O=O=O=ORR 反应机理反应机理RCOCHRCH COOC2H5OC2H5+C2H5OHRCOCH2R+OC2H5RCHCOOC2H5RCOCH2C2H5OCHCOOC2H5+RCOCH2OC2H5RCHCOOC2H52 C H3C O O C2H5C2H5O N aC H3C O C H C O O C2H5N a+a) 相同酯缩合相同酯缩合 如果两个不同的酯都有如果两个不同的酯都有-H 也可以发生酯缩合反应，理论上可也可以发生酯缩

40、合反应，理论上可以得到四种产物，在制备上没有很大价值。以得到四种产物，在制备上没有很大价值。 如果两个酯中只是一个有如果两个酯中只是一个有-H，另一个酯无，另一个酯无-H，通过控制反应，通过控制反应条件也可得一个主要的产物，有合成意义。条件也可得一个主要的产物，有合成意义。 C2H5ONaO=H-C-OC2H5 + CH2-C-OC2H5HO=乙酸乙酯乙酸乙酯甲酸乙酯甲酸乙酯CH3-C-CH2-C-OC2H5O=O=自身缩合自身缩合交叉缩合交叉缩合H-C-CH2-C-OC2H5O=O=（主）（主） 79%（次）（次）b) 不同酯间的缩合不同酯间的缩合C-OC2H5C-OC2H5+ R-CH2-

41、C-OC2H5O=O=C2H5ONa（有（有-H）（无（无-H）草酸二乙酯草酸二乙酯O=C OC2H5C CH-C-OC2H5RO=O=O=+ C2H5OH（主）（主） 含含6个或个或7个碳的二元酸酯，在碱性催化剂作用下环化生成个碳的二元酸酯，在碱性催化剂作用下环化生成五元或六元环为主的五元或六元环为主的-酮酯称为狄克曼反应。酮酯称为狄克曼反应。分子内酯缩合分子内酯缩合狄克曼狄克曼Dieckmann)Dieckmann)缩合缩合CH2CH2C-OC2H5CH2CH2C-OC2H5O=O=C2H5ONa己二酸二乙酯己二酸二乙酯-C2H5OHCH2O= H+ OH-CH2 CCH2CH2CH-CO

42、OC2H5O=CH2 CCH2CH2 CH2CH2C-OC2H5CH2CH2C-OC2H5O=O=CH2C2H5ONa-C2H5OH庚二酸二乙酯庚二酸二乙酯CH2O=CH2 CCH2CH2CH2 H+ OH-CH-COOC2H5O=CH2 CCH2CH2CH2 不对称的二元羧酸酯进行缩合，主要是位不对称的二元羧酸酯进行缩合，主要是位阻少的阻少的-H-H被去掉。被去掉。CH2CH-C-OC2H5CH2CH2C-OC2H5O=O=CH2C2H5ONa-C2H5OHCH3CH-COOC2H5O=CH CCH2CH2CH2CH3 （酸性大）（酸性大）位阻少位阻少COOC2H5CH2-COOC2H5C2

43、H5ONa？COOC2H5O=不对称的二元羧酸酯进行缩合，反应按什么方向进行？不对称的二元羧酸酯进行缩合，反应按什么方向进行？2 2、乙酰乙酸乙酯的合成方法：、乙酰乙酸乙酯的合成方法：克莱森克莱森Claisen)Claisen)酯缩合反应：酯缩合反应：H+CH3COCH2COOC2H57 5 %COC H3C O C H2C O O C2H5C H2COC H2+C2H5O HH2S O4CH3CCH2COOC2H5O工业合成法：工业合成法：CH3COHCHCOOC2H5C H3CC HO HC O C2H5O酮式酮式 烯醇式烯醇式二、乙酰乙酸乙酯的性质二、乙酰乙酸乙酯的性质（1 1乙酰乙酸乙

44、酯的酮乙酰乙酸乙酯的酮- -烯醇平衡烯醇平衡常温下含量常温下含量92.57.5 分别分别 ( (石英容器石英容器) ) 41(267Pa) 33(267Pa)CC HCOHOO C2H5C H3分子内氢键分子内氢键: :NaBH4H2NYY=OH, NHPh等HCNCH3C CH2COOC2H5N YCH3C CH2COOC2H5OHCNCH3CCH2COOC2H5OHHp-p-共轭电子离域共轭电子离域: :生成的烯醇比较稳定是由于：生成的烯醇比较稳定是由于：酮的反应酮的反应烯醇的反应烯醇的反应CH3COHCHCOOC2H5C H3CC HO HC O C2H5O酮式酮式 烯醇式烯醇式PCl5

45、CH3COClCH3CClCHCOOC2H5CH3COCOCH3CHCOOC2H5Br2褪色FeCl3紫色2 C H3C O N aO+C2H5O H（2 2酮式分解酮式分解（3 3酸式分解酸式分解C H3C O C H2C O O C2H55 % N a O HC H3C O C H2C O O水水 解解N aH+C H3C O C H2C O O HC H3C O C H3C O2OCH3C CH2COOC2H540% NaOHOC H3CC H2C O O C2H5C2H5O N aC H3C O C C O O C2H5N a+R（4 4乙酰乙酸乙酯亚甲基的活性乙酰乙酸乙酯亚甲基的活性

46、分子中的亚甲基分子中的亚甲基影响，比较活泼，与醇钠等强碱作用，生成亲核性的影响，比较活泼，与醇钠等强碱作用，生成亲核性的碳负离子或烯醇负离子，可以和碳负离子或烯醇负离子，可以和R-XR-X、R-COClR-COCl发生发生SN2SN2反应，在亚甲基上引入一个烃基或酰基。例如：反应，在亚甲基上引入一个烃基或酰基。例如：受两个羰基的受两个羰基的C H3C O C C O O C2H5RR R XRRCHCOHOCH3-C-CH-C-OC2H5=O=O-CH3-C=CH-C-OC2H5OO=-CH3-C-CH-C-OC2H5=O=OR-X-+RC2H5ONaCH3-C-CH2-C-OC2H5=O=O

47、三、乙酰乙酸乙酯在合成上的应用三、乙酰乙酸乙酯在合成上的应用 乙酰乙酸乙酯合成法乙酰乙酸乙酯合成法乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯 碳负离子碳负离子 与与R-X、R-COX、X-CH2COR、X-(CH2)n-COOR等试剂进行等试剂进行SN2反应反应 再再进行酮式或酸式分解进行酮式或酸式分解 制取甲基酮、二酮、一元羧酸和制取甲基酮、二酮、一元羧酸和二元羧酸等化合物。二元羧酸等化合物。C2H5ONa例如：例如：CH3CCH RROC H3C O C C O O C2H5RR 5 % N a O H , H+C O2 , 4 0 % N a O H , H+酮 式 分 解酸 式 分 解()(CH3CCH

48、2CH2CH2CH2CH3OC2H5ONaCH3-C-CH2-C-OC2H5=O=OCH3-C-CH-C-OC2H5 Na=O=O-+C2H5ONaCH3-C-C-C-OC2H5 Na=O=O-+RCH3-C-CH-C-OC2H5 =O=ORR-XR/-XCH3-C-C-C-OC2H5 =O=ORR/CH3-C-CH-R=OR/R-CH-C-OH=OR/ H+, 稀稀OH-酸式分解酸式分解酮式分解酮式分解R-CH2C-OH=O 浓浓OH, - H+一元羧酸一元羧酸CH3-C-CH2-R=O甲基酮甲基酮二烃基取代丙酮二烃基取代丙酮二烃基取代乙酸二烃基取代乙酸C2H5ONaCH3-C-CH2-C-

49、OC2H5=O=OCH3-C-CH-C-OC2H5 Na=O=O-+Br(CH2)n-COOC2H5R-C-X=OCl-CH2-C-R=OCH3-C-CH-C-OC2H5 =O=OC-RO=CH3-C-CH-C-OC2H5 =O=OCH2C-RO=CH3-C-CH-C-OC2H5 =O=O(CH2)n-COOC2H5 H+, 稀稀OH- 浓浓OH, - H+CH3-C-CH2-C-R =O=O1,3-二酮二酮R-C-CH2COOH =O-酮酸酮酸酸酸式式分分解解酮酮式式分分解解酸酸式式分分解解酮酮式式分分解解CH3-C-CH2CH2-C-R=O=O1,4-二酮二酮R-C-CH2CH2COOH

50、=O-酮酸酮酸CH3-C-CH2-(CH2)n-COOH=O酮酸酮酸CH2COOH(CH2)n-COOH二元羧酸二元羧酸(1)(1)合成甲基酮：合成甲基酮：例例1 1：合成生物信息素：合成生物信息素C H3C C H2C O O C2H5N a O C2H5C H3C C H C O O C2H5N aO+_OC H3C H2C H2C H2B rK IC H2C H2C H2C H3C H3C C H C O O C2H5ON a O HH C l/H2OC H3C C H2C H2C H2C H2C H3OCH3CCH2CH2C6H5O合成：合成：蜜蜂警戒信息素蜜蜂警戒信息素一取代丙酮和同

51、碳二取代丙酮一取代丙酮和同碳二取代丙酮练习：合成止咳、祛痰药物练习：合成止咳、祛痰药物合成：合成：CH3CCHCOOC2H5OClCH2C6H5CH2C6H5C H3C C H2C O O C2H5N a O C2H5C H3C C H C O O C2H5N aO+_OC H3C H2C H2C H2B rK IC H2C H2C H2C H3C H3C C H C O O C2H5ONaOHCH3CCH2CH2C6H5O稀CH3CCH2COOC2H5O C2H5ONa CH3CH2CH2BrCH3CCHCOOC2H5CH2CH2CH3O C2H5O N a C H3IC H3C C C O

52、 O C2H5OC H3C C C O O C2H5C H3C H2C H2C H3O5 % N a O HH+C O2C H3C C H C H2C H2C H3C H3OCH3CCHCH2CH2CH3CH3O例例2: 合成合成CH3CO例例3: 合成合成N aO C2H5C C H3C O O C2H5ONaOHCH3CO稀B rC H2C H2C H2C H2B rC H3C C H C O O C2H5OC H2C H2C H2C H2B rC H3C H2C H2C H2B rK IC H2C H2C H2C H3C H3C C H C O O C2H5OCH3CCH2CH2CH2C

53、H2CCH3OO例例4: 合成合成C H3C C H2C O O C2H5N a O C2H5C H3C C H C O O C2H5N aO+_O22C H3C C H C H2C H2C H C C H3OB r C H2C H2B rC O O C2H5C O O C2H5OCH3CCH2CH2CH2CH2CCH3ONaOH稀OC H3C H2C H2C H C O O HC H3（2 2合成一元酸合成一元酸 一取代乙酸和二取代乙酸一取代乙酸和二取代乙酸例例合成合成2-甲基戊酸甲基戊酸CH3CCH2COOC2H5O C2H5ONa CH3CH2CH2Br C2H5O N a C H3ICH3CCCOOC2H5CH3CH2CH2CH3O 40%NaOH,H+C H3C H2C H2C H C O O HC H3CH3CCH2CH2CH2COHOOCH