第十三章取代酸和β-二羰基化合物

第十三章取代酸和-二羰基化合物,13.1取代酸的酸性羧酸分子中烃基上的氢原子被取代取代酸（substitutedacid）1.I效应对酸性的影响：(1)电负性：ICH2COOHBrCH2COOHClCH2COOHFCH2COOHCH3CH2CH2COOHCH3CH2COOH(CH3)2CHCOOH（4）苯环：,3.774.764.884.96,pKa,2-羟基丁酸,2-羟基丁二酸(苹果酸),3-羟基-3-羧基戊二酸(柠檬酸),2,3二羟基丁二酸(酒石酸),一、命名：羧基为母体，羟基为取代基。,13.2羟基酸,二、物性：m.p.,b.p.,溶解度一般大于相应的羧酸，一般有旋光性。三、醇酸的制法：1.卤代酸水解：卤代酸2.氰醇水解：,100度,3.Reformatsky反应：,+,+,(羟基酸）,（卤代酸酯）,列弗尔马茨基,P285问题13.2,四、反应：具有酚羟基和羧基的典型反应,1.氧化：(羟基酸比一般醇羟基易于被氧化),+,其它：,不能氧化醇羟基,2.脱水：（1）羟基酸六元环的内酯,（2）-羟基酸不饱和酸（3）、分子内酯化产生内酯。（五元或六元环）内酯类药物要在中性溶液中保持，偏酸或偏碱会引起开环而失效。,-丁内酯,比较活泼,（4）四个C以上分子间脱水生成长链聚酯。,亮菌甲素,穿心莲内酯,内酯结构的药物,3.分解反应：-羟基酸,要注意羟基的位置不同和反应条件,问题13.4,四.重要的醇酸。P2881.苹果酸-羟基丁二酸2.酒石酸2,3-二羟基丁二酸3.柠檬酸3-羧基-3-羟基戊二酸五.酚酸P2891.水杨酸,不讲,冬青油（治疗烫伤）,PAS（治肺结核）,Aspirin+非那西丁（phenacetin）+咖啡因（caffeine）复方阿司匹林,阿司匹林,2.没食子酸（gallicacid）存在于茶、五倍子中，是鞣质的一个组成部分。焦性没食子酸（磺胺增效剂）,一.命名以羧基为母体，用、或1、2、3标出羰基的位置，其中，和-酮酸较重要，是人体内糖，脂肪和蛋白质的代谢产物。,乙醛酸-氧代丙酸3-丁酮酸丁酮二酸（氧代乙酸）（-丁酮酸）（-氧代丁二酸)酮酸较重要，是光合作用生成糖类的中间体。,13.3羰基酸酮酸（ketoacid）,二.性质：1.-酮酸,2.-酮酸,脱羧反应,浓H2SO4,稀H2SO4,氢键,三.重要的羰基酸：P2911.乙醛酸未成熟的水果中。2.丙酮酸3.-酮戊二酸是动物体内柠檬酸的降解产物。4.-丁酮酸：CH3COCH2COOH乙酰乙酸，是体内脂肪代谢的中间产物。,氰乙酸酯,-酮酸易于失羧，但-酮酸酯是稳定的。,13.4-二羰基化合物,乙酰乙酸乙酯,-酮酸酯,丙二酸酯,-二酮,活性亚甲基,烃化和酰化反应,吸电子基团,Claisen酯缩合反应就是酯与含有活泼亚甲基的化合物（酯、醛、酮、腈）在碱性催化剂存在下的缩合反应。,历程：,1.乙酰乙酸乙酯的合成,一.Claisen酯缩合反应-酮酸酯,乙酰乙酸乙酯,Pka=11,较强的酸,较弱的酸,当被酰化的酯仅有一个氢时，要用比醇钠的碱性更强的碱，如(Ph)3CNa（三苯甲基钠）。2.不同酯（其一不含氢）的缩合交错酯缩合反应。,P293问题13.5和13.6,?,二元羧酸酯进行的分子内的Claisen反应,酮的氢比酯活泼。,3.Dieckmann缩合反应制备五、六元环状酮酸酯,（主）,甲基酮的典型反应,稀醇的性质,1.互变异构现象：,二.酮-烯醇互变异构,在酸性或痕量碱的作用下，二者迅速达到平衡，如用石英设备，通过蒸馏法可把二者分开。酮式：b.p.41/267Pa；烯醇：33/267Pa（减压）。由于分子内氢键的存在，阻碍了分子间氢键的形成，因此烯醇的沸点小于酮。,L.Konorr.(18591921)发现在低温（-78）时，二者可以分开。,2.互变异构（tantomezism）,一般的烯醇式结构是不稳定的：例如：,仅占2.0*10-2%,*互变异构体与共振式的区别：,三.乙酰乙酸乙酯在合成上的应用,1.乙酰乙酸乙酯的酮式分解（稀碱）,2.酸式分解：（浓碱）,3.亚甲基上氢的活泼性：,4.应用:,(1）合成甲基酮:,（2）-二酮、-酮酸,（3）-二酮、-酮酸,没有副产物CH3COOH.（4）2.5-己二酮，-二酮在合成羧酸时，通常不采用乙酰乙酸乙酯法，而采用丙二酸酯法。因为前者在进行酸式水解时，常伴有酮式水解产物。,四.丙二酸二乙酯的合成和应用,1.制法:,2.应用：（1）合成一元羧酸,（2）合成二元羧酸：,五.其它含活泼亚甲基的化合物:,Knoevenagel缩合(诺文格尔）含活泼氢的亚甲基化合物在碱催化剂存在时，和醛、酮共热脱水，生成、不饱和羰基化合物。,六.Michael加成（在药物合成中有重要用途）,活泼氢化合物与、不饱和羰基化合物的加成Michael加成,丙二酸二乙酯,13.5有机合成路线设计一个良好的合成路线，要求：步骤少（一般超过五步以上的反应，实际应用价值不大）；产率高；中间产物与最终产物易提纯；原料易得；价格便宜。对于目标分子，我们计划要合成的分子结构设计主要包括：1)碳架的建立；2)官能团的转化；3)立体化学选择性和控制。,例1.以少于四个C的化合物合成2-丁酮。因为乙醛比甲醛易得、便宜，乙基卤代镁比甲基卤代镁易于制备。,例2.由3个C以下的C分子合成CH3CH2C(CH3)2CH2CH(OH)CN,例3.合成（4个碳以下）（二丙基乙酸钠盐是治疗癫痫病的药物）,例4.合成通常尽可能选择靠近官能团的位置，形成新的碳碳链，建立TM骨架，以利于合成反应的进行,例5.,二.官能团的导入和转化：,例6,例7.各官能团的相互转化:,三.官能团的保护和导向:(1)选择合适的条件:,