第13章 羧酸衍生物.ppt

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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1L: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)酸酐酸酐(carboxylic acid anhydrides)酰卤酰卤(acyl halides)酯酯(e

2、sters)酰胺酰胺(amides)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21 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：32、羧酸衍生物的命名、羧酸衍生物的命名酰卤酰卤 由相应羧酸的由相应羧酸的酰基酰基和和卤素卤素组成。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，在可作为酰基的卤化物，在酰基名称后加卤素的名称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=OBr4

3、酰胺酰胺 由相应酸的由相应酸的酰基酰基和和“胺胺”组成它的名称。组成它的名称。若若氮上氮上有有取代基取代基，在烃基名称前加，在烃基名称前加 N N 标出。标出。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5混酐：混酐：二分子不同一元羧酸所得的酐叫混酐二分子不同一元羧酸所得的酐叫混酐。命名时

4、，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：单酐：二分子相同一元酸所得的二分子相同一元酸所得的叫单酐叫单酐。命名在命名在酸酸字后加字后加“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 环酐：环酐：在二元酸的名称后加在二元酸的名称后加“酐酐”字。字。6酯酯酯酯 以相应的以相应的以相应的以相应的酸酸酸酸和和和和醇醇醇醇来命名，来命名，来命

5、名，来命名，酸在前酸在前酸在前酸在前，醇在后醇在后醇在后醇在后，叫，叫，叫，叫“某酸某酸某酸某酸某酯某酯某酯某酯”。而多元醇的酯，一般把酸放在后，叫。而多元醇的酯，一般把酸放在后，叫。而多元醇的酯，一般把酸放在后，叫。而多元醇的酯，一般把酸放在后，叫“某醇某酸酯某醇某酸酯某醇某酸酯某醇某酸酯”。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，用内酯命名时，用内酯内酯二字代二字代替酸字并标明羟基的位置。替酸字并标明羟

6、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=7 羧酸衍生物羧酸衍生物的分子中都含有的分子中都含有 C=O 基，因此它们都是基，因此它们都是极性极性的化合物。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 低级酯低级酯具有令人愉快的具有令人愉快的香味香味，常作香料。许多花、果的香味，常作香料。许多花、果的香味是由于是由于羧酸酯羧酸酯而引起的。而引起的。低级低级酰卤酰卤和和酸酐酸酐都是具

7、有都是具有对粘膜有刺激性臭味对粘膜有刺激性臭味的的液体液体，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，由酰胺除甲酰胺外，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。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8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 酰卤酰卤和和酯酯由于不存在由于不存

8、在氢键氢键，沸点比相应的，沸点比相应的酸酸低得多，而低得多，而酰胺酰胺却有却有较高的沸点较高的沸点（如果（如果胺基胺基上上氢被烃基氢被烃基取代后，由于取代后，由于缔合程缔合程度减小度减小而使而使沸点降低沸点降低）。）。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。9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 羧酸衍生物羧酸衍生物的球棒模型如下

9、的球棒模型如下(L=Cl,OCOR,OR,NH2等等):酰胺氮原子上的反应：酰胺氮原子上的反应：脱水，脱羰基。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10 水解水解羧酸衍生物羧酸衍生物水解都生成相应的羧酸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）反反应应速速度度递递增增水解活性：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

10、）（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11 酯酯水解是水解是可逆过程可逆过程，但在，但在OHOH-条件下水解生成条件下水解生成盐盐，平衡平衡破坏，水解可进行到底。破坏，水解可进行到底。高级脂肪酸盐高级脂肪酸盐 叫叫肥皂肥皂R-C-OR/+H2O R-C-ONa +R/OHO=O=NaOH（皂化反应）（皂化反应）V=K RCOOR/OH-碱性碱性水解，动力学证明是水解，动力学证明是S SN N2 2 反应机理反应机理 同位素同位素示踪实验证明，不管是示踪实验证明，不管是H H

11、+催化剂催化剂还是还是OHOH-催化剂催化剂，大多数大多数羧酸酯水解羧酸酯水解是是酰氧键断裂酰氧键断裂。CH3-C-O CH3 +H2O CH3-C-OH +CH3O HO=O=1818酯水解酯水解12碱性水解的碱性水解的讨论讨论 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 酰氧键酰氧键断裂，断裂，2双双分子分子反应）可看成反应）可看成加成加成-消除消除反应。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 -OHOH成正比。成正比。酯的碱性

12、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-C空阻越小，酯基空阻越小，反应速率越快。空阻越小，酯基空阻越小，反应速率越快。13CH3COOR/在盐酸中，水解的相对速率在盐酸中，水解的相对速率v 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：一般一般酯酯在在H H+催化剂下的水解按催化剂下的水解按AAC2机理机理进行进行（A 酸性酸性，AC 酰氧键酰氧键断裂，

13、断裂，2 双分子双分子反应），为反应），为可逆可逆反应。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 （RCOORRCOOR/）中，中，R R有吸电子基团虽能活化羰基，但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，会使关键中间体正离子能量升高，R R为给电子基团亦有两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。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：对速率的影响是：伯伯 仲仲 叔叔R/对速率的影响是：对速率的影响是：叔叔 伯伯 仲仲14 叔醇的酯叔醇的酯水解只能用新的机理来解释水解只能用新的机理来解释:烷氧

14、键烷氧键(Al)(Al)断裂，断裂，单分子单分子反应反应 。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+(CH3)3C+H-OH (CH3)3C-O-H (CH3)3COH +H+慢慢快快快快快快H+15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 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 mol1 mol，酸只需要催化量。酸只需要催化量。

15、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 ROH 仲仲ROH ROH 叔叔ROHROH 酸性催化：叔酸性催化：叔ROH ROH 伯伯ROH ROH 仲仲ROHROH16 醇醇解解羧酸衍生物羧酸衍生物都可以与都可以与醇醇作用生成相应的作用生成相应的酯酯。反反应应速速度度递递增增反应活性顺序为：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

16、-OHO=O=+H-OR/R-C-ClO=R-C-O-C-R/O=O=R-C-OR/O=R-C-NH2O=R-C-OR/+R/-OHO=（酯交换（酯交换 反应）反应）17酰氯酰氯醇解醇解可用来合成较难直接由可用来合成较难直接由羧酸羧酸酯化酯化的的酚酯酚酯。环状环状酸酐酸酐醇解醇解得到得到单酯酸单酯酸(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=18CH2=CHCOOCH3+C4H9OH CH2=CHCOOC

17、4H9+CH3OH酯酯醇解醇解得到一个新的得到一个新的酯酯和和醇醇，故称为，故称为酯交换酯交换反应。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,对甲苯磺酸对甲苯磺酸）和碱和碱（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。19 氨（胺）解氨（胺）解酰酰氯氯、酸酐酸酐、酯酯与与氨氨作用生成酰胺的反应叫做作用生成酰胺的反应叫做氨解氨解。

18、反反应应速速度度递递增增反应活性顺序为：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%OHOH20 酰基上亲核取代反应机理酰基上亲核取代反应机理四面体中间体四面体中间体2 羧酸衍生物羧酸衍生物的的水解水解、醇解醇解、氨解氨解的的反应机

19、理反应机理相相似似，属于，属于亲核取代亲核取代反应。反应。21 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: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)NH2 RO R-C-O Cl=O-立体效应立体效应也影响也影响速率速率，烃基，烃基 ，因，因空间空间拥挤，而拥挤，而反应速度反应速度 。共振论的观点：共振论的观点：22 羧酸衍生物羧酸衍生物均具有均具有不饱和不饱和键，可以多种方法进行键，可以多种方法进行还原还原，不不同同衍生物衍生物

20、以以不同不同的的还原还原方法得到方法得到不同不同的的还原产物还原产物。酸酐酸酐酸酐酸酐用用氢化铝锂氢化铝锂还原还原时，得时，得二分子二分子醇醇。（不能被。（不能被NaBH4还原）还原）R-CR-COO=O=2 R-CH2OHLiAlH4 酰酰胺胺 酰酰胺胺不易不易还原还原，但用，但用氢化锂铝氢化锂铝还原为还原为胺胺（羰基被（羰基被还原还原为为CH2 生成相应的生成相应的伯伯、仲仲或或叔胺叔胺）（注：（注：NaBH4 不能还原不能还原酰胺酰胺）R-C-NH2 RCH2NH2O=LiAlH42.2.羧酸衍生物的还原羧酸衍生物的还原23还原剂为还原剂为：LiAlH4、NaBH4、H2/Ni、Pd、P

21、t 时产物为时产物为醇醇。R-COCl R-CH2OHLiAlH4或或NaBH4 酰酰氯氯用用毒化的钯毒化的钯（Rosenmund还原）还原）还原还原能制备各种能制备各种醛醛；或用或用三叔丁氧基氢化铝锂三叔丁氧基氢化铝锂还原还原能制备各种能制备各种醛醛。CH3O-C-CH2CH2-C-Cl +H2 CH3O-C-CH2CH2-CHO O=Pd/BaSO4O=O=CH3-CH3CH3C-ClO=CH3-CH3CH3CHOLiAlH(t-C4H9O)3 酰酰氯氯酰氯酰氯可可还原成还原成醛醛或或醇醇。24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

22、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-OC2H5 -CH2OH +C2H5OH LiAlH499%O=R-C-OR/+H2 RCH2OH +R/OH CuO,CuCrO4O=酯酯酯酯较易被较易被还原还原，可以被多种，可以被多种还原还原方法来还原，生成方法来还原，生成二分子二分子醇醇。R-COOR/RCH2OH +R/OH H 25总结：总结：都可用氢化铝锂还原都可用氢化铝锂还原不反应不反应26通式：通式：COMg

23、XRR/LR-C-LO=R/MgX-MgXLR-C-R/O=R/MgXCOMgXRR/R/反应是否反应是否终止终止在在酮酮阶段与阶段与羰基羰基活性活性、试剂试剂的的用量用量及及反应条件反应条件有关。有关。COHRR/R/H2O/H+3.3.与与GrignardGrignard试剂的反应试剂的反应27 酰酰 卤卤 酰酰卤卤比比酮酮活泼，与活泼，与格氏试剂格氏试剂反应比反应比酮酮快，故在快，故在温和条件温和条件下下使用使用过量过量的的酰卤酰卤，可得到较，可得到较高产率高产率的的酮酮。CH3-C-Cl +CH3(CH2)3MgCl O=COMgClCH3Cl无水乙醚无水乙醚CH2CH2CH2CH3如

24、果要得到如果要得到叔醇叔醇，则要，则要加剧加剧反应条件反应条件和和加大加大格氏试剂格氏试剂的用量。的用量。O=H2O/H+CH3-C-CH2CH2CH2CH372%28酸酐酸酐与与格氏试剂格氏试剂在室温下也可以得到在室温下也可以得到酮酮。酸酸 酐酐CH3O-MgCl CH2-CCH2-COO=O=+CH2-CCH2-CO=O=-OMgCl OCH3H2O/H+CH2-CCH2-CO=O=-OHOCH3 酰胺酰胺酰胺酰胺不能与不能与格氏试剂格氏试剂反应，因为有反应，因为有活泼氢活泼氢之故。之故。29CH3COOC2H5 +CH3CH2MgBr COMgBrCH3无水乙醚无水乙醚CH2CH3OC2

25、H5O=CH3-C-CH2CH3-C2H5OMgBrCH3CH2MgBr无水乙醚无水乙醚COMgBrCH3CH2CH3CH2CH3但但具有具有位阻大位阻大的的酯酯可以可以停留停留在在酮酮阶段。阶段。COHCH3CH2CH3CH2CH3H2O/H+67%(CH3)3CCOOCH3 +C3H7MgCl (CH3)3C-C-C3H7 H3O+O=酯酯 酯酯与与格氏格氏试剂试剂反应先生成反应先生成酮酮，由于，由于格氏试剂格氏试剂对对酮酮的反应比的反应比酯酯还还快快，反应，反应很难停留很难停留在在酮酮阶段，因此最终产物是阶段，因此最终产物是叔醇叔醇。叔醇叔醇 两个烃基来自格氏试剂两个烃基来自格氏试剂30

26、注意：这里又提供了一种合成醇的方法。注意：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：合成：合成：31例如：合成例如：合成合成：合成：32练习：练习：334 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具弱碱性具弱碱性具弱酸性具弱酸性酰亚胺酰亚胺 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.34（

27、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 C）HofmannHofmann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.R-NH2 +Na2CO3 +NaBr +H2OR-C-NH2 +NaOBr +NaOHO=35-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.36 各类各类羧酸衍生物羧酸衍生物一般都可直接从相应的一般都可直接从相应的羧酸羧酸制得，有时也可制得，有

28、时也可以从以从一种一种羧酸衍生物羧酸衍生物变成变成另一种另一种羧酸衍生物羧酸衍生物。酰卤酰卤中最重要的是中最重要的是酰氯酰氯，可由，可由羧酸羧酸与与三卤化磷三卤化磷、五卤化磷五卤化磷、亚硫酰氯亚硫酰氯等反应制得。等反应制得。1.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37 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SOClSOCl2 2、PClP

29、Cl3 3、PClPCl5 5。（iiii）反应需在无水条件下进行。反应需在无水条件下进行。（iiiiii）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 +POCl

30、3O=O=38 制备单纯的酸制备单纯的酸酐酐-羧酸的脱水（甲酸除外）羧酸的脱水（甲酸除外）可以用可以用一元羧酸一元羧酸或或二元羧酸二元羧酸脱水制脱水制备。备。2.酸酐的制法酸酐的制法 制备制备混合酸酐（混合酸酐（酰卤和羧酸盐的反应酰卤和羧酸盐的反应）酰卤酰卤与无水与无水羧酸盐羧酸盐共热可制得共热可制得单酐单酐或或混酐混酐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

31、39 如果能生成如果能生成稳定稳定的的五、六元环酸酐五、六元环酸酐的的二元羧酸二元羧酸，则更易则更易脱水脱水，只须，只须加热加热而不用而不用脱水剂脱水剂。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40酰氯酰氯醇解醇解可用来合成较难直接由可用来合成较难直接由羧酸羧酸酯化酯化的的酚酯酚酯。3.3.酯的制备酯的制备可以由可以由醇醇与与羧酸羧酸、酰卤酰卤、酸酐酸酐反应制得反应制得R-C-OH +HOR/R-C-OR/+H2OO=O=H+(CH3)3COH

32、 +CH3COCl CH3COOC(CH3)3 +HClC6H5N(CH3)268%-OH +CH3CH2COCl CH3CH2COO-+HCl吡啶吡啶414.4.酰胺的制备酰胺的制备酰胺酰胺可以由可以由羧酸羧酸、酯酯、酸酐酸酐、酰卤酰卤与与氨氨作用制备作用制备O=R-C-NH2 +H2OR-C-OH +NH3 R-C-ONH4O=O=+-O=R-C-NR2 +H2OR-C-OH +R2NH R-C-ONH2R2O=O=+-4213-5 其他羧酸衍生物其他羧酸衍生物自学自学43练习练习a.H3O+b.SOCl2c.NH3d.NH3/1.2.443.4.455.6.46完成反应完成反应abcde

33、fg48 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13-6-113-6-1 乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯(Ethyl(Ethyl acetoacetateacetoacetate)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（ClaisenClaisen)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

34、乙酰乙酸乙酯例如：例如：49 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在强碱性条件下与另一分子酯失去醇得到得到-酮酸酯酮酸酯 称酯缩合反应。称酯缩合反应。酯酯-酯酯缩合缩合相同相同酯酯缩合缩合不同不同酯酯缩合缩合产生产生-酮酸酯酮酸酯克克莱莱森森缩缩合合过过 程：程：-C2H5OH（-H，-OC2H5）反应物：反应物：酯酯产产 物：物：-羰基化合物羰基化合物碱性催化剂：乙醇钠、碱性催化剂：乙醇钠、NaNH2 等等50 C2H5ONaRCH2C-OC2H5 +H-CHCOC2H5 RCH2C-CHCOC2H5=O=O=O=ORR 反应机理反应机理a)相同酯缩合相同酯缩合51 如果如

35、果两个不同两个不同的的酯酯都有都有-H 也可以发生酯缩合反应，理论上可也可以发生酯缩合反应，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。如果如果两个两个酯酯中只是一个中只是一个有有-H，另一个另一个酯酯无无-H，通过通过控制反应条控制反应条件件也可得也可得一个主要一个主要的的产物产物，有合成意义。，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

36、同酯间的缩合不同酯间的缩合52C-OC2H5C-OC2H5+R-CH2-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）53 含含6 6个或个或7 7个碳的二元酸酯，在碱性催化剂作用下环个碳的二元酸酯，在碱性催化剂作用下环化生成五元或六元环为主的化生成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（DieckmannDieckmann)缩合缩合CH2CH2C-OC2H5CH2CH2C-OC2H5O=O=C2H5ONa己二酸二乙酯

37、己二酸二乙酯-C2H5OHCH2O=H+OH-CH2 CCH2CH2CH-COOC2H5O=CH2 CCH2CH2 54CH2CH2C-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 55 不对称不对称的的二元羧酸酯二元羧酸酯进行进行缩合缩合，主要是，主要是位阻位阻少少的的-H-H被被去掉去掉。CH2CH-C-OC2H5CH2CH2C-OC2H5O=O=CH2C2H5ONa-C2H5OHCH3CH-COOC2H5O=CH CCH2CH2C

38、H2CH3 （酸性大）（酸性大）位阻少位阻少COOC2H5CH2-COOC2H5C2H5ONa？COOC2H5O=不对称不对称的的二元羧酸酯二元羧酸酯进行进行缩合缩合，反应按什么方向进行？，反应按什么方向进行？562 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（ClaisenClaisen)酯缩合反应：酯缩合反应：工业合成法：工业合成法：57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 分离分离 (石英容器石英容器)41(267Pa)33(267Pa)

39、分子内氢键分子内氢键:p-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：58酮的反应酮的反应烯醇的反应烯醇的反应酮式酮式 烯醇式烯醇式59（2 2）酮式分解）酮式分解（3 3）酸式分解）酸式分解60（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分子中的亚甲基分子中的亚甲基影响，比较活泼，与醇钠等影响，比较活泼，与醇钠等强碱强碱作用，生成亲核性的作用，生成亲核性的碳负离子碳负离子或或烯醇负离子烯醇负离子，可以和，可以和R-XR-X、R-R-COClCOCl发生发生S SN N2 2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

40、烃基或酰基。例如：受两个羰基的受两个羰基的CH3-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=O61三、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 再进行再进行酮酮式式或或酸式酸式分解分解 制取制取甲基酮甲基酮、二酮二酮、一元羧酸一元羧酸和和二元羧酸二元羧酸等化合物

41、。等化合物。C2H5ONa例如：例如：62C2H5ONaCH3-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63C2H5ONaCH3-C-C

42、H2-C-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

43、 =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64(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碳二取代丙酮一取代丙酮和同碳二取代丙酮65练习：合成止咳、祛痰药物练习：合成止咳、祛痰药物合成：合成：66例例2:合成合成67例例3:合成合成68例例4:合成合成69（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70例例:选用合适的原料制备下列结构的化合物选用合适的原料制备下列结

44、构的化合物：71721.1.合成合成 与与乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯类似，类似，丙二酸酯丙二酸酯分子中分子中亚甲基亚甲基上上氢氢是是活泼活泼的，可与的，可与醇钠醇钠反应，生成反应，生成丙二酸酯丙二酸酯的的钠盐钠盐。它。它可以作为可以作为亲核试剂亲核试剂与与卤代烷卤代烷、二卤代烷二卤代烷、酰卤酰卤、卤代卤代酸酯酸酯等反应而导入等反应而导入烷基等基团烷基等基团，再经过，再经过水解脱羧水解脱羧，得，得到相应的到相应的一元羧酸一元羧酸、二元羧酸二元羧酸等化合物。等化合物。2.2.应用应用丙二酸二乙酯合成法丙二酸二乙酯合成法丙二酸二乙酯丙二酸二乙酯通常由通常由氯乙酸氯乙酸合成合成Cl-CH2-COOH +

45、NaCN NC-CH2COONa C2H5OHH2SO4CH2COOC2H5COOC2H514-6-2 丙二酸二乙酯丙二酸二乙酯73合成一元羧酸合成一元羧酸R-CH(COOC2H5)2CH2(COOC2H5)2C2H5ONaCH(COOC2H5)2 Na-+R-X-CO2R-CH2COOH H+OH/H2O-R-CHCOOHCOOHR-C(COOC2H5)2 Na-+C2H5ONaR/-XR-C(COOC2H5)2R/H+OH/H2O-R-CCOOHCOOHR/-CO2R-CH-COOHR/一烃基取代乙酸一烃基取代乙酸二烃基取代乙酸二烃基取代乙酸74合成二元羧酸合成二元羧酸CH2(COOC2H

46、5)2C2H5ONaCH(COOC2H5)2 Na-+X(CH2)n-COOC2H5CH(COOC2H5)2(CH2)n-COOC2H5 H+OH/H2O-CH(CH2)n-COOHCOOHCOOH-CO2CH2-COOH(CH2)n-COOH 当当2mol 2mol 丙二酸二乙酯丙二酸二乙酯用用2mol 2mol 醇钠醇钠处理，可以得到双处理，可以得到双钠盐，再与钠盐，再与1mol 1mol 双卤代烷双卤代烷反应可制备反应可制备二元羧酸二元羧酸。2 CH2(COOC2H5)22C2H5ONa2 CH(COOC2H5)2 Na-+Br-CH2-CH2-Br(C2H5OOC)2CH-CH2-CH

47、2-CH(COOC2H5)2 H+OH/H2O-CO2HOOC-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH 75合成脂环羧酸合成脂环羧酸 CH2(COOC2H5)2C2H5ONa CH(COOC2H5)2 Na-+Br-CH2CH2CH2-BrCH(COOC2H5)2CH2CH2CH2-BrC2H5ONaC(COOC2H5)2CH2CH2CH2-Br-+NaC(COOC2H5)2CH2CH2CH2 H+OH/H2O-CCH2CH2CH2COOHCOOH-CO2CH-COOHCH2CH2CH276CH2(CO2Et)22EtO-EtOHBrCH2(CH2)nCH2BrOH-H+-CO2SOCl2CH2(CO2Et)22EtO-合成螺环化合物合成螺环化合物还原还原77CH3CHO +3CH2O2 CH2(COOEt)2 +(螺环二元羧酸螺环二元羧酸)(HOCH2)3C-CHO-CO2EtO-HO-H+HO-HO-HBr例、例、用简单的有机原料合成用简单的有机原料合成浓浓78