第十四羧酸衍生物课件

第一节羧酸衍生物的命名、物性和光谱性质第二节羧酸衍生物的结构和反应性能第三节羧酸及其衍生物的制备第四节羧酸衍生物的其它反应第五节与酯缩合、酯的烷基化、酰基化相类似的反应第六节β-二羰基化合物的特性及应用本章提纲第一节羧酸衍生物的命名、物性和光谱性质本章提纲1第一节羧酸衍生物的命名、物性和光谱性质1酰卤的命名:在命名时可作为酰基的卤化物，在酰基后加卤素的名称即可。普通命名法：-溴丁酰溴对氯甲酰苯甲酸IUPAC命名法：

2-溴丁酰溴4-氯甲酰苯甲酸常用英文命名一羧酸衍生物的命名第一节羧酸衍生物的命名、物性和光谱性质1酰卤22酸酐的命名单酐：在羧酸的名称后加酐字；混酐：将简单的酸放前面，复杂的酸放后面再加酐字；环酐：在二元酸的名称后加酐字。普通命名法：醋酸酐乙丙酸酐丁二酸酐IUPAC命名法：乙酸酐乙丙酸酐丁二酸酐常用英文命名2酸酐的命名普通命名法：常用英文命名33酯的命名酯可看作将羧酸的羧基氢原子被烃基取代的产物。命名时把羧酸名称放在前面，烃基的名称放在后面，再加一个酯字。内酯命名时，用内酯二字代替酸字并标明羟基的位置。普通命名法：醋酸苯甲酯

-甲基--丁内酯IUPAC命名法：乙酸苯甲酯

2-甲基-4-丁内酯常用英文命名3酯的命名普通命名法：常用英文命名44

酰胺的命名命名时把羧酸名称放在前面将相应的酸字改为酰胺即可；普通命名法：异丁酰胺N,N-二甲基戊酰胺IUPAC命名法：

2-甲基丙酰胺N,N-二甲基戊酰胺(CH3)CHCNH2

CH3CH2CHCH2CN(CH3)2OO2-Methylpropanamide

dimethylpentanamide常用英文命名N,N-4酰胺的命名普通命名法：(CH3)CHCNH255

腈的命名腈命名时要把CN中的碳原子计算在内，并从此碳原子开始编号；氰基作为取代基时，氰基碳原子不计在内。常用英文命名普通命名法：-甲基戊腈-氰基丁酸己二腈IUPAC命名法：

3-甲基戊腈2-氰基丁酸己二腈5腈的命名常用英文命名普通命名法：6二羧酸衍生物的物性低级的酰氯和酸酐是有刺鼻气味的液体，高级的为固体；低级的酯具有芳香的气味，可作为香料；十四碳酸以下的甲酯和乙酯均为液体；酰胺除甲酰胺外，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；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；酯在水中溶解度很小；低级酰胺可溶于水。二羧酸衍生物的物性低级的酰氯和酸酐是有刺鼻气味的液体，7三羧酸衍生物的光谱性质见核磁共振和红外光谱一章三羧酸衍生物的光谱性质见核磁共振和红外光谱一章8第二节羧酸衍生物的结构和反应性能氧的碱性-H的活性羰基的活性离去基团第二节羧酸衍生物的结构和反应性能氧的碱性-H的活性羰9-H的活性减小（-H的pka

值增大）羰基的活性减小（取决于综合电子效应）W的离去能力减小（离去基团的稳定性减小）-H的活性减小（-H的pka值增大）羰基的活性减小10

一羧酸衍生物的羰基的亲核加成--消除机制

二羧酸及衍生物的转换关系概貌

三酰卤的制备

四酸酐的制备

五羧酸的制备

六酯的制备

七酰胺的酸碱性及制备

八腈的制备第三节羧酸及其衍生物的制备及互相转换一羧酸衍生物的羰基的亲核加成--消除机制第三节11该取代反应需要在碱或酸的催化作用下进行。碱性催化的反应机制为：取代反应一羧酸衍生物的羰基的亲核加成-消除反应催化剂该取代反应需要在碱或酸的催化作用下进行。碱性催化的反应机制为12酸催化的反应机制为：这是一个可逆反应，要使反应向右方进行，其条件是：（1）羰基的活性（2）离去基团的活性W->Nu-（3）改变影响平衡移动的其它因素。酸催化的反应机制为：这是一个可逆反应，要使反应向右方进行，其13二羧酸及其衍生物的转换关系概貌腈芳烃氧化酸酐羧酸酰卤酸酐酯酯酰胺H2O羧酸RXNaCN+RMgX+CO2二羧酸及其衍生物的转换关系概貌腈芳烃氧化酸酐羧酸酰卤酸14三酰卤的制备实例说明：（i）反应原料是羧酸，反应试剂是SOCl2、PCl3、PCl5。（ii）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、副产物与产物的沸点要有较大的差别。（iv）反应机制与醇的卤代类似。SOCl2(bp77oC)PCl3(bp74.2oC)(160oC升华)PCl5+SO2+HCl+H3PO3+POCl3(bp197oC)(bp80oC)(bp196oC)(bp107oC)(200oC分解)三酰卤的制备实例说明：SOCl2(15亲核取代各类卤化反应的归纳总结卤化反应的类别卤化试剂反应条件及催化剂反应机理烷烃的卤化X2光照自由基取代芳烃的卤化X2路易斯酸FeX3亲电取代（加成消除）烯丙位苯甲位的卤代NBS*1或X2+光照自由基取代醇的卤化SOCl2PCl5PCl3

PBr3

HX(HI>HBr>HCl)X-醛、酮、酸的-H卤化X2PX3烯醇化加成羧酸羟基的卤化卤代烃中卤素的交换*3醇能用HX取代，羧酸不行SOCl2PCl5PCl3*2亲核取代汉斯狄克法、克利斯脱法、珀脱法、柯齐反应烯烃、炔烃的加成X2，HX，HOX亲电加成自由基反应羧酸的脱羧卤化亲核取代各类卤化反应的归纳总结卤化反应的类别卤化试剂反应条件16四酸酐的制备1.混合酸酐法（酰卤和羧酸盐的反应）2.羧酸的脱水（甲酸除外）--制备单纯的羧酸COOH(CH3CO)2OC)2OO+

CH3COOH（四酸酐的制备1.混合酸酐法（酰卤和羧酸盐的反应）2174.乙酸酐的特殊制法700-800oC700-740oCAlPO4乙烯酮互变异构3.芳烃的氧化V2O5400oC+3O2（空气）4.乙酸酐的特殊制法700-800oC700-740oC18五羧酸的制备1.氧化法（参见羧酸一章）2.金属有机化合物与二氧化碳的反应（参见羧酸一章）3.羧酸衍生物的水解反应五羧酸的制备1.氧化法（参见羧酸一章）19HClNH3NH3}}室温加热长时间回流请同学考虑：反应是否需要催化剂？需要什么催化剂？为什么？（1）水解反应的一般情况3.羧酸衍生物的水解反应HClNH3NH3}}室温加热长时间回流请同学考虑：（1）20*1.HNO2-H+CH3COOHH2SO4，H2O35oC亚硝酸在酰胺制酸中的作用*1.HNO2-H+CH3COOHH2SO4，H2O35o21（2）酯的水解反应*1.碱性水解（又称皂化反应）同位素跟踪结果表明：碱性水解时，发生酰氧键断裂。（2）酯的水解反应*1.碱性水解（又称皂化反应）同位素跟22四面体中间体是负离子反应机理慢快四面体中间体反应机理慢快23碱性水解的讨论1.碱性水解速率与[-OH]成正比。

2.羰基活性越大，-C空阻越小，酯基空阻越小，反应速率越快。

CH3COOCMe3Me3CCOOEtCH3COOEtClCH2COOEtV相对

0.0020.0112963.形成的四面体中间体能量越低，反应速度越快。（能分散负电荷的取代基对反应是有利的）4.酯的碱性水解是不可逆的。5.碱的用量要超过催化量。碱性水解的讨论1.碱性水解速率与[-OH]成正比。24*2.酸性水解同位素跟踪结果表明：酸性水解时，也发生酰氧键断裂。反应机理四面体中间体是正离子*2.酸性水解同位素跟踪结果表明：酸性水解时，也发生酰氧键251.酸在反应中的作用有二：①活化羧基②使OH、OR形成

盐而更易离去。2在酯（RCOOR’）中，R有吸电子基团虽能活化羧羰基，但会使关键中间体正离子能量升高，R

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。酸性水解的讨论1.酸在反应中的作用有二：2在酯（RCOOR’）中，263.酯的酸性水解和酯化反应互为逆反应，平衡的移动取决于反应的条件。体系中有大量水存在，发生酯的水解。若有大量醇存在，并采取去水措施，则有利于酯化反应。3.酯的酸性水解和酯化反应互为逆反应，平衡的274.在RCOOR1中，

R对速率的影响是：一级>二级>三级

R1对速率的影响是：三级

>一级>二级CH3COOR1在盐酸中，于25OC时水解的相对速率v的实验数据如下：

R1：CH3C2H5CH(CH3)2C(CH3)3v：10.970.531.15(机理不同)4.在RCOOR1中，CH3COOR1在盐酸中，于25OC28*3酯的酸性水解和碱性水解的异同点不同点

1催化剂用量不同。碱大于1mol，酸只需要催化量。

2碱催化反应是不可逆的，酸催化反应是可逆的。

3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。

4碱性催化：1oROH>2oROH>3oROH

酸性催化：3oROH>1oROH>2oROH相同点1都是经过加成消除机理进行的，增大空阻，对反应不利。2都发生酰氧键断裂3oROH的水解只能用新的机理来解释。*3酯的酸性水解和碱性水解的异同点不同点相同点29*43o醇酯的酸性水解历程通过同位素跟踪可以证明上述反应机制反应式反应机理关键中间体*43o醇酯的酸性水解历程通过同位素跟踪可以证明上述反应30A制备羧酸和醇B测定酯的结构*5酯水解的应用A制备羧酸和醇*5酯水解的应用31六酯的制备1.酯化反应2.羧酸盐+卤代烷3.羧酸+重氮甲烷参见羧酸一章4.羧酸对烯、炔的加成：（1）酸催化（2）亲电加成反应机制（3）可以制备各种醇的酯5.羧酸衍生物的醇解反应六酯的制备1.酯化反应参见羧酸一章4.羧酸对烯、炔32eg3.-丁内酯（主要产物）-丙内酯（次要产物）eg2.CH3COOH+HCCHCH3COOCH=CH2H+,HgSO475-80oC（醋酸乙烯酯，维尼纶的单体）eg1.CH2(COOH)2+

2(CH3)2C=CH2CH2(COOCMe3)2浓H2SO4室温58%-60%4.羧酸对烯、炔的加成eg3.-丁内酯（主要产物）-丙内酯（次要产物）eg2335.羧酸衍生物的醇解反应}酯交换酸催化为主酸催化肖特-鲍曼条件吡啶、三乙胺、N,N-二甲苯胺等弱有机碱反应条件称为肖特-鲍曼条件催化剂催化剂催化剂催化剂催化剂5.羧酸衍生物的醇解反应}酯交换酸催化为主酸催化肖特-鲍34*酯交换的讨论：（1）酯交换用酸（HCl,H2SO4,对甲苯磺酸）和碱（RONa）等催化均可。（2）3oROH的酯交换比较困难（因空阻太大）。（3）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。*酯交换的讨论：35*RCN醇解的反应机制H+亚胺酯的盐，无水条件下能得到。*RCN醇解的反应机制H+亚胺酯的盐，无水条件下能得到。36反应实例实例一：CHCH+CH3COOHH+CH3COOCH=CH2聚合CH3OHCH3O-CH2O维尼纶实例三：实例二：将乙醇不断蒸出。+CH3CH2CH2OHCH3CH2CH2O-CH3CH(OH)CH2CH2COOCH2CH2CH3反应实例实例一：CHCH+CH3COOHH+37实例五：ClCH2COONaClCH2COOHNCCH2COONaC2H5OOCCH2COOC2H5Na2CO3H2O低温NaCNC2H5OHH2SO4ClCH2COOHH2SO4C2H5OHClCH2COOC2H5NaCNNCCH2COOC2H5丙二酸二乙酯氰乙酸乙酯实例四:实例六：CH3O-实例五：ClCH2COONaClCH2COOHNCCH2CO38七酰胺的酸碱性和制备1.酰胺的酸碱性

CH3CH3CH2=CH2NH3CHCHC2H5OHH2OpKa

~50~40~34-35~25~16~15.7pka~109.628.3~15.1中性弱酸性碱性七酰胺的酸碱性和制备1.酰胺的酸碱性39Br2KOH+H2OHBr+丁二酰亚胺N-溴代丁二酰亚胺丁二酰亚胺的钾盐酸碱反应取代反应Br2KOH+H2OHBr+丁二酰亚胺N-溴代丁二酰40(1)羧酸铵盐的失水(2)腈的水解羧酸NH3铵盐酰胺100o~200oC-H2OH2O40o~50oC-H2O腈H2O

2.酰胺的制备(1)羧酸铵盐的失水羧酸NH3铵盐酰胺100o~200oC41利用OOH具有强亲核性eg3.CH3COOH+NH3CH3COO-NH4++H2O35%HCl40o~50oCeg1.eg2.+H2O26NNaOH,C2H5OH40o~50oC,4小时

+O2100oC利用OOH具有强亲核性eg3.CH3COOH+NH423.羧酸衍生物的氨（胺）解（碱催化）(1)反应只能碱催化，不能酸催化。(2)不溶于水的酰卤可用NaOH水溶液催化，溶于水的酰卤须用有机碱催化。(3)3o胺不能发生酰基化反应。3.羧酸衍生物的氨（胺）解（碱催化）(1)反应只能碱催化43(4)酰胺交换注意平衡移动请写出酸酐氨解的反应机理。(5)酸酐氨解的应用(4)酰胺交换注意平衡移动请写出酸酐氨解(5)酸酐氨44八腈的制备1用卤代烃和氢氰酸盐制备(参见卤代烃）2酰胺失水(参见酰胺的制备）八腈的制备1用卤代烃和氢氰酸盐制备(参见卤代烃）45

一羧酸衍生物与有机金属化合物的反应

二羧酸衍生物的还原反应

三酰卤α-氢的卤化

四烯酮的制备和反应

五瑞佛马斯基反应

六酯的热裂

七酯缩合反应

八酯的酰基化反应

九酯的烷基化反应第四节羧酸衍生物的其它反应一羧酸衍生物与有机金属化合物的反应第四节羧酸46一羧酸衍生物与有机金属化合物的反应eg1:一羧酸衍生物与有机金属化合物的反应eg1:47R1MgXR1LiR12CuLiR2CdRCOOHRCOOMgRR’C=ORCOXRR12C-OHRR’C=ORR’C=ORR’C=ORR’C=ORR’C=ORR12C-OH(RCO)2O*1RCHO1oROH2oROH3oROHR2C=ORCOOR”RCNRCONH2*2同左同左（慢）同左（慢）同左同左（慢）同左（慢）2oROH3oROH同左同左羰基化合物与有机金属化合物的反应归纳R1MgXR1LiR12CuLiR2CdRCOOHRCOOM4891%eg3:88%eg2:91%eg3:88%eg2:49二羧酸衍生物的还原反应1.一般还原反应的归纳：

还原试剂反应物反应条件产物（1）反应式：（2）各类化合物还原反应的总结（3）几点补充说明：*1关于酸酐还原的说明+NaBH40-25oCDMF,1h二羧酸衍生物的还原反应1.一般还原反应的归纳：还原50*2关于酰胺还原的说明LiAlH4LiAlH4LiAlH4LiAlH4LiAlH4LiAlH4H2OH2ORCH=NHRCH=NRRCH=NR2+RCH2NH2RCH2NHRRCH2NR2H2OH2OH2ORCH=ORCH=ORCH=O(好控制）(不好控制）(不好控制）加成-消除加成加成-消除*2关于酰胺还原的说明LiAlH4LiAlH4LiAlH4512.特殊还原法（1）酯的单分子还原：鲍维特--勃朗克还原*1定义：用金属钠和无水乙醇将酯还原成一级醇的反应称为鲍维特--勃朗克还原。RCOOR1RCH2OH+R1OHNa-无水乙醇2.特殊还原法（1）酯的单分子还原：鲍维特--52*2酯单分子还原的反应机理*2酯单分子还原的反应机理53（2）酯的双分子还原：酮醇反应（偶姻反应）Na惰性溶剂H2O*1定义：在惰性溶剂中，用金属钠将脂肪酸酯还原成α-羟基酮的反应称为酮醇反应。（2）酯的双分子还原：酮醇反应（偶姻反应）Na惰性溶剂H2O54+2Na2Na-2R’O-H2O偶联偶合互变异构*2酯双分子还原的反应机理+2Na2Na-2R’O-H2O偶联偶合互变异构*2酯55*3.酯双分子还原反应的应用A制备α-羟基酮

B制备α-羟基环酮C制备索烃………………*3.酯双分子还原反应的应用A制备α-羟基酮C制备56三酰卤α-氢的卤化请完成下列转换反应机理：（将赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应头尾除去）KMnO4(CH3CO)2OC2H5OHSOCl2C2H5OHBr2三酰卤α-氢的卤化请完成下列转换反应机理：（将赫尔-乌57四烯酮的制备和反应最简单的烯酮是乙烯酮。CH2=C=O(乙)烯酮CH3CH=C=O

甲基(乙)烯酮2烯酮的制备方法：（1）α-溴代酰溴脱溴RCH=C=O+ZnBr2Zn1定义羧酸分子内失水后的生成物称为烯酮。四烯酮的制备和反应最简单的烯酮是乙烯酮。CH2=C=O58（3）甲基酮脱甲烷（2）羧酸的脱水CH3COOHAlPO4,700oCCH2=C=ORCH2COOHAlPO4,700oC-H2O-H2ORCH2=C=O700-800oC700-800oCCH2=C=O-CH4-CH4RCH2=C=O（3）甲基酮脱甲烷（2）羧酸的脱水CH3COOHAl593.烯酮的反应(2)发生羰基的一般反应。（两个π键成正交，互不共轭，可各自进行反应）CH2=C=O+H-OHH-XHOOCRCH3COOHCH3COX互变异构互变异构互变异构(1)形成亚甲基卡宾的反应h:CH2+CO3.烯酮的反应(2)发生羰基的一般反应。CH2=C=60氢加在氧上，其余部分加在碳上。CH3COORCH3CONH2互变异构互变异构互变异构H2OH-ORH-NH2RMgBrCH2=C=O+氢加在氧上，其余部分加在碳上。CH3COORCH3CONH261

这也是乙烯酮的储存方式。（3）烯酮和甲醛的反应和乙烯酮的二聚*1乙烯酮与甲醛反应形成β-丙内酯*2乙烯酮二聚形成取代的β-丙内酯ZnCl2或AlCl3这也是乙烯酮的储存方式。（3）烯酮和甲醛的反应和乙烯62*3-丙内酯的开环反应在中性或弱酸性条件下，通过烷氧键断裂开环（发生SN2反应），烷氧键断裂开环得到β-取代羧酸。CH3OH+NaClHClNaSHNH3H2OH2OCH3OHCH3CNClCH2CH2COOH(91%)HSCH2CH2COOH(81%)H2NCH2CH2COOHCH3OCH2CH2COOH(73%)*3-丙内酯的开环反应在中性或弱酸性条件下63

在碱性或强酸性条件下，通过酰氧键断裂开环（加成消除机制），生成β-取代羧酸衍生物。H+在碱性或强酸性条件下，通过酰氧键断裂开环（加64五瑞佛马斯基反应

醛或酮、α-溴(卤)代酸酯、锌在惰性溶剂中互相作用，得到β-羟基酸酯的反应称为瑞佛马斯基反应。Zn1定义：五瑞佛马斯基反应醛或酮、α-溴(卤)代酸65

说明1反应需在惰性溶剂中进行；2不能用BrMgCH2CO2Et代替BrZnCH2CO2Et；3-溴代酸酯的-碳上的取代基空阻太大时，反应不能进行。4该反应定向性好。

662反应机理H2O+2反应机理H2O+67反应主要用来制备：1.

β-羟基酸酯,2.β-羟基酸,3.α,β-不饱和酸酯4.α,β-不饱和酸以及由它们衍生的化合物。3反应的应用反应主要用来制备：3反应的应用68应用不超过4个碳的醇合成实例应用不超过4个碳的醇合成实例69六酯的热解（裂）

酯在400~500℃的高温进行热裂，产生烯和相应羧酸的反应称为酯的热解。CH3COO-CH2CH2-HCH3COOH+CH2=CH2400-500oC（1）定义：1酯的热解六酯的热解（裂）酯在400~500℃的70*1消除反应是通过一个六中心过渡态完成的。CH3COOH+六中心过渡态*2反应机理说明：消除时，与-C相连的酰氧键和与-C相连的H处在同一平面上，发生顺式消除。（2）反应机理：*1消除反应是通过一个六中心过渡态完成的。CH3COOH71eg1.顺式消除顺式消除500oC500oC主要产物全重叠式部分重叠式*3部分重叠式构象比全重叠式构象稳定，因此以部分重叠式构象进行顺式消除而得到的反型产物占多数。eg1.顺式消除顺式消除500oC500oC主要全重叠式部72CH2=CHCH2CH2CH3+CH3CH=CHCH2CH3eg2.500oC*4当α-c两侧都有β-H时，以空阻小，酸性大的β-H被消除为主要产物.主要产物CH2=CHCH2CH2CH3+CH3CH=CHCH273以为起始原料，制备和eg3.CH3COCl-H+500oCH+重排+CH3COOH环外双键环内双键以为起74eg4.

以CH3CH2CH2CH2OH为原料合成CH3CH2CH=CH2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH=CHCH3CH3CH2CH=CH2HOAcCH3COOCH2CH2CH2CH3500oC~100%末端烯烃H+eg4.以CH3CH2CH2CH2OH为原料合成C75合成：NaOC2H5PhCH2ClNaOC2H5H+H+NaOC2H5CH3Ieg5.合成：NaOC2H5PhCH2ClNaOC2H5H+H+N76（1）碳酸及其衍生物；（2）原（某）酸及其衍生物简解；（3）黄原酸酯及其衍生物。2

碳酸，原(某)酸和黄原酸及其衍生物（1）碳酸及其衍生物；2碳酸，原(某)酸和黄原酸77保留一个羟基的碳酸衍生物均不稳定，易分解。CO2+HClCO2+EtOHCO2+NH3碳酸（1）碳酸及其衍生物保留一个羟基的碳酸衍生物均不稳定，易分解。CO2+H78-HClROHNH3ROHRNH2RN=C=ORNH2(C2H5)3NC6H5SO2ClRN=C=NRNH3-HClO=C=NHHO-CNNH3碳二亚胺光气氰酸异氰酸异氰酸酯CCl4+2SO3碳酸衍生物的制备及介绍二个羟基均被取代的碳酸衍生物十分有用。-HClROHNH3ROHRNH2RN=C=ORNH2(C279（2）原（某）酸及其衍生物简解碳酸原碳酸甲酸原甲酸原(某)酸原(某)酸三酰氯三甲酯原甲酸三乙酯的制备和应用HCOOC2H5+2C2H5OHHCCl3+3C2H5ONaH3O+R2C(OC2H5)2+HCOOC2H5

RCH2CH(OC2H5)2+C2H5OMgXRCH2MgXR2C=O缩醛缩酮（2）原（某）酸及其衍生物简解碳酸80（3）黄原酸酯及其衍生物

黄原酸烷基黄原酸盐烷基黄原酸甲酯*2黄原酸酯的制备ROH+CS2+NaOHCH3I*1黄原酸酯及其衍生物（3）黄原酸酯及其衍生物黄原酸81*3黄原酸酯的热裂170oCCH3SH+O=C=S顺式消除+*3黄原酸酯的热裂170oCCH3SH+O=C=S82*4实例碱*4实例碱831.克莱森缩合反应（1）定义：具有-活泼氢的酯，在碱的作用下,两分子酯相互作用，生成β-羰基酯,同时失去一分子醇的反应。七酯缩合反应1.克莱森缩合反应（1）定义：具有-活泼84（2）反应机理（2）反应机理85（3）在强碱作用下的酯缩合反应只有一个α-H，必须用强碱作催化剂，才能使反应进行。（3）在强碱作用下的酯缩合反应只有一个α-H，必须用强碱作催86在强碱作用下酯缩合的反应机制在强碱作用下酯缩合的反应机制872.混合酯缩合（1）甲酸酯醛基2.混合酯缩合（1）甲酸酯醛基88RO-NaH0-25oCH2ONaBH4C2H5OH25oC*1.甲酸酯中含有醛基、催化剂碱性不能太强，产率不高.*2.是在分子中引入甲酰基的好方法.*3.如果用一个环酯和甲酸酯缩合，不能用RO-做催化剂，否则会发生酯交换而开环.讨论RO-NaH0-25oCH2ONaBH4C2H5OH89*1.一个酯羰基的诱导效应，增加了另一个酯羰基的活性，反应顺利，产率好。*2.羰基活性好，所以催化剂的碱性不用太强。*3.在合成上用来制备①丙二酸酯或α-取代的丙二酸酯。

②α-羰基酸。（2）草酸酯丙二酸酯α-羰基酸*1.一个酯羰基的诱导效应，增加了另一个酯羰基的活性，90*1.羰基活性差，选用强一些碱作催化剂。*2.在合成上用来制备丙二酸酯或α-取代的丙二酸酯。(3)碳酸酯*1.羰基活性差，选用强一些碱作催化剂。(3)碳酸酯91*1.羰基活性差，选用强碱作催化剂。*2.在合成上，主要用于在α-C上引入苯甲酰基。(4)苯甲酸酯*1.羰基活性差，选用强碱作催化剂。(4)苯甲酸酯92（5）实例剖析eg1.选用合适原料制备eg2.选用合适的原料制备合成二：HCOOEt+C6H5CH2COOEtEtONa70%合成一：EtOOC-COOEt+C6H5CH2COOEtEtONa-CO175oC+C6H5CH2COOEtEtONa（5）实例剖析eg1.选用合适原料制备eg2.93合成：eg3.选用合适的原料合成逆合成分析-CO2EtO-H+H+OH-合成：eg3.选用合适的原料合成逆合成分析-CO2Et94eg4.选用合适的原料合成逆合成剖析：具体合成：eg4.选用合适的原料合成逆合成剖析：具体合成：953酮酯缩合从理论上分析，有可能生成四种化合物。3酮酯缩合从理论上分析，有可能生成四种化合物。96NaHEtO-EtO-NaHH2OH2OH2OH2O-CONaHEtO-EtO-NaHH2OH2OH2OH2O-CO97酮酯缩合实例实例1.选用合适的原料合成酯缩合C6H5COOC2H5+CH3COOC2H5{1NaH1NaH2H+2H+-CONaH酮酯缩合实例实例1.选用合适的原料合成酯缩合C98实例2NaH/Et2O40-55oC酸性大，空阻小对动力学有利。稳定性好，对热力学有利。51%9%实例2NaH/Et2O40-55oC酸性大，空阻小对动力994狄克曼酯缩合反应

二元酸酯若分子中的酯基被四个以上的碳原子隔开时，就发生分子中的酯缩合反应，形成五员环或更大环的酯，这种环化酯缩合反应称为狄克曼酯缩合。实例14狄克曼酯缩合反应二元酸酯若分子100实例2实例3实例2实例3101实例4实例5发生分子内酮酯缩合时,总是倾向于形成五元环、六元环。实例4实例5发生分子内酮酯缩合时,总是倾向于形成五元102八酯的酰基化反应反应在无质子溶剂中进行。

一元酸酯在强碱作用下，可与酰氯或酸酐进行反应，而在α-C上引入酰基，这称为酯的酰基化反应。八酯的酰基化反应反应在无质子溶剂中进行。103一元酸酯在强碱作用下，与卤代烷发生反应，在α-C上引入烷基，这称为烷基化反应。九

酯的烷基化反应反应在无质子溶剂中进行。一元酸酯在强碱作用下，与卤代烷发生反应，九104第五节与酯缩合、酯的烷基化、酰基化相类似的反应一酮的类似反应总述二酮的烃基化反应三酮的酰基化反应四酮经烯胺烷基化、酰基化五醛的烃基化反应第五节与酯缩合、酯的烷基化、酰基化相类似的反应一酮105一酮的类似反应总述RXB:RCOOC2H5亲核加成亲核取代醇醛缩合酮的烷基化反应酮的酰基化反应一酮的类似反应总述RXB:RCOOC2H5亲核加成亲核106二酮的烃基化反应eg21.只有一种α-H的酮的烃基化反应*1.为了在反应中抑制aldol反应，使用足够强的碱（如NaNH2、

Ph3CNa、NaH）将反应物迅速地全部变为碳负离子*2.反应要在非质子溶剂中进行。*3.烷基化反应主要在碳端发生（C亲核性强，软-软）eg1二酮的烃基化反应eg21.只有一种α-H的酮的烃基1072.有两种-H的不对称酮的烃基化反应(1)用LDA处理，得动力学控制产物2.有两种-H的不对称酮的烃基化反应(1)用LDA处理108(2)用三甲基氯硅烷和锂盐处理，得热力学控制产物ROH+Me3SiClROSiMe3ROH+Me3SiOH-HClEt3N25oCH3O+DMF回流Et3NMe3SiCl78%22%蒸馏分离CH3Li-Me4SiRX(2)用三甲基氯硅烷和锂盐处理，得热力学控制产物ROH109三酮的酰基化反应1.酮酯缩合是可逆的，酮与酰卤、酸酐的反应是不可逆的。2.酸酐、酰卤和空阻大的酯要用强碱催化，在非质子溶剂中进行反应。3.烯醇负离子是两位负离子，要使酰基化反应在碳端发生，烯醇负离子必须过量。4.对于不对称酮，有热力学控制与动力学控制两种酰基化产物，通常，空阻大的碱、强碱、低温、非质子溶剂有利于动力学产物产生。三酮的酰基化反应1.酮酯缩合是可逆的，酮与酰卤、酸酐110四酮经烯胺烷基化、酰基化

含有下边结构的化合物称为烯胺，N上有氢的烯胺是不稳定的，N上没氢的烯胺是稳定的。1烯胺结构：四酮经烯胺烷基化、酰基化含有下边结构的111（1）不对称酮形成烯胺时，双键总是在取代基较少的地方形成。（2）能形成共轭体系时，双键在共轭处形成。五原子重叠，空阻大。

稳定的烯胺是含-H的酮与二级胺在酸催化下反应来制备的。2烯胺制备：（1）不对称酮形成烯胺时，双键总是在取代基较少的地方形成。（1123.烯胺的反应烯胺具有双位反应性能（1）烯胺的烃基化反应3.烯胺的反应烯胺具有双位反应性能（1）烯胺的烃基113互变异构使用活泼卤代烷如碘甲烷、烯丙型卤化物、苯甲型卤代物等主要发生碳烃基化产物。烃基化反应既可以在氮上发生也可以在碳上发生。互变异构使用活泼卤代烷如碘甲烷、烯丙型卤化物、114酰基化反应一般在碳上发生（2）烯胺的酰基化反应酰基化反应一般在碳上发生（2）烯胺的酰基化反应115

溶剂不同，产物不同，在非质子溶剂中得一取代产物，在质子溶剂中得二取代产物。（3）与α,β-不饱和酸、酯、腈等发生反应C2H5OH+H+CH2=CH-COOCH3H3O+2CH2=CH-COOCH3H3O+二氧六环溶剂不同，产物不同，在非质子溶剂中得一取代产116（4）烯胺在合成中的应用实例*1.制备长链脂肪酸（4）烯胺在合成中的应用实例*1.制备长链脂肪酸117*2.制备长链的二元羧酸*2.制备长链的二元羧酸118五醛的烃基化反应但如能在反应前将醛基予以保护，则烷基化反应还是可以发生的。

醛在碱性条件下，易发生羟醛缩合反应，所以很难使它通过负碳离子直接发生烷基化、酰基化反应。RR”CHCH=NR’RCH2CHORCH2CH=NR’RCHCH=NR’RR”CHCHOH+R’NH2C2H5MgXorLDAR”X五醛的烃基化反应但如能在反应前将醛基予以保护，则烷基化反119第六节β-二羰基化合物的特性及应用一β-二羰基化合物的酸性及判别二β-二羰基化合物的烷基化、酰基化三β-二羰基化合物的酮式分解和酸式分解四β-二羰基化合物在合成中的应用实例第六节β-二羰基化合物的特性及应用一β-二羰基化合物120一β-二羰基化合物的酸性及判别化合物 pKa 烯醇式含量 CH3COCH3 20 1.5×10-4(痕量) H2O 16 ROH 15 EtO2CCH2CO2Et 13.3 7.7×10-3

NCCH2CO2Et 92.5×10-1

CH3COCH2CO2Et 10.3 7.3(纯液态)，气态46.1%,水0.4%

CH3COCH2COCH3 9 76.5 C6H5COCH2COCH3 99

100*表中的烯醇式含量均在纯净液态（无溶剂）下测定。一β-二羰基化合物的酸性及判别化合物 121碳负离子可以写出三个共振式(1)>(2)>(3)酮式（92.5%）41oC/2.66barmp-39oC烯醇式（7.5%）32oC/2.66bar碳负离子可以写出三个共振式(1)122在极强碱的作用下，可以形成很不稳定的双负离子在极强碱的作用下，可以形成很不稳定的双负离子123二β-二羰基化合物的烷基化、酰基化1乙酰乙酸乙酯的α-烷基化、α-酰基化

2乙酰乙酸乙酯的γ-烷基化、γ-酰基化

3β-二酮的γ-烷基化、γ-酰基化

二β-二羰基化合物的烷基化、酰基化1乙酰乙酸乙酯的α-1241乙酰乙酸乙酯的α-烷基化、α-酰基化CH3COOC2H5C2H5ONa-C2H5OHNa+CH3INaH-H2Na+CH3COCl1乙酰乙酸乙酯的α-烷基化、α-酰基化CH3COOC2H125β-二羰基化合物的Na盐在非质子溶剂中不溶，为了改善盐的溶解性能，用可溶性的镁盐代替不溶性的钠盐。方法一：方法二：用可溶性的镁盐代替不溶性的钠盐。C2H5OH+Mg+CH2(COOC2H5)2C2H5OMg+-CH(COOC2H5)2CCl4C2H5COClβ-二羰基化合物的Na盐在非质子溶剂中不溶，为1262乙酰乙酸乙酯的γ-烷基化、γ-酰基化or用RLi，惰性溶剂NH3(液)NaNH2Na+NaNH2NH3(液)1molRX1molRX1molRCOX1mol1molRCOOEt1molRCOXNH4ClorH2O2乙酰乙酸乙酯的γ-烷基化、γ-酰基化or用RLi，惰性1273β-二酮的γ-烷基化、γ-酰基化*烷基化用NaNH2-NH3(l)，酰基化用RLi-惰性溶剂其它的β-二羰基化合物(如β-二酮)也能发生同样的反应。例如:H3O+2NaNH2NH3(l)n-C4H9Br3β-二酮的γ-烷基化、γ-酰基化*烷基化用NaNH2-N128对于不对称的β-二酮，有两个γ位，反应总是在质子酸性较大的r位发生。例如：2NaNH2NH3(l)NH4ClRX对于不对称的β-二酮，有两个γ位，反应总是在129三β-二羰基化合物的酮式分解和酸式分解1乙酰乙酸乙酯的酯缩合逆反应

2乙酰乙酸乙酯的酮式分解

3乙酰乙酸乙酯的酸式分解

三β-二羰基化合物的酮式分解和酸式分解1乙酰乙酸乙酯的1301乙酰乙酸乙酯的酯缩合逆反应+C2H5O-1乙酰乙酸乙酯的酯缩合逆反应+C2H5O-1312乙酰乙酸乙酯的酮式分解乙酰乙酸乙酯的H+-CO2-OH（稀）2乙酰乙酸乙酯的酮式分解乙酰乙酸乙酯的H+-CO2-OH（1323乙酰乙酸乙酯的酸式分解H2OH2OC2H5OH-OH（浓）3乙酰乙酸乙酯的酸式分解H2OH2OC2H5OH-OH（浓133

四β-二羰基化合物在合成中的应用实例eg1:以乙酸乙酯为原料合成4-苯基-2-丁酮CH3COOC2H5RONa(>1mol)C6H5CH2Cl1稀OH-2H+-CO2四β-二羰基化合物在合成中的应用实例eg1:以乙酸134eg2:选用不超过4个碳的合适原料制备2CH3COOC2H5C2H5ONaC2H5ONaBr(CH2)4Br分子内的亲核取代

稀-OHH+-CO2eg2:选用不超过4个碳的合适原料制备2CH3CO135eg3:乙酰乙酸乙酯与BrCH2CH2CH2Br在醇钠作用下反应，主要得到而不是。请解释原因。吡喃衍生物（主要产物）有张力无张力慢主要稀eg3:乙酰乙酸乙酯与BrCH2CH2CH2Br在醇钠作136eg4:制备H+NaOEtEtOHNaOEtEtOHCH3ICH3CH2CH2BrOH-（浓）+CH3COOH酸式分解eg4:制备H+NaOEtEtOHNaOEtEt137eg5:选用合适的原料制备下列结构的化合物。eg5:选用合适的原料制备下列结构的化合物。138eg6:如何实现下列转换(CH3)3SiCl蒸馏分离1moln-C4H9BrCH3Lin-C4H9BrC2H5ONaHCOOC2H5(2mol)KNH2NH3(l)OH-引入醛基的目的是帮助定向。-烷基化eg6:如何实现下列转换(CH3)3SiCl蒸馏分离139eg7:如何实现下列转换合成一：合成二：+对甲苯磺酸H3O+LDATHF-70oCeg7:如何实现下列转换合成一：合成二：+对甲苯磺酸140*1.引入醛基的目的是为了使反应能定向进行。*2.若β-二羰基化合物中的一个羰基是醛基，则在稀碱

存在下，也能发生酮式分解。合成三：CO2+H2C2H5ONaHCOOC2H51molKNH2NH3(l)OH-OH-+HCOOH-ROHROH*1.引入醛基的目的是为了使反应能定向进行。合成三：C141CH2(CO2Et)22EtO-EtOHBrCH2(CH2)nCH2BrOH-H+-CO2SOCl2CH2(CO2Et)22EtO-eg8：合成螺环化合物还原CH2(CO2Et)22EtO-EtOHBrCH2(CH2)142I2在

eg9中的作用2CH2(CO2Et)22EtO-BrCH2CH2CH2BrCH(CO2Et)2CH(CO2Et)22EtO-H+I2OH-Eg9：用简单的有机原料合成I2在eg9中的作用2CH2(CO2Et)22EtO143CH3CHO+3CH2O2CH2(COOEt)2+(螺环二元羧酸)(HOCH2)3C-CHO-CO2EtO-HO-H+HO-HO-HBreg10用简单的有机原料合成浓CH3CHO+3CH2O2CH2(COOEt)2144Eg11用简单的有机原料合成CH2(CO2Et)2EtO-分子内酯交换EtO-分子内酯交换Eg11用简单的有机原料合成CH2(CO2Et)2EtO145第一节羧酸衍生物的命名、物性和光谱性质第二节羧酸衍生物的结构和反应性能第三节羧酸及其衍生物的制备第四节羧酸衍生物的其它反应第五节与酯缩合、酯的烷基化、酰基化相类似的反应第六节β-二羰基化合物的特性及应用本章提纲第一节羧酸衍生物的命名、物性和光谱性质本章提纲146第一节羧酸衍生物的命名、物性和光谱性质1酰卤的命名:在命名时可作为酰基的卤化物，在酰基后加卤素的名称即可。普通命名法：-溴丁酰溴对氯甲酰苯甲酸IUPAC命名法：

2-溴丁酰溴4-氯甲酰苯甲酸常用英文命名一羧酸衍生物的命名第一节羧酸衍生物的命名、物性和光谱性质1酰卤1472酸酐的命名单酐：在羧酸的名称后加酐字；混酐：将简单的酸放前面，复杂的酸放后面再加酐字；环酐：在二元酸的名称后加酐字。普通命名法：醋酸酐乙丙酸酐丁二酸酐IUPAC命名法：乙酸酐乙丙酸酐丁二酸酐常用英文命名2酸酐的命名普通命名法：常用英文命名1483酯的命名酯可看作将羧酸的羧基氢原子被烃基取代的产物。命名时把羧酸名称放在前面，烃基的名称放在后面，再加一个酯字。内酯命名时，用内酯二字代替酸字并标明羟基的位置。普通命名法：醋酸苯甲酯

-甲基--丁内酯IUPAC命名法：乙酸苯甲酯

2-甲基-4-丁内酯常用英文命名3酯的命名普通命名法：常用英文命名1494

酰胺的命名命名时把羧酸名称放在前面将相应的酸字改为酰胺即可；普通命名法：异丁酰胺N,N-二甲基戊酰胺IUPAC命名法：

2-甲基丙酰胺N,N-二甲基戊酰胺(CH3)CHCNH2

CH3CH2CHCH2CN(CH3)2OO2-Methylpropanamide

dimethylpentanamide常用英文命名N,N-4酰胺的命名普通命名法：(CH3)CHCNH21505

腈的命名腈命名时要把CN中的碳原子计算在内，并从此碳原子开始编号；氰基作为取代基时，氰基碳原子不计在内。常用英文命名普通命名法：-甲基戊腈-氰基丁酸己二腈IUPAC命名法：

3-甲基戊腈2-氰基丁酸己二腈5腈的命名常用英文命名普通命名法：151二羧酸衍生物的物性低级的酰氯和酸酐是有刺鼻气味的液体，高级的为固体；低级的酯具有芳香的气味，可作为香料；十四碳酸以下的甲酯和乙酯均为液体；酰胺除甲酰胺外，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；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；酯在水中溶解度很小；低级酰胺可溶于水。二羧酸衍生物的物性低级的酰氯和酸酐是有刺鼻气味的液体，152三羧酸衍生物的光谱性质见核磁共振和红外光谱一章三羧酸衍生物的光谱性质见核磁共振和红外光谱一章153第二节羧酸衍生物的结构和反应性能氧的碱性-H的活性羰基的活性离去基团第二节羧酸衍生物的结构和反应性能氧的碱性-H的活性羰154-H的活性减小（-H的pka

值增大）羰基的活性减小（取决于综合电子效应）W的离去能力减小（离去基团的稳定性减小）-H的活性减小（-H的pka值增大）羰基的活性减小155

一羧酸衍生物的羰基的亲核加成--消除机制

二羧酸及衍生物的转换关系概貌

三酰卤的制备

四酸酐的制备

五羧酸的制备

六酯的制备

七酰胺的酸碱性及制备

八腈的制备第三节羧酸及其衍生物的制备及互相转换一羧酸衍生物的羰基的亲核加成--消除机制第三节156该取代反应需要在碱或酸的催化作用下进行。碱性催化的反应机制为：取代反应一羧酸衍生物的羰基的亲核加成-消除反应催化剂该取代反应需要在碱或酸的催化作用下进行。碱性催化的反应机制为157酸催化的反应机制为：这是一个可逆反应，要使反应向右方进行，其条件是：（1）羰基的活性（2）离去基团的活性W->Nu-（3）改变影响平衡移动的其它因素。酸催化的反应机制为：这是一个可逆反应，要使反应向右方进行，其158二羧酸及其衍生物的转换关系概貌腈芳烃氧化酸酐羧酸酰卤酸酐酯酯酰胺H2O羧酸RXNaCN+RMgX+CO2二羧酸及其衍生物的转换关系概貌腈芳烃氧化酸酐羧酸酰卤酸159三酰卤的制备实例说明：（i）反应原料是羧酸，反应试剂是SOCl2、PCl3、PCl5。（ii）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、副产物与产物的沸点要有较大的差别。（iv）反应机制与醇的卤代类似。SOCl2(bp77oC)PCl3(bp74.2oC)(160oC升华)PCl5+SO2+HCl+H3PO3+POCl3(bp197oC)(bp80oC)(bp196oC)(bp107oC)(200oC分解)三酰卤的制备实例说明：SOCl2(160亲核取代各类卤化反应的归纳总结卤化反应的类别卤化试剂反应条件及催化剂反应机理烷烃的卤化X2光照自由基取代芳烃的卤化X2路易斯酸FeX3亲电取代（加成消除）烯丙位苯甲位的卤代NBS*1或X2+光照自由基取代醇的卤化SOCl2PCl5PCl3

PBr3

HX(HI>HBr>HCl)X-醛、酮、酸的-H卤化X2PX3烯醇化加成羧酸羟基的卤化卤代烃中卤素的交换*3醇能用HX取代，羧酸不行SOCl2PCl5PCl3*2亲核取代汉斯狄克法、克利斯脱法、珀脱法、柯齐反应烯烃、炔烃的加成X2，HX，HOX亲电加成自由基反应羧酸的脱羧卤化亲核取代各类卤化反应的归纳总结卤化反应的类别卤化试剂反应条件161四酸酐的制备1.混合酸酐法（酰卤和羧酸盐的反应）2.羧酸的脱水（甲酸除外）--制备单纯的羧酸COOH(CH3CO)2OC)2OO+

CH3COOH（四酸酐的制备1.混合酸酐法（酰卤和羧酸盐的反应）21624.乙酸酐的特殊制法700-800oC700-740oCAlPO4乙烯酮互变异构3.芳烃的氧化V2O5400oC+3O2（空气）4.乙酸酐的特殊制法700-800oC700-740oC163五羧酸的制备1.氧化法（参见羧酸一章）2.金属有机化合物与二氧化碳的反应（参见羧酸一章）3.羧酸衍生物的水解反应五羧酸的制备1.氧化法（参见羧酸一章）164HClNH3NH3}}室温加热长时间回流请同学考虑：反应是否需要催化剂？需要什么催化剂？为什么？（1）水解反应的一般情况3.羧酸衍生物的水解反应HClNH3NH3}}室温加热长时间回流请同学考虑：（1）165*1.HNO2-H+CH3COOHH2SO4，H2O35oC亚硝酸在酰胺制酸中的作用*1.HNO2-H+CH3COOHH2SO4，H2O35o166（2）酯的水解反应*1.碱性水解（又称皂化反应）同位素跟踪结果表明：碱性水解时，发生酰氧键断裂。（2）酯的水解反应*1.碱性水解（又称皂化反应）同位素跟167四面体中间体是负离子反应机理慢快四面体中间体反应机理慢快168碱性水解的讨论1.碱性水解速率与[-OH]成正比。

2.羰基活性越大，-C空阻越小，酯基空阻越小，反应速率越快。

CH3COOCMe3Me3CCOOEtCH3COOEtClCH2COOEtV相对

0.0020.0112963.形成的四面体中间体能量越低，反应速度越快。（能分散负电荷的取代基对反应是有利的）4.酯的碱性水解是不可逆的。5.碱的用量要超过催化量。碱性水解的讨论1.碱性水解速率与[-OH]成正比。169*2.酸性水解同位素跟踪结果表明：酸性水解时，也发生酰氧键断裂。反应机理四面体中间体是正离子*2.酸性水解同位素跟踪结果表明：酸性水解时，也发生酰氧键1701.酸在反应中的作用有二：①活化羧基②使OH、OR形成

盐而更易离去。2在酯（RCOOR’）中，R有吸电子基团虽能活化羧羰基，但会使关键中间体正离子能量升高，R

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。酸性水解的讨论1.酸在反应中的作用有二：2在酯（RCOOR’）中，1713.酯的酸性水解和酯化反应互为逆反应，平衡的移动取决于反应的条件。体系中有大量水存在，发生酯的水解。若有大量醇存在，并采取去水措施，则有利于酯化反应。3.酯的酸性水解和酯化反应互为逆反应，平衡的1724.在RCOOR1中，

R对速率的影响是：一级>二级>三级

R1对速率的影响是：三级

>一级>二级CH3COOR1在盐酸中，于25OC时水解的相对速率v的实验数据如