第13章羧衍生物--4

1、2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl1第十三章第十三章 羧酸衍生物羧酸衍生物 （Carboxylic Acid Derivatives）2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl2第十三章第十三章 羧酸衍生物羧酸衍生物 (一一) 羧酸衍生物的含义和命名羧酸衍生物的含义和命名-掌握掌握(二二) 羧酸衍生物的物理性质羧酸衍生物的物理性质 -了解了解(三三) 羧酸衍生物的化学性质羧酸衍生物的化学性质 -掌握掌握2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl3第八节羧酸衍生物结构和命名第八节羧酸衍生物结构和命名2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl4羧酸的官能团羧

2、酸的官能团COHO羧酸衍生物羧酸衍生物CXOCOROOCROCOCNH2O Acid AnhydridesestersAmidesAcid halidesCarboxylic Acids13-8羧酸衍生物结构和命名羧酸衍生物结构和命名本章还将讨论碳酸衍本章还将讨论碳酸衍生物及腈。生物及腈。 2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl5一、羧酸衍生物的结构一、羧酸衍生物的结构 羧酸衍生物在结构上的共同特点是都含有羰基羧酸衍生物在结构上的共同特点是都含有羰基（ ）,羰基与其所连的基团都能形成羰基与其所连的基团都能形成P-共轭体系。共轭体系。R COR COLP 共轭体系( 1 )与酰基相连

3、的原子的电负性都比碳大，故有 效应I( 2 )( 3 )L 和碳相连的原子上有未共用电子对，故具有 + C当+ C I时，反应活性将降低时，反应活性将增大当+ CI I时，反应活性将降低时，反应活性将增大当+ CII时，反应活性将降低时，反应活性将增大当+ CII时 ， 反 应 活 性 将 降 低时 ， 反 应 活 性 将 增 大当+ CII时，反应活性将降低时，反应活性将增大当+ CI 化学计量，化学计量，反应进行得很完全。反应进行得很完全。 碱性水解历程：这个历程称碱性水解历程：这个历程称BAC2历程历程（B 碱性，碱性，AC 酰氧键断裂，酰氧键断裂，2双分子反应）可看成双分子反应）可看成

4、加成加成-消除消除反应。反应。RCOOHRCOORRCOORHOROHRCOO+OR OHRCOOHRCOORRCOORHOROHRCOO+OR OHRCOOHRCOORRCOORHOROHRCOO+OR OH慢慢快快慢慢快快 最后一步是不可逆的，所以酯的碱性水解（皂化最后一步是不可逆的，所以酯的碱性水解（皂化反应）可以进行到底。反应）可以进行到底。13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应RCOOHRCOORRCOORHOROHRCOO+OR OHRCOOHRCOORRCOORHOROHRCOO+OR OHRCOOHRCOORRCOORHOROHRCOO+OR OHRCOOHRC

5、OORRCOORHOROHRCOO+OR OH2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl25碱性水解的碱性水解的讨论讨论 CH3COOCMe3 Me3CCOOEt CH3COOEt ClCH2COOEtV相对相对 0.002 0.01 1 296 碱性水解速率与碱性水解速率与 -OH成正比。成正比。 酯的碱性水解是不可逆的。酯的碱性水解是不可逆的。 碱的用量要超过催化量。碱的用量要超过催化量。 羰基活性越大，羰基活性越大， -C空阻越小，酯基空阻越小空阻越小，酯基空阻越小,反应速反应速率越快。率越快。13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）

6、海洋学院-lifl26 酸性水解历程：酸性水解历程：酯酯在在H+ 催化剂下的水解按催化剂下的水解按AAC2历程历程进行进行(A 酸性酸性,AC 酰氧键断裂酰氧键断裂,2 双分子反应双分子反应),为为可逆可逆反应。反应。 酯的酸性水解机理酯的酸性水解机理：机理：机理 (a):H2ORCOHORH2ORCOHORRCOHOH- HORRCOOHRCOOR- HHHORCOHORH 酯的酸性水解速度：酯的酸性水解速度：v = kRCOORH+ H2ORCOHORH2ORCOHORRCOHOH- HORRCOOHRCOOR- HHHORCOHORHH2ORCOHORH2ORCOHORRCOHOH- H

7、ORRCOOHRCOOR- HHHORCOHORHH2ORCOHORH2ORCOHORRCOHOH- HORRCOOHRCOOR- HHHORCOHORHH2ORCOHORH2ORCOHORRCOHOH- HORRCOOHRCOOR- HHHORCOHORHH2ORCOHORH2ORCOHORRCOHOH- HORRCOOHRCOOR- HHHORCOHORHH2ORCOHORH2ORCOHORRCOHOH- HORRCOOHRCOOR- HHHORCOHORHAAC2历程历程 (酸催化大多数是酰氧键断裂的双分子反应酸催化大多数是酰氧键断裂的双分子反应)13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上

8、的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl27 (CH3)3COH + H+快快快快 酯的酸性水解机理酯的酸性水解机理：机理：机理 (b):如：如：叔醇的酯水解为叔醇的酯水解为机理机理(b)，其余的为其余的为机理机理(a).这两种机理分别适合于何种结构的酯类？这两种机理分别适合于何种结构的酯类？R-C-OC(CH3)3O=H+(CH3)3C+ + H-OH慢慢快快13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应 R-C-O-C(CH3)3O=快快快快H+ R-C-OH + (CH3)3C+慢慢快快O= (CH3)3C-O-HH+2022-5-28哈工大（威海）海洋学

9、院-lifl28 在酯在酯(RCOOR/)中中,R有吸电子基团虽能活化羧羰基，有吸电子基团虽能活化羧羰基，但会使关键中间体正离子能量升高，但会使关键中间体正离子能量升高，R为给电子基为给电子基团亦有两种相反的作用，故表现不出明显的影响。团亦有两种相反的作用，故表现不出明显的影响。CH3COOR/在盐酸中，水解的相对速率在盐酸中，水解的相对速率v的实验数据如下：的实验数据如下： R/： CH3 C2H5 CH(CH3)2 C(CH3)3（25）v： 1 0.97 0.53 1.15(机理不同机理不同)酸性水解的讨论酸性水解的讨论酸在反应中有活化羧基的作用。酸在反应中有活化羧基的作用。在在RCOO

10、R/中，中，R对速率的影响是：对速率的影响是：伯伯 仲仲 叔叔R/对速率的影响是：对速率的影响是：叔叔 伯伯 仲仲13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl29酯的酸性水解和碱性水解的异同点酯的酸性水解和碱性水解的异同点 相同点相同点 都是经过加成都是经过加成-消除机理进行，增大空阻，对反应不利。消除机理进行，增大空阻，对反应不利。 都发生酰氧键断裂都发生酰氧键断裂 不同点不同点 催化剂用量不同。碱大于催化剂用量不同。碱大于1 mol，酸只需要催化量。，酸只需要催化量。 碱催化反应是不可逆的，酸催化反应是可逆的。碱催化反应是不可逆的

11、，酸催化反应是可逆的。 吸电子取代剂对碱性催化有利吸电子取代剂对碱性催化有利.对酸性催化没有明显的影响对酸性催化没有明显的影响 碱性催化：伯碱性催化：伯ROH 仲仲ROH 叔叔ROH 酸性催化：叔酸性催化：叔ROH 伯伯ROH 仲仲ROH13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl30腈水解可得到羧酸，这是制备羧酸的方法之一：腈水解可得到羧酸，这是制备羧酸的方法之一： RCNH2O/H+orOH-+ NH3R-C-OHOCH2CNO2NCH2COOHO2NH2SO4,H2O对硝基苯乙腈对硝基苯乙酸+ H2ORCNR-C-NH2O须小心

12、控制反应条件反应条件：浓H2SO4/室温、N a O H/H2O2小心控制条件，可使腈部分水解得到酰胺：小心控制条件，可使腈部分水解得到酰胺： 例：例：+ H2ORCNR-C-NH2O须小心控制反应条件反应条件：浓H2SO4/室温、N a O H/H2O2+ H2ORCNR-C-NH2O须小心控制反应条件反应条件：浓H2SO4/室温、N a O H/H2O213-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl312. 醇解醇解 OR-C-NH2OR-C-OR(R-C)2OOR-C-ClO+ HORRCOOR +HClRCOOHROHNH3酯活

13、性降低直接醇解可逆，酯交换难，醇需过量醇解速度：难！R-C-ClO(R-C)2OOOR-C-OROR-C-NH2常用酰基化剂从低级酯制高级酯（如涤纶的生产）反应活性顺序为：反应活性顺序为： 酰氯酰氯 酸酐酸酐 酯酯 酰胺酰胺OR-C-NH2OR-C-OR(R-C)2OOR-C-ClO+ HORRCOOR +HClRCOOHROHNH3酯活性降低OR-C-NH2OR-C-OR(R-C)2OOR-C-ClO+ HORRCOOR +HClRCOOHROHNH3酯活性降低13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl32CH2=CHCOOCH3

14、 + C4H9OH CH2=CHCOOC4H9 + CH3OH酯酯R的的醇解醇解得到一个新的得到一个新的酯酯和和醇醇，故称为，故称为酯交换酯交换反应。反应。酯交换的讨论酯交换的讨论 酯交换用酸酯交换用酸(HCl,H2SO4,对甲苯磺酸对甲苯磺酸)和碱和碱(RONa)等等催化均可。催化均可。 叔叔R3COH的酯交换比较困难（因空阻太大）。的酯交换比较困难（因空阻太大）。 常应用于一个低沸点醇的酯转化为高沸点醇的酯，常应用于一个低沸点醇的酯转化为高沸点醇的酯，反应过程中将低沸点醇不断蒸出，可移动平衡。反应过程中将低沸点醇不断蒸出，可移动平衡。13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2

15、022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl333. 氨解氨解: + NH3NH4ClRCOONH4ROH+酰胺活性降低OR-C-NH2OR-C-OR(R-C)2OOR-C-ClO+ HClCH3OCH3CH-C-NH2CH3CH-C-ClOCH3+ NH378%-83%例：例：反应活性顺序为：反应活性顺序为： 酰氯酰氯 酸酐酸酐 酯酯 酰氯酰氯、酸酐酸酐、酯酯与与氨氨作用生成的反应叫做作用生成的反应叫做氨解氨解。+ NH3NH4ClRCOONH4ROH+酰胺活性降低OR-C-NH2OR-C-OR(R-C)2OOR-C-ClO+ NH3NH4ClRCOONH4ROH+酰胺活性降低OR-C-

16、NH2OR-C-OR(R-C)2OOR-C-ClO13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl34 + NH3 + C2H5OHClCH2COC2H5OOClCH2C-NH2H2O,0-5 C78%-84%。N-未取代的酰胺与胺反应生成未取代的酰胺与胺反应生成N-取代酰胺。例如：取代酰胺。例如： CH3CONH2 +NH2HClNH C-CH3O+ NH4Cl80%CCOOOHH+ C6H5NH297%-98%CONHC6H5COOHCCHHCCOOOHH+ C6H5NH297%-98%CONHC6H5COOHCCHH + NH3 +

17、 C2H5OHClCH2COC2H5OOClCH2C-NH2H2O,0-5 C78%-84%。CH3CONH2 +NH2HClNH C-CH3O+ NH4Cl80%13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl35 水解、醇解、氨解的结果是在水解、醇解、氨解的结果是在HOH、HOR、HNH2等分子中引入酰基等分子中引入酰基.因而因而酰氯、酸酐酰氯、酸酐是常用的酰基化试剂。是常用的酰基化试剂。 酯酰酯酰化能力较弱化能力较弱; 酰胺酰胺的酰化能力最弱的酰化能力最弱,一般不用作酰基化试剂一般不用作酰基化试剂. 13-10酰基碳上的亲核取代反应

18、酰基碳上的亲核取代反应4. 酰基上的亲核取代反应机理酰基上的亲核取代反应机理 (1)R-COLsp 杂化2Nu进攻时障碍小+ Nu-亲核加成R-C-LO-Nu(2)NuR-C LO-NuOR-C+ L-消除反应 反应是分步完成的：反应是分步完成的：先亲核加成，后消除，先亲核加成，后消除，最终生成取代产物。最终生成取代产物。O=L： -Cl 、 -O-C-R 、 -OR/ 、 -NH2Nu： -OH（H2O）、）、-OR/（R/OH）、）、-NH2- 这是个这是个碱催化机理碱催化机理，整个过程是，整个过程是加成加成消除消除历程，历程，碱碱的作用是增强试剂的的作用是增强试剂的亲核性亲核性。 HNu

19、 + B HB + Nu- - 碱碱亲核试剂亲核试剂13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应1). 烃基的结构：羰基的空间效应障碍愈大愈不利烃基的结构：羰基的空间效应障碍愈大愈不利于亲核加成。于亲核加成。 HCOOCH3CH3COOCH3Me2CHCOOCH3Me3COOCH32). 取代基的电性：取代基的电性： 吸电基吸电基可使羰基正性可使羰基正性加强加强，增加水解速度；，增加水解速度； 供电基供电基可使羰基正性可使羰基正性减弱减弱，减慢水解速度。，减慢水解速度。COOCH3NO2COOCH3ClCOOCH3COOCH3OCH3CH3COOCH3CH3COOCH2CH3CH3C

20、OOCHMe2CH3COOCMe3 影响因素：影响因素： 13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl383). 酰基化试剂的相对活性酰基化试剂的相对活性 水解、醇解、氨解的实验事实证明，羧酸衍生物酰水解、醇解、氨解的实验事实证明，羧酸衍生物酰化活性大小的顺序为：化活性大小的顺序为：酰氯酸酐酯酰胺。酰氯酸酐酯酰胺。R-COLp-共轭使羰基碳上正电密度降低使C-L具有部分双键性质不利于酰基化反应发生-Cl-O-C-RO-O-R-NH2p-共 轭 的 强 度 ：第 三 周期 元 素电 负 性 ：O N酰 基 是吸 电 子 基烃 基 是斥

21、电 子 基即酰氯的羰基碳上正电荷最多即酰氯的羰基碳上正电荷最多活性：活性：酰氯酸酐酯酰胺酰氯酸酐酯酰胺 Cl:3.16;O:3.44;N:3.04;C:2.5513-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl39在在消除消除时，时，离去基团离去基团L- 的的亲核性亲核性，或者其碱性，或者其碱性越小，越易越小，越易离去离去。越有利于第二步反应越有利于第二步反应(消除反应）消除反应） 酸性：酸性：HCl RCOOH ROH NH3 pKa：2.2 45 1619 34 离去能力：离去能力：ClOCOROR NH2 活性：酰氯酸酐酯酰胺活性：酰

22、氯酸酐酯酰胺 立体效应立体效应影响影响速率速率，烃基，烃基 ，因，因空间空间拥挤，而拥挤，而反应速度反应速度 。如：如： CH3COOR CH3COO + ROH -OH H2O -反应速度：反应速度： R = -CH3 -C2H5 -CH(CH3)2酯水酯水解解13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl40二、羧酸衍生物还原反应二、羧酸衍生物还原反应 羧酸衍生物羧酸衍生物均具有均具有不饱和不饱和键键,可以多种方法进行可以多种方法进行还原还原,不同不同衍生物衍生物以以不同不同的的还原还原方法得到方法得到不同不同的的还原产物还原产物1

23、. 酸酐酸酐 酸酐酸酐用用氢化铝锂氢化铝锂还原还原时时,得得二分子二分子醇醇.R-CR-COO=O=2 R-CH2OHLiAlH4(注：注： NaBH4 不能还原不能还原酰胺酰胺)(1) LiAlH4,乙醚(2) H2O，87%OOOCH2OHCH2OH13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl412. 酰胺酰胺 酰胺不易酰胺不易还原还原，但用，但用氧化锂铝氧化锂铝还原为还原为胺胺（羰基被（羰基被还原还原为为 CH2 生成相应的生成相应的伯伯、仲仲或或叔胺叔胺）R-C-NH2 RCH2NH2O=LiAlH4(注：注： NaBH4 不

24、能还原不能还原酰胺酰胺)CH2-N(CH3)2C-N(CH3)2OLiAlH4,乙醚回流，88%CH2CNF3CCH2CH2NH2F3C(1) LiAlH4,乙醚(2) H2O，53%13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应还原剂为还原剂为：LiAlH4 、NaBH4 、 H2 / Ni 、Pd 、 Pt 时产物为时产物为醇醇。R-COCl R-CH2OHLiAlH4或或NaBH4 酰氯酰氯用用毒化的钯毒化的钯，或用，或用三叔丁氧基氢化铝锂三叔丁氧基氢化铝锂还原还原能能制备各种制备各种醛醛CH3O-C-CH2CH2-C-Cl + H2 CH3O-C-CH2CH2-CHO O=Pd

25、 / BaSO4O=O=CH3-CH3CH3C-ClO=CH3-CH3CH3CHOLiAlH(t-C4H9O)33. 酰氯酰氯 酰氯酰氯可还原成可还原成醛醛或或醇醇。C15H31CH2OH(1) LiAlH4,乙醚(2) H2O，98%C15H31CClORosenmund 还原法RCHOOR-C-Cl + H2Pd/BaSO4喹啉-硫(Ar)(Ar)Rosenmund 还原法RCHOOR-C-Cl + H2Pd/BaSO4喹啉-硫(Ar)(Ar)罗森孟德罗森孟德13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应常用还原剂常用还原剂：C2H5OH + Na 、 LiAlH4 、 H2 /

26、Ni 、Pd 、 Pt 、 铜铬氧化物铜铬氧化物（CuO , CuCrO4 ) （注：（注： NaBH4 不能还原酯）不能还原酯）4. 酯酯 酯酯较易被较易被还原还原，可以被多种，可以被多种还原还原方法来还原，生方法来还原，生成成二分子二分子醇醇。R-COOR/ RCH2OH + R/OH H n-C11H23-C-OC2H5 n-C11H23-CH2OH + C2H5OH C2H5OH + Na75%月桂醇月桂醇月桂酸乙酯月桂酸乙酯O=-C-OC2H5 -CH2OH + C2H5OH LiAlH499%O=CH3CH=CHCH2COOCH3CH3CH=CHCH2CH2OH(1) LiAlH4

27、,乙醚(2) H2O，75%13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl445. 腈腈CNH2/Ni120oC, PCH2NH2RCNSnCl2/HClRCH NH HCl()2SnCl4H2ORCHOStephen（斯蒂芬）斯蒂芬）反应：反应：13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应各类含羰基化合物的还原产物和还原情况比较如下：各类含羰基化合物的还原产物和还原情况比较如下：羧酸及其衍生物还原的顺序羧酸及其衍生物还原的顺序 (由易到难由易到难) : 酰氯酰氯 酯酯 羧酸羧酸名名 称称结结 构构NaBH4/乙醇乙醇LiAl

28、H4/乙醇乙醇H2/催化催化羧羧 酸酸RCOOH(-)RCH2OH(-)酰酰 氯氯RCOClRCH2OHRCH2OHRCH2OH酯酯RCOOR(-)RCH2OH,ROHRCH2OH,ROH酰酰 胺胺RCONH2(-)RCH2NH2RCH2NH2（难）（难）取代酰胺取代酰胺RCONHR(-)RCH2NHRRCH2NHR酮酮R2COR2CHOHR2CHOHR2CHOH醛醛RCHORCH2OHRCH2OHRCH2OH13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应最常见的络合金属氢化物有（以活性递减为序）：最常见的络合金属氢化物有（以活性递减为序）：LiAlH4,LiBH4,NaBH4,KBH

29、4,氰基硼氢化钠（氰基硼氢化钠（NaBH3CN）。）。在在LiAlH4中引入烷氧基，可以得到不同活性和选择性的还原中引入烷氧基，可以得到不同活性和选择性的还原剂，如：剂，如：LiAlH3,LiAlH-OCH(CH3) 2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl46三、三、 与与Grignard试剂的反应试剂的反应 通式：通式：COMgXRR/LR-C-LO=R/MgXR/MgXCOMgXRR/R/ 反应是否反应是否终止终止在在酮酮阶段与阶段与羰基羰基活性活性、试剂试剂的的用用量量及及反应条件反应条件有关。有关。COHRR/R/H2O / H+13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲

30、核取代反应RCOR-MgLX2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl471. 与酰氯的反应与酰氯的反应 低温下，可稳定存在（3 醇）。R-C-ClO+ RMgX酮 活性低于酰氯R-C-ClO MgXRR-C-RO-MgXCl无水乙醚R-C-ROMgXRR-C-ROHRH2O/H+过量 RMgX无水乙醚CH3-C-CH2CH2CH2CH3OCH3-C-ClO+ CH2CH2CH2CH2MgCl纯醚，FeCl3-70 C,72%。低温下，可稳定存在（3 醇）。R-C-ClO+ RMgX酮 活性低于酰氯R-C-ClO MgXRR-C-RO-MgXCl无水乙醚R-C-ROMgXRR-C-RO

31、HRH2O/H+过量 RMgX无水乙醚低温下，可稳定存在（3 醇）。R-C-ClO+ RMgX酮 活性低于酰氯R-C-ClO MgXRR-C-RO-MgXCl无水乙醚R-C-ROMgXRR-C-ROHRH2O/H+过量 RMgX无水乙醚低温下，可稳定存在（3 醇）。R-C-ClO+ RMgX酮 活性低于酰氯R-C-ClO MgXRR-C-RO-MgXCl无水乙醚R-C-ROMgXRR-C-ROHRH2O/H+过量 RMgX无水乙醚低温下，可稳定存在（3 醇）。R-C-ClO+ RMgX酮 活性低于酰氯R-C-ClO MgXRR-C-RO-MgXCl无水乙醚R-C-ROMgXRR-C-ROHRH

32、2O/H+过量 RMgX无水乙醚低温下，可稳定存在（3 醇）。R-C-ClO+ RMgX酮 活性低于酰氯R-C-ClO MgXRR-C-RO-MgXCl无水乙醚R-C-ROMgXRR-C-ROHRH2O/H+过量 RMgX无水乙醚低温下，可稳定存在（3 醇）。R-C-ClO+ RMgX酮 活性低于酰氯R-C-ClO MgXRR-C-RO-MgXCl无水乙醚R-C-ROMgXRR-C-ROHRH2O/H+过量 RMgX无水乙醚低温下，可稳定存在（3 醇）。R-C-ClO+ RMgX酮 活性低于酰氯R-C-ClO MgXRR-C-RO-MgXCl无水乙醚R-C-ROMgXRR-C-ROHRH2O/

33、H+过量 RMgX无水乙醚CH3-C-CH2CH2CH2CH3OCH3-C-ClO+ CH2CH2CH2CH2MgCl纯醚，FeCl3-70 C,72%。 酰卤酰卤比比酮酮活泼与格氏试剂反应比活泼与格氏试剂反应比酮酮快，故在温和条快，故在温和条件下使用件下使用过量过量的酰卤，可得到较高产率的的酰卤，可得到较高产率的酮酮。如果要得到如果要得到叔醇叔醇，则要，则要加剧加剧反应条件反应条件和和加大加大格氏试剂格氏试剂的用量的用量13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl482. 与酯的反应与酯的反应 酯与格氏试剂的反应是制备含有两个相同烃

34、基酯与格氏试剂的反应是制备含有两个相同烃基的的3醇的好方法。醇的好方法。 （3 醇）。R-C-ORO+ RMgX酮 活性高于酯R-C-ORO MgXR-MgX(OR)无水乙醚R-C-ROMgXRR-C-ROHRH2O/H+RMgX无水乙醚R-C-RO不需过量！不能存在于体系中酯与格氏试剂的反应酯与格氏试剂的反应慢于慢于酮，生成的酮不能存酮，生成的酮不能存在于体系中，因而最后得到叔醇：在于体系中，因而最后得到叔醇： （ 3 醇 ）。R - C - O R O+ R M g X酮 活 性 高 于 酯R - C - O R O M g XR - M g X ( O R )无 水 乙 醚R - C -

35、 R O M g XR R - C - R O HR H2O / H+R M g X无 水 乙 醚R - C - R O不 需 过 量 ！不 能 存 在 于 体 系 中（ 3 醇 ）。R-C-ORO+ RMgX酮 活 性 高 于 酯R-C-ORO MgXR-MgX(OR)无 水 乙 醚R-C-ROMgXRR-C-ROHRH2O/H+RMgX无 水 乙 醚R-C-RO不 需 过 量 ！不 能 存 在 于 体 系 中（ 3 醇 ）。R - C - O R O+ R M g X酮 活 性 高 于 酯R - C - O R O M g XR - M g X ( O R )无 水 乙 醚R - C -

36、R O M g XR R - C - R O HR H2O / H+R M g X无 水 乙 醚R - C - R O不 需 过 量 ！不 能 存 在 于 体 系 中（3 醇）。R-C-ORO+ RMgX酮 活性高于酯R-C-ORO MgXR-MgX(OR)无水乙醚R-C-ROMgXRR-C-ROHRH2O/H+RMgX无水乙醚R-C-RO不需过量！不能存在于体系中（ 3 醇 ）。R-C-ORO+ RMgX酮 活 性 高 于 酯R-C-ORO MgXR-MgX(OR)无 水 乙 醚R-C-ROMgXRR-C-ROHRH2O/H+RMgX无 水 乙 醚R-C-RO不 需 过 量 ！不 能 存 在

37、 于 体 系 中（ 3 醇 ）。R - C - O R O+ R M g X酮 活 性 高 于 酯R - C - O R O M g XR - M g X ( O R )无 水 乙 醚R - C - R O M g XR R - C - R O HR H2O / H+R M g X无 水 乙 醚R - C - R O不 需 过 量 ！不 能 存 在 于 体 系 中（ 3 醇 ）。R-C-ORO+ RMgX酮 活 性 高 于 酯R-C-ORO MgXR-MgX(OR)无 水 乙 醚R-C-ROMgXRR-C-ROHRH2O/H+RMgX无 水 乙 醚R-C-RO不 需 过 量 ！不 能 存 在

38、于 体 系 中13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl49CH2-CCH2-CO=O=-OMgCl OCH3酸酐酸酐与与格氏试剂格氏试剂在室温下也可以得到在室温下也可以得到酮酮。CH3O-MgCl CH2-CCH2-COO=O=+ H2O / H+CH2-CCH2-CO=O=-OHOCH3酰胺酰胺不能与不能与格氏试剂格氏试剂反应，因为有反应，因为有活泼氢活泼氢之故。之故。3. 与酸酐的反应与酸酐的反应 13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl504. 腈与腈与Grig

39、nard试剂的加成试剂的加成 腈与腈与Grignard试剂加成生成酮，这是制备酮的简便试剂加成生成酮，这是制备酮的简便方法之一。方法之一。C H3C H2C N + C6H5M g B rC H3C H2C = N M g B rC6H5纯醚亚胺盐，不再继续加成!C H3C H2C = OC6H5H2O , H+ CH3CH2CN + C6H5MgBrCH3CH2C=NMgBrC6H5纯醚亚胺盐，不再继续加成!CH3CH2C=OC6H5H2O,H+CH3CH2CN + C6H5MgBrCH3CH2C=NMgBrC6H5纯 醚亚 胺 盐 ，不 再 继 续 加 成 !CH3CH2C=OC6H5H2

40、O,H+ C H3C H2C N + C6H5M g B rC H3C H2C = N M g B rC6H5纯 醚亚 胺 盐 ，不 再 继 续 加 成 !C H3C H2C = OC6H5H2O , H+ CH3CH2CN + C6H5MgBrCH3CH2C=NMgBrC6H5纯 醚亚 胺 盐 ，不 再 继 续 加 成 !CH3CH2C=OC6H5H2O,H+ 13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl51RCOOMgRCOOH叔叔ROHR2C=O伯伯ROH仲仲ROHRCHORCONH2仲仲ROH（难）（难）叔叔ROHRCOOR/

41、RR/C=O叔叔ROH(RCO)2ORR/C=ORR/2C-OHRCOXR/MgX羰基化合物羰基化合物羰基化合物与格氏试剂的反应归纳羰基化合物与格氏试剂的反应归纳2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl52四、四、 酰胺的特殊反应酰胺的特殊反应 1. 酰胺的酸碱性酰胺的酸碱性酰胺一般被认为是中性的。但有时酰胺可表酰胺一般被认为是中性的。但有时酰胺可表现出弱碱性和弱酸性：现出弱碱性和弱酸性： CH3CONH2 + HClCH3CONH2 HClH2OCH3CONH2 + HCl乙醚极弱的碱性CH3CONH2 + HgO(CH3CONH)2Hg + H2OH2O分解乙醚极弱的酸性13-1

42、0酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl53酰亚胺分子中氮原子上的氢具有微弱的酸性：酰亚胺分子中氮原子上的氢具有微弱的酸性： COOHCOOHCCOONHKOH乙醇CCOON-K+RXCCOONRH2O/H+COOHCOOH+ RNH2邻苯二甲酰亚胺N烷基邻苯二甲酰亚胺活泼氢（伯胺）NH3（G abriel合 成法，制伯胺的特殊方法）COOHCOOHCCOONHKOH乙醇CCOON-K+RXCCOONRH2O/H+COOHCOOH+ RNH2邻苯二甲酰亚胺N烷基邻苯二甲酰亚胺活泼氢（伯胺）NH3（G abriel合 成法，制伯胺的特殊方法

43、）COOHCOOHCCOONHKOH乙醇CCOON-K+RXCCOONRH2O/H+COOHCOOH+ RNH2邻苯二甲酰亚胺N烷基邻苯二甲酰亚胺活泼氢（伯胺）NH3（G abriel合 成法，制伯胺的特殊方法）COOHCOOHCCOONHKOH乙醇CCOON-K+RXCCOONRH2O/H+COOHCOOH+ RNH2邻苯二甲酰亚胺N烷基邻苯二甲酰亚胺活泼氢（伯胺）NH3（G abriel合 成法，制伯胺的特殊方法）COOHCOOHCCOONHKOH乙醇CCOON-K+RXCCOONRH2O/H+COOHCOOH+ RNH2邻苯二甲酰亚胺N烷基邻苯二甲酰亚胺活泼氢（伯胺）NH3（G abri

44、el合 成法，制伯胺的特殊方法）COOHCOOHCCOONHKOH乙醇CCOON-K+RXCCOONRH2O/H+COOHCOOH+ RNH2邻苯二甲酰亚胺N烷基邻苯二甲酰亚胺活泼氢（伯胺）NH3（G abriel合 成法，制伯胺的特殊方法）COOHCOOHCCOONHKOH乙醇CCOON-K+RXCCOONRH2O/H+COOHCOOH+ RNH2邻苯二甲酰亚胺N烷基邻苯二甲酰亚胺活泼氢（伯胺）NH3（G abriel合 成法，制伯胺的特殊方法）COOHCOOHCCOONHKOH乙醇CCOON-K+RXCCOONRH2O/H+COOHCOOH+ RNH2邻苯二甲酰亚胺N烷基邻苯二甲酰亚胺活泼

45、氢（伯胺）NH3（G abriel合 成法，制伯胺的特殊方法）COOHCOOHCCOONHKOH乙醇CCOON-K+RXCCOONRH2O/H+COOHCOOH+ RNH2邻苯二甲酰亚胺N烷基邻苯二甲酰亚胺活泼氢（伯胺）NH3（G abriel合 成法，制伯胺的特殊方法）COOHCOOHCCOONHKOH乙醇CCOON-K+RXCCOONRH2O/H+COOHCOOH+ RNH2邻苯二甲酰亚胺N烷基邻苯二甲酰亚胺活泼氢（伯胺）NH3（G abriel合 成法，制伯胺的特殊方法）活泼活泼H13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl54

46、2. 酰胺脱水酰胺脱水 这是合成腈最常用的方法之一。例如：这是合成腈最常用的方法之一。例如： R-C-NH2 R-CN + H2OP2O5O腈CH3CH2CH2CH2CHCONH2CH2CH3SOCl2,苯，75-80 C86%-94%。CH3CH2CH2CH2CHCNCH2CH3R-C-NH2 R-CN + H2OSOCl2O腈CH3CH2CH2CH2CHCONH2CH2CH3SOCl2,苯，75-80 C86%-94%。CH3CH2CH2CH2CHCNCH2CH3CH3CH2CH2CH2CHCONH2CH2CH3SOCl2,苯，75-80 C86%-94%。CH3CH2CH2CH2CHCN

47、CH2CH3羧酸羧酸NH3铵盐铵盐酰胺酰胺100o200oC -H2OH2O 40o50oC 腈腈H2O13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl55(CH3)3CCH2CNH2 + Br2 + 4NaOH(CH3)3CCH2NH2 O94%+ 2NaBr + Na2CO3 + 2H2O3. Hofmann（霍夫曼）霍夫曼）降解反应降解反应 例如：例如： R-C-NH2 + NaOBr + NaOHRNH2 + Na2CO3 + NaBr + H2OO（Hofmann降解，制少一个碳的伯胺!产率高，产品纯!)C-NH2ONaOBr/

48、OH-CHCH3CH2CH3CHCH3CH2CH3NH2(S)-(S)-手性碳构型不变手性碳构型不变!13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl56R-C-NH2OOH- Br2OR-C-NHBrOH-OR-C N Br-Br-R-N=C=O异氰酸酯H2OR-NH-C-OHORNH2 + CO2Hofmann降解反应机理降解反应机理R-C-NH2OOH- Br2OR-C-NHBrOH-OR-C N Br-Br-R-N=C=O异氰酸酯H2OR-NH-C-OHORNH2 + CO2R-C-NH2OOH- Br2OR-C-NHBrOH-O

49、R-C N Br-Br-R-N=C=O异氰酸酯H2OR-NH-C-OHORNH2 + CO2R-C-NH2OOH- Br2OR-C-NHBrOH-OR-C N Br-Br-R-N=C=O异氰酸酯H2OR-NH-C-OHORNH2 + CO2R-C-NH2OOH- Br2OR-C-NHBrOH-OR-C N Br-Br-R-N=C=O异氰酸酯H2OR-NH-C-OHORNH2 + CO2R-C-NH2OOH- Br2OR-C-NHBrOH-OR-C N Br-Br-R-N=C=O异氰酸酯H2OR-NH-C-OHORNH2 + CO2R-C-NH2OOH- Br2OR-C-NHBrOH-OR-C

50、N Br-Br-R-N=C=O异氰酸酯H2OR-NH-C-OHORNH2 + CO2R-C-NH2OOH- Br2OR-C-NHBrOH-OR-C N Br-Br-R-N=C=O异氰酸酯H2OR-NH-C-OHORNH2 + CO2(CH3)3CCH2CONH2Br2NaOH(CH3)3CCH2NH2Br2NaOHO + 2NH3OOCH2CH2CCOONH4ONH2H2NCH2CH2COO-13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应 缩合反应缩合反应是指是指两个两个或或多个多个有机分子有机分子在在缩合剂缩合剂存存在下在下结合结合成较成较复杂的分子复杂的分子，同时，同时放出放出H2

51、O、NH3、HX、R-OH等等简单分子简单分子的反应。的反应。羧酸衍生物羧酸衍生物的的-H 与与 醛酮醛酮一样有一样有弱酸性弱酸性。CH3C-Cl CH3C-H CH3C-CH3 CH3C-OCH3 CH3C-N(CH3)2O=O=O=O=O=pKa: 10 17 20 25 30五、五、 酯缩合反应酯缩合反应1. 克莱森（克莱森（Claisen) 缩合（缩合（也叫酯缩合反应也叫酯缩合反应）P352 酯分子的酯分子的-H 在在OH- 条件下与另一分子酯失去条件下与另一分子酯失去醇得到醇得到-酮基酯酮基酯 称酯缩合反应。称酯缩合反应。13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应 C2H

52、5ONaRCH2C-OC2H5 + H-CHCOC2H5 RCH2C-CHCOC2H5=O=O=O=ORR C2H5ONaO=CH3-C-OC2H5 + CH2-C-OC2H5HO=CH3-C-CH2-C-OC2H5 + C2H5OHO=O=乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯反应历程反应历程产物产物- 酮酸酮酸反应特征反应特征过过 程：程：-C2H5OH（-H，-OC2H5）反应物：反应物：酯酯产产 物：物：- 羰基化合物羰基化合物碱性催化剂：碱性催化剂：乙醇钠、乙醇钠、NaNH2 等等13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应CH-COOC2H5O=CH2 CCH2CH2CH2CH2C-O

53、C2H5CH2CH2C-OC2H5O=O=C2H5ONa己二酸二乙酯己二酸二乙酯-C2H5OHCH2CH2C-OC2H5CH2CH2C-OC2H5O=O=CH2C2H5ONa-C2H5OH庚二酸二乙酯庚二酸二乙酯CH2O= H+ OH-CH2 CCH2CH2CH2O=CH2 CCH2CH2CH2 H+ OH- CH-COOC2H5O=CH2 CCH2CH2CH2 2. 2. 狄克曼狄克曼（DieckmannDieckmann) )缩合（缩合（也叫也叫酯分子内缩合酯分子内缩合） 含含6个或个或7个碳的二元酸酯，在碱性催化剂作用下个碳的二元酸酯，在碱性催化剂作用下环化生成五元或六元环为主的环化生成

54、五元或六元环为主的 - -酮酯称为酮酯称为狄克曼反应狄克曼反应。13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应反反应应特特征征反应物反应物:具有具有 -H,并能够形成并能够形成五五、六元环六元环的的二元二元羧羧酸酯酸酯.催化剂催化剂:C2H5ONa产产 物物:环状环状 -酮酸酯酮酸酯过过 程程:-C2H5OHCH2CH-C-OC2H5CH2CH2C-OC2H5O=O=CH2C2H5ONa-C2H5OHCH3CH-COOC2H5O=CH CCH2CH2CH2CH3 （酸性大）（酸性大）位阻少位阻少COOC2H5CH2-COOC2H5C2H5ONaCOOC2H5O=不对称不对称的的二元羧酸

55、酯二元羧酸酯缩合缩合,主要是主要是位阻少位阻少的的 -H被被去掉去掉.13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应羧酸衍生物的相互转换关系羧酸衍生物的相互转换关系RCOOHRCOORRCONHRRCOClRCOOCROH2OS OC2lRCOOHROHP2O5H2OR NH2ROH2NH RR NH ,2H O H or OH-2 + ,R OH H+ ,NR H2R OH HH2O H o O- +r,13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl62羧酸及衍生物的转换关系羧酸及衍生物的转换关系RCO O(2)RCON2HR

56、 O HC2R O RC2R O lCCSC C C )( O, P l3P l5l2,RCNRg M X +CO2脱水脱水水解水解酯化酯化水解水解氨解氨解卤化卤化水解水解醇解醇解氨解氨解醇解醇解氨解氨解水解水解水解水解水解水解脱水脱水13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl63羧酸的羧酸的 -H的取代反应的取代反应CH3CH2COOHCH3CHCOOHCH3CHCOOHCH3CHCOOHCH3CHCOOHCH2CHCOOHCH3CHCOOH13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋

57、学院-lifl64结构特征结构特征化学反应化学反应酰基酰基（）是羧酸衍生物的官能团。是羧酸衍生物的官能团。R CO化性特征化性特征化性特征化性特征羧酸衍生物的化学性质主要表现为带正电羧酸衍生物的化学性质主要表现为带正电的羰基碳易受亲核试剂的进攻，发生水解、的羰基碳易受亲核试剂的进攻，发生水解、醇解、氨解等反应。另外，羧酸衍生物的醇解、氨解等反应。另外，羧酸衍生物的羰基也能发生还原反应。羰基也能发生还原反应。 化学反应化学反应一、一、 酰基上的亲核取代酰基上的亲核取代 1. 水解水解2. 醇解醇解 3. 氨解氨解 4. 酰基上的亲核取代反应机理酰基上的亲核取代反应机理 5. 酰基化试剂的相对活性

58、酰基化试剂的相对活性 二、二、 还原反应还原反应 1. 酸酐酸酐 2.酰胺酰胺 3. 酰氯酰氯4.酯酯5.腈腈三、三、 与与Grignard试剂的反应试剂的反应 1. 与酰氯的反应与酰氯的反应 2.与酯的反应与酯的反应3. 与酸酐的反应与酸酐的反应 4.与腈的加成与腈的加成 四、四、 酰氨氮原子上的反应酰氨氮原子上的反应 1. 酰胺的酸碱性酰胺的酸碱性 2. 酰胺脱水酰胺脱水 3. Hofmann降解反应降解反应五、缩合反应五、缩合反应1.克莱森（克莱森（Claisen) 缩合缩合2.狄克曼（狄克曼（Dieckmann)缩合缩合3.柏琴（柏琴（Perkin)反应反应13-10酰基碳上的亲核取代

59、反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl65完成下列反应式完成下列反应式2CH3COONa + CO2 + H2OCH3CH COOH + HClClCH3C O CH2CH3 + H2OO160180 COOHCOOH CH3COOH + CH3CH2OHPCl3 CH3CH2COOH + Cl2 2CH3COOH + Na2CO3浓H2SO4课堂练习课堂练习HCOOH + CO213-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl66用化学方法鉴别下列各组化合物用化学方法鉴别下列各组化合物FeCl3无变

60、化无变化呈紫色呈紫色苯甲酸苯甲酸邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸甲酸甲酸乳酸乳酸托伦试剂托伦试剂有光亮银镜有光亮银镜无变化无变化水浴加热水浴加热课堂练习课堂练习13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应2022-5-28哈工大（威海）海洋学院-lifl67鉴别鉴别题：题：（2）丙酮）丙酮丙醛丙醛丙酸丙酸Na2CO3无变化无变化无变化无变化有气体产生有气体产生斐林试剂斐林试剂无变化无变化有砖红色沉淀产生有砖红色沉淀产生甲酸乙酸苯酚Na2CO3有使澄清石灰水变浑浊的气体产生有使澄清石灰水变浑浊的气体产生无变化有银镜产生托伦试剂无变化（1）13-10酰基碳上的亲核取代反应酰基碳上的亲核取代反应甲