【大学】羧酸衍生物ppt课件

1、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯的在合成中的乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯的在合成中的运用运用有机合成道路有机合成道路第十二章第十二章 羧酸衍生物羧酸衍生物5.5.了解羧酸衍生物的相互转换了解羧酸衍生物的相互转换6.6.掌握乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙掌握乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯的性质及在合成中的运用酯的性质及在合成中的运用7.7.学会设计有机合成道路学会设计有机合成道路RCOOHRCOXRCOORCOORRCONH2(R)CRO一、羧酸衍生物构造和命名羧酸的羟基被其他基团取代的化合物叫羧酸衍生物，包括酰卤、酸酐、酯、酰胺。CH3COClPh COClCH3CH2CHCOBrBrCOClCOClOCH2P

2、hCOClCH3COOCCH3OCH3COOCCH2CH3OOOOCH3CONH2CH3CONCH3CH3HCONCH3CH3NHOCH3CONHPhPhCOOC2H5OH3COCH2COOC2H5COC2H5OCH2COOC2H5COH3C 酰卤、酸酐有刺激性气味，强腐蚀作用。酯有香味。IR光谱：C=O的特征吸收峰 酰卤：18001750 cm-1 酸酐：18501800 cm-1 ，17901740 cm-1两个 酯： 17501745 cm-1，没有OH的吸收峰 酰胺：16901630 cm-1，35503050 cm-1有N-H吸收1H NMR：酰胺在58 ppm有N-H的峰。COXR

3、CH2COOCOORCONH2(R)CRORCH2RCH2RCH2RCHCOLHRCOLNuRCONu+Lor HNuHLorRCOLRCOOHH2OH or OHROHRNH2RCOORRCONHRH or OHCOXRCOOCOORCONH2(R)CRORRRRCOOHH2OHX+HOCROHORNH3(R)H2OH or OHH2OH or OHH2OH or OHorRCOORCOOHH2O+HClRCOClRCOOHRCOOCROH2O2RCOOHRCONHRH2OH3NR+RCOOH2OH2NR+OHHRCOOHRCOORH2OHOR+RCOOHOHH2OH2ORCOHORH2OR

4、COHORRCOHOH HORRCOOHRCOORHHORCOHORH HHOR烯烯烃烃H2O HRCOHORCOOHRCOORHRR+RCOORCOORRCOORHOROHRCOO+OR OHHRCOOHRCOOHHORCOHNHRHNH2R+NH3RH2ORCOHNHRH2ORCOHNHRRCONHRHHRCOORCONHRH2NROHRCOO+NHRRCONHR OHHRNH HOROHRCOORRCOCl+Et3N or 吡啶Et3NH ClNHClorHClROHRCOORRCOClEt3N or 吡啶RCOOHSOCl2RCOOHRCOOCROROHRCOOR+C2H5OHSCH2

5、OH(CH3CO)2OCH3COONaSCH2OCCH3OOOOCOOEtCOOH二二酸酸单单酯酯COOEtCOOEt二二酸酸二二酯酯H2CCHCOOCH3n-BuOHTsOHH2CCHCOOBun+ CH3OHOCOHOCH3NaOCH3CH3OOHCOCH3OCH3COCH3+CHCH2CHCH2OAcOAcnCH3OHOHCHCH2CHCH2OHOHnCCH3OO+CH3COCH3ORCOORRCOORROHHorRO+ROH+RCOORRCONHRROH+RNH2+H or OHNHRORRCOClRMgXH2ORCORRMgXH2ORCORRCOOCRORCOMgXOCROR70oC

6、RCOHOCRORRCOOH+RMgXH2ORCORRCOOCRO70oCRCORRCOClRMgXRCOHRRRMgXRCORRMgXRCOHRRRCOORRMgXRCOLRCH2OHLiAlH4RCOHLiAlH4H2OLiAlH4RCONH2(R)H2ORCH2NH2(R)RCOClRCOHH2, Pd-BaSO4, 硫硫 喹喹啉啉RCOORRCH2OHH2, CuO CuCrO4RCOORRCH2OHNaROHRCH2CORORCH CORORCH2COCH CORORH+HOROR反响机理：反响机理：CH2C=OOC2H5HC2H5O+CH2C=OOC2H5CH2C=OOC2H5C2

7、H5OH+CH3C=OOC2H5CH2C=OOC2H5CH3COOC2H5CH2C=OOC2H5C=OCH2C=OCH3OC2H5+C2H5OC=OCH2C=OCH3OC2H5+C2H5OC=OCHC=OCH3OC2H5C=OCHC=OCH3OC2H5CH3COOHC=OCH2C=OCH3OC2H5CH3CH2CH2C-NH2OP2O5加热CH3CH2CH2CN+ H2ORCONH2 + Br2 + 4NaOHH2ORNH2 + 2NaBr + Na2CO3 + 2H2ORCONH2 + HNO2RCOOH + N2 + H2O该反响可由酰胺制备少一个碳原子的伯胺该反响可由酰胺制备少一个碳原子

8、的伯胺, ,产率较高产率较高. .该反响可用于酰胺的鉴别和定性分析。该反响可用于酰胺的鉴别和定性分析。该反响可由酰胺制备有机腈类化合物。该反响可由酰胺制备有机腈类化合物。RCONH2 + H2OHClNaOHRCOOH + NH4ClRCOONa + NH3RCONH2在有机合成上，氨基的酰化在水解，多用于氨基的维护。在有机合成上，氨基的酰化在水解，多用于氨基的维护。酰胺是近中性化合物，这是由于氮原子上的未共用电子对与碳基酰胺是近中性化合物，这是由于氮原子上的未共用电子对与碳基上的上的电子构成共轭体系，电子云向羰基方向挪动，降低了氮原电子构成共轭体系，电子云向羰基方向挪动，降低了氮原子上的电子

9、云密度，使其结合质子的才干减弱。子上的电子云密度，使其结合质子的才干减弱。酰胺酰胺CH3CNH2OHClCH3CONH2HClHgOCH3CONH)2Hg(+ H2O具弱碱性具弱碱性具弱酸性具弱酸性亚酰胺亚酰胺氢原子受两个酰基的影响氢原子受两个酰基的影响, ,易以质子的方式被碱夺去易以质子的方式被碱夺去, ,酸酸性比酰胺强性比酰胺强, ,构成的盐较稳定构成的盐较稳定. .ORCORHC NOOONH3OHOONH2300oCNHOOBr2NaOHNOONOOBrNaOOONH3NHOOKOHor K2CO3NOOKR XNOORNH2NH2OOH2NRNHNH+肼肼解解四、亲核反响的机理和反响

10、活性四、亲核反响的机理和反响活性R COL+NuR CONu +LL = -X, -OCOR, -OR, -NH2Nu = OH, H2O, NH3, R-OH反响结果是羰基相连的基团被取代，但反响的机理是怎样的呢？是SN2历程R COL+R COOH +LOHHOCOLR还是加成消除机理？R COL+R COOH +LOHHOCOLR1、碱性条件下的机理同位素标志法证明反响是加成消除机理。R COOCH3+R COOH +OHHOCOOCH3R*OCH3OCOHOCH3R*R COOCH3+ OH*2、酸性条件下的机理R COL+R COHLHH2ORCOHLOH2RCOHLOH- HRCO

11、HLHOHHR COHOH- HR COOH +HLRCOC(CH3)3OH+RC OOHC(CH3)3+RCO + C(CH3)OH+C(CH3)3+ H2OH2OC(CH3)3+-H+(CH3)3COH3o醇的羧酸酯水解：醇的羧酸酯水解：SN1机制机制3、 羧羰基的亲核取代反响活性羧羰基的亲核取代反响活性RCOX RCOOCOR RCOOR RCONH2影响反响活性的要素：影响反响活性的要素： 离去基团的影响；离去基团的影响； L基团越易离去反响速度越快，基团越易离去反响速度越快，Cl RCO2 RO NH22) 位阻效应的影响 取代反响的加成步骤是有棱锥变成四面体中间体,中间体的 拥堵程

12、度增大,越不利于构成,反响速度也就越低.3) 羰基的亲电才干越强,反响速度越快CH3CO2RCH3COO + ROHOHH2OR = -CH3 -C2H5 -CH(CH3)2 -C(CH3)3OHH2OGCO2C2H5GCOO+ C2H5OHG= -CH3 -Cl R）Baeyer-villiger(3)成环成环3元：元：4元：元：ClCH2CH2H2C COOCH3OHCOOCH3CHCHRRCH2N2RRBr(CH2)3Br + CH2（COOEt）2COOEtCOOEt水解化，CO2COOHOEt5元：元：6元：元：COOEtCOOEtOCO2EtDieckmann 反应EtOCH3CH

13、3H2/Ni压力CHO+CHO(4)重排反响重排反响aPinacol重排：重排：bBeckmann重排：重排：OH OHHONOHHHNO3、设计合成道路的方法、设计合成道路的方法原料原料 目的化合物简单化合物，较直观目的化合物简单化合物，较直观 目的化合物目的化合物 原料原料: 逆合成法逆合成法retro-synthesisa优于优于bCOOCH3COOH+ CH3OHCOOHOHCNOHHCN +OCOOHOH+ HCHOCH3CH COOEtZnBrCHBrCOOHCH3CH3CH2COOH + Br2ba 逆合成导出的合成道路不止一种，应仔细分析比较，选出最合理的道路。 同一化合物可在

14、不同的地方断开，有合理与不合理之分，同样合理也有优劣之差：如：b合理，合理，a不合理不合理b优于优于a有消除副反响有消除副反响 O2NClO+CH3OCH3OOCH3CH3NO2abbCH3OCH3ClONO2+aONa + XObabONa + Xa4、导向基团和维护基团的运用、导向基团和维护基团的运用1导向基团导向基团BrBrBrNO2NH2Fe/ HClBr2BrBrBrNH2HNO3H3PO2 / H2ONH2NH2NO2NH COCH3H2SO4NH COCH3SO3H混酸NH COCH3SO3HNO25%H2SO4煮沸NH2NO2（直接磺化 ）NH3NO2对位2维护基团维护基团基团

15、维护要满足以下要求：基团维护要满足以下要求： 容易引入容易引入 与被维护基构成的构造能经受住所要发生反响与被维护基构成的构造能经受住所要发生反响的条件的条件 可以在不破坏分子其他部分的条件下除去可以在不破坏分子其他部分的条件下除去OHOCOOC2H5O + 2 CH3MgX 必须先保护酮羰基不同类化合物的维护方法：不同类化合物的维护方法：a. 醇酚的维护醇酚的维护:.(i). 成醚：成醚：(ii). 成酯：成酯： ArOHPhCH2ClArOCH2PhH2 / Pd-CArOHROHPh3CClROCPh3HOAc,H2OROHROH +ORC ClROH +OOORH3OROCROROHH3

16、OROH(iii).b. 胺的维护：胺的维护：(iv). “维护基团在有机维护基团在有机 合成中的运用合成中的运用OHOHOOO, HR NH2HR NH3H3C COClR NH COCH3PhCH2Cl碱RNH CH2PhH2 / PdClCOO CH2PhRNH COO CH2PhH2 / Pt, HAcR NH2c. 醛酮的维护：醛酮的维护：d. 酸的维护：酸的维护：OHOOH+OOTsOHH3PO4 / H2OO+ NHBNBH3ORCOOH + ROHRCOOR ( R = CH3 , C2H5 )OO例一：合成例一：合成分析：OOOOOOOH2CCHCOCH3+OOOOOC2H5O+ CH3COOC2H5合成道路：合成道路：O+ CH3COOC2H5EtONaOOOC2H5EtONaOOH2CCHCOCH3EtONaOOOOO例二：合成例二：合成PhOHPhOHPhOPhOCHO(CH2)4COPhPhPhOHO+PhCH2CH2MgBrPhCH2CH2BrH2CCHPh分析：分析：合成道路：合成道路：PhPhOH