大学有机化学 羧酸衍生物

一章羧酸衍生物节羧酸衍生物的命名节羧酸衍生物的结构节羧酸衍生物的性质2021/5/91第十一章羧酸衍生物

羧基中的-OH被其它原子或基团取代后所生成的化合物，称为羧酸衍生物(carboxylicacidderivatives)。第十一章羧酸衍生物取代羧酸羧酸衍生物酰卤酸酐酯酰胺上页下页首页2021/5/92酰基acylgroup离去基Leavinggroup

酰基是含氧酸分子中去掉-OH

后余下的基团。分羧酸的酰基、磺酰基、无机含氧酸的酰基三类。第十一章羧酸衍生物上页下页首页2021/5/93根据相应的酸命名酰基:“某酸”“某酰基”乙酸aceticacid

苯甲酸

benzoicacid

苯磺酸苯磺酰基乙酰基(acetyl)

苯甲酰基benzoyl第十一章羧酸衍生物上页下页首页2021/5/94第一节羧酸衍生物的命名第十一章羧酸衍生物第一节羧酸衍生物的命名（一、酰卤）

一、酰卤的命名常见的为酰氯和酰溴：“酰基名”＋“卤素名”

乙酰溴

acetylbromide

苯甲酰氯benzoylchloride

环己基甲酰氯Cyclohexanecarbonylchloride？

丙烯酰氯？上页下页首页2021/5/95第十一章羧酸衍生物第一节羧酸衍生物的命名（二、酸酐）二、酸酐的命名酸酐分为单酐和混酐

单酐：“羧酸名”＋“酐”

混酐：“简单羧酸名”＋“复杂羧酸名”＋“酐”

乙（酸）酐aceticanhydride苯甲酸酐benzoicanhydride乙丙酐乙酸丙酸酐上页下页首页2021/5/96邻苯二甲酸酐Phthalicanhydride2-甲基丁二酸酐2-Methylbutanedioicanhydride第十一章羧酸衍生物第一节羧酸衍生物的命名（二、酸酐）上页下页首页2021/5/97第十一章羧酸衍生物第一节羧酸衍生物的命名（三、酯）三、酯的命名

一元醇的酯：某酸某(醇)酯多元醇的酯：某醇某酸酯乙酸乙酯Ethylacetate

乙酸苄酯benzylacetate上页下页首页乙二酸单乙酯2021/5/98乙二醇二乙酸酯Ethylenediacetate

内酯的命名：将相应的“酸”变为“内酯”,必须标明原羟基的位置。4-甲基-5-戊内酯

δ-己内酯第十一章羧酸衍生物第一节羧酸衍生物的命名（三、酯）上页下页首页-甲基--戊内酯

(2-甲基-4-戊内酯)2021/5/99四、酰胺的命名第十一章羧酸衍生物第一节羧酸衍生物的命名（四、酰胺）伯酰胺仲酰胺叔酰胺伯酰胺：“酰基名”+“胺”仲酰胺：“N-某基”+“酰基名”+“胺”叔酰胺：N,N-二某基某酰胺;N-某基-N-某基某酰胺乙酰胺Acetamide

N-甲基苯甲酰胺

N-MethylbenzamideN,N-二甲基甲酰胺N,N-Dimethylformamide

(DMF)上页下页首页2021/5/910

环状的酰胺称为内酰胺(Lactam)。

亚酰胺(imide)的命名似酰胺。

邻苯二甲酰亚胺Phthalimide

δ-己内酰胺δ-Hexanolactam第十一章羧酸衍生物第一节羧酸衍生物的命名（四、酰胺）上页下页首页内酰胺的命名与内酯相似。2021/5/911课堂练习:命名下列化合物第十一章羧酸衍生物第一节羧酸衍生物的命名

上页下页首页2021/5/912第十一章羧酸衍生物第二节羧酸衍生物的结构

第二节羧酸衍生物的结构

酰卤酸酐酯类酰胺上页下页首页2021/5/913苯甲酰氯酸酐键乙酸酐酰氯键乙酸乙酯酯键第十一章羧酸衍生物第二节羧酸衍生物的结构

上页下页首页2021/5/914··147pmp-π共轭139pm有部分双键性质p-p共轭体系，酰胺中N原子几乎无碱性第十一章羧酸衍生物第二节羧酸衍生物的结构

上页下页首页2021/5/915第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（一、物理性质）

第三节羧酸衍生物的性质一、物理性质酰卤

具刺激气味的液体 低于相应酸

酸酐

具刺激气味的液体 低于相应酸

酯

具愉快气味的液体 低于相应酸酰胺

多为固体

高于相应酸性状 沸点 溶解性均能溶于苯,乙醚,丙酮等有机溶剂，≤6C的酰胺能溶于水(与水形成氢键)N,N-二甲基甲酰胺能与水混溶,是很好的非质子性溶剂。上页下页首页2021/5/916问题:对下述化合物的熔、沸点现象加以分析。第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（一、物理性质）

上页下页首页2021/5/917二、化学性质第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

d-d+d-极性键电负性基团p

键

结构相似:酰基都连着一个能被其他基团取代的负性原子或基团，因而具有相似的化学性质。亲核取代：水解、醇解、氨解。上页下页首页2021/5/918H:OHH:ORH:NH2

H:NHRH:NR2

反应结果是离去基团L被亲核试剂Nu所取代,故这类反应称为酰基的亲核取代反应,也称为酰化反应或酰基转移反应。第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/919

羧酸衍生物可以在酸性和碱性条件下与许多亲核试剂发生酰基亲核取代反应。在取代过程中经历了亲核加成和消除反应两个步骤。

:L-=Cl-,Br-;RCOO-;RO-;H2N-,RHN-,R2N-

羧酸衍生物在碱性条件下的亲核取代反应通式加成消去第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/920

羧酸衍生物分子中的电子效应和空间效应影响酰基的亲核取代反应速率。

羰基的正电性越强、位阻越小,越有利于亲核加成

离去基碱性越弱,基团越易离去,越有利于消去离去基的离去能力：X->RCO2->RO->NH2-

羧酸衍生物酰化反应活性:酰卤>酸酐>酯>酰胺第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/921

酰卤和酸酐是优良的酰化剂。

一般来说，高活性的羧酸衍生物易转化为低活性的羧酸衍生物。酰卤很容易转化为酸酐、酯和酰胺；酸酐很容易转化为酯和酰胺;酯能转化为酰胺;而酰胺仅能被水解成羧酸。第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/922(一)水解(hydrolysis)——生成相应的羧酸H—OH很快快H+/OH-,△H+/OH-,△

酰卤与水立即反应。酸酐在热水中反应较快。酯需要碱或无机酸催化并加热才水解(酸催化时反应可逆，碱催化可完全水解—皂化反应)。酰胺水解较酯更困难。第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/923第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/924酯在碱溶液中的水解反应机制——酰氧键断裂：

反应速率取决于四面体型负离子中间体的稳定性。酰基碳连有吸电子基时能分散负电荷，稳定中间体，有利于反应的进行。空间因素对中间体的稳定性也有影响，酰基碳的空间位阻越小,越有利于稳定中间体。碱性水解不可逆。四面体型负离子中间体第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/925酯的酸催化水解反应机制：

反应第2步，即H2O对质子化羰基的加成形成带正电荷的四面体型中间体，是整个反应的速控步骤。空间位阻对水解速率影响较大，R和OR’

基团体积增大，反应速率降低。R和OR’

供电子效应增强,有利于稳定中间体而加快水解速率。四面体型正离子中间体质子化羰基第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/926(二)醇解

(alcoholysis)——生成相应的酯HO-R’’酰卤与醇、酚很快反应——用于制备常法难以合成的酯酸酐可与绝大多数醇或酚反应，生成酯和羧酸酯

酯的醇解也叫酯交换反应——由低级醇制备高级醇第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/927水杨酸阿司匹林(Aspirin)第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/928(三)氨(胺)解(ammonolysis)——生成相应的酰胺

氨或胺亲核性比水强，故氨解比水解容易

酰卤、酸酐可在较低温度下缓慢反应生成酰胺

酯

酯的氨解一般只需加热而不必用催化剂

酰胺

酰胺的氨解可逆；需亲核性更强且过量的胺

3o胺不能发生氨解反应第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/929氟乙酰胺第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页乙酰胺2021/5/930问题:完成下列反应式.第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/931(四)酯缩合反应（自学）

具有α-H的酯在碱的作用下与另一分子酯发生类似醇醛缩合的反应称Claisen酯缩合反应。

不具有α-H的酯可以与具有α-H的酯发生交叉Claisen酯缩合反应。第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（二、化学性质）

上页下页首页2021/5/932三、碳酸衍生物第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（三、碳酸衍生物）

碳酸是不稳定的二元酸。碳酸的单酯或单酰胺等均不稳定,但碳酸双衍生物很稳定,是合成药物的原料。上页下页首页2021/5/933(一)脲(尿素,urea)——碳酸的二元酰胺1.弱碱性

不能使石蕊试纸变色,只能与强酸成盐。

尿素与硝酸(或草酸)生成不溶性盐,常用此性质由尿中分离尿素。2.水解反应第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（三、碳酸衍生物）

上页下页首页2021/5/9344.缩二脲的生成和缩二脲反应3.与亚硝酸反应——定量测定尿素的常用方法之一缩二脲

缩二脲在碱性介质与极稀的硫酸铜溶液产生紫红色的颜色反应，叫做缩二脲反应。紫红色溶液

凡分子中含有≥2个酰胺键(-CONH-)结构的化合物(如草二酰胺、多肽和蛋白质)都能发生缩二脲反应。第十一章羧酸衍生物第三节羧酸衍生物的性质（三、碳酸衍生物）

上页下页首页2021/5/935(二)