吉林大学有机化学课件——12.doc_第1页
吉林大学有机化学课件——12.doc_第2页
吉林大学有机化学课件——12.doc_第3页
吉林大学有机化学课件——12.doc_第4页
吉林大学有机化学课件——12.doc_第5页
已阅读5页,还剩74页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

第十二章羧酸衍生物概述RCOX 酰卤(RCO)2O 酸酐RCOOR酯RCONH2酰胺RCN 腈水解均生成羧酸12.1 羧酸衍生物的结构、命名和物理性质一、羧酸衍生物的结构RCLO结构与羧酸类似:p-共轭HCNH2 CH3NH2OCN键长 0.1376nm 0.1474nmHCOCH3 CH3OHOCO键长0.1334nm 0.143nm二、羧酸衍生物的命名1. 酰卤的命名CH3COCl 乙酰氯ClCOCOCl 乙二酰二氯 (草酰氯)PhCOCl 苯甲酰氯HOOCCOCl对氯甲酰苯甲酸CH3CH2CH2COBr丁酰溴2. 酸酐的命名OOO丁二酸酐(琥珀酸酐)(CH3CO)2O乙酸酐(醋酸酐)CH3COOCOC2H5 乙丙酐OOO顺-丁烯二酸酐(马来酸酐)3. 酯的命名CH3COOC2H5 乙酸乙酯CH3COOCH=CH2 乙酸乙烯酯OOOO-(丁)内酯-内酯PhCH=CHCOOC2H5 3-苯丙烯酸乙酯CH3OOCCH2COOCH3 丙二酸二甲酯4. 酰胺的命名CH3CONH2 乙酰胺CH3CONHCH3 N-甲基乙酰胺HCONMe2 N,N-二甲基甲酰胺(DMF)NHO己内酰胺NHOO丁二酰亚胺COOHNHCOCH34-乙酰氨基-1-萘甲酸5. 腈的命名CH3CN乙睛CH2CHCN 丙烯睛CH3CH2CHCOOHCN2-氰基丁酸三、羧酸衍生物的物理性质1. 气味低级酰卤、酸酐:刺鼻气味低级酯:香味(香料)乙酸异戊酯:香蕉味戊酸异戊酯:苹果味丁酸丁酯:菠萝味2. 沸点酰卤、酸酐、酯的沸点低于分子量相近的羧酸和酰胺(氢键)CH3CH2CH2CONH2 CH3CH2CH2CH2COOH (CH3CO)2O CH3COOC3H7-n CH3CH2COClb.p.(C)216 186 140 102 803. 溶解度酰卤、酸酐不溶于水,低级酰卤、酸酐遇水分解酯在水中溶解度小低级酰胺溶于水如:N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺与水互溶CLRO碱性还原、亲核反应取代12.1 羧酸衍生物的化学性质一、亲核取代反应碱催化CLRO B-CO-RBLCBRO L-酸催化CLROCBROH+CLROHCOHRBLCBROHH+B-反应活性:RCOX(RCO)2ORCOORRCONH2原因:A. 电子效应:CLROL:C、I+C : -N-O-X I: -X-O-N吸电子能力:-X-OCOR-OR-NH2-L吸电子能力越强,亲核取代反应越快B. 离去基团的离去能力:X-RCOO-RO-NH2-1. 水解反应A. 酰卤的水解CH3COCl+H2OCH3COOH+HCl反应迅速,室温空气中冒烟B. 酸酐的水解中性、酸性、碱性介质中均可水解O H2OOOH3COOH3COHOH94C. 酯的水解RCOOR + H2ORCOOH + ROH 可逆RCOOR + H2ORCOO- + ROH 不可逆H+OH-a) 碱催化RCOO- ROHCORRO OH-CO-ROHORCOHRO RO-影响酯水解的因素(碱性条件下):电子效应:RCOOC2H5 + OH-RCOO- + C2H5OHR: CH3 CH2Cl CHCl2 CCl3相对速率:1290 613023150空间效应:RCOOC2H5 + OH-RCOO- + C2H5OHR: CH3 C2H5 CH(CH3)2 C(CH3)3相对速率:10.47 0.100.01CH3COOR + OH-CH3COO- + ROHR: CH3 C2H5 CH(CH3)2 C(CH3)3相对速率:10.431 0.0650.002油脂的水解皂化反应CH3(CH2)16COONa 硬脂酸钠(肥皂主要成分)CH2OCORCHOCORCH2OCORNaOHCH2OHCHOH +CH2OHRCOONaRCOONaRCOONab) 酸催化酰氧断键R: 1、2CORROH+CORROHCOHROH2ORH2OCOHROHORH-ROHCOHROHH+COHRO烷氧断键R: 3、苄基COC(CH3)3ROH+H2OCOC(CH3)3ROHRCOOH + (CH3)3C(CH3)3COH2H+(CH3)3COHD. 酰胺的水解强酸、强碱、长时间加热PhCH2CONH235%HCl回流PhCH2COOH NH4+ Cl-80%E. 腈的水解PhCH2CN35%HCl4050 CPhCH2CONH2 80%CH3CNOH-CH3COO- NH3CH2=CHCN + H2O骨架铜CH2CHCONH2CH2CHCONH2n水的絮凝剂2. 醇解反应A. 酰卤的醇解苯酚、高空阻醇不能用羧酸酯化,需用酰卤酯化(CH3)3COH + PhCOClPhCOOC(CH3)3 +NN+HCl-(CH3)3CCOCl + PhOH(CH3)3CCOOPh +NN+HCl-80%B. 酸酐的醇解OOO+ n-C4H7OHCOOHCOOC4H7-nH2SO4 n-C4H7OHCOOC4H7-nCOOC4H7-n(CH3CO)2O + PhCH2OHCH3COOCH2Ph+CH3COOHC. 酯的醇解酯交换反应CH2CHCOOCH3 n-C4H7OHH3CSO3HCH2CHCOOC4H7-n + CH3OH由低沸点醇酯制备高沸点醇酯n CH3COOCH=CH2偶氮二异丁睛CH2CHOOCCH3n100。CCH3OHOH-CH2CHOHnCH3COOCH3 +D. 酰胺的醇解H+CH2=CHCOOC2H5 + NH4+CH2=CHCONH2C2H5OHE. 腈的醇解CH3CN + C2H5OHHClCOC2H5H3CNH2ClH3OCH3COOC2H53. 氨(胺)解反应A. 酰卤的氨(胺)解(CH3)2CHCOCl + NH3 H2O(冷)(CH3)2CHCONH2 + NH4Cl83%PhCOCl +NHNaOHNCOPh + NaCl + H2O81%.H2OOOOCOONH4CONH2+ NH3H +COOHCONH2温热300 CNHOOB. 酸酐的氨(胺)解C. 酯的氨(胺)解COOC2H5OHNH2CH3CONHOHCH377CH3CH2COOC2H5 NH2NH2CH3CH2CONHNH2 C2H5OHD. 酰胺的氨(胺)解CH3CONH2 CH3NH2HClCH3CONHCH3 NH4Cl75%E. 腈的氨(胺)解CNH2RNHRCN + NH3NH4Cl加压脒二、与金属有机化合物的反应1. 酰卤A. 与RMgX反应(酰卤活性高于酮)RMgXRCOX低温RCOR1 : 1RMgX RCOX高温2 : 1H2OCOHRRR高空阻反应物(RCOX、RMgX)生成酮CH3COCl CH3(CH2)3MgCl70C 乙醚 FeCl3CH3CO(CH2)3CH372%PhCOBr PhMgBr乙醚PhCOPh回流2h1)PhMgBr2)H2OCOHPhPhPh93%(CH3)2CHCOCl + CH3CH2CMgClCH3CH3 乙醚1618 C 5dCCH3C2H5CH3COCH(CH3)2B. 与R2Cd反应R2Cd活性低于RMgX,不与RBr、RCHO、RCOR、RCOOR、RCONH2、RCN、RNO2反应2 RMgBr+ CdCl2R2Cd + MgBr2 + MgCl22 PhCOCl (CH3CH2)2Cd2 PhCOC2H5 + CdCl2C2H5OOCCH2CH2COCl + (C2H5)2CdC2H5OOCCH2CH2COC2H5丙酰基丙酸乙酯4羰基己酸乙酯84%C. 与R2CuLi反应83%n-C4H9-CO-(CH2)4COCl(n-C4H9)2CuLi78 C 乙醚n-C4H9-CO-(CH2)4CO-C4H9-nD. 与RLi反应CH3COCl CH3CH2LiCOHH3CC2H5C2H5H2OR2Cd活性低于RMgX,与RCHO、RCOX反应,与RCOR反应慢,不与RBr、RCOOR、RCN反应2. 酸酐与RMgX反应与酰卤类似(CH3CO)2O + CH3CH2MgCl70C 乙醚H2OCH3COC2H53. 酯与RMgX反应PhCOOEt1)CH3MgX2) H3O+CCH3PhCH3OH87HCOOEt1)CH3MgX2) H3O+(CH3)2CHOH4. 酰胺与RMgX反应2 RH + RCON(MgX)2COMgXRRN(MgX)2RCORRCONH22 RMgXRMgXH2ORMgXH3+OCRRROH5. 腈与RMgX反应RCORRCN + RMgXH3+OCRRNMgX三、还原反应1. 酰卤的还原羧酸衍生物比羧酸易还原A. Rosenmund(罗森孟)还原COClCHO7481%73%COClClCHOClPd/BaSO4喹啉SPd/BaSO4喹啉S+ H2+ H2B. LiAlH4还原RCOXLiAlH4H3+ORCH2OHC. LiAlHOC(CH3)33还原H3+OCOClNC 80%LiAlHOC(CH3)33CHONC2. 酯的还原A. 催化加氢PhCOOC2H5 + H2CuO,CuCrO4125 C, 30MPaPhCH2OH 65%B. Na/ROH还原NaHH3C(H2C)7(CH2)7COOC2H5HC2H5OHHH3C(H2C)7(CH2)7CH2OHH油酸乙酯C. LiAlH4还原PhCOOC2H5LiAlH4H2OPhCH2OH C2H5OH 90D. 酮醇缩合酯的双分子还原2 (CH3)2CHCOOCH3Na, N2H2O甲苯,(CH3)2CHCHCCH(CH3)2OHOCOOC2H5COOC2H5Na, N2H2O二甲苯OHO反应机理CROORCROOR+ 2NaCROORCROORCROORCROORCROCRO2NaCROCROH2OCROHCROHCROCHROH3. 酰胺的还原A. 催化加氢B. LiAlH4还原CH3(CH2)9CH2CONH2 + H2CuCrO4250 C, 30MPaCH3(CH2)10CH2NH2PhOCH2CONH2LiAlH4H2OPhOCH2CH2NH2 80CH3CONHPhLiAlH4H2OCH3CH2NHPh 60CON(CH3)2LiAlH4H2OCH2N(CH3)2 88%C. LiAlH(OC2H5)3还原3胺4. 腈的还原PhCNLiAlH4H2OPhCH2NH2 85CH3CH2CH2CON(CH3)2LiAlH(OC2H5)3H2OCH3CH2CH2CHO + (CH3)2NHRCNSnCl2.HCl 乙醚RCHO四、酰胺的特殊反应1.酰化反应及Grabriel(盖布瑞尔)法合成伯胺A. 酰化反应RCONH2RCOClRCONHCORRCONH2(RCO)2ORCONHCORpKa: 16 9B. Grabriel法合成伯胺OOO+ NH3NHOO300 CKOHNKOORXNROOCOOKCOOKRNH2KOHNK + ClCH2COOC2H5OODMFH2NCH2COOH 85%KOHNCH2COOC2H5OO氨基乙酸2. 脱水反应CONH2ClRCONH2RCN或SOCl2P2O5P2O5CNCl95(CH3)3CCONH2SOCl2(CH3)3CCN3. Hofmann(霍夫曼)降解反应RCONH2Br2NaOHRNH2制备较少C1的伯胺PhCONH2Br2(CH3)2CHCONH2NaOHPhNH2Br2NaOH(CH3)2CHNH2 94%CCH3CONH2PhC2H5Br2NaOHCCH3NH2PhC2H5反应机理RCONH2 + Br2RCONHBrOH -OCNRH2OCO2RNH2RCNBrOBr-RNHCOOH五、乙烯酮的反应CH3COOHAlPO4CH2CO 乙烯酮CH3COOHCH2COH2OCH3COORROH(CH3CO)2OCH3COOHCH3CONH2NH3CH3COBrHBr六、酯的特殊反应1. 酯的热消除RCOOCH2CH2R300500 CRCH=CH2+RCOOH500CCH3CH2CH=CH2 + CH3COOHCH3COOCH2CH2CH2CH3OH2CCHHOCC2H5CH3CH3HHOAcHCH3HCH3H3CDPhAcOPhHHPhDPhHOAcHPhHPhDOAcHPhDHPh前者比后者稳定反应特点:A. 顺式消除B. Hofmann消除为主500 CCH2=CHCH2CH2CH3 + CH3CH=CHCH2CH3 57% 43%CH3COOCHCH2CH2CH3CH3消除酸性大、空阻小的-H为主C. 反式烯烃为主500 CCH3COOCHCH2PhPhHPhHPh应用:合成烯烃CH2OHCH2CH2OCOCH3H+CH32. 酯的Claisen(克莱森)缩合A. 含-H酯制备-羰基酯2 CH3COOEtEtONaEtOHH+CH3COCH2COOEt + EtOH乙酰乙酸乙酯2 CH3CH2COOEtEtONaEtOHCH3CH2COCHCOOEt + EtOHCH3H+反应机理CH3COOC2H5C2H5OCH3COC2H5 CH3COCH2COOC2H5OC2H5CH3COCH2COOEtCH2COOC2H5CH2COC2H5OOCH2COOC2H5C2H5O-CH3COCHCOOC2H5H+CH3COCH2COOEtC2H5OB. 含-H酯与不含-H酯HCOOC2H5 PhCH2COOC2H570EtONaEtOHH+HCCHCOOC2H5PhOPhCOOC2H5 CH3CH2COOC2H556H+PhCCHCOOC2H5CH3ONaHCOOC2H5COOC2H5 CH3(CH2)16COOC2H51)NaOEt 2)H+COOC2H5COCHCOOC2H5(CH2)15CH371C. 酮酯缩合制备1,3-二酮CH3COOEt + CH3COCH31)EtONa2)H3+OCH3COCH2COCH3 + C2H5OH3845%PhCOOEt + CH3COPh1)EtONa2)H3+OPhCOCH2COPh + C2H5OH6271%PhCOOEt OOCOPh C2H5OH1)EtONa2)H3+OD. 分子内酯缩合:Dieckmann(狄克曼)反应H+EtONaEtOHCOOEtCOOEtOCOOEt EtOHCOOC2H5COOC2H5H+EtONaEtOHOCH3COOC2H5 EtOHCH2COOEtCH2COOEtH+NaHOCOOEt7090%COOC2H5COOC2H51)NaOEt 2)H+EtOOCCH2CHCH2COOEtCH3H3CCOOEtEtOOCOO100%E. 酯缩合在合成中的应用例1PhCCHCOOEtCH3OaPhCOOEt +CH3CH2COOEtbPhCOCH2CH3 + C2H5OCOC2H5O例2CHCOOEtOOCOOEtCOCH2COOEtCOOEtCOOEt CH3COOEt例3OOOOCOOEtEtOOCCH2CH2COOEtOEtOOEtOOC2 EtOOCCH2CH2COOEt七、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在合成中的应用1. 乙酰乙酸乙酯A. 结构CH3CCH2COC2H5OOOH2CH3CC2H5OOCHCOHOC2H5OH3C92.5% 7.5%B. 分解反应CH3CCH2COC2H5OOCH3COCH3 + CO2 10%NaOHCH3CCH2CO-OOH3+O酮式分解酸式分解CH3CCH2COC2H5OO2CH3COOH + C2H5OH浓NaOHH3+OCH3CCH2COC2H5OO40%NaOHCH3CCH2COC2H5OHOO-CH3COOH + CH2COOC2H5CH3COO- + CH3COOC2H5OH-CH3COO- + C2H5OHH3+OH3+O2CH3COOHC. 烷基化及酰基化反应CH3CCH2COC2H5OORXC2H5O-CH3CCHCOC2H5OOCH3CCHCOC2H5OORCH3CCHCOC2H5OORCH3CCHCOC2H5OO1)稀OH-2)H3+OCH3COCH2R1)浓OH-2)H3+OCH3COOH RCH2COOH制备甲基酮类化合物制备取代乙酸NaOC2H5RXRCH3CCCOC2H5OOR1)稀OH-2)H3+OCH3COCHR1)浓OH-2)H3+OCH3COOH RCHCOOH制备甲基酮类化合物制备取代乙酸RRRX:a)卤代烷1RX较好、2产率低、3RX、PhX、CH2CHX不可用b)多卤代物X(CH2)nXc) -卤代酮XCH2COCH3d)卤代酯X(CH2)nCOOEte) 酰卤RCOX、PhCOXD. 在合成中应用合成甲基酮衍生物CH3CCH CH2CH3OCH3例1CH3COCH2COOEt1)C2H5O-2)C2H5Br1)C2H5O-2)CH3I稀OH-T.M.H3+OCH3CCH COOC2H5OC2H5CH3CC COOC2H5OCH3C2H5例2:CH3COCH2CH2COCH3例3:CH3COCH2COPhC2H5O-CH3COCH2COOEtPhCOCl稀OH-T.M.H3+OCH3COCH2COOEt稀OH-T.M.BrCH2COCH3C2H5O-H3+OCH3COCH2COOEtCH3COCHCOOC2H5CH3COCHCOOC2H5C2H5O-I2稀OH-T.M.H3+O例4:CH3CO(CH2)6COCH3C2H5O-CH3COCH2COOEtCl(CH2)4Cl稀OH-T.M.H3+O过量例5CO

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论