第10章 羧酸衍生物.ppt
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1、有机化学有机化学第十章羧酸衍生物第十章羧酸衍生物苏州卫生职业技术学院苏州卫生职业技术学院2010-8本章主要内容本章主要内容l l第一节第一节第一节第一节 羧酸衍生物羧酸衍生物羧酸衍生物羧酸衍生物l l一、命名一、命名一、命名一、命名l l二、性质二、性质二、性质二、性质l l(一一一一)物理性质物理性质物理性质物理性质l l(二二二二)化学性质化学性质化学性质化学性质l l三、重要的羧酸衍生物三、重要的羧酸衍生物三、重要的羧酸衍生物三、重要的羧酸衍生物l l第二节第二节第二节第二节 油脂和磷脂油脂和磷脂油脂和磷脂油脂和磷脂l l一、油脂一、油脂一、油脂一、油脂l l(一)油脂的组成通式(一)
2、油脂的组成通式(一)油脂的组成通式(一)油脂的组成通式l l(二)油脂的性质(二)油脂的性质(二)油脂的性质(二)油脂的性质l l二、磷脂二、磷脂二、磷脂二、磷脂l l(一)甘油磷脂(一)甘油磷脂(一)甘油磷脂(一)甘油磷脂l l(二)鞘磷脂(二)鞘磷脂(二)鞘磷脂(二)鞘磷脂l l第三节第三节第三节第三节 碳酸衍生物碳酸衍生物碳酸衍生物碳酸衍生物l l一、脲(尿素)一、脲(尿素)一、脲(尿素)一、脲(尿素)l l二、丙二酰脲二、丙二酰脲二、丙二酰脲二、丙二酰脲l l三、胍三、胍三、胍三、胍l l四、硫脲四、硫脲四、硫脲四、硫脲第一节第一节 羧酸衍生物羧酸衍生物l l一、命名一、命名l l二、
3、性质二、性质l l(一)物理性质(一)物理性质l l(二)化学性质(二)化学性质l l1.1.水解、醇解、氨解水解、醇解、氨解水解、醇解、氨解水解、醇解、氨解l l2.2.酯缩合反应(克莱森酯缩合反应(克莱森酯缩合反应(克莱森酯缩合反应(克莱森ClaisenClaisen缩合)缩合)缩合)缩合)l l3.3.异羟肟酸铁盐反应异羟肟酸铁盐反应异羟肟酸铁盐反应异羟肟酸铁盐反应l l4.4.还原反应还原反应还原反应还原反应l l5.5.酰胺的特性酰胺的特性酰胺的特性酰胺的特性l l三、重要的羧酸衍生物三、重要的羧酸衍生物第一节第一节 羧酸衍生物羧酸衍生物l l羧酸衍生物羧酸衍生物l l羧羧羧羧酸酸酸
4、酸分分分分子子子子中中中中羧羧羧羧基基基基上上上上的的的的羟羟羟羟基基基基被被被被其其其其它它它它原原原原子子子子或或或或基基基基团团团团取代后所生成的化合物叫做羧酸衍生物。取代后所生成的化合物叫做羧酸衍生物。取代后所生成的化合物叫做羧酸衍生物。取代后所生成的化合物叫做羧酸衍生物。RCOO HRCOXRCOOCRORCOO R RCON H2(R)酰卤酰卤酰卤酰卤酰胺酰胺酰胺酰胺酸酐酸酐酸酐酸酐酯酯酯酯一、命名一、命名l l(一)酰卤、酰胺(一)酰卤、酰胺l l酰卤和酰胺常根据相应的酰基来命名,酰卤和酰胺常根据相应的酰基来命名,酰基按相应羧基命名。酰基按相应羧基命名。乙酰基乙酰基乙酰基乙酰基O
5、CH3-COCH3-C-Cl乙酰氯乙酰氯OCH3-C-NH2乙酰胺乙酰胺C-NHC-NH2 2O苯甲酰胺苯甲酰胺一、命名一、命名l l(一)酰卤、酰胺(一)酰卤、酰胺l l酰胺分子中氮原子上的氢原子被烃基取代后酰胺分子中氮原子上的氢原子被烃基取代后酰胺分子中氮原子上的氢原子被烃基取代后酰胺分子中氮原子上的氢原子被烃基取代后生成的取代酰胺,称为生成的取代酰胺,称为生成的取代酰胺,称为生成的取代酰胺,称为N-N-烃基烃基烃基烃基“某某某某”酰胺酰胺酰胺酰胺.N-N-甲基丙酰胺甲基丙酰胺甲基丙酰胺甲基丙酰胺CHCH3 3-CH-CH2 2-C-NH-CH-C-NH-CH3 3OON,N-N,N-二甲
6、基丙酰胺二甲基丙酰胺二甲基丙酰胺二甲基丙酰胺CHCH3 3-CH-CH2 2-C-N(CH-C-N(CH3 3)2 2OOC-NH-CHC-NH-CH3 3OO-N-N-甲基苯甲酰胺甲基苯甲酰胺甲基苯甲酰胺甲基苯甲酰胺一、命名一、命名l l(二)酸酐(二)酸酐l l根据生成酸酐的羧酸的名称,称为根据生成酸酐的羧酸的名称,称为根据生成酸酐的羧酸的名称,称为根据生成酸酐的羧酸的名称,称为“某酸酐某酸酐某酸酐某酸酐”或或或或“某某酸酐某某酸酐某某酸酐某某酸酐”,常省略,常省略,常省略,常省略“酸酸酸酸”字。字。字。字。乙酐乙酐乙酐乙酐 乙丙酐乙丙酐乙丙酐乙丙酐 丁二酐丁二酐丁二酐丁二酐 邻苯二甲酐邻
7、苯二甲酐邻苯二甲酐邻苯二甲酐 CHCH3 3-C CCHCH3 3-C COOOOOOCHCH3 3-C CCHCH3 3CHCH2 2-C COOOOOCHCH2 2OOC COOOOCHCH2 2C CC CC COOOOOO一、命名一、命名l l(三)酯(三)酯l l根据相应的羧酸和醇称为根据相应的羧酸和醇称为根据相应的羧酸和醇称为根据相应的羧酸和醇称为“某酸某酯某酸某酯某酸某酯某酸某酯”。CHCH3 3-C-O-CH-C-O-CH2 2CHCH3 3O乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯CHCH3 3-C-O-CH-C-O-CH3 3O乙酸甲酯乙酸甲酯乙酸甲酯乙酸甲酯H-C-O-CHH-C
8、-O-CH2 2CHCH3 3OO甲酸乙酯甲酸乙酯甲酸乙酯甲酸乙酯C-OCHC-OCH3 3OO苯甲酸甲酯苯甲酸甲酯苯甲酸甲酯苯甲酸甲酯一、命名一、命名l l(三)酯(三)酯l l对于多元醇的酯,一般把对于多元醇的酯,一般把“酸酸”名放名放在后面,称为在后面,称为“某几醇几某酸酯某几醇几某酸酯”。乙二醇二乙酸酯乙二醇二乙酸酯乙二醇二乙酸酯乙二醇二乙酸酯CHCH2 2-O-C-CH-O-C-CH3 3OOOOCHCH2 2-O-C-CH-O-C-CH3 3CHOOCCCHOOCC1717HH3535CHCH2 2OOCCOOCC1717H H3535CHCH2 2OOCCOOCC1717H H3
9、535丙三醇三硬脂酸酯丙三醇三硬脂酸酯丙三醇三硬脂酸酯丙三醇三硬脂酸酯二、性质二、性质l l(一)物理性质一)物理性质l l1物态:酰卤和酸酐都是对粘膜有刺激性物态:酰卤和酸酐都是对粘膜有刺激性的物质;而大多数酯却有令人愉快的香味,的物质;而大多数酯却有令人愉快的香味,自然界中许多花和果的香味就是由酯引起的自然界中许多花和果的香味就是由酯引起的;大部分酰胺是固体,没有气味。;大部分酰胺是固体,没有气味。l l2沸点:酰卤、酸酐和酯,由于它们分子沸点:酰卤、酸酐和酯,由于它们分子间不能形成氢键,所以沸点一般比分子量相间不能形成氢键,所以沸点一般比分子量相近的羧酸低;由于酰胺分子间缔合能力较强,近
10、的羧酸低;由于酰胺分子间缔合能力较强,因此沸点甚至比相应的羧酸还要高。因此沸点甚至比相应的羧酸还要高。二、性质二、性质l l3密度:酸酐的密度大于密度:酸酐的密度大于1;脂肪族;脂肪族一元羧酸酯的密度均小于一元羧酸酯的密度均小于1;二元羧酸;二元羧酸酯和芳酸酯的密度均大于酯和芳酸酯的密度均大于1。l l4水溶性:酰氯强烈水解,放出大量水溶性:酰氯强烈水解,放出大量的的HCl及热量;及热量;低级酰胺可溶于水。低级酰胺可溶于水。二、性质二、性质l l(二)化学性质(二)化学性质l l羰基碳的电子云密度高低,取决于离去基羰基碳的电子云密度高低,取决于离去基团的电负性,电负性较强的离去基团团的电负性,
11、电负性较强的离去基团其其吸吸电子诱导效应强,而供电子共轭效应弱。电子诱导效应强,而供电子共轭效应弱。l l基团的电负性:基团的电负性:基团的电负性:基团的电负性:XXOCOROCORORORNHNH2 2 NHRNHRNRNR2 2 l l羰基碳正电性:羰基碳正电性:羰基碳正电性:羰基碳正电性:酰卤酰卤酰卤酰卤 酸酐酸酐酸酐酸酐 酯酯酯酯 酰胺酰胺酰胺酰胺(二)化学性质(二)化学性质l l羧酸衍生物化学性质分析羧酸衍生物化学性质分析RCHCOLCOXRCH2COOCOORCONH2(R)CRO RCH2RCH2RCH2H有弱酸性有弱酸性有弱酸性有弱酸性可被亲核可被亲核可被亲核可被亲核试剂取代试
12、剂取代试剂取代试剂取代可加成至饱和可加成至饱和可加成至饱和可加成至饱和L:L:离去基团离去基团离去基团离去基团(Leaving group)(Leaving group)(二)化学性质(二)化学性质l l1.水解、醇解、氨解水解、醇解、氨解l l(1)水解)水解 OO R RC C X X OO OO R RC C OOC CR R OO R RC C OROR OO R RC C NHNH2 2 HHOHOH OO R RC C OHOH R RCOOHCOOH R ROHOH NHNH3 3 HClHCl (二)化学性质(二)化学性质l l水解特点:水解特点:l la a产物均有羧酸生成。
13、产物均有羧酸生成。产物均有羧酸生成。产物均有羧酸生成。l lb b水解活性:酰卤水解活性:酰卤水解活性:酰卤水解活性:酰卤 酸酐酸酐酸酐酸酐 酯酯酯酯 酰酰酰酰胺胺胺胺l lc c皂化反应皂化反应皂化反应皂化反应酯在碱性溶液中的水解酯在碱性溶液中的水解酯在碱性溶液中的水解酯在碱性溶液中的水解反应。反应。反应。反应。OONaOHNaOH OO HH2 2OOR R C C ONaONa R R C C OROR R R OHOH (二)化学性质(二)化学性质l l(2)醇解醇解 l l特点:特点:特点:特点:a a醇解产物是酯。醇解产物是酯。醇解产物是酯。醇解产物是酯。b b反应活性:酰卤反应活
14、性:酰卤反应活性:酰卤反应活性:酰卤 酸酐酸酐酸酐酸酐 酯酯酯酯 酰胺酰胺酰胺酰胺 OOR RC C X X OOOO R RC C OOC CR R OOR RC C OROR HHOROR OOR RC C OROR R RCOOHCOOHR ROHOHHClHClOOR RC C NHNH2 2 NHNHNHNH3 3 3 3(二)化学性质(二)化学性质l l(3)氨解氨解 l l特点:特点:l la a产物是酰胺。产物是酰胺。产物是酰胺。产物是酰胺。l lb b反应活性反应活性反应活性反应活性:酰卤酰卤酰卤酰卤 酸酐酸酐酸酐酸酐 酯酯酯酯 OOR R C C X X OOOOR R C
15、 C OO C C R R OOR R C C OROR HH NHNH2 2OOR R C C NHNH2 2 R R COOHCOOHR R OHOHHClHCl(二)化学性质(二)化学性质l l上述三解反应也可理解成水、醇、氨上述三解反应也可理解成水、醇、氨被酰基化了。被酰基化了。l l向化合物分子中引入酰基的反应称为酰化向化合物分子中引入酰基的反应称为酰化向化合物分子中引入酰基的反应称为酰化向化合物分子中引入酰基的反应称为酰化反应;反应;反应;反应;l l能使其他分子引入酰基的化合物称为酰化能使其他分子引入酰基的化合物称为酰化能使其他分子引入酰基的化合物称为酰化能使其他分子引入酰基的化
16、合物称为酰化试剂。试剂。试剂。试剂。l l所以羧酸衍生物的三解反应都属于酰化反所以羧酸衍生物的三解反应都属于酰化反所以羧酸衍生物的三解反应都属于酰化反所以羧酸衍生物的三解反应都属于酰化反应,羧酸衍生物都是酰化试剂,但常用的应,羧酸衍生物都是酰化试剂,但常用的应,羧酸衍生物都是酰化试剂,但常用的应,羧酸衍生物都是酰化试剂,但常用的是酰卤和酸酐。是酰卤和酸酐。是酰卤和酸酐。是酰卤和酸酐。(二)化学性质(二)化学性质l l水解、醇解、氨解属于亲核取代反应,水解、醇解、氨解属于亲核取代反应,其反应历程可表示为:其反应历程可表示为:R R C COOL LNu-+加成加成加成加成R R C CNuNuL
17、 LOO消除消除消除消除+R R C COONuNuL-(二)化学反应(二)化学反应l l2.酯缩合反应(克莱森缩合)酯缩合反应(克莱森缩合)l l酯分子中酯分子中酯分子中酯分子中-氢为酯基所活化,在某些碱性试氢为酯基所活化,在某些碱性试氢为酯基所活化,在某些碱性试氢为酯基所活化,在某些碱性试剂的存在下,与另一分子酯失去一分子醇得剂的存在下,与另一分子酯失去一分子醇得剂的存在下,与另一分子酯失去一分子醇得剂的存在下,与另一分子酯失去一分子醇得到到到到-酮酸酯,称为酯缩合反应。酮酸酯,称为酯缩合反应。酮酸酯,称为酯缩合反应。酮酸酯,称为酯缩合反应。OOOO CHCH3 3-C-C-OCOC2 2
18、HH5 5+CHCH3 3-C-C-OCOC2 2HH5 5HH+OO CHCH3 3-CCHCCH2 2C-OCC-OC2 2HH5 5OOC C2 2HH5 5ONaONa+C+C2 2HH5 5OHOH(二)化学性质(二)化学性质l l3.3.异羟肟酸铁盐反应异羟肟酸铁盐反应异羟肟酸铁盐反应异羟肟酸铁盐反应l l酸酐、酯、酰胺都能与羟胺作用生成异羟酸酐、酯、酰胺都能与羟胺作用生成异羟酸酐、酯、酰胺都能与羟胺作用生成异羟酸酐、酯、酰胺都能与羟胺作用生成异羟肟酸。肟酸。肟酸。肟酸。OOR RC C NHNH2 2OOOO R RC C OOC CR R OO R RC C OROR+H+HN
19、HOHNHOH OOR RC-C-NHOH+NHOH+R ROHOH NHNH3 3R RCOOHCOOH (二)化学性质(二)化学性质l l异羟肟酸再与三氯化铁作用,生成红到异羟肟酸再与三氯化铁作用,生成红到紫色的异羟肟酸铁。紫色的异羟肟酸铁。l此反应可用于羧酸衍生物的鉴定。此反应可用于羧酸衍生物的鉴定。异羟肟酸铁异羟肟酸铁异羟肟酸铁异羟肟酸铁OO3R-C-NHOH+FeCl3R-C-NHOH+FeCl3 3(R-C-NHO)(R-C-NHO)3 3Fe+3HClFe+3HCl(二(二)化学性质化学性质l l4.还原反应还原反应l l羧酸衍生物中羰基比羧酸的羰基活泼,羧酸衍生物中羰基比羧酸的
20、羰基活泼,所以羧酸衍生物比羧酸容易还原。所以羧酸衍生物比羧酸容易还原。l l1 1LiAlHLiAlH4 4:酰卤、酸酐和酯被还原成伯醇;:酰卤、酸酐和酯被还原成伯醇;:酰卤、酸酐和酯被还原成伯醇;:酰卤、酸酐和酯被还原成伯醇;酰胺被还原成胺。酰胺被还原成胺。酰胺被还原成胺。酰胺被还原成胺。l l2 2Na-ROHNa-ROH:酯被还原成醇:酯被还原成醇:酯被还原成醇:酯被还原成醇,反应中碳碳不反应中碳碳不反应中碳碳不反应中碳碳不饱和键不受影响。饱和键不受影响。饱和键不受影响。饱和键不受影响。(二二)化学性质化学性质l l5.酰胺的特性酰胺的特性l l(1 1)弱酸性和弱碱性)弱酸性和弱碱性)
21、弱酸性和弱碱性)弱酸性和弱碱性l l酰胺在一定条件下表现出弱酸性和弱碱性。酰胺在一定条件下表现出弱酸性和弱碱性。酰胺在一定条件下表现出弱酸性和弱碱性。酰胺在一定条件下表现出弱酸性和弱碱性。p p、共共共共轭轭轭轭效效效效应应应应,使使使使氮氮氮氮原原原原子子子子上上上上的的的的电电电电子子子子云云云云密密密密度度度度降降降降低低低低,减减减减弱弱弱弱了了了了它它它它接接接接受受受受质质质质子子子子的的的的能能能能力力力力,故故故故碱碱碱碱性性性性比氨弱比氨弱比氨弱比氨弱N-HN-H键的电子云向氮原键的电子云向氮原键的电子云向氮原键的电子云向氮原子偏移,氢原子变得较子偏移,氢原子变得较子偏移,氢
22、原子变得较子偏移,氢原子变得较为活泼,增加了氢原子为活泼,增加了氢原子为活泼,增加了氢原子为活泼,增加了氢原子质子化的能力,从而表质子化的能力,从而表质子化的能力,从而表质子化的能力,从而表现出一定的酸性现出一定的酸性现出一定的酸性现出一定的酸性(二二)化学性质化学性质l l弱碱性弱碱性:弱酸性弱酸性:但当氨分子的两个氢原子同时被酰基取代生成酰亚胺时,但当氨分子的两个氢原子同时被酰基取代生成酰亚胺时,但当氨分子的两个氢原子同时被酰基取代生成酰亚胺时,但当氨分子的两个氢原子同时被酰基取代生成酰亚胺时,化合物不显碱性,而表现出明显的酸性,可溶于强碱中。化合物不显碱性,而表现出明显的酸性,可溶于强碱
23、中。化合物不显碱性,而表现出明显的酸性,可溶于强碱中。化合物不显碱性,而表现出明显的酸性,可溶于强碱中。OOCHCH3 3C C NHNH2 2 OO+HClHCl CHCH3 3C CNHNH2 2 HClHCl +NaNa OOCHCH3 3C C NHNH2 2OO +1/2H+1/2H2 2CHCH3 3C CNHNaNHNaC COOC COONHNH+NaOHNaOHC COOC COON N-NaNa+H+H2 2OO邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰亚胺(二二)化学性质化学性质l l(2)与亚硝酸反应与亚硝酸反应OOOOCHCH3 3C CNHNH2 2+HO
24、NOHONO CHCH3 3C COHOH +N N2 2 +HH2 2OONaOHNaOH OOCHCH3 3C CNHNH2 2+NaOBrNaOBr R RNHNH2 2+COCO2 2 +NaBrNaBrl l(3)(3)霍夫曼降解反应霍夫曼降解反应l l酰胺与溴或氯在碱性溶液中作用时,脱去羰基酰胺与溴或氯在碱性溶液中作用时,脱去羰基酰胺与溴或氯在碱性溶液中作用时,脱去羰基酰胺与溴或氯在碱性溶液中作用时,脱去羰基生成伯胺,在反应中使碳链减少一个碳原子,生成伯胺,在反应中使碳链减少一个碳原子,生成伯胺,在反应中使碳链减少一个碳原子,生成伯胺,在反应中使碳链减少一个碳原子,称为霍夫曼降级反
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