羧酸衍生物 (5)精选课件.ppt
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1、关于羧酸衍生物(5)01.03.2023温州医学院药学院第一页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院n羧酸衍生物在构造上的共同之处是分子羧酸衍生物在构造上的共同之处是分子中均含有酰基中均含有酰基。第二页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院1 酰卤的命名酰卤的命名:在酰基后加卤素的名称即可。在酰基后加卤素的名称即可。一一 羧酸衍生物的命名羧酸衍生物的命名乙酰氯乙酰氯2-甲基丙酰溴甲基丙酰溴对甲基苯甲酰氯对甲基苯甲酰氯第三页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院2 酸酐的命名酸酐的命名单酐:在羧酸的名称后加酐字;单酐:在羧酸的名称后加酐字;混酐:将
2、简单的酸放前面,复杂的酸放后面再加酐字;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。环酐:在二元酸的名称后加酐字。普通命名法:普通命名法:醋酸酐醋酸酐 乙丙酸酐乙丙酸酐 丁二酸酐丁二酸酐IUPAC 命名法:命名法:乙酸酐乙酸酐 乙丙酸酐乙丙酸酐 丁二酸酐丁二酸酐常用英文命名常用英文命名第四页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院乙酸甲酯乙酸甲酯对甲基苯甲酸乙酯对甲基苯甲酸乙酯苯甲酸苯甲酯苯甲酸苯甲酯乙酸苯酯乙酸苯酯乙酸异丙酯乙酸异丙酯3 酯的命名酯的命名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。内命名时把羧酸名称放在前面,烃基
3、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。如酯命名时,用内酯二字代替酸字并标明羟基的位置。如-丁内酯丁内酯第五页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院n多元醇的羧酸酯命名时,通常是醇的名称在多元醇的羧酸酯命名时,通常是醇的名称在前,羧酸的名称在后,叫前,羧酸的名称在后,叫“某醇某酸酯某醇某酸酯”。乙二醇二乙酸酯乙二醇二乙酸酯丙三醇三硝酸酯丙三醇三硝酸酯季戊四醇四硝酸酯季戊四醇四硝酸酯硝化甘油硝化甘油第六页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院n二元酸的一个羧基酯化叫二元酸的一个羧基酯化叫氢酯氢酯,都酯化时,都酯化时为为中性酯中
4、性酯。丙二酸丙二酸二甲酯二甲酯乙二酸乙二酸氢乙酯氢乙酯乙二酸甲乙乙二酸甲乙酯混合酯:混合酯:第七页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院4 酰胺的命名酰胺的命名命名时把羧酸名称放在前面将相应的命名时把羧酸名称放在前面将相应的酸酸字改为字改为酰胺酰胺即可;即可;普通命名法:普通命名法:异丁酰胺异丁酰胺 N,N-二甲基戊酰胺二甲基戊酰胺IUPAC 命名法:命名法:2-甲基丙酰胺甲基丙酰胺 N,N-二甲基戊酰胺二甲基戊酰胺(CH3)CHCNH2 CH3CH2CHCH2CN(CH3)2OO2-Methylpropanamide dimethylpentanamideN,N-常用英文命名
5、常用英文命名第八页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院5 腈的命名腈的命名腈命名时要把腈命名时要把CN中的碳原子计算在内中的碳原子计算在内,并从此碳原子开始编号;,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。氰基作为取代基时,氰基碳原子不计在内。普通命名法:普通命名法:-甲基戊甲基戊腈腈 -氰基丁酸氰基丁酸 己二己二腈腈IUPAC 命名法:命名法:3-甲基戊甲基戊腈腈 2-氰基丁酸氰基丁酸 己二己二腈腈第九页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院物理性质物理性质n酰卤、酸酐和羧酸酯酰卤、酸酐和羧酸酯沸点沸点比相对分子质量比相对分子质量相近的羧酸
6、的相近的羧酸的沸点低得多沸点低得多。n低级的酰卤与酸酐低级的酰卤与酸酐是具有强烈刺激性气味是具有强烈刺激性气味的液体,的液体,遇水即分解。遇水即分解。高级的酰卤和酸酐高级的酰卤和酸酐为固体,不溶于水。为固体,不溶于水。n低级的羧酸酯是具有低级的羧酸酯是具有香味香味的液体,微溶于的液体,微溶于水。水。n羧酸酯均溶于有机溶剂,有些羧酸酯可作羧酸酯均溶于有机溶剂,有些羧酸酯可作为溶剂。为溶剂。第十页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院羧酸衍生物的结构和反应性能羧酸衍生物的结构和反应性能氧的碱性氧的碱性-H的活性的活性羰基的活性羰基的活性离去基团离去基团减小(减小(-H的的 pka
7、值增大)值增大)-H的活性的活性第十一页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院羰基的活性羰基的活性W的离去能力的离去能力减小(离去基团的稳定性减小)减小(离去基团的稳定性减小)减小(取决于综合电子效应)减小(取决于综合电子效应)第十二页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院化学性质化学性质n酰卤、酸酐和羧酸酯在分子构造上相似,酰卤、酸酐和羧酸酯在分子构造上相似,化学性质相似化学性质相似,都能发生水解、醇解和,都能发生水解、醇解和氨解反应。氨解反应。第十三页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院该取代反应需要在该取代反应需要在碱或酸的催化作用碱或酸
8、的催化作用下进行。下进行。碱性催化的反应机制为:碱性催化的反应机制为:取代反应取代反应一一 羧酸衍生物的亲核加成羧酸衍生物的亲核加成-消除反应消除反应催化剂催化剂第十四页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院酸催化的反应机制为: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: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)羰基的活性(2)离去基团的活性)离去基团的活性 W-Nu-(3)改变影响平衡移)改变影响平衡移 动的其它因素。动的其它因素。为什么醛酮发生亲核加成反应为什么醛酮发生亲核加成反应,而不是亲核加成而不是亲核加成-消除反应消除反
9、应?第十五页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院HClNH3NH3室温室温加热加热长时间回流长时间回流(1 1)水解反应的一般情况水解反应的一般情况水解反应的一般情况水解反应的一般情况1.羧酸衍生物的水解反应羧酸衍生物的水解反应第十六页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院人人体体消消化化系系统不不同同部部位位的的pH值各各有有不不同同(2 2)酯的水解反应酯的水解反应酯的水解反应酯的水解反应第十七页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院(2 2)酯的水解反应酯的水解反应酯的水解反应酯的水解反应*1.碱性水解(又称皂化反应)碱性水解(又称皂化反
10、应)同位素跟踪结果表明:同位素跟踪结果表明:碱性水解时,发生酰氧键断裂。碱性水解时,发生酰氧键断裂。第十八页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院四面体中间体四面体中间体是负离子是负离子反应机理反应机理慢慢快快第十九页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院碱性水解的碱性水解的讨论讨论1.碱性水解速率与碱性水解速率与-OH成正比。成正比。2.羰基活性越大,羰基活性越大,-C空阻越小,酯基空阻越小,空阻越小,酯基空阻越小,反应速率越快。反应速率越快。CH3COOCMe3 Me3CCOOEt CH3COOEt ClCH2COOEtV相对相对 0.002 0.01 1
11、2963.形成的四面体中间体能量越低,反应速度越快。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)(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。酯的碱性水解是不可逆的。5.碱的用量要超过催化量碱的用量要超过催化量。第二十页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院*2.酸性水解酸性水解同位素跟踪结果表明:同位素跟踪结果表明:酸性水解时,也发生酰氧键断裂。酸性水解时,也发生酰氧键断裂。反应机理反应机理四面体中间体是正离子四面体中间体是正离子第二十一页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院2 在酯在酯(RCOOR)中
12、,)中,R有吸电子基团虽能活化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,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。明显的影响。酸性水解的讨论酸性水解的讨论1.酸在反应中的作用有二:酸在反应中的作用有二:活化羧基活化羧基 使使OH、OR形成形成 盐而更易离去。盐而更易离去。第二十二页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院3.在在RCOOR1中,中,R对速率的影响是:对速率的影响是:一级一级 二级二级 三级三级 R1对速率的影响是:对速率的影响是:三级三级 一级一
13、级 二级二级CH3COOR1在盐酸中,于在盐酸中,于25OC时水解的相对速率时水解的相对速率v的的实验数据如下实验数据如下(书书p364表表11-5):R1:CH3 C2H5 CH(CH3)2 C(CH3)3 v:1 0.97 0.53 1.15(机理不同机理不同)第二十三页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院*33o醇酯的酸性水解历程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通过同位素跟踪可以证明上述反应机制通过同位素跟踪可以证明上述反应机制通过同位素跟踪可以证明上述反应机制反应式反应式反应式反应式反反 应应 机机 理理关键关键中间中间体体第二十四页,本课件共有8
14、1页01.03.2023温州医学院药学院*4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不不 同同 点点 1 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。2 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。3 吸电子取代基对碱性催化有利。对酸性催化没有明显的影响。吸电子取代基对碱性催化有利。对酸性催化没有明显的影响。相同点相同点 1 都是经过加成消除机理进行的,增大空阻,对反应不利。都是经过加成消除机理进行的,增大空阻,对反应不利。2 都发生酰氧键断裂都发生酰氧键断裂3 3o oROHROH的水解
15、只能用新的机理来解释。的水解只能用新的机理来解释。的水解只能用新的机理来解释。的水解只能用新的机理来解释。第二十五页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院(3)腈碱性水解的机理腈碱性水解的机理H2O互变异构互变异构-OHRCOO-+NH2-RCOO-+NH3H+RCOOH第二十六页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院R-C NR-C NHR-C=NHH+H2O-H+H+H2O+-NH3-H+RCOOH互变异构互变异构H腈酸性水解的机理腈酸性水解的机理第二十七页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院2.羧酸衍生物的醇解反应羧酸衍生物的醇解反应酯交
16、换酯交换酸催化为主酸催化为主酸催化酸催化催化剂催化剂催化剂催化剂催化剂催化剂催化剂催化剂催化剂催化剂第二十八页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院第二十九页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院反反应应实实例例实例一:实例一:实例三:实例三:实例二:实例二:将乙醇不将乙醇不断蒸出。断蒸出。+CH3CH2CH2OH CH3CH2CH2O-CH3CH(OH)CH2CH2COOCH2CH2CH3CH3O-第三十页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院3.羧酸衍生物的氨(胺)解(碱催化)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。
17、反应只能碱催化,不能酸催化。(2)3o胺不能发生酰基化反应。胺不能发生酰基化反应。第三十一页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院酸酐氨解的应用酸酐氨解的应用酯的氨解酯的氨解第三十二页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院小结小结n羧酸衍生物的水解、醇解和氨解是水,醇,氨羧酸衍生物的水解、醇解和氨解是水,醇,氨(或胺)分子中的一个氢被酰基取代的反应。(或胺)分子中的一个氢被酰基取代的反应。n在分子中引入酰基的反应称为在分子中引入酰基的反应称为酰化反应酰化反应。n酰卤、酸酐的反应活性大,易进行酰化反应,酰卤、酸酐的反应活性大,易进行酰化反应,因此常作为酰化剂。因此
18、常作为酰化剂。n酰化反应在药物合成中具有重要意义。酰化反应在药物合成中具有重要意义。n引入酰基,常可引入酰基,常可增加药物的脂溶性,改善体内增加药物的脂溶性,改善体内吸收,降低毒性,提高或延长药效。吸收,降低毒性,提高或延长药效。第三十三页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院治治疗因霉菌引起的皮肤病因霉菌引起的皮肤病对胃胃肠道不利道不利 解解热,镇痛抗血栓生成及抗痛抗血栓生成及抗 风湿湿作用(作用(内服内服药)第三十四页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院二二与有机金属化合物的反应与有机金属化合物的反应n羧酸衍生物都可以和羧酸衍生物都可以和Grignard试
19、剂试剂作用作用第三十五页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院n在较低温度下酰氯与在较低温度下酰氯与Grignard试剂得试剂得酮酮:n由于酮的活性也较高,通常情况下,酰氯与由于酮的活性也较高,通常情况下,酰氯与过量的过量的Grignard试剂作用一般生成试剂作用一般生成叔醇叔醇:第三十六页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院酰氯和酰氯和二烃基铜锂二烃基铜锂反应反应91%eg1:第三十七页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院eg 3:88%eg 2:第三十八页,本课件共有81页01.03.2023温州医学院药学院三三羧酸衍生物的还原反应羧酸衍
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