有机羧酸衍生物学习教案.pptx
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1、会计学1有机有机(yuj)羧酸衍生物羧酸衍生物第一页,共87页。用共振用共振(gngzhn)式表示:式表示:CROLCROLCONHCONHHbHaHbHa第1页/共87页第二页,共87页。腈的结构腈的结构(jigu)第2页/共87页第三页,共87页。一、结构一、结构一、结构一、结构(jigu)(jigu)和命名和命名和命名和命名1.1.结构结构结构结构(jigu)(jigu)(StructureStructure)2.2.命名命名命名命名(mng mng)(mng mng)(NomenclatureNomenclature)(1 1)酰卤的命名酰卤的命名酰卤的命名酰卤的命名酰卤命名是在酰基名
2、称后加上卤素名称酰卤命名是在酰基名称后加上卤素名称 4溴戊酰溴溴戊酰溴第3页/共87页第四页,共87页。(1 1 1 1)酰卤的命名酰卤的命名酰卤的命名酰卤的命名(mng mng)(mng mng)(mng mng)(mng mng)(2 2 2 2)酯的命名酯的命名酯的命名酯的命名(mng mng)(mng mng)(mng mng)(mng mng)酯的名称由生成酯的酸和醇的名称决定。酯的名称由生成酯的酸和醇的名称决定。命名时把羧酸命名时把羧酸(su sun)名称放在前面,醇中烃基的名称名称放在前面,醇中烃基的名称放在后面,称为某酸某酯。内酯命名时,用内酯二字代替放在后面,称为某酸某酯。内
3、酯命名时,用内酯二字代替原来酸的酸字并标明羟基的位置。原来酸的酸字并标明羟基的位置。苯甲酸乙酯苯甲酸乙酯 COCH2CH3O第4页/共87页第五页,共87页。(1 1 1 1)酰卤的命名酰卤的命名酰卤的命名酰卤的命名(2 2 2 2)酯的命名酯的命名酯的命名酯的命名(3 3)酸酐)酸酐)酸酐)酸酐(sungn)(sungn)的命名的命名的命名的命名是由相应的酸加上是由相应的酸加上“酐酐”字组成,混合酸酐依次字组成,混合酸酐依次写出形成酸酐的两个酸的名称,后面加上写出形成酸酐的两个酸的名称,后面加上“酐酐”字,相对字,相对(xingdu)简单的酸写在前面简单的酸写在前面 苯甲酸酐苯甲酸酐乙(酸)
4、丙(酸)酐乙(酸)丙(酸)酐第5页/共87页第六页,共87页。(1 1 1 1)酰卤的命名酰卤的命名酰卤的命名酰卤的命名(2 2 2 2)酯的命名酯的命名酯的命名酯的命名(3 3)酸酐的命名)酸酐的命名)酸酐的命名)酸酐的命名(4 4)酰胺的命名酰胺的命名酰胺的命名酰胺的命名(mng mng)(mng mng)酰胺的命名是在酰基名称酰胺的命名是在酰基名称(mngchng)后加上后加上“胺胺”字。字。当当 N 上有取代基时,该取代基用斜体的上有取代基时,该取代基用斜体的“N”标出标出 N,N二甲基甲酰胺(二甲基甲酰胺(DMF)第6页/共87页第七页,共87页。邻苯二甲邻苯二甲(r ji)酰亚胺酰
5、亚胺 戊内酰胺戊内酰胺OONHHON第7页/共87页第八页,共87页。(1 1 1 1)酰卤的命名酰卤的命名酰卤的命名酰卤的命名(2 2 2 2)酯的命名酯的命名酯的命名酯的命名(3 3)酸酐的命名)酸酐的命名)酸酐的命名)酸酐的命名(4 4)酰胺的命名酰胺的命名酰胺的命名酰胺的命名(5 5)腈的命名腈的命名腈的命名腈的命名(mng(mng mng)mng)腈是根据腈是根据(gnj)(gnj)主链碳原子数(包括氰基碳)主链碳原子数(包括氰基碳)用用“腈腈”命名命名 乙腈乙腈乙腈乙腈 苯甲腈苯甲腈苯甲腈苯甲腈CH3CNCN第8页/共87页第九页,共87页。S3羟基羟基(qingj)5氧代己氧代己
6、酸酸CH2COOHCH2CCH3HOHO第9页/共87页第十页,共87页。一、结构一、结构一、结构一、结构(jigu)(jigu)和命名和命名和命名和命名二、物理性质二、物理性质二、物理性质二、物理性质(wl(wl(wl(wl xngzh)xngzh)xngzh)xngzh)第10页/共87页第十一页,共87页。一、结构和命名一、结构和命名一、结构和命名一、结构和命名二、物理性质二、物理性质二、物理性质二、物理性质三、化学性质三、化学性质三、化学性质三、化学性质(huxu(huxu(huxu(huxu xngzh)xngzh)xngzh)xngzh)第11页/共87页第十二页,共87页。三、化
7、学性质三、化学性质三、化学性质三、化学性质(huxu(huxu(huxu(huxu xngzh)xngzh)xngzh)xngzh)(一)亲核取代(一)亲核取代(qdi)反应反应其中其中(qzhng):LX、OCH3、NH2、OCOR 等等第12页/共87页第十三页,共87页。1.各种各种(zhn)羧酸衍生物亲核取代的活性羧酸衍生物亲核取代的活性羧酸衍生物亲核取代羧酸衍生物亲核取代羧酸衍生物亲核取代羧酸衍生物亲核取代(qdi)(qdi)反应的活性顺序为:反应的活性顺序为:反应的活性顺序为:反应的活性顺序为:OCRORNH2RCNOOOOOCRRCRCRCX第13页/共87页第十四页,共87页。
8、b.b.烃基上的推电子基团降低羰基烃基上的推电子基团降低羰基烃基上的推电子基团降低羰基烃基上的推电子基团降低羰基(tn j)(tn j)碳上的正电碳上的正电碳上的正电碳上的正电荷密度,增加空间位阻,因此降低反应活性荷密度,增加空间位阻,因此降低反应活性荷密度,增加空间位阻,因此降低反应活性荷密度,增加空间位阻,因此降低反应活性(11)与羰基相连的基团与羰基相连的基团与羰基相连的基团与羰基相连的基团(L)(L)吸电子吸电子吸电子吸电子(dinz)(dinz)能能能能力;力;力;力;(22)与羰基相连与羰基相连与羰基相连与羰基相连(xin lin)(xin lin)的基团的基团的基团的基团(L)(
9、L)空空空空间体积;间体积;间体积;间体积;(3 3)与羰基相连与羰基相连与羰基相连与羰基相连的的的的基团基团基团基团 (L)(L)的的的的离去能力;离去能力;离去能力;离去能力;a.a.烃基上的吸电子基团增加反应活性烃基上的吸电子基团增加反应活性烃基上的吸电子基团增加反应活性烃基上的吸电子基团增加反应活性离去基团的碱性越强,越不易离去。基团的离去能力顺离去基团的碱性越强,越不易离去。基团的离去能力顺离去基团的碱性越强,越不易离去。基团的离去能力顺离去基团的碱性越强,越不易离去。基团的离去能力顺离去基团的碱性越强,越不易离去。基团的离去能力顺离去基团的碱性越强,越不易离去。基团的离去能力顺序为
10、:序为:序为:序为:序为:序为:第14页/共87页第十五页,共87页。1.各种各种(zhn)羧酸衍生物亲核取代的活性羧酸衍生物亲核取代的活性2.羧酸羧酸(su sun)衍生物的亲核取代反应衍生物的亲核取代反应(11)水解反应(水解反应(水解反应(水解反应(HydrolysisHydrolysis)生成)生成)生成)生成(shn chn)(shn chn)酸酸酸酸酸和碱都可以催化反应,生成相应的羧酸,但酸和碱都可以催化反应,生成相应的羧酸,但是对于不同的羧酸衍生物,反应的活性也不同。是对于不同的羧酸衍生物,反应的活性也不同。第15页/共87页第十六页,共87页。(1 1)酰卤的水解)酰卤的水解)
11、酰卤的水解)酰卤的水解(shuji)(shuji)低级的酰卤极易水解,如乙酰氯遇水剧烈水解,低级的酰卤极易水解,如乙酰氯遇水剧烈水解,在制备时需无水条件;随着酰卤分子量增大,在制备时需无水条件;随着酰卤分子量增大,在水中的溶解度降低在水中的溶解度降低(jingd),水解速度逐渐减慢,水解速度逐渐减慢。第16页/共87页第十七页,共87页。(1 1)酰卤的水解)酰卤的水解)酰卤的水解)酰卤的水解(shuji)(shuji)(2 2)酸酐)酸酐)酸酐)酸酐(sungn)(sungn)的水解的水解的水解的水解酸酐可以在中性、酸性或碱性溶液酸酐可以在中性、酸性或碱性溶液(rngy)中水解,中水解,反应
12、活性比酰卤稍缓和一些反应活性比酰卤稍缓和一些。heat+HCHCCH2OOOCCH3COOHCOOHCCOCH3第17页/共87页第十八页,共87页。(3 3)酯的水解)酯的水解)酯的水解)酯的水解(shuji)(shuji)(1 1)酰卤的水解)酰卤的水解)酰卤的水解)酰卤的水解(2 2)酸酐的水解)酸酐的水解)酸酐的水解)酸酐的水解酯水解需在酯水解需在 酸酸 或或 碱碱 催化下进行催化下进行(jnxng)。在酸催化下水解是酯化反应。在酸催化下水解是酯化反应的逆反应,因此也是可逆反应。碱性条件的逆反应,因此也是可逆反应。碱性条件下的水解不可逆,可以进行下的水解不可逆,可以进行(jnxng)完
13、完全。全。a.a.碱性碱性碱性碱性(jin xn)(jin xn)水解水解水解水解RCRCRCORORORO OO+HOHOHO+ROHROHROHRCRCRCO OOO OO酯的水解常称作皂化反应,工业上利用此反应制备肥皂酯的水解常称作皂化反应,工业上利用此反应制备肥皂酯的水解常称作皂化反应,工业上利用此反应制备肥皂酯的水解常称作皂化反应,工业上利用此反应制备肥皂酯的水解常称作皂化反应,工业上利用此反应制备肥皂酯的水解常称作皂化反应,工业上利用此反应制备肥皂第18页/共87页第十九页,共87页。酯在水解酯在水解酯在水解酯在水解(shuji)(shuji)时,分子可能在两处发生键的断裂,时,分
14、子可能在两处发生键的断裂,时,分子可能在两处发生键的断裂,时,分子可能在两处发生键的断裂,一种是酰氧断裂,另一种是烷氧断裂一种是酰氧断裂,另一种是烷氧断裂一种是酰氧断裂,另一种是烷氧断裂一种是酰氧断裂,另一种是烷氧断裂 +RRR O OOH HHR RRC CCO OORRRO OORRR OHOHOHRRR OHOHOHOHOHOHO OOR RRC CCO OOCORORCOROR第19页/共87页第二十页,共87页。可见可见(kjin)碱既是催化剂,又是反应试剂,所用的量超过碱既是催化剂,又是反应试剂,所用的量超过 1 当量当量第20页/共87页第二十一页,共87页。SS1818CCOO
15、OOCCHH22CCHH33NNaaOOHHHH22OO1188CCOOOONNaa+CCHH33CCHH22OOHHCH3COCCH2CH3CH3HONaOHH2OCH3COONa +ROH第21页/共87页第二十二页,共87页。CHCH2 2OCCHOCCH3 3CHCH3 3OO+NaOHNaOHNaOH(95-97%)(95-97%)(95-97%)CHCHCH2 22OHOHOHCHCHCH3 33O OOCHCHCH3 33CONaCONaCONa+water-methanolwater-methanolwater-methanolheatheat第22页/共87页第二十三页,共8
16、7页。*酯的碱性酯的碱性(jin xn)水解反应讨论:水解反应讨论:*反应机理反应机理(j l)(Mechanism)如下:)如下:1.碱性水解碱性水解(shuji)速率与速率与-OH成正比。成正比。2.羰基活性越大,羰基活性越大,C空间位阻越小,酯基空间位阻越小,空间位阻越小,酯基空间位阻越小,反应速率越快。反应速率越快。4.酯的碱性水解酯的碱性水解(shuji)是不可逆的。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23页/共87页第二十四页,共87页。RCRCRCOHOHOHO OO+RRRO OOH HHRCRCRCO OORRRO OO+H HH2 22O OOH
17、HH+b.b.酸性酸性酸性酸性(sun xn)(sun xn)水解水解水解水解羧酸的伯、仲醇酯在酸催化下水羧酸的伯、仲醇酯在酸催化下水羧酸的伯、仲醇酯在酸催化下水羧酸的伯、仲醇酯在酸催化下水解时解时解时解时,也是以酰氧断裂方式也是以酰氧断裂方式也是以酰氧断裂方式也是以酰氧断裂方式(fngsh)(fngsh)进行进行进行进行,而叔醇则多以而叔醇则多以而叔醇则多以而叔醇则多以烷氧断裂的方式烷氧断裂的方式烷氧断裂的方式烷氧断裂的方式(fngsh)(fngsh)进行。进行。进行。进行。a.a.碱性碱性碱性碱性(jin xn)(jin xn)水解水解水解水解*反应机理(反应机理(反应机理(反应机理(反应
18、机理(反应机理(MechanismMechanismMechanism)如下:)如下:)如下:)如下:)如下:)如下:第24页/共87页第二十五页,共87页。HH+转转 移移CCRROOHHOORR OOHH22+H2OCCRROOHH+OORR 第25页/共87页第二十六页,共87页。叔醇酯在酸催化下水解时,由于立体阻碍较大,叔醇酯在酸催化下水解时,由于立体阻碍较大,叔醇酯在酸催化下水解时,由于立体阻碍较大,叔醇酯在酸催化下水解时,由于立体阻碍较大,反应按烷氧断裂反应按烷氧断裂反应按烷氧断裂反应按烷氧断裂(dun li)(dun li)方式进行方式进行方式进行方式进行 +*反应机理反应机理(
19、j l)(Mechanism)如下:)如下:第26页/共87页第二十七页,共87页。*酯酸性酯酸性酯酸性酯酸性(sun xn)(sun xn)水解反应活性讨论:水解反应活性讨论:水解反应活性讨论:水解反应活性讨论:1.1.酸在反应中的作用有二:酸在反应中的作用有二:酸在反应中的作用有二:酸在反应中的作用有二:活化活化活化活化(huhu)(huhu)羧基羧基羧基羧基 使使使使OHOH、OROR形成盐而更易离去。形成盐而更易离去。形成盐而更易离去。形成盐而更易离去。2 2 在酯在酯在酯在酯 (RCOORRCOOR)中,)中,)中,)中,R R有吸电子有吸电子有吸电子有吸电子(dinz)(dinz)
20、基团虽能活化基团虽能活化基团虽能活化基团虽能活化 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,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 R 为给电子为给电子为给电子为给电子(dinz)(dinz)基团亦有两种相反的作用,故表现不出基团亦有两种相反的作用,故表现不出基团亦有两种相反的作用,故表现不出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。明显的影响。明显的影响。第27页/共87页第二十八页,共87页。3.3.酯的酸性水解和酯化反应酯的酸性水解和酯化反应酯的酸性水解和酯化反应酯的酸性水解和酯化反应(f
21、nyng)(fnyng)互为逆反应互为逆反应互为逆反应互为逆反应(fnyng)(fnyng),平衡的,平衡的,平衡的,平衡的 移动取决于反应移动取决于反应移动取决于反应移动取决于反应(fnyng)(fnyng)的条件。体系中有大量水存在,的条件。体系中有大量水存在,的条件。体系中有大量水存在,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,并采取去水发生酯的水解。若有大量醇存在,并采取去水发生酯的水解。若有大量醇存在,并采取去水发生酯的水解。若有大量醇存在,并采取去水 措施,则有利于酯化反应措施,则有利于酯化反应措施,则有利于酯化反应措施,则有利于酯化反应(fnyng)(fnyng)
22、。4.4.在在在在 RCOOR1 RCOOR1 中,中,中,中,R R 对速率对速率对速率对速率(sl)(sl)的影响是:的影响是:的影响是:的影响是:一级一级一级一级 二级二级二级二级 三级三级三级三级 R1 R1 对速率对速率对速率对速率(sl)(sl)的影响是:的影响是:的影响是:的影响是:三级三级三级三级 一级一级一级一级 二级二级二级二级第28页/共87页第二十九页,共87页。(4 44)酰胺的水解)酰胺的水解)酰胺的水解)酰胺的水解)酰胺的水解)酰胺的水解(shu(shu(shu ji)ji)ji)酰胺比酯难水解酰胺比酯难水解酰胺比酯难水解酰胺比酯难水解(shuji)(shuji)
23、,一般需在酸或碱催化、,一般需在酸或碱催化、,一般需在酸或碱催化、,一般需在酸或碱催化、加热条件下进行加热条件下进行加热条件下进行加热条件下进行 (3 3)酯的水解)酯的水解)酯的水解)酯的水解(1 1)酰卤的水解)酰卤的水解)酰卤的水解)酰卤的水解(2 2)酸酐的水解)酸酐的水解)酸酐的水解)酸酐的水解OO22NNNNHH22OOCCHH33OO22NNNNHHCCOOCCHH33OOCCHH33100100CCKKOOHH/H/H22OOCCHH33CCOOOOKK+第29页/共87页第三十页,共87页。(5 5)腈的水解)腈的水解)腈的水解)腈的水解(shuji)(shuji)(4)酰胺
24、的水)酰胺的水解解(shuji)(3 3)酯的水解)酯的水解)酯的水解)酯的水解(shuji)(shuji)(1 1)酰卤的水解)酰卤的水解)酰卤的水解)酰卤的水解(2 2)酸酐的水解)酸酐的水解)酸酐的水解)酸酐的水解腈在酸或碱催化下水解成酰胺,继续水解生成羧酸腈在酸或碱催化下水解成酰胺,继续水解生成羧酸腈在酸或碱催化下水解成酰胺,继续水解生成羧酸腈在酸或碱催化下水解成酰胺,继续水解生成羧酸 RCNH2ORCOOH-OHH+或或CRONH2-OH或或H2OH+第30页/共87页第三十一页,共87页。(11)水解反应(水解反应(水解反应(水解反应(HydrolysisHydrolysis)生成
25、)生成)生成)生成(shn(shn chn)chn)酸酸酸酸(2)醇解反应醇解反应(fnyng)(Alcoholysis)生成酯)生成酯通式通式(tngsh):+CCRRL LOOHHOORR CC+RROORR HH L LOO第31页/共87页第三十二页,共87页。(1 1)酰卤的醇解)酰卤的醇解)酰卤的醇解)酰卤的醇解 酰卤与醇很快反应生成酯,是合成酯的常用方法之一,酰卤与醇很快反应生成酯,是合成酯的常用方法之一,酰卤与醇很快反应生成酯,是合成酯的常用方法之一,酰卤与醇很快反应生成酯,是合成酯的常用方法之一,通常用来制备通常用来制备通常用来制备通常用来制备(zhbi)(zhbi)难以直接
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