羧酸衍生物的化学性质

1、羧酸衍生物的化学性质 羧酸衍生物的化学性质 一、羧酸衍生物的共性反应 （一）“亲核取代”反应 1、“亲核取代”反应概述 体系中的亲核试剂进攻正电性的酰基碳，发生亲核加成反应形成四面体负离子，接着发生消去反应，其结果是亲核试剂取代了l基团： -o亲核加成+r c l:nu-o-r c lnu消除or c nu结果：亲核取代 2、“亲核取代”反应历程 （1）碱催化(提高试剂的亲核能力或有效浓度) orcl: borclb:l-orc+b: l- +（2）酸催化（酰基质子化增加酰基碳的电正性） orclh+ohrcl:b+ohrclbl-ohrcbh+orc+h:lb 3、“亲核取代”反应活性比较

2、亲核取代=亲核加成+消除 因此，反应活性与下列因素有关： （1）酰基c?、c周围空间位阻?，则亲核加成活性?； （2）离去基团稳定性?，离去能力（越易离去），则消除活性?， 亲核性越强（即稳定性越小）越不易离去，而亲核性与其碱性强弱一致，可由其共轭 酸的酸性来比较得出：酸性：hx rcooh rohnh3 碱性：nh2-ro-rcoo-x-， 则离去能力为：nh2-ro-rcoo-x-； 羧酸衍生物亲核取代活性分析如下： o?+ 酰卤：r c x 卤原子具有-i+c的电子效应，使c?，亲核活性?；且x-最易离去，消除活性?。 o酰胺：r c nh2 氨基（或者是取代氨基）具有+c-i的电子效应

3、（相对于氧原子，氮还有+i效应），使 c?，亲核活性?；且nh2最难离去，消除活性?。 ?- o酯：rcor(r) 烃氧基具有+c-i的电子效应，使c?，亲核活性?（给电子能力较氨基弱，因此酯中c比酰胺?）；且ro比nh2易离去，消除活性较酰胺?。 oo? - 酸酐：rcocr(r) 氧原子同时向两边的酰基给电子（+c-i），因此给电子能力比酯弱，使c?较酯?，亲核活性较酯?；且rcoo较ro易离去，消除活性较酯?。 综上所述， 羧酸衍生物的亲核取代活性：酰卤酸酐酯酰胺 常见的亲核试剂有：水、醇、氨（胺）。反应分别称为水解、醇解、氨（胺）解。 4、羧酸衍生物的亲核取代反应 （1）水解 rcoc

4、l + hohrcoocor + hoh+- rcooh+ hclrcooh +rcoohh or oh-rcoor + h2o rcooh + rohrconh2 + h2orconh2 + h2o强酸回流强碱rcooh + nh4+rcoo- + nh3回流 注：酰氯反应剧烈，故酰氯遇湿气冒白烟，可作为判断存在酰氯基团的依据； 由反应条件的变化可以看出反应活性是酰卤酸酐酯酰胺； 水解产物均为酸； 酰胺如果连有大体积烃基，则反应难进行，可用下述反应得到酸（参见酰胺与亚 硝酸的反应）： onh2+ hno2 （2）醇解 h2so4o35 cooh 酰氯活性大，反应容易进行，常用于制备酯： co

5、cl+ hoc(ch3)3 开链酸酐醇解可得到酯和酸； 吡啶cooc(ch3)3 环酐醇解可得开链的酯酸（醇过量可再酯化得到二酯）； 不对称环酐，ro-进攻活性大的酰基碳，得到开链酯酸（醇过量可再酯化得到二酯）： rco o coro rohrcoor + rcoohch2cooch3ch2coohch3ohch2cooch3ch2cooch3och3h3cocch2chcooch3ooch3ohh3coooch3ohoch3ch3ohh3cocch2chcooh 酯的醇解得到新的酯和新的醇，故又称酯交换反应： orc or+ roh酯交换反应的应用： （i）药效弱的酯?药效强的酯 cooet

6、h+or ro-orc or+ roh cooch2ch2net2hoch2ch2net2+ etohnh2普鲁卡因（局麻剂）nh2对氨基苯甲酸乙酯 （ii）二酯化合物的选择性水解 oh3cocoh3coc例： o?occh3och3ohocch3naoch3oh3cocoh3cocoh 解： oh+ ch3cooch3 分析：要去掉乙酰基而保留甲酯基，考虑选用甲醇进行醇解；酯交换中甲酯仍得甲酯（a 途径），酰基可被交换下来(b途径)；选用大量甲醇可使反应近于完全： oh3cocoocch3+ ch3oh b boh3cocaoh3cocach3oh boh+ ch3cooch3oocch3

7、b （iii）生命体内亦有酯交换反应 och3cscoa+ hoch2ch2n+(ch3)3oh-乙酰辅酶a胆碱och3coch2ch2n+(ch3)3oh-+ hscoa乙酰胆碱辅酶a 酰胺反应活性差，需酸催化、高温高压，产物为酯和氨（胺）： rconh2ch3ch2ohh, 2mpa+rcooch2ch3 + nh3h+nh4+ （3）氨（胺）解 氨（胺）的亲核性强，故氨（胺）解较水解、醇解容易，叔胺不能氨解；产物为酰胺： rcocl + nh r2(rco)2o + nh r2oo+ rnh2oorc or+ nh r2rconh2 + ch3nh2 hclrconr2 + hclrco

8、nr2 + rcoohoconhrn-rcoohoorc nr2+ rohrconhch3 + nh4cl 5、羧酸衍生物“亲核取代”反应小结 h2oorclrohhnr2rrrocococohornr2l基团被oh取代，或h2o中的h被rco-取代l基团被or取代,或roh中的h被rco-取代l基团被nr2取代,或hnr2中的h被rco-取代 （1）从羧酸衍生物的变化看，是l被各类亲核基团取代，谓之发生了水解、醇解和氨解； （2）从亲核试剂的变化来看，是活性h被羧酸衍生物中的酰基取代，故羧酸衍生物起到了 提供酰基的作用，因此，羧酸衍生物也称为“酰化剂”，上述水解、醇解、氨解反应又称为“酰化反

9、应”，即“羧酸衍生物的亲核取代反应”又称“酰化反应”； （3） 羧酸衍生物“亲核取代”反应活性为“酰卤酸酐酯酰胺”，亦即酰化反应活性同样为“酰卤酸酐酯酰胺”，酰化常用酰卤和酸酐，因其反应活性高。 6、其他亲核试剂与羧酸衍生物的亲核取代反应 其他许多的亲核试剂都可与羧酸衍生物发生上述亲核取代反应，如格式试剂与酯的反应，首先“亲核取代”生成酮，酮继续与过量格氏试剂反应最终生成叔醇（当底物和试剂的烃基体积都较大时，可停留在酮阶段）： ormgbrrcoet无水乙醚ormgbrrcr无水乙醚h3o+ohrcrr （二）羧酸衍生物的还原 羧酸衍生物较羧酸容易还原，可根据产物要求选择不同的还原体系。 1、

10、催化加氢还原法 （1）催化条件要求高，酰卤、酸酐、酯?醇；酰胺?胺（较难）； （2）工业上应用最好的催化剂是铜铬氧化物； （3）喹啉-硫催化体系可以减活，使酰卤还原为醛罗森孟还原法。 rcoor + h2.cuo cucro4o200300 c1030mpaocucr氧化物onh230mpa,250 crch2oh + roh nh2 rcocl + h2pd-baso4喹啉-硫rcho + hcl 2、金属氢化物还原法（lialh4） （1）酰卤、酸酐、酯? 醇；酰胺? 胺（双键保留）； （2）nabh4能还原醛酮，不能还原酸和酯（b2h6可还原羧酸/双键,不能还原酯）。 例如： oc15h31cclooolialh4 h2olialh4 h2oc15h31ch2ohch2ohch2oh rcoorlialh4et2oh2orch2oh + rohh2och2n(ch3)2con(ch3)2lialh4 3、金属钠还原酯鲍维特勃朗克反应 酯na, etoh二甲苯醇（双键保留） ch3chchch2ch2cooc2h5例如：nac2h5ohch3chchch2ch2ch2oh 二、羧酸衍生物的特性反应 （一）酸酐的重要反应perkin反应（了解） 碱脂肪酸酐 + 芳醛 ，-不饱和酸 酸酐的-h被碱夺去形成c-，然后进攻芳醛