羧酸及其衍生物

CarboxylicAcidanditsDerivativesChapter12羧酸及其衍生物（6hr）2023/6/51第十三章羧酸及其衍生物当前第1页\共有150页\编于星期四\21点PartOne羧酸Lesson1羧酸的定义、分类和结构Lesson2羧酸的命名Lesson3羧酸的制备及来源Lesson4羧酸的物理和化学性质Lesson5羟基酸PartTwo羧酸衍生物Lesson1羧酸衍生物的结构和命名Lesson2羧酸衍生物的化学性质Lesson3羧酸衍生物的制备Lesson4蜡和油脂2023/6/52第十三章羧酸及其衍生物当前第2页\共有150页\编于星期四\21点PartOne羧酸Lesson1

Definition,ClassesandStructureofCarboxylicAcids2023/6/53第十三章羧酸及其衍生物当前第3页\共有150页\编于星期四\21点一、羧酸的定义

凡含有羧基官能团的化合物统称为羧酸。羧基是有机化合物中的碳的最高氧化态。在命名体系中，它的地位是最高的，也就是说，通常情况下，它很少作为取代基命名。羧酸在生物体内以及生物的发酵、排泄的产品中占有非常重要的地位，非常常见。2023/6/54第十三章羧酸及其衍生物当前第4页\共有150页\编于星期四\21点二、羧酸的分类(A)按烃基类型分类羧酸脂肪族羧酸芳香族羧酸饱和脂肪酸不饱和脂肪酸2023/6/55第十三章羧酸及其衍生物当前第5页\共有150页\编于星期四\21点。2023/6/56第十三章羧酸及其衍生物当前第6页\共有150页\编于星期四\21点（B）按羧基的个数分类分为一元酸、二元酸和多元酸：2023/6/57第十三章羧酸及其衍生物当前第7页\共有150页\编于星期四\21点三、结构1241251112023/6/58第十三章羧酸及其衍生物当前第8页\共有150页\编于星期四\21点

羧基上的羰基与醛酮羰基一样，这个碳是SP2杂化。因此，碳原子将2个O和1个H固定在一个平面上。根据仪器检测C=O双键与C-O单键不等长，但在仪器检测中分不出那一个键长和短，由于单键的O的孤电子对与羰基有非常强的P-π共轭。所以，双键是在不断的变换，分不出哪一个是双键哪一个是单键，它们是一个完整的共轭体系。因此单键C-O有双键的性质，这是导致羟基上的H原子不能以键轴自由旋转的根本原因，不得不处于同一平面。此外，由于P-π共轭，使得羰基碳的电子云比较富足，较难发生亲核反应。2023/6/59第十三章羧酸及其衍生物当前第9页\共有150页\编于星期四\21点Lesson2NomenclatureofCarboxylicAcids2023/6/510第十三章羧酸及其衍生物当前第10页\共有150页\编于星期四\21点一、俗名

在所有类别的化合物中，羧酸的俗名是最多的，原因是羧酸在生命体内最为广泛，最初的有机化学就是根据生命体内提取的各种羧酸开始发展的。因此，其俗名非常众多。这些俗名多与其来源有关。2023/6/511第十三章羧酸及其衍生物当前第11页\共有150页\编于星期四\21点

这里仅列出了非常常见的一小部分，并不意味俗名化合物就这么多！2023/6/512第十三章羧酸及其衍生物当前第12页\共有150页\编于星期四\21点二、习惯命名法

由于羧酸发现得早，社会上用的很多，大量的添加剂都是酸类。所以，其习惯命名也用得较多。其习惯命名与醛的习惯命名以及其他官能团的习惯命名完全相同。羧基碳是第1为。饱和直链酸用“正XX酸”，如“正丁酸”、“正己酸”等非常常见。倒数第二位有一个甲基的饱和酸用“异XX酸”，如“异己酸”、“异庚酸”等。零散的根据结构命名。不再一一举例。2023/6/513第十三章羧酸及其衍生物当前第13页\共有150页\编于星期四\21点三、衍生物命名法

羧酸的衍生物命名法也是用得比较多，母体名称是醋酸，或叫乙酸。其他化合物除甲酸、和一些无法用醋酸做母体（比如苯甲酸、环己基甲酸）命名的化合物外，均以醋酸为母体命名。比如：三甲基醋酸、三氯醋酸、乙烯基醋酸等等。2023/6/514第十三章羧酸及其衍生物当前第14页\共有150页\编于星期四\21点四、系统命名法

系统命名法讲到现在，就不再重复系统命名的程序了。仅举一些例子：2-甲基丁酸2023/6/515第十三章羧酸及其衍生物当前第15页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/516第十三章羧酸及其衍生物当前第16页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/517第十三章羧酸及其衍生物当前第17页\共有150页\编于星期四\21点Lesson3SourcesandPreparationsofCarboxylicAcids2023/6/518第十三章羧酸及其衍生物当前第18页\共有150页\编于星期四\21点1、

氧化法①烯和炔氧化成酸：使用强氧化剂高锰酸钾或重铬酸钾，可以轻松的将重键氧化成羧酸。

该方法虽然很稳定，但由于是缩短碳链的反应，所以用得较少。而且由于是重键两端都变成酸，所以，一般只能用重键在一端，或两端对称的酸，以免生成两种产物，官能团相同，难以分离和纯化。2023/6/519第十三章羧酸及其衍生物当前第19页\共有150页\编于星期四\21点②芳基侧链氧化成酸

该方法是制备芳香酸的重要方法。除了叔丁基因为没有α-H，不易被氧化外，其他烷基一律从α-C被氧化成酸，很容易分离和提纯。2023/6/520第十三章羧酸及其衍生物当前第20页\共有150页\编于星期四\21点③伯醇或醛氧化成酸

选择性氧化2023/6/521第十三章羧酸及其衍生物当前第21页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/522第十三章羧酸及其衍生物当前第22页\共有150页\编于星期四\21点2水解法①氰基水解成酸

醛酮与HCN的亲核加成产物也是水解反应的重要原料。2023/6/523第十三章羧酸及其衍生物当前第23页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/524第十三章羧酸及其衍生物当前第24页\共有150页\编于星期四\21点②羧酸衍生物的水解参阅:P341油脂的皂化

这些衍生物往往都从羧酸得到。所以，它们虽然可以轻易水解得到酸，但多不使用。2023/6/525第十三章羧酸及其衍生物当前第25页\共有150页\编于星期四\21点3、Grignard试剂与CO2作用2023/6/526第十三章羧酸及其衍生物当前第26页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/527第十三章羧酸及其衍生物当前第27页\共有150页\编于星期四\21点4、其他方法A甲基酮氧化法：甲基酮可以被次卤酸氧化断裂生成羧酸。也偶尔使用。B三卤甲基水解成羧酸。甲基苯可以很容易被卤化成三卤甲苯，然后水解成苯甲酸，这是不使用氧化剂制备芳香酸的一个方法。2023/6/528第十三章羧酸及其衍生物当前第28页\共有150页\编于星期四\21点Lesson4PhysicalandChemicalPropertiesofCarboxylicAcids2023/6/529第十三章羧酸及其衍生物当前第29页\共有150页\编于星期四\21点一、羧酸的物理性质

物态：

C1－C3刺激臭味液体；

C4－C9腐败气味油状液体；

C10以上羧酸为固体。溶解度：大于分子量相近的醇、醛、酮；

(C4H9OH：8%；C2H5COOH：∞)

随R↑，水溶解度↓，C10以上羧酸不溶于水。

原因：2023/6/530第十三章羧酸及其衍生物当前第30页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/531第十三章羧酸及其衍生物当前第31页\共有150页\编于星期四\21点

二、羧酸的化学性质

2023/6/532第十三章羧酸及其衍生物当前第32页\共有150页\编于星期四\21点羧酸的酸性

A水中电离

p-π共轭的结果：①

使RCOO-H健减弱，氢原子酸性增加，羧酸具有酸性。②RCOO-中负电荷均匀地分布在两个氧原子上，稳定性↑，羧酸酸性↑↑。2023/6/533第十三章羧酸及其衍生物当前第33页\共有150页\编于星期四\21点可用下列方法表示羧酸负离子的结构：共振论的表示方法：X射线衍射证实，在甲酸钠分子中，两个碳氧双键均为0.127nm。2023/6/534第十三章羧酸及其衍生物当前第34页\共有150页\编于星期四\21点由羧酸的结构所决定，其最显著的特性是在水溶液中能解离成羧根负离子和质子，即表现出酸性。一些化合物的pKa值：2023/6/535第十三章羧酸及其衍生物当前第35页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/536第十三章羧酸及其衍生物当前第36页\共有150页\编于星期四\21点B与碱反应成盐

羧酸具有明显的酸性，甚至能与NaHCO3等成盐：

说明RCOOH的酸性大于H2CO3。pKa数据亦说明，酸性：RCOOH＞H2CO3＞ArOH与无机酸相比，RCOOH仍为弱酸：

2023/6/537第十三章羧酸及其衍生物当前第37页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/538第十三章羧酸及其衍生物当前第38页\共有150页\编于星期四\21点

羧酸盐具有盐类的一般性质，是离子型化合物，可溶于水。因此，利用羧酸的酸性，可分离提纯有机物。2023/6/539第十三章羧酸及其衍生物当前第39页\共有150页\编于星期四\21点C影响酸性的因素

影响羧酸酸性有两个重要因素：诱导效应和共轭效应诱导效应（InductiveEffect）：原子或原子团通过σ键传递的电子相互作用称为诱导效应。拉电子基团向自身吸引电子云的作用称为负诱导效应用，一般用-I表示。而推电子基团向外扩散电子云的作用称为正诱导效应，用+I表示。

诱导效应随σ键的增多而逐渐减弱，最远可传递到第三个σ键（即从释放电子作用的原子或原子团出发最远沿碳链可传递到第四个C）。2023/6/540第十三章羧酸及其衍生物当前第40页\共有150页\编于星期四\21点

原子或原子团的诱导效应，除了烷基是正诱导效应外，使酸性减弱外，其他的所有原子和原子团都是负的诱导效应，包括最常见的硝基、羧基、羰基、卤素、氰基。它们与羧基无论怎样连接都是较强的负的诱导效应。使酸性大大增加。

但对于氨基、羟基则由于有孤电子对，当它们直接与羧基的羰基连接时，由于有P-π共轭，使得羧基酸性减弱。但当它们与羧基隔开一个饱和碳时，则明显的负诱导效应，使酸性增加。2023/6/541第十三章羧酸及其衍生物当前第41页\共有150页\编于星期四\21点Resonanceeffect

所有的π-π共轭效应对羧酸的酸性都是负的，也就是说，无论与羧基的羰基共轭的碳碳双键、三键、苯环、杂环、还是碳氧双键、碳氮双键，都会使羧酸的酸性增加。

而带有孤电子对的原子O、N、卤素若直接与羧基羰基连接，则P-π共轭的越好，越降低羧基的酸性，共轭的越差，则越增加酸性。若隔一个饱和碳没有共轭了，则负诱导效应明显。2023/6/542第十三章羧酸及其衍生物当前第42页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/543第十三章羧酸及其衍生物当前第43页\共有150页\编于星期四\21点

任何使酸根负离子稳定的因素都将增加其酸性，羧酸根负离子愈稳定，愈容易生成，酸性就愈强。脂肪酸①α-H被－R取代得越多，羧酸的酸性越弱。Why?例如：2023/6/544第十三章羧酸及其衍生物当前第44页\共有150页\编于星期四\21点原因：2023/6/545第十三章羧酸及其衍生物当前第45页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/546第十三章羧酸及其衍生物当前第46页\共有150页\编于星期四\21点②若α-H被吸电子基（如－Cl）取代后，羧酸的酸性增强。例如：原因：2023/6/547第十三章羧酸及其衍生物当前第47页\共有150页\编于星期四\21点ClCCOH负电荷分散更好O电子云密度更低三个-Cl吸电子-I效应更强酸性更强！H2OH3O+ClClClOClCCO-Cl2023/6/548第十三章羧酸及其衍生物当前第48页\共有150页\编于星期四\21点③吸电子基距－COOH越远，对RCOOH的酸性影响越小。原因：诱导效应随着碳链增长迅速减弱。例如：2023/6/549第十三章羧酸及其衍生物当前第49页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/550第十三章羧酸及其衍生物当前第50页\共有150页\编于星期四\21点B.芳香酸

①酸性：C6H5COOH＞CH3COOH②芳环上有吸电子基时，ArCOOH酸性增加。③芳环上有斥电子基时，ArCOOH酸性减弱。(负电荷分散程度：

C6H5COO－＞p-CH3-C6H4-COO－＞p-CH3O-C6H4-COO－)2023/6/551第十三章羧酸及其衍生物当前第51页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/552第十三章羧酸及其衍生物当前第52页\共有150页\编于星期四\21点C.二元酸①酸性：pKa1＜pKa2；pKa1＜一元酸的pKa；②原因：两个－COOH，且－COOH有较强的－I效应。2023/6/553第十三章羧酸及其衍生物当前第53页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/554第十三章羧酸及其衍生物当前第54页\共有150页\编于星期四\21点2、生成羧酸衍生物

通常羧酸的衍生物包括四种：酰卤、酸酐、酯和酰胺。四种衍生物水解的最终产物都是羧酸。但通常这四种衍生物都是从羧酸制备得到的。羧酸H离子的离解和与碱反应成盐都可看作是羧酸H的反应。而由羧酸生成四种衍生物的反应则可以看做是羧基上羟基被亲核取代的反应。2023/6/555第十三章羧酸及其衍生物当前第55页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/556第十三章羧酸及其衍生物当前第56页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/557第十三章羧酸及其衍生物当前第57页\共有150页\编于星期四\21点①酰氯的制备例：2023/6/558第十三章羧酸及其衍生物当前第58页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/559第十三章羧酸及其衍生物当前第59页\共有150页\编于星期四\21点注意：酰卤多用酰氯，也有使用酰溴，但很少，基本不使用酰基碘。原因是它们太活泼，很难稳定保存。所以，酰氯最多。2023/6/560第十三章羧酸及其衍生物当前第60页\共有150页\编于星期四\21点②酸酐的制备某些二元酸只需加热便可生成五元中六元环的酸酐：乙酐2023/6/561第十三章羧酸及其衍生物当前第61页\共有150页\编于星期四\21点混合酸酐可利用下列反应得到：2023/6/562第十三章羧酸及其衍生物当前第62页\共有150页\编于星期四\21点③酯的制备

也可用羧酸盐与卤代烃反应制备酯。2023/6/563第十三章羧酸及其衍生物当前第63页\共有150页\编于星期四\21点

随着羧酸和醇的结构以及反应条件的不同，酯化反应的机理也不同。伯醇和仲醇按下列机理进行：这个机理可以概括为：酰氧断裂。即：2023/6/564第十三章羧酸及其衍生物当前第64页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/565第十三章羧酸及其衍生物当前第65页\共有150页\编于星期四\21点④酰胺的制备

例：2023/6/566第十三章羧酸及其衍生物当前第66页\共有150页\编于星期四\21点3、羧基的还原一般还原剂不能将－COOH还原，只有LiAlH4可将羧酸还原为伯醇：

也可先将羧酸转化为酯，再用Na+C2H5OH还原（间接还原羧酸）：2023/6/567第十三章羧酸及其衍生物当前第67页\共有150页\编于星期四\21点4、脱羧反应

①一元酸脱羧：一元羧酸加热下难以脱羧!但若－COOH的α－C上有吸电子基时，脱羧反应容易发生，有合成意义：碱石灰RCOONa+NaOH(CaO)RH+Na2CO32023/6/568第十三章羧酸及其衍生物当前第68页\共有150页\编于星期四\21点但若－COOH的α或β－C为羰基时，脱羧反应容易发生，有合成意义：2023/6/569第十三章羧酸及其衍生物当前第69页\共有150页\编于星期四\21点②二元酸脱羧

2023/6/570第十三章羧酸及其衍生物当前第70页\共有150页\编于星期四\21点5、α-氢原子的反应Hell-Volhard-Zelinskireaction2023/6/571第十三章羧酸及其衍生物当前第71页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/572第十三章羧酸及其衍生物当前第72页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/573第十三章羧酸及其衍生物当前第73页\共有150页\编于星期四\21点α－C上的卤素原子可通过亲核取代反应，被－NH2、－OH、－CN等取代，生成α－氨基酸、α－羟基酸、α－氰基酸等。例：BrCH2COOH+2NH3(过量)H2NCH2COOH+NH4Brα-氨基乙酸2023/6/574第十三章羧酸及其衍生物当前第74页\共有150页\编于星期四\21点PhCH2CH2CH2COOH2023/6/575第十三章羧酸及其衍生物当前第75页\共有150页\编于星期四\21点Lesson5HydroxyAcids

2023/6/576第十三章羧酸及其衍生物当前第76页\共有150页\编于星期四\21点一、羟基酸的定义

羟基酸,有时候有叫醇酸，是分子中同时具有羟基和羧基的化合物。在同一分子中它们各有自己官能团的属性，但同时互相配合或者互相影响又产生了一些新的化学性质，所以，单列一章。命名：羟基作为取代基或按其来源用俗名。例：2023/6/577第十三章羧酸及其衍生物当前第77页\共有150页\编于星期四\21点二、分类：根据羟基与羧基的相对位置不同，可将羟基酸分为：α-，β-，γ-，δ-，……羟基酸（也就是2-羟基、3-羟基、4-羟基和5-羟基酸）。将羟基连在碳链末端的称为ω-羟基酸。2023/6/578第十三章羧酸及其衍生物当前第78页\共有150页\编于星期四\21点三、命名2023/6/579第十三章羧酸及其衍生物当前第79页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/580第十三章羧酸及其衍生物当前第80页\共有150页\编于星期四\21点四、羟基酸的化学性质

严格地说，羟基酸的定义应该包括芳香羟基酸，即苯环上既有羟基又有羧基的化合物。但由于它们共同在苯环相聚，除了应有的共轭效应外，羧基和羟基依然独立显示自己官能团的性质，并没有产生新的共性，所以，不再专门讲授。2023/6/581第十三章羧酸及其衍生物当前第81页\共有150页\编于星期四\21点1、酸性PKa2023/6/582第十三章羧酸及其衍生物当前第82页\共有150页\编于星期四\21点

脂肪族的羟基酸由于羟基与羧基至少相隔一个饱和碳原子，没有共轭效应，只有诱导效应。因此，羟基酸的酸性要比没有羟基的同碳数酸酸性大。但随着羟基距羧基的距离越来越远，影响也逐渐减小，一般认为，δ-及以后的羟基对羧基的酸性影响已经很少，可以忽略不计了。

而苯环上的羟基对羧基影响则略有不同，邻位羟基由于与羧基的O有氢键作用，导致酸性大大增加，间位则共轭效应较弱，而对为则主要显示共轭作用，使酸性减弱。2023/6/583第十三章羧酸及其衍生物当前第83页\共有150页\编于星期四\21点

从理论上，这两种分子内氢键都是有可能的。但红色结构可以使酸性增强符合实际的实验事实。而黑色的结构式，只能是酚羟基的酸性增大，而减弱了羧基H的酸性，所以，红色结构应该更符合一些。酸性增强2023/6/584第十三章羧酸及其衍生物当前第84页\共有150页\编于星期四\21点2、脱水反应不同的羟基酸，失水反应的产物不同。2023/6/585第十三章羧酸及其衍生物当前第85页\共有150页\编于星期四\21点由以上反应知，共轭体系、五元环、六元环稳定。许多内酯存在于自然界，有些是天然香精的主要成分。例如：2023/6/586第十三章羧酸及其衍生物当前第86页\共有150页\编于星期四\21点羟基与羧基相距更远时，发生分子间失水：

有机化合物的五元环和六元环是最稳定的，所以，凡能形成五或六元环的机会，都会形成环状产物。2023/6/587第十三章羧酸及其衍生物当前第87页\共有150页\编于星期四\21点3、α-羟基酸的分解2023/6/588第十三章羧酸及其衍生物当前第88页\共有150页\编于星期四\21点五、羟基酸的制备方法1、α-卤代酸的水解

2、羟基腈水解

H2O/H+COOHOHCCOHCNHCN/弱OH-C=O羟基酸a-a-羟基腈RR'(H)RCH=CH2RCH-CH2CNOHRCH-CH2OHClRCH-CH2COOHOHH2O/H+KCNHOCl羟基酸b-b-羟基腈2023/6/589第十三章羧酸及其衍生物当前第89页\共有150页\编于星期四\21点3、羟醛缩合产物氧化

羟醛缩合反应在温和条件下可以得到β-羟基醛酮。用温和的氧化剂比如银、氧化铜可以将醛基氧化成羧酸，而羟基不被氧化。但β-羟基酸非常容易脱水生成α，β-不饱和酸。

2023/6/590第十三章羧酸及其衍生物当前第90页\共有150页\编于星期四\21点4Reformatskyreaction

Reformatsky反应类似于Grignard试剂反应，属于负碳离子的亲核加成。只是用Zn制备出的类Grignard试剂活性没有Grignard试剂高，因此，它仅和醛酮加成，而不和酯反应，所以，可以用容易得到的α-卤代酯（其他如β或者更远的卤代酯不稳定）进行反应，得到β-羟基酯，温和水解后可以得到β-羟基酸。2023/6/591第十三章羧酸及其衍生物当前第91页\共有150页\编于星期四\21点本章作业P442：一（2,3,4）；二（4,5）；三（2）；四（1）七（4,7）；十二2023/6/592第十三章羧酸及其衍生物当前第92页\共有150页\编于星期四\21点Chapter13Lesson1StructureandNomenclatureofCarboxylicAcidsDerivatives2023/6/593第十三章羧酸及其衍生物当前第93页\共有150页\编于星期四\21点

一、

羧酸衍生物的结构

羧酸衍生物通常是指酰卤、酸酐、酯和酰胺，它们一般都有羧酸合成而来，但经水解后都又可以返回羧酸。2023/6/594第十三章羧酸及其衍生物当前第94页\共有150页\编于星期四\21点

由图可以看出，衍生物的直接与羰基相连的卤素、O和N都有孤电子对，与羰基π键形成P-π共轭。因此，与其他CP2杂化的碳一样，与羰基碳连接的其他个原子与羰基碳都在一个平面上。自然，由于卤素与π键的共轭效应较弱，但它们的电负性较大，这是造成酰卤最活泼的根本原因。2023/6/595第十三章羧酸及其衍生物当前第95页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/596第十三章羧酸及其衍生物当前第96页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/597第十三章羧酸及其衍生物当前第97页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/598第十三章羧酸及其衍生物当前第98页\共有150页\编于星期四\21点二、羧酸衍生物的命名：

2023/6/599第十三章羧酸及其衍生物当前第99页\共有150页\编于星期四\21点苯甲酰胺N-甲基苯甲酰胺N,N-二甲基苯甲酰胺N-甲基-N-乙基苯甲酰胺当前第100页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/5101第十三章羧酸及其衍生物当前第101页\共有150页\编于星期四\21点衍生物命名注意事项：1酰卤：首先正确叫出原羧酸的名称，改成酰氯即可。2酸酐：准确叫出两个羧酸的名称，然后再改成酸酐，相同羧酸的酸酐可以省略一个。3酯：首先准确叫出羧酸的名称，然后准确叫出醇的名称，最后定名为某酸某酯。4酰胺：先叫出N上的取代基，然后再叫出羧酸名称，最后定名为酰胺。2023/6/5102第十三章羧酸及其衍生物当前第102页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/5103第十三章羧酸及其衍生物当前第103页\共有150页\编于星期四\21点4-氯丁酰胺顺-2-乙基环己烷甲酰胺N-环己基丙酰胺N-甲基-N-乙基戊酰胺N，N-二乙基丁酰胺δ-戊内酰胺β-丙内酰胺2-氮杂环己酮γ-丁内酰胺2023/6/5104第十三章羧酸及其衍生物当前第104页\共有150页\编于星期四\21点Lesson2ChemicalPropertiesofCarboxylicAcidDerivatives2023/6/5105第十三章羧酸及其衍生物当前第105页\共有150页\编于星期四\21点

一、酰基上的亲核取代1、水解

反应活性递减记住碳链越长，水解难度越大！2023/6/5106第十三章羧酸及其衍生物当前第106页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/5107第十三章羧酸及其衍生物当前第107页\共有150页\编于星期四\21点2、醇解非常困难，可以认为不进行从酰卤和酸酐制备酯是最常用的制备方法！2023/6/5108第十三章羧酸及其衍生物当前第108页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/5109第十三章羧酸及其衍生物当前第109页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/5110第十三章羧酸及其衍生物当前第110页\共有150页\编于星期四\21点③氨解

制备酰胺的重要方法3、氨解2023/6/5111第十三章羧酸及其衍生物当前第111页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/5112第十三章羧酸及其衍生物当前第112页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/5113第十三章羧酸及其衍生物当前第113页\共有150页\编于星期四\21点补：制备酸酐的方法（也称酸解）：2023/6/5114第十三章羧酸及其衍生物当前第114页\共有150页\编于星期四\21点4、酰基上的亲核取代反应机理该反应历程可用下式表示：(1)R-COLsp杂化2d+d-+Nu-亲核加成R-C-LO-Nu本质加成消除历程Nu(亲核试剂)：H2O(HO-)R'OHNH3、、L（离去基团）-Cl-O-CRO-OR'-NH2：酰氧基烷氧基氨基、、、2023/6/5115第十三章羧酸及其衍生物当前第115页\共有150页\编于星期四\21点5、酰基化试剂的相对活性

羧酸衍生物酰化活性大小的顺序为：酰氯＞酸酐＞酯＞酰胺Why?

即酰氯的羰基碳最正。∴活性：酰氯＞酸酐＞酯＞酰胺

①R-COLp-p共轭使羰基碳上正电密度降低d+d-使C-L具有部分双键性质不利于酰基化反应发生2023/6/5116第十三章羧酸及其衍生物当前第116页\共有150页\编于星期四\21点L－愈易离去，越有利于第二步反应（消除反应）酸性：HCl＞RCOOH＞ROH＞NH3pKa：～2.24～516～1934

离去能力：Cl－＞－OCOR＞－OR’＞－NH2∴活性：酰氯＞酸酐＞酯＞酰胺2023/6/5117第十三章羧酸及其衍生物当前第117页\共有150页\编于星期四\21点二、还原反应①用氢化铝锂还原双键不受影响2023/6/5118第十三章羧酸及其衍生物当前第118页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/5119第十三章羧酸及其衍生物当前第119页\共有150页\编于星期四\21点②用金属钠-醇还原

2023/6/5120第十三章羧酸及其衍生物当前第120页\共有150页\编于星期四\21点③Rosenmund还原(罗德门森还原)酰氯经催化氢化还原为伯醇：若采用Rosenmund还原，可使酰氯还原为醛：这是再现学时内，从酰氯还原为醛的唯一方法。2023/6/5121第十三章羧酸及其衍生物当前第121页\共有150页\编于星期四\21点三、与Grignard试剂的反应

①Grignard试剂与酯的反应

酯与格氏试剂的反应是制备含有两个相同烃基的3°醇的好方法。2023/6/5122第十三章羧酸及其衍生物当前第122页\共有150页\编于星期四\21点②Grignard试剂与酰氯的反应

2023/6/5123第十三章羧酸及其衍生物当前第123页\共有150页\编于星期四\21点四、酰胺氮原子上的反应①酰胺的酸碱性酰胺一般被认为是中性的。(要记住)但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（Gabriel合成法，制伯胺的特殊方法）盖布瑞尔2023/6/5124第十三章羧酸及其衍生物当前第124页\共有150页\编于星期四\21点②酰胺脱水

这是合成腈最常用的方法之一。2023/6/5125第十三章羧酸及其衍生物当前第125页\共有150页\编于星期四\21点③Hofmann降级反应(霍夫曼降级反应)

2023/6/5126第十三章羧酸及其衍生物当前第126页\共有150页\编于星期四\21点五、Claisen酯缩合2023/6/5127第十三章羧酸及其衍生物当前第127页\共有150页\编于星期四\21点

类似于羟醛缩合，为了防止过多的副产物生成，一般只用于：1同种酯的缩合。2一种有α-H，一种没有α-H的交叉酯缩合。2023/6/5128第十三章羧酸及其衍生物当前第128页\共有150页\编于星期四\21点Lesson3PreparationofCarboxylicAcidDerivatives2023/6/5129第十三章羧酸及其衍生物当前第129页\共有150页\编于星期四\21点

羧酸衍生物的制备方法都已经贯穿在羧酸的性质、衍生物的性质当中，此处仅作为总结罗列出来。一、酰氯的制备：多从羧酸制备而来：PCl3和PCl5可以将酯变成酰氯。如果需要酰溴，可以从PBr3制备。2023/6/5130第十三章羧酸及其衍生物当前第130页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/5131第十三章羧酸及其衍生物当前第131页\共有150页\编于星期四\21点二、酸酐的制备酸酐的制备有三种常用方法：1同种酸酐的直接脱水

如果脱水后可以形成五元环或六元环的分子内酸酐，则非常容易脱水。通常的脱水剂有：P2O5,浓H2SO4和浓H3PO42023/6/5132第十三章羧酸及其衍生物当前第132页\共有150页\编于星期四\21点2、由酰卤与羧酸反应生成

这种方法是制备不对称酸酐、体积庞大酸酐最常用的方法。还可以将羧酸变成变成羧酸钠然后与酰氯反应。前一种需要碱吸收生成的盐酸，而后一种不需要。2023/6/5133第十三章羧酸及其衍生物当前第133页\共有150页\编于星期四\21点三、酯的制备酯的制备最常用的四种方法：1羧酸与醇直接反应成酯（一般都是伯醇）。2酰氯与醇反应成酯。这是最常用的方法，一般先把羧酸转换成酰氯，然后加醇就可以了，产率较高。3酸酐与醇反应成酯。但由于制备酸酐较难，所以，除了醋酸酐和个别的酸以外，其他酸酐需要自己制备，不如使用酰氯。4羧酸盐与活泼卤代烃反应。羧酸盐亲核性较差，所以，此方法多用于与苄基、烯丙基卤、叔卤代烷直接反应成酯。2023/6/5134第十三章羧酸及其衍生物当前第134页\共有150页\编于星期四\21点2023/6/5135第十三章羧酸及其衍生物当前第135页\共有150页\编于星期四\21点四、酰胺的制