有机化学：第十章羧酸衍生物

1、 第十章第十章 羧酸衍生物羧酸衍生物 derivatives of carboxylic acid 重点重点 1、掌握羧酸衍生物的化学性质。、掌握羧酸衍生物的化学性质。 2、掌握羧酸衍生物的制备。、掌握羧酸衍生物的制备。 3、熟悉尿素的结构及性质。、熟悉尿素的结构及性质。 4、熟悉羧酸衍生物的某些代表物。、熟悉羧酸衍生物的某些代表物。 第一节第一节 羧酸衍生物分类与命名羧酸衍生物分类与命名 一一. .羧酸衍生物分类羧酸衍生物分类 酰卤酰卤 acyl halide 酸酐酸酐 acid anhydride 酯酯 ester 酰胺酰胺 amide O XRC - OO ORRCC O O RR C

2、O NH 2 RC 盐酸普鲁卡因盐酸普鲁卡因: : 盐酸利多卡因盐酸利多卡因: : 2 2 CH N () 2 3 CH,Cl H . O H N O 2 2 CH() CH NH 3 3 CH 23 CH,Cl . H O H N O . 二二. 羧酸衍生物的命名羧酸衍生物的命名 酰基（酰基（ acyl group) 乙酸乙酸 乙酰基乙酰基 苯甲酸苯甲酸 苯甲酰基苯甲酰基 O O 3 CHC H , O 3 CHC , -C, O -OC H , O ( (一一) )、酰卤（、酰卤（acyl halide） 的命名的命名 （1 1） （2 2） （3 3） 3 O CH 2 C,CHCH B

3、r Br CH C-C1 O 3 , O -C-Br （1）乙酰氯）乙酰氯 （2） 苯甲酰溴苯甲酰溴 （3） 2-溴丁酰溴溴丁酰溴 ( (二二) )、酸酐（、酸酐（ acid anhydride ）的命名）的命名 （1 1） (2)(2) 3 （3 3） （4 4） - O C 3 CH O -C O 3 CH CH3-CH -C O O CH -C O 2 2 2 O -CCH O O CH3-CH-C O O O （1）乙酸酐）乙酸酐 （2）乙丙酸酐）乙丙酸酐 （3）2甲基丁二酸酐甲基丁二酸酐 （4）邻苯二甲酸酐）邻苯二甲酸酐 三、酯三、酯 （ester） 的命名的命名 (1) (2)(1

4、) (2) (3) (3) CH C-OCH2- O 3 COOCH 2 3 COOC H 5 COOCH CH 23 COOH (1)(1)乙酸苄酯乙酸苄酯 (2) (2) 邻苯二甲酸甲乙酯邻苯二甲酸甲乙酯 ( (3) 3) 乙二酸氢乙酯乙二酸氢乙酯 说明：说明： ( (内酯命名的特点内酯命名的特点) ) 1. 1.用用、等指出羟基的位置。、等指出羟基的位置。 2.2.母体由生成内酯的羟基酸来定。母体由生成内酯的羟基酸来定。 O O 四、酰胺（四、酰胺（ amide）的命名的命名 （1 1） （2 2） （3 3） （4 4） 3 CH -C-NH- O O C C NH O -C-N O

5、CH2CH3 CH3-C-N O CH3 C2H5 （1）乙酰苯胺乙酰苯胺 （2 2）邻苯二甲酰亚胺）邻苯二甲酰亚胺 （3 3）N-甲基甲基-N-乙基乙酰胺乙基乙酰胺 （4 4） N- 乙基乙基 N -苯基苯甲酰胺苯基苯甲酰胺 N H H3C O 第二节第二节 羧酸衍生物的性质羧酸衍生物的性质 一、羧酸衍生物物理性质（自学）一、羧酸衍生物物理性质（自学） 二、羧酸衍生物化学性质二、羧酸衍生物化学性质 HNu代表亲核试剂，代表亲核试剂， H Nu 水解中水解中 HOH， 醇解中醇解中 HOR， 氨解中氨解中 HNH2 -R-C- + HL O R-C-L + H O NuNu （一）羧酸衍生物的

6、亲核取代（一）羧酸衍生物的亲核取代（nucleophilic substitution）反应）反应 1水解反应（水解反应（hydrolysis reaction） H2O C H 2 CCH 3O O OHH+ + +H OH O 3 CHC , 5 5 O 2 C H H X , CCH 3 O OHH + +H OH O 3 CHCX 2 CCH 3 OH O NHOHH+HOHNH O 3 CHC 2, CCH3 O O OHH+OH O 3CH C, CCH3 O O ? ? H2O H2NCO O C C O - OH O 2 2醇解醇解( (alcoholysis) )反应反应 X

7、 , CCH 3 O H + +H O 3 CHCXOROR + OROR O 3CHC ,CCH 3 O +H O O 3 CHC O 3 CHCOH R OR H , CCH 3 O H + + +H O O 3 CHCOROR , OR 2 3 H CCH 3 O + + +H O 3 CHCORNHNH O O N O N O 说明说明： 1. 常用酯交换反应从廉价易得的低级醇制高级醇常用酯交换反应从廉价易得的低级醇制高级醇。 2 . 可利用酰卤的活性因空阻等原因不易制备的酯。可利用酰卤的活性因空阻等原因不易制备的酯。 说明：空阻不易制备的酯，可用酰卤来制 备。说明 O 3CHCH3C

8、-Cl+HO-C-O- O +HCl ? HOC2H5 NO2 O C C O O 氨解氨解(ammonolysis)反应反应 XCCH 3 O H+ +H O 3 CHC , X 2 NHNH 2 O 3CHC , CCH 3 O O O 3 CHC H+ + O 3 CHC 2 NHNHO 2 NH 4 OHH ,2 NHNH 2 CCH 3 O + O O 3 CHCRR NH2 NH+ 3NR RNCCH3 O + O 3 CHC,H H () 说明：说明：酰胺的胺解是一个可逆反应，酰胺的氨解要用酰胺的胺解是一个可逆反应，酰胺的氨解要用 亲核性更强的胺。亲核性更强的胺。 2 过量过量

9、CH OO + O 3 CHC 2NH2 ,OH 2CH 3 CH 2 NH 2 CHCH 22 CHCH 说明：说明：(羧酸衍生物亲核取代反应的一般规律羧酸衍生物亲核取代反应的一般规律) 酰卤酰卤 酸酐酸酐 酯酯 酰胺。酰胺。 氨解氨解醇解醇解水解。水解。 4. 4. 酰化反应酰化反应( (acylation)的重要应用的重要应用 说明：说明： 酰化试剂与含活泼氢的化合物反应叫酰化试剂与含活泼氢的化合物反应叫酰化反应酰化反应acylationacylation。 提供酰基的化合物称提供酰基的化合物称酰化剂酰化剂acylatingacylating agent agent。（常用酰卤和酸酐）。

10、（常用酰卤和酸酐） 在合成上的应用。在合成上的应用。 酰化反应的生物学意义。酰化反应的生物学意义。 OH OHOH OH Br Br , H 2 O 3 CH OCH OC OH H , H + + O 3C 2 O () O 2 C 3 OH CH O Br/ Br O CH 3 C OO H2 Br , CH3C O )(O 2 C3 O OH C O CHO OH , H+ HOOC 乙酰水杨酸的制乙酰水杨酸的制 备备 NH2 OH NH OH C O CH3 对对- -羟基乙酰苯胺羟基乙酰苯胺 扑热息痛扑热息痛 酰化酰化 磺胺药的母体结构磺胺药的母体结构: NH2 SO2NH2 （二）

11、还原反应（二）还原反应 2 CH XCCH 3 O 3 CH OR O 3 CHC OH CCH 3 O O , CCH3 O LiAIH 4 2 CH 2 3 CHNHNHCCH3 O 2 , LiAIH 4 O 说明：说明： LiALH4具有高选择性,不还原双键。 反应物不同产物不同。 （三）酰胺的特性（三）酰胺的特性 1 1. .酸碱性酸碱性 H C O , N H R OHNH + + , N O O K O O K 说明：说明： 酰胺的碱性比氨弱。酰胺的碱性比氨弱。 亚酰胺具有酸性。亚酰胺具有酸性。 2 2. .与亚硝酸的反应与亚硝酸的反应 2 OH O HC O + , 2 NR

12、N NR H + O C 2 （四）碳（四）碳酰胺酰胺衍生物衍生物 碳酸是两个羧基共用一个羰基的二元酸，极不稳定，不能游离存在。碳酸是两个羧基共用一个羰基的二元酸，极不稳定，不能游离存在。 其碳酸衍生物也极不稳定，但碳酸的双衍生物很稳定是合成药物的原料。其碳酸衍生物也极不稳定，但碳酸的双衍生物很稳定是合成药物的原料。 OHC, O HO （1 1）脲（尿素）脲（尿素ureaurea ）结构式：）结构式： 弱碱性弱碱性( (与强酸作用可成盐与强酸作用可成盐):): 水解水解 脲酶 H2N-C-NH2 NH3 +CO2 +H2O O O H2N-C-NH2 + HNO3 H2N-C-NH2 HNO

13、3 . O 2 NHC , O H N2 与亚硝酸反应与亚硝酸反应 缩二脲（双缩脲）生成反应缩二脲（双缩脲）生成反应 O H2N-C-NH2+HNO2 N2 +CO2 +H2O C 。 150-160 H2N-C-NH2 + H2N-C-NH2 H2N-C-NH-C-NH2 + NH3 OOOO 缩二脲反应缩二脲反应? 缩二脲的碱性溶液缩二脲的碱性溶液 + 硫酸铜溶液硫酸铜溶液-显紫红色显紫红色 说明说明: 缩二脲反应可证明缩二脲反应可证明 分子中含有两个以上肽键，即两个 -C-N- O H 结构的化合物。 丙二酰脲（称为巴比妥酸）丙二酰脲（称为巴比妥酸） 丙二酰脲的烯醇型：（丙二酰脲的烯醇型

14、：（pKapKa=3.85=3.85） 乙酸：（乙酸：（pKapKa=4.76=4.76） 其烃基取代物具有镇静、催眠和麻醉作用。此类药物有成其烃基取代物具有镇静、催眠和麻醉作用。此类药物有成 瘾性，慎用。瘾性，慎用。 O O NH NH O N N HO HO OH , R O NH NH O O R （2 2）胍：）胍： 脲分子中的氧原被亚氨基取代的产物（亚氨基：脲分子中的氧原被亚氨基取代的产物（亚氨基：NHNH） 降压药：降压药： 胍乙啶胍乙啶 硫酸盐硫酸盐 抗病毒药：抗病毒药： 吗啉胍吗啉胍 盐酸盐盐酸盐 治糖尿病药：治糖尿病药： 苯乙双胍苯乙双胍 盐酸盐盐酸盐 H2N-C-NH2 NH 胍 基胍 NH H2N-C-NH- H2N-C- NH 脒基 第三节第三节 与医学有关的化合物与医学有关的化合物 一一. .内酯类抗生素内酯类抗生素 红霉素红霉素: : N OH HO OH OH O O O O O O O O OH , 罗红霉素罗红霉素: : , O N N OH HO OH OH O O O O O O O O O OH 麦迪霉素麦迪霉素: : R O O O O O O , R O N HO O O O OO O 二二. .局部麻醉药普鲁卡因和利多卡因局部麻醉药普鲁卡因和利多卡因 盐酸普鲁卡因盐酸普鲁卡