羧酸和取代羧酸药学PPT课件

1、脂肪羧酸脂环羧酸芳香羧酸饱和羧酸不饱和羧酸CH3COOHCOOHCOOHCH3CH=CHCOOH（3 3）命名 俗名 例: :HCOOHCH3CHCOOHOH蚁酸乳酸系统命名法 第1页/共36页例: :CH2CH2CH2COOH4-苯基丁酸或-苯基丁4()-benzobutanoic acidCH3CHCH2CH2CH2CHCOOHCH3CH2CH3CH26-甲基-2-乙基辛酸(6-methyl-2-ethyloctanoic acid)ClCH2CH=CHCH2COOH5-氯-3-戊烯酸(5-chloro-3-pentenenoic acid)HOOCCHCH2COOHBr 2()-溴丁二酸

2、2()-bromobutanoic acid第2页/共36页2、物理性质（2）水溶性： 低级脂肪酸易溶于水，随分子量增加而降低 (1)状态液体:碳数小于10饱和一元羧酸,强烈刺激气味蜡状固 体 :高级脂肪酸结晶固体:脂肪二元羧酸、芳香酸（3）沸点：随分子量增加而升高 比分子量相近的化合物高 （4）熔点：含偶数碳原子的羧酸相邻两含奇数碳原子羧酸 多元酸一元酸多元酸一元酸第3页/共36页3、化学性质 （1）酸性 硫酸/盐酸羧酸碳酸苯酚 用途：分离羧酸与其它不溶于水的非酸性有机物或酚 C O HOR.CH酸性羟基的取代反应还原反应-H反应例：苯甲酸、间甲苯酚和间二甲苯的分离苯甲酸、间甲苯酚和间二甲苯

3、的分离RCOOH + MgORCOOH + NaOH(RCOO)2Mg + H2ORCOONa + H2ORCOOH + Na2CO3RCOONa + CO2 + H2OH+第4页/共36页电离COOHOHCH3CH3CH3NaOH水层油层COONaONaCH3CH3CH3CO2水层油层COONaOHCH3H+COOH第5页/共36页一元酸RCOOH + H2ORCOO- + H3+O二元酸COOH(CH2)nCOOHCOOH(CH2)nCOO-H2O+ H3+OKa1COOH(CH2)nCOO-H2O+ H3+OCOO-(CH2)nCOO-Ka2影响酸性的因素Ka1Ka2第6页/共36页A、

4、基团的电子效应对酸性的影响 给电子作用越强/吸电子作用越弱，酸性越弱例:HCOOHCH3COOHCH3CH2COOH(CH3)2CHCOOHpKa3.774.744.874.86HCCCH2COOHH2CCHCH2COOH CH3CH2CH2COOHpKa3.324.354.82pKaCOOHCOOHOHCOOHNH23.404.544.92NO2第7页/共36页B、基团数目对酸性的影响 吸电子基团数目越多，酸性越强 C、基团位置对酸性的影响 吸电子基团离羧基越远，酸性越弱 例:ClCH2COOHCl2CHCOOHCl3CCOOHpKa2.861.290.65例:pKaCH3CH2CHCOOH

5、ClCH3CHCH2COOHClCH2CH2CH2COOHCl2.864.414.70D、场效应对酸性的影响第8页/共36页例:COO-COOHCOOHCOOHCH2Ka1Ka2CH2练习：判别下列化合物的酸性COOHCOOHCOOHNO2NO2NO2第9页/共36页（2）羧基中羟基的取代反应 酸酐(anhyride)的生成 羧酸根离子的亲核取代COO-Na+CH2ClCOOCH2(C2H5)3NR-C-O-HR-C-O-HOOR-CR-COOO+ H2OP2O5A、简单酸酐/环状酸酐第10页/共36页酰卤(acylhalide)的生成 B、混合酸酐R-C-O-NaO+R-C-ClOR-C-O

6、-C-ROO制备高沸点酰卤RCOOH + SOCl2RCOOH + PCl5RCOOH + PCl3ORCCl+ SO2 + HCl+ POCl3 + HCl+ H3PO3a.b.c.ORCClORCClbp 77bp 107bp 200（分解）制备低沸点酰卤第11页/共36页酯(ester)的生成 A、反应特点a. 反应在酸催化，加热条件下进行 b. 反应可逆 RC-OHO+ R-OHRC-ORO+ H2OH2SO4浓B、提高产率的方法a. 增加反应物用量 b. 不断蒸出产物 C、酯化的脱水方式第12页/共36页RC-O-HOH-O-RRC-O-HOH-O-R酰氧键断裂烷氧键断裂D、多数情况

7、下，发生酰氧键断裂C6H5C-O-HO+ H2O+18H+C6H5C-O-CH3O18H-O-CH3E、历程a、伯、仲醇RC-O-HOH+RC-O-HOH+HORR-C-OHOHHOR+R-C-OH2OHOR+第13页/共36页-H2OR-C-OHOR+R-C-ORO-H+b、叔醇RC-O-HOH+RC-O-CR3OH+R3C-OHR3C-OH2+-H2OR3C-H+RC-O-CR3OF、影响酯化反应速度的因素空间位阻酸CH3COOHRCH2COOHR2CHCOOHR3CCOOH慢快醇R2CHOHRCH2OHCH3OH第14页/共36页酰胺(amide)的生成 （3）还原 RC-OHO+ NH

8、3RC-ONH4O-H2ORC-NH2O-H2ORCNRC-OHOLiAlH4RCH2OHB2H6,THF或（4）H卤代 CH3CH2CH2COOH + Br2PBr3或P（红）CH3CH2CHCOOHBr赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应用途：制备一（多）元卤代酸第15页/共36页历程RCH2COOHPX3RCH2C-XOP + X2或RCH=C-XOHX2-HXRCHC-XOXRCH2COOHRCHC-OHOX+RCH2C-XO（5）脱羧(decarboxylation , -CO2)反应羧酸的脱羧CH3C-CH2-COOHOCH3C-CH3O+ CO2酶-NH2Y-CH2-COOHOY-CH3+

9、 CO2Y: RC-CN-NO2HO-C-O,第16页/共36页羧酸盐的脱羧RCOOAg + Br2CCl4RBr + CO2 + AgBrA、汉斯狄克反应用途：制备比原料酸少一个碳的溴代烃B、科西反应RCOOHPb(OOCCH3)4 + LiClRCl + CO2 + Pb(OOCCH3)2 + CH3COOH + CH3COOLiC、柯尔柏电解RCOONa + H2O电解R-R + CO2 + H2 + NaOH（6）二元羧酸的受热反应 第17页/共36页COOHCOOHCO2 + HCOOHCOOHCOOHCH2CO2 + CH3COOH脱脱羧羧CH2COOHCH2COOHCH2COOH

10、CH2COOHCH2OOOOOO+ H2O+ H2O脱脱水水第18页/共36页CH2CH2COOHCH2CH2COOHCH2CH2COOHCH2CH2COOHCH2OO + CO2 + H2O+ CO2 + H2O脱脱水水脱脱羧羧HOOC(CH2)nCOOH聚酸酐n54、制备（1）氧化RCH2OHRCHOORCOOHCH2CH3KMnO4COOH第19页/共36页（2）腈的水解RCOOHRCN + H2OH+ OH-或历程：RCOOH + NH2-RCNOH-R-C=N-OHH-OHR-C=NHOHRC-NH2OOH-RCOHNH2O-碱性条件酸性条件RCNH+H-OHR-C=NHOH2RC-

11、NH2ORCN+H.+-H+制备多一个碳原子的羧酸第20页/共36页（3）格氏试剂法注意：腈水解法与格氏试剂法的异同例：RXMg乙醚RMgX + O=C=OR-C=OOMgXH2O/H+RCOOH由 (CH3)3CCl 合成 (CH3)3CCOOH腈水解法：(CH3)3CClNaCN(CH3)2C=CH2格氏试剂法：Mg乙醚H2O/H+(CH3)3CCl(CH3)3CCOOH(CH3)3CMgClCO2（4）羰基化合物的缩合制备,-不饱和酸柏琴（Perkin）反应第21页/共36页CHO+ (CH3CO)2OCH3COOKC6H5C=CCOOHHH+ CH3COOH历程：AcOCOCH2-HA

12、cO-AcOCO-CH2C=OHPhAcOCOCH2CHO-PhAcO-AcO-AcOCOCH2CHOPhCH3C=OO-CH3OAcAcOCOCH2CHPhOAcAcO-AcOCOCHCHPh第22页/共36页O-COCHCHPhOH-H2OH+HOCOCHCHPh克脑文格尔反应CHOCOOC2H5COOHCH2COOH哌 啶 /吡 啶 ，吡 啶 ，CH=C(COOC2H5)2H2O/OH-H+CH=CHCOOHCH=CHCOOHCH2COOC2H5第23页/共36页O+ NC-CH2-COOC2H5CH3COONH4CH3-C-CH3C=CCH3CNH2O/OH-,H+CH3COOC2H5

13、(CH3)2C=CHCOOH5、重要代表物 （1）甲酸 HCOOH结构 性质： A、酸性 B、还原性 与多伦、斐林试剂反应（鉴别） 第24页/共36页HCOOHOCO2 + H2O、脱羰HCOOHCO + H2O浓 H2SO4（）乙二酸性质： A、脱羧 B、还原性 COOHCOOH+ KMnO4 + H2SO4CO2 +K2SO4 + MnSO4 + H2O第25页/共36页二、取代羧酸二、取代羧酸、分类RCHCOOHXRCHCOOHOHRCHCOOHNH2RCCOOHO卤 代 酸羟 基 酸羰 基 酸氨 基 酸、卤代酸（）化学性质亲核取代（水解）RCHCOOHX+ H2O稀 OH-RCHCOO

14、HOH、制备羟基酸第26页/共36页、立体化学COOHC-BrHNaOHNaOHAg2OCOOHC-OHHCH3COOHHO-CHCH3构 型反转构型 保持CH3SN2历程邻基参与效应、邻基参与效应(neighboring group participation effect)历程OH-C-COO-CH3HBrAg+负 离 子 、 未 共 用 电 子 对 或 双 键C-COCH3HOC-COO-CH3HOHH+HOOC-CCH3HOH第27页/共36页消除反应RCHCHCOOHHX稀 OH-RCH=CHCOOHXNa2CO3/H2OOORRCHCH2CH2COOH（）制备XRCH2COOHRC

15、H=CHCOOH + HXRCHCH2COOHX2/PX3XRCHCOOH第28页/共36页、羟基酸 （）化学性质氧化 OH-RCHCH2COOHOHRCCH2COOHOKMnO4,RCCH3 + CO2O-羟基酸的降解反应 RCH-COOHOH稀H2SO4RCHO + HCOOH脱水反应 第29页/共36页、-羟基酸分子间脱水 R-CH-C-OHOOHHO-C-CH-ROOHOORROO交酯、 -羟基酸-H与-OH的脱水 R-CH-CH-C-OHOOH，-不饱和酸RCH=CHCOOHH第30页/共36页R-CH-CH2-CH2-C-OHOOHORO内酯、 -、-羟基酸分子内脱水 （）制备水解

16、-卤代酸水解羟基腈水解内酯水解CH3CH2COOHBr2PCH3CHCOOHBrH2O/OH-H+CH3CHCOOHOH第31页/共36页C6H5CHOHCNC6H5CHCNOHH3+OC6H5CHCOOHOHH3+OOOHOCOOH雷福尔马茨基(Reformatsky)反应C=ORR(H)+ BrCH2COORZn/乙醚 H3+ORR(H)COHCH2COOR历程：BrCH2COOR + Zn乙醚BrZnCH2COOR第32页/共36页C=ORR(H)+H3+ORR(H)COZnBrCH2COORBrZnCH2COORRR(H)COHCH2COOR4、酮酸（）化学性质酸性CH3CCOOHOCH3CH2COOH脱羧反应CH3CCOOHO稀H2SO4CH3CHO + CO2OCH3-C-CH2-COOHOCH3-C-CH3+ CO2或脱羧酶第33页/共36页分解反应OR-C CH2 COOH浓OH-RCOO- + CH3COO-氨基化反应OR-C-COOHNH3/PtNHR-C-COOH HNH2R-CH-COOH（2）制备脱羧、