ch-8羧酸取代羧酸ppt課件

1、第八章第八章羧酸及取代羧酸羧酸及取代羧酸羧酸是一類具有酸性的有機(jī)化合物，羧基是羧酸的羧酸是一類具有酸性的有機(jī)化合物，羧基是羧酸的官能團(tuán)。通式官能團(tuán)。通式 :RCOOH CHCOOHCH3COOHOCOCH3(CH3)2CHCH2布洛芬（芬必得） 阿司匹林羧酸分子中烴基上的氫被其他原子或基團(tuán)取代羧酸分子中烴基上的氫被其他原子或基團(tuán)取代后的化合物，稱為取代羧酸。后的化合物，稱為取代羧酸。RCHCOOHRCCOOHXOHONH2RCHCOOHRCHCOOH按烴基的種類按烴基的種類 飽和羧酸飽和羧酸 脂肪羧酸脂肪羧酸 不飽和羧酸不飽和羧酸羧酸羧酸 脂環(huán)羧酸脂環(huán)羧酸 芳香羧酸芳香羧酸按羧基的數(shù)目按羧基的

2、數(shù)目 一元酸，二元酸，多元酸一元酸，二元酸，多元酸第一節(jié)第一節(jié) 羧酸的分類和命名羧酸的分類和命名 p480C15H31COOH 軟脂酸軟脂酸 C17H35COOH 硬脂酸硬脂酸 許多羧酸最初來(lái)自天然產(chǎn)物，因此常采用許多羧酸最初來(lái)自天然產(chǎn)物，因此常采用 俗名來(lái)命名。俗名來(lái)命名。HCOOH CH3COOH C6H5COOH HOOCCOOH (Z)-HOOCCH=CHCOOH 順順-丁烯二酸丁烯二酸 馬來(lái)酸馬來(lái)酸(E)-HOOCCH=CHCOOH 反反-丁烯二酸丁烯二酸 富馬酸富馬酸蟻酸蟻酸 醋酸醋酸 安息香酸安息香酸 草酸草酸一一 命名命名羧酸的系統(tǒng)命名法與醛類似。羧酸的系統(tǒng)命名法與醛類似。 羧

3、酸習(xí)慣上常用希臘字母標(biāo)位，與羧基直接相羧酸習(xí)慣上常用希臘字母標(biāo)位，與羧基直接相連的碳原子為連的碳原子為，其他依次為，其他依次為、 (末端末端) 等。等。CH3CH2CHCHCOOHCH3CH3CH2CHCHCHCOOHCH3CHCHCHCOOHCH3HOOCCH2CCOOHOHCH2COOH2,3-二甲基戊酸二甲基戊酸 或或 , -二甲基戊酸二甲基戊酸2-甲基甲基-3-戊烯酸戊烯酸3-羧基羧基-3-羥基戊二酸檸檬酸羥基戊二酸檸檬酸2,4-戊二烯酸戊二烯酸CH2COOHCHCHCOOH3-苯基丙烯酸苯基丙烯酸肉桂酸肉桂酸 COOHCOOHCH2COOHCOOHCOOHCOOH脂環(huán)族和芳香族羧酸命

4、名：把脂環(huán)和芳環(huán)看作脂環(huán)族和芳香族羧酸命名：把脂環(huán)和芳環(huán)看作取代基，以脂肪族羧酸作為母體進(jìn)展命名。取代基，以脂肪族羧酸作為母體進(jìn)展命名。(2-)環(huán)己基乙酸環(huán)己基乙酸1,2-環(huán)己基二甲酸環(huán)己基二甲酸 苯甲酸苯甲酸鄰苯二甲酸鄰苯二甲酸 (1,2-苯基二甲酸苯基二甲酸) -萘乙酸萘乙酸CH3(CH2)4 CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3CO2H158111420二十二十 四烯酸四烯酸5,8,11,14-(花生四烯酸花生四烯酸)D5,8,11,14D5,8,11,14二十碳四烯酸二十碳四烯酸10C的不飽和酸在碳數(shù)后加的不飽和酸在碳數(shù)后加“碳字碳字碳碳 1. 分子中

5、有兩個(gè)部位可構(gòu)成分子中有兩個(gè)部位可構(gòu)成H-鍵，常以二聚體存在鍵，常以二聚體存在 1 b.p很高比很高比M相近的醇高相近的醇高 例：例： M甲酸甲酸 = M乙醇，乙醇， b.p 100.7 78.5 2 與水構(gòu)成與水構(gòu)成H-鍵鍵=易溶于水易溶于水 C1C4 的酸與水混溶，的酸與水混溶，R增大，水溶性增大，水溶性 CROO HC ROOH二二 物理性質(zhì)物理性質(zhì) p481 -活潑活潑H的反響的反響酸性酸性羰基的親核加成，羰基的親核加成，然后再消除表然后再消除表現(xiàn)為羥基的取代現(xiàn)為羥基的取代羰基的親核羰基的親核加成，復(fù)原加成，復(fù)原R C C O HOH脫羧脫羧化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)第二節(jié) 酸性酸性 p4

6、83 羧酸普通都屬于弱酸，比碳酸和苯酚的酸性強(qiáng)。羧羧酸普通都屬于弱酸，比碳酸和苯酚的酸性強(qiáng)。羧酸能分解碳酸氫鈉，放出二氧化碳，而酚不能。利酸能分解碳酸氫鈉，放出二氧化碳，而酚不能。利用此性質(zhì)可以區(qū)別羧酸與酚類。用此性質(zhì)可以區(qū)別羧酸與酚類。酸性強(qiáng)弱：無(wú)機(jī)酸酸性強(qiáng)弱：無(wú)機(jī)酸 羧酸羧酸 H2CO3 酚酚 H2O 醇醇 RCOOH + NaHCO3RCOONa+CO2H2O+分子量大的羧酸難溶于水，但其鉀鹽或鈉鹽那么易分子量大的羧酸難溶于水，但其鉀鹽或鈉鹽那么易溶于水。醫(yī)藥上常將含羧基而難溶于水的藥物制成溶于水。醫(yī)藥上常將含羧基而難溶于水的藥物制成易溶于水的鹽，如將青霉素易溶于水的鹽，如將青霉素G制成

7、鉀鹽或鈉鹽供注射制成鉀鹽或鈉鹽供注射用。用。取代基對(duì)羧酸酸性的影響取代基對(duì)羧酸酸性的影響電子效應(yīng)對(duì)酸性的影響電子效應(yīng)對(duì)酸性的影響共軛效應(yīng)共軛效應(yīng)場(chǎng)效應(yīng)場(chǎng)效應(yīng)p484吸電子取代基使酸性增大，吸電子取代基使酸性增大，給電子取代基使酸性減少給電子取代基使酸性減少X= OH OCH3 CH3 H Cl NO2 pKa 4.57 4.47 4.38 4.20 3.97 3.42COOHXHCOOHClCOOHpKa=6.04pKa=6.25HCOOH H3CCOHOCH2COHOClpKa3.774.742.86Cl2CHCOOH Cl3CCOOH1.26 0.64Cl的的-I效應(yīng)使酸性加強(qiáng)效應(yīng)使酸性加

8、強(qiáng), Cl的場(chǎng)效應(yīng)使酸性減弱的場(chǎng)效應(yīng)使酸性減弱 取代基具有給電子共軛效應(yīng)時(shí)，酸性強(qiáng)弱順序?yàn)椋喝〈哂薪o電子共軛效應(yīng)時(shí)，酸性強(qiáng)弱順序?yàn)椋?鄰鄰 間間 對(duì)對(duì)取代基具有吸電子共軛效應(yīng)時(shí)，酸性強(qiáng)弱順序?yàn)椋喝〈哂形娮庸曹椥?yīng)時(shí)，酸性強(qiáng)弱順序?yàn)椋?鄰鄰 對(duì)對(duì) 間間芳香羧酸的情況分析芳香羧酸的情況分析OHOOH空間效應(yīng)利于空間效應(yīng)利于H+離解的空間構(gòu)造酸性強(qiáng)，離解的空間構(gòu)造酸性強(qiáng)，不利于不利于H+離解的空間構(gòu)造酸性弱離解的空間構(gòu)造酸性弱分子內(nèi)的氫鍵也能使羧酸的酸性加強(qiáng)。分子內(nèi)的氫鍵也能使羧酸的酸性加強(qiáng)。鄰位效應(yīng)：當(dāng)取代基處于鄰位時(shí)，無(wú)論這個(gè)取代基鄰位效應(yīng)：當(dāng)取代基處于鄰位時(shí)，無(wú)論這個(gè)取代基是吸電子基

9、還是供電子基是吸電子基還是供電子基(NH2除外除外)，都將使酸性，都將使酸性加強(qiáng)，即鄰位取代苯甲酸的酸性大于對(duì)位、間位取加強(qiáng)，即鄰位取代苯甲酸的酸性大于對(duì)位、間位取代苯甲酸，也大于苯甲酸。代苯甲酸，也大于苯甲酸。詳細(xì)分析：詳細(xì)分析： 鄰鄰 位誘導(dǎo)、共軛、場(chǎng)、氫鍵效位誘導(dǎo)、共軛、場(chǎng)、氫鍵效 應(yīng)、空間效應(yīng)均要思索。應(yīng)、空間效應(yīng)均要思索。 對(duì)對(duì) 位誘導(dǎo)很小、共軛為主。位誘導(dǎo)很小、共軛為主。 間間 位誘導(dǎo)為主、共軛很小。位誘導(dǎo)為主、共軛很小。 OHOOHOHCOOHOHCOOHpka : 2.98 4.08 4.57O2NCOOHCOOHCOOHCOOHNO2NO2pKa2.213.423.494.2

10、0第三節(jié)第三節(jié) 羧酸的化學(xué)性質(zhì)羧酸的化學(xué)性質(zhì)一、與堿的反響及羧酸鹽一、與堿的反響及羧酸鹽 p486RCOOH + NaHCO3 RCOO-Na+ + CO2 + H2OArONa + CO2 + H2O ArOH + NaHCO3 酚不能和碳酸氫鈉反響酚不能和碳酸氫鈉反響羧酸鹽有無(wú)機(jī)鹽的性質(zhì)，羧酸根負(fù)離子具有羧酸鹽有無(wú)機(jī)鹽的性質(zhì)，羧酸根負(fù)離子具有親核性，可與鹵代烴反響生成羧酸酯。親核性，可與鹵代烴反響生成羧酸酯。C2H5CH2Cl+ CH3COONaCH3COOHC2H5CH2OOCCH3親水基團(tuán)親水基團(tuán)疏水基團(tuán)疏水基團(tuán)二、羰基的反響二、羰基的反響 p488羧酸中的羰基沒(méi)有醛、酮中的活潑。羧酸

11、中的羰基沒(méi)有醛、酮中的活潑。羰基受親核試劑進(jìn)攻發(fā)生加成羰基受親核試劑進(jìn)攻發(fā)生加成-消去反響消去反響產(chǎn)物：碳氧鍵斷裂，羥基被其他基團(tuán)取代產(chǎn)物：碳氧鍵斷裂，羥基被其他基團(tuán)取代羧基中羥基被取代的反響羧基中羥基被取代的反響PCl3PCl5 POCl3 + HClSOCl2SO2 + HClH3PO3回回流流COHORCORO CP2O5CORNH2H NH2H ORCOROR+ H2OH+COROH +ORRCOCl +RCOCl +RCOCl +回回流流回回流流+ HORH+ H2OCOOHRCOORR反響慢，反響慢，H 催化催化(常用的催化劑有鹽酸常用的催化劑有鹽酸 、硫酸、苯磺酸硫酸、苯磺酸)

12、；可逆，難進(jìn)展完全。；可逆，難進(jìn)展完全。+使反響進(jìn)展究竟：使反響進(jìn)展究竟：反響物之一過(guò)量反響物之一過(guò)量除去產(chǎn)物之一常是除去產(chǎn)物之一常是H2O使平衡向左挪動(dòng)。例使平衡向左挪動(dòng)。例如除水，乙酸乙酯、乙酸、水可構(gòu)成三元恒沸物如除水，乙酸乙酯、乙酸、水可構(gòu)成三元恒沸物 bp 70.4。1 成酯成酯例：例：OO83%OOHCH3+CH2HCH2CH3HHOCH2H+ (TsOH)苯苯, ref. (-H2O) 在藥物合成中常利用酯化反響將藥物轉(zhuǎn)變?yōu)榍八?prodrug)，以改動(dòng)藥物的生物利用度、穩(wěn)定性等。 賽他洛爾賽他洛爾cetarnolol為為 -腎上腺能阻斷劑，腎上腺能阻斷劑，可治療可治療 青光眼和

13、降低眼壓，由于極性強(qiáng)和脂溶性差，青光眼和降低眼壓，由于極性強(qiáng)和脂溶性差，難于透過(guò)角膜。丁酰賽他洛爾的脂溶性增高，制成難于透過(guò)角膜。丁酰賽他洛爾的脂溶性增高，制成的滴眼劑透過(guò)角膜的才干添加了的滴眼劑透過(guò)角膜的才干添加了4-6倍，進(jìn)入眼球倍，進(jìn)入眼球后，經(jīng)酶水解再生成賽他洛爾而起效。后，經(jīng)酶水解再生成賽他洛爾而起效。ONNNSONOHHONNNSONOCOC3H7H賽他洛爾丁酰賽他洛爾如何脫水：如何脫水：a. R C OHO+ H O R+ H2OR C ORO+ HO RR C OOHb.+ H2OR C ORO兩種可能闡明醋酸與乙醇的反響是按闡明醋酸與乙醇的反響是按a式進(jìn)展的式進(jìn)展的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)實(shí)

14、驗(yàn)現(xiàn)實(shí)1. 同同位位素素標(biāo)標(biāo)記記: :H3C C OHO+ H18O EtH3C C18OEtO+ H2O2. 旋旋光光標(biāo)標(biāo)記記: : CH3C OHO+H O CCH3(CH2)5CH3H* *C O CCH3(CH2)5CH3HCH3O+ H2O* *RYOORYNuRNuO+YNuOHRYHNu-YHRNuOHRNuO-H+H酯化反響的機(jī)理酯化反響的機(jī)理 p488*1 加成加成消除機(jī)制消除機(jī)制RYORYOHOHRYNuHHNuHOHRYNu-H歷程：歷程：1oROH，2oROH酯化時(shí)按加成酯化時(shí)按加成消除機(jī)制進(jìn)展。消除機(jī)制進(jìn)展。 酸和醇的體積酸和醇的體積(空間要素空間要素)對(duì)酯化反響速率

15、影響很大。對(duì)酯化反響速率影響很大。與CH3OH反應(yīng)CH3COOH CH3CH2COOH (CH3)2CHCOOH (CH3)3CCOOH相對(duì)速率 1 0.84 0.33 0.037酯化反響的活性順序?yàn)椋乎セ错懙幕钚皂樞驗(yàn)椋捍迹捍迹?CH3OHRCH2OHR2CHOH羧酸：羧酸： HCOOHCH3COOHRCH2COOH R2CHCOOHR3CCOOH 3oROH按此反響機(jī)制進(jìn)展酯化。按此反響機(jī)制進(jìn)展酯化。 由于由于R3C+易與堿性較強(qiáng)的水結(jié)合，不易與羧酸易與堿性較強(qiáng)的水結(jié)合，不易與羧酸結(jié)合，故逆向反響比正向反響易進(jìn)展。所以結(jié)合，故逆向反響比正向反響易進(jìn)展。所以3oROH的酯化反響產(chǎn)率很低。的

16、酯化反響產(chǎn)率很低。*2 碳正離子機(jī)制碳正離子機(jī)制(CH3)3C-OHH+(CH3)3COH2+-H2O(CH3)3C+O=C-ROH屬于屬于SN1機(jī)制機(jī)制OR-C-OC(CH3)3+OHR-C-OC(CH3)3-H+按按SN1機(jī)制進(jìn)機(jī)制進(jìn)展反響，是烷展反響，是烷氧鍵斷裂氧鍵斷裂該反響機(jī)制也該反響機(jī)制也從同位素方法從同位素方法中得到了證明。中得到了證明。OCH3C-OH+ (CH3)3COHOCH3C-OC(CH3)3+ H2O1818僅有少量空阻大的羧酸按此反響機(jī)理進(jìn)展。僅有少量空阻大的羧酸按此反響機(jī)理進(jìn)展。*3 ?；x子機(jī)制?；x子機(jī)制(了解了解CH3CH3CH3C-OHOCH3CH3C

17、H3C-OH2O+CH3CH3CH3C-OCH3OCH3CH3CH3C-OCH3O+HCH3CH3CH3CO+CH3CH3CH3CO+H2SO4(濃濃)-H+屬于屬于SN1機(jī)制。機(jī)制。78%2 成酰鹵成酰鹵 p489PCl3PCl5 POCl3 + HClSOCl2SO2 + HClH3PO3回回流流COROH+COClR+歷程：歷程： CO+ SOCl2OSOCl+ HCl+ SO2CROHCORClRO-HClPCl3適于制備低適于制備低b.p.酰氯酰氯; PCl5適于制備高適于制備高b.p.酰氯酰氯; 用用SOCl2制備酰氯，產(chǎn)物除酰氯外，都是氣體，容制備酰氯，產(chǎn)物除酰氯外，都是氣體，容

18、易提純，但所制酰氯與易提純，但所制酰氯與SOCl2的的b.p.不應(yīng)相近。不應(yīng)相近。3 成酰胺成酰胺CH3CH2CH2COOH + NH3CH3CH2CH2COO- +NH425oC反響是可逆的反響是可逆的,加熱加熱/脫水有利于正反響脫水有利于正反響,為使正反響順為使正反響順利進(jìn)展利進(jìn)展,常采用苯、甲苯帶水的方式除去產(chǎn)生的水。常采用苯、甲苯帶水的方式除去產(chǎn)生的水。R-C-O-NH4+OORC-NH2室溫室溫-H2OORC-OH + NH3P2O5RCN + H2O185oCCH3CH2CH2CONH2+ H2O運(yùn)用實(shí)例：尼龍運(yùn)用實(shí)例：尼龍66的合成的合成nHO2C(CH2)4COOH + nH2

19、N(CH2)6NH2270oC 1MPa+ nH2OnC(CH2)4CNH(CH2)6NHOO反響機(jī)制自學(xué)反響機(jī)制自學(xué)R-C-O-NH4+OORC-OH + NH3R-C-OHO-NH3+R-C-OH2O-NH2+-H2OORC-NH2R-C=N-HOH-H2ORCN 互變互變異構(gòu)異構(gòu)親核加成親核加成質(zhì)子轉(zhuǎn)移質(zhì)子轉(zhuǎn)移 羧酸失水生成酸酐。條件：加熱、脫水劑。羧酸失水生成酸酐。條件：加熱、脫水劑。脫水劑主要有乙酰氯、乙酸酐、五氧化二磷等脫水劑主要有乙酰氯、乙酸酐、五氧化二磷等 4 成酸酐成酸酐OROHOROOR+ H2OP2O52混合酸酐的制備混合酸酐的制備:RCOCl + NaOOCRRCOOC

20、ORSN2OOOOROOROOHOROH2+2某些二元酸，只需加熱即可生成五元環(huán)或六元某些二元酸，只需加熱即可生成五元環(huán)或六元環(huán)的酸酐。環(huán)的酸酐。COOHCOOHCCOOOCOOHCOOHCCOOO5 復(fù)原反響復(fù)原反響 p490C6H5COOHLiAlH4C6H5CH2OHCH2CHCH2COOHLiAlH4CH2CHCH2CH2OHCH2CHCH2COOHB2H6CH2CHCH2COOHH2, PtCH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2COOH羧酸能用羧酸能用LiAlH4和和B2H6復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原復(fù)原不復(fù)原不復(fù)原不復(fù)原不復(fù)原不復(fù)原

21、不復(fù)原不復(fù)原不復(fù)原CCCOOH 催化氫化催化氫化LiAlH4NaBH4 B2H6CO三、脫羧反響三、脫羧反響 p4911 羧酸的脫羧反響羧酸的脫羧反響羧酸分子中羧基脫去二氧化碳的反響稱為脫羧反羧酸分子中羧基脫去二氧化碳的反響稱為脫羧反響。普通脂肪酸難以脫羧，當(dāng)兩個(gè)吸電子基團(tuán)在響。普通脂肪酸難以脫羧，當(dāng)兩個(gè)吸電子基團(tuán)在同一碳上，易加熱脫羧。同一碳上，易加熱脫羧。Y= R-CO-, HOCO-, -CN, -NO2, -ArCH2COOHYY-CH3+ CO2加熱加熱()-C上有強(qiáng)吸電子基的羧酸不穩(wěn)定，易脫羧：上有強(qiáng)吸電子基的羧酸不穩(wěn)定，易脫羧：HOOC CH2COOHC CH2COOHCl3C

22、COOHCH3OC CH3CH3OCH3COOH + CO2+ CO2CHCl3 + CO2ORCCH3互變異構(gòu)互變異構(gòu)*環(huán)環(huán) 狀狀 過(guò)過(guò) 渡渡 態(tài)態(tài) 機(jī)機(jī) 理理 (了解了解)OHOCH2CCORORCCH2COHO CH2RCOH-CO22 生物脫羧自學(xué)生物脫羧自學(xué)3 羧酸鹽的脫羧反響羧酸鹽的脫羧反響 p492脂肪酸不易脫羧，成鹽后可以進(jìn)展脫羧。脂肪酸不易脫羧，成鹽后可以進(jìn)展脫羧。 1 漢斯蒂克漢斯蒂克 Hunsdiecker 反響反響純的枯燥的羧酸銀鹽在四氯化碳中與溴一同加純的枯燥的羧酸銀鹽在四氯化碳中與溴一同加熱，可以放出二氧化碳生成溴代烴。熱，可以放出二氧化碳生成溴代烴。+ CO2+

23、AgBrCH3CH2CH2CO2HAg2OBr2無(wú)水CH3CH2CH2CO2AgCCl4DCH3CH2CH2Br(一級(jí)溴代烷較好)例例OCH3OHCH3OOCH3OHCH3OCOOHBrAg2OBr2RCOOAg Br2+AgBrRCOOBrRCOOBr.+.R CO2 +.Br+.RBr CO2+自在基機(jī)理自在基機(jī)理(了解了解)COOHCH3+Pb(OAc)4LiClClCH3ClCH3*2科西科西Kochi反響反響自在基機(jī)理可制備自在基機(jī)理可制備1、2、3RCl；制備仲、；制備仲、叔氯代烴較好叔氯代烴較好+ CO2RCO2HR-ClPb(OAc)4LiCl3Kolbe電解法電解法羧酸鹽電解

24、制備高級(jí)烷烴羧酸鹽電解制備高級(jí)烷烴自在基機(jī)理自在基機(jī)理2 CH3(CH2)12COOHCH3(CH2)24CH3電解四、四、-鹵代反響鹵代反響 p493羧酸分子中羧酸分子中-碳上的氫，遭到鄰位羧基的影碳上的氫，遭到鄰位羧基的影響變得活潑，能被鹵素取代，這種情況和醛酮響變得活潑，能被鹵素取代，這種情況和醛酮-氫一樣。但羧酸氫一樣。但羧酸-氫的鹵代需三鹵化磷或氫的鹵代需三鹵化磷或紅磷等的催化。紅磷等的催化。CH3COOH + Cl2PClCH2COOHClCH2COOH + Cl2PCl2CHCOOHCl2CHCOOH + Cl2PCl3CCOOH一一氯氯乙乙酸酸二二氯氯乙乙酸酸三三氯氯乙乙酸酸催

25、化劑的作用是將羧酸轉(zhuǎn)化為催化劑的作用是將羧酸轉(zhuǎn)化為酰鹵，酰鹵的酰鹵，酰鹵的-H具有較高的具有較高的活性而易于轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际?，從活性而易于轉(zhuǎn)變?yōu)橄┐际?，從而使鹵化反響發(fā)生。所以用而使鹵化反響發(fā)生。所以用10%30%的乙酰氯或乙酸酐的乙酰氯或乙酸酐同樣可以起催化作用。同樣可以起催化作用。 反響機(jī)理反響機(jī)理RCH2COOHPBr3RCH2CBrORCH-CBrBr+OH+ Br -HBrRCH-CBrBrORCHCOOH + RCH2CBrBrORCH2COOH控制鹵素用量可得一元或控制鹵素用量可得一元或多元鹵代酸。碘代酸由多元鹵代酸。碘代酸由-氯或溴代酸與氯或溴代酸與KI反響反響來(lái)制備。來(lái)制備?；プ?/p>

26、異構(gòu)互變異構(gòu)這步反響這步反響不會(huì)逆轉(zhuǎn)不會(huì)逆轉(zhuǎn)RCH=CBrOHBr-Br當(dāng)反響中紅磷或三鹵化磷用量發(fā)生改動(dòng)將會(huì)當(dāng)反響中紅磷或三鹵化磷用量發(fā)生改動(dòng)將會(huì)得到不同產(chǎn)物，見(jiàn)得到不同產(chǎn)物，見(jiàn) 問(wèn)題問(wèn)題147.R-CH-COOHBrR-CH-COOHR-CH-COOHR-CH-COOHR-CH(COOH)2NaOHH2OH+NH3 NaHCO3 NaCNOHNH2CNH3O+ -鹵代酸很活潑，常用來(lái)制備鹵代酸很活潑，常用來(lái)制備 -羥基酸和羥基酸和 -氨氨基酸、丙二酸等。基酸、丙二酸等。五、二元羧酸的酸性和熱分解反響五、二元羧酸的酸性和熱分解反響 p4941 酸性酸性二元酸具有兩個(gè)羧基，故有二元酸具有兩個(gè)羧

27、基，故有Ka1和和Ka2兩個(gè)解離常數(shù)，兩個(gè)解離常數(shù)，羧基是吸電子基，羧基是吸電子基， Ka1比較大見(jiàn)表比較大見(jiàn)表14-3 。2 熱分解反響熱分解反響二元羧酸受熱時(shí)，隨著兩個(gè)羧基間間隔二元羧酸受熱時(shí)，隨著兩個(gè)羧基間間隔不同而發(fā)生不同的反響。不同而發(fā)生不同的反響。兩個(gè)羧基直接相連或只間隔一個(gè)碳原子，受熱發(fā)生兩個(gè)羧基直接相連或只間隔一個(gè)碳原子，受熱發(fā)生脫羧反響，生成一元羧酸。脫羧反響，生成一元羧酸。HOOCCOOHHCOOH + CO2COOHCOOHCOOH + CO2例例0、1 脫羧成羧酸脫羧成羧酸兩個(gè)羧基間隔兩個(gè)羧基間隔2個(gè)或個(gè)或3個(gè)碳原子，受熱發(fā)生個(gè)碳原子，受熱發(fā)生脫水反響，生成環(huán)酐。脫水反

28、響，生成環(huán)酐。COOHCOOHCH2CH2COCOCH2CH2O丁丁二二酸酸丁丁二二酸酸酐酐COOHCOOHCH2CHCH2CH3COCOCH2CHCH2CH3O2-甲基戊二酸甲基戊二酸2-甲基戊二酸酐甲基戊二酸酐 例例 2、3 脫水成酸酐脫水成酸酐COOHCH2CH2CH2CH2CO + H2O + CO2CH2CH2COOHCH2CH2兩個(gè)羧基間隔兩個(gè)羧基間隔4個(gè)或個(gè)或5個(gè)碳原子，受熱發(fā)生脫水脫個(gè)碳原子，受熱發(fā)生脫水脫羧反響，生成環(huán)酮。羧反響，生成環(huán)酮。HOOCCOOH+ CO2 + H2OO例例兩個(gè)羧基間隔兩個(gè)羧基間隔5個(gè)以上碳原子，在高溫時(shí)發(fā)生個(gè)以上碳原子，在高溫時(shí)發(fā)生脫水反響，生成高

29、分子鏈狀酸酐。脫水反響，生成高分子鏈狀酸酐。4、5 脫水又脫羧脫水又脫羧Blanc (布朗克布朗克)規(guī)那么：規(guī)那么：在能夠構(gòu)成環(huán)狀化合物的條件下在能夠構(gòu)成環(huán)狀化合物的條件下,總是比較容易構(gòu)成五總是比較容易構(gòu)成五元或六元環(huán)狀化合物元或六元環(huán)狀化合物(即五、六元環(huán)容易構(gòu)成即五、六元環(huán)容易構(gòu)成)。0、1 脫羧成羧酸脫羧成羧酸 2、3 脫水成酸酐脫水成酸酐 4、5 脫水又脫羧脫水又脫羧 6個(gè)以上成聚酐個(gè)以上成聚酐HOOC(CH2)nCOOHCOOHCH2COOHHOOCCH2CH2CHCOOHCOOHOOOO先脫羧，先脫羧，再成酸酐再成酸酐1、烯、炔烴的氧化：、烯、炔烴的氧化：KMnO4, O3 ，適

30、用于對(duì)稱烯炔和，適用于對(duì)稱烯炔和末端烯炔末端烯炔2、醇、醛的氧化：、醇、醛的氧化：KMnO4, CrO3, Ag2O(用于醛用于醛)，制備同碳數(shù)的羧酸制備同碳數(shù)的羧酸3、鹵仿反響：、鹵仿反響：X2 / OH，制備減少一個(gè)碳原子的羧酸，制備減少一個(gè)碳原子的羧酸4、烷基苯氧化：制備苯甲酸及其部分衍生物、烷基苯氧化：制備苯甲酸及其部分衍生物-H 5、羧酸衍生物水解：酰鹵、酸酐、酯、酰胺、羧酸衍生物水解：酰鹵、酸酐、酯、酰胺第四節(jié)第四節(jié) 羧酸的制備方法羧酸的制備方法 (自學(xué)自學(xué)) p4957. 格氏試劑與格氏試劑與CO2反響后水解，制備添加一個(gè)碳原反響后水解，制備添加一個(gè)碳原子的羧酸；子的羧酸；1、2

31、、3RX都可運(yùn)用都可運(yùn)用 BrMgEt2OCO2H3O+COOH8、酚酸合成、酚酸合成Kolbe-Schmidt反響反響9、丙二酸酯法等酸酸衍生物中講解、丙二酸酯法等酸酸衍生物中講解6. 腈的水解腈的水解由鹵代烴制備比原料多一個(gè)碳的羧由鹵代烴制備比原料多一個(gè)碳的羧酸；此法僅適用于酸；此法僅適用于1RX2、3RX 與與NaCN作用作用易發(fā)生消除反響易發(fā)生消除反響RXNaCNRCNH /H2ORCOOH醇取代羧酸取代羧酸羧酸分子中烴基上的氫被其他原子或基團(tuán)取羧酸分子中烴基上的氫被其他原子或基團(tuán)取代所得的衍生物叫做取代羧酸。代所得的衍生物叫做取代羧酸。COOHCHNH2RCOCOOHRCOOHCHO

32、HRCOOHCHXR取代羧酸類別取代羧酸類別ClCH2COOHCH3CHCOOHOHH2NCH2COOHCOOHCOOHOHHCOCOOHCH3CO補(bǔ)充補(bǔ)充補(bǔ)充補(bǔ)充取代羧酸為雙官能團(tuán)化合物，兼有取代基取代羧酸為雙官能團(tuán)化合物，兼有取代基和羧基的性質(zhì)，且由于二者相互位置的不和羧基的性質(zhì)，且由于二者相互位置的不同，又具有一些特性。同，又具有一些特性。一、鹵代酸一、鹵代酸鹵代酸的酸性強(qiáng)于羧酸鹵代酸的酸性強(qiáng)于羧酸, ,經(jīng)過(guò)鹵代酸經(jīng)過(guò)鹵代酸可制備其它取代羧酸。可制備其它取代羧酸。R-CH-COOHBrNH3R-CH-COOHNH2R-CH-COOHOHR-CH-COOHCNR-CH-COOHCOOHOH

33、-CN-H3O+ -鹵代酸堿性水解：鹵代酸堿性水解：濃堿作用濃堿作用下，構(gòu)型下，構(gòu)型翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)。COO-CH3HBrOH-SN2在在Ag2O存存在下，用在下，用稀堿作用，稀堿作用，構(gòu)型堅(jiān)持。構(gòu)型堅(jiān)持。O-OHCH3BrAg+s-CH3CHBrCOOHAg2OOH-補(bǔ)充補(bǔ)充COO-CH3HHOBrCOO-CH3HHO-Br-鄰基參與鄰基參與OOHCH3-AgBrOOHCH3OHOH-O-OHCH3OHOHOHCH3OHH+s內(nèi)酯內(nèi)酯 -或或 -鹵代酸在堿作用下生成內(nèi)酯鹵代酸在堿作用下生成內(nèi)酯 -鹵代酸在堿的作用下生成鹵代酸在堿的作用下生成 , -不飽和羧酸不飽和羧酸RCHCHCOOHBrH.RC

34、HCHCOOHOOCH2CH2CH2COOHBrNa2CO3CH2CH2CH2COOBr補(bǔ)充補(bǔ)充反響過(guò)程中閱歷兩次反響過(guò)程中閱歷兩次SN2，構(gòu)型堅(jiān)持，構(gòu)型堅(jiān)持(復(fù)習(xí)鄰基參與，留意立體化學(xué)問(wèn)題復(fù)習(xí)鄰基參與，留意立體化學(xué)問(wèn)題)第五節(jié)第五節(jié) 羥基酸羥基酸 p499羥基酸包括醇酸和酚酸。羥基酸包括醇酸和酚酸。2-羥基丙酸羥基丙酸(乳酸乳酸) 羥基丁二酸羥基丁二酸(蘋果酸蘋果酸) 2,3-二羥基丁二酸二羥基丁二酸(酒石酸酒石酸)3-羧基羧基-3-羥基戊二酸羥基戊二酸(檸檬酸檸檬酸) 鄰羥基苯甲酸鄰羥基苯甲酸(水楊酸水楊酸) 3,4,5-三羥基苯甲酸三羥基苯甲酸(沒(méi)食子酸沒(méi)食子酸) HOOCCHCHCOO

35、HOHOHCH3CHCOOHOHHOOCCH2CHCOOHOHOHOHCOOHHOHOOCCH2CH2COOHCOHCOOHOHCOOH一、來(lái)源與制備一、來(lái)源與制備很多羥基酸存在于自然界，其合成方法如下：很多羥基酸存在于自然界，其合成方法如下：1) 從羥基腈水解從羥基腈水解 CHCNOHH+RH(R)OCRH(R)CNOHCRH(R)COOH -羥基酸羥基酸RCHHOXH+CH2RCHCH2OHXKCNRCHCH2OHCNRCHCH2OHCOOH -羥基酸羥基酸2從鹵代酸水解從鹵代酸水解 3 雷福爾馬茨基雷福爾馬茨基(Reformatsky) 反響反響是制備是制備-羥基酸酯和羥基酸酯和-羥基酸

36、的重要方法之一羥基酸的重要方法之一 添加碳添加碳BrCH2COOC2H5Zn醚CH2COOC2H5ZnBrRCHOCH3COOHCl2PCH2COOHClCH2COOHOHH+H3O+RCHCH2COOC2H5OZnBrRCHCH2COOHOH有機(jī)鋅試劑只與醛酮的羰基反響，不能用鎂替代有機(jī)鋅試劑只與醛酮的羰基反響，不能用鎂替代鋅，因有機(jī)鎂試劑太活潑，與酯也發(fā)生反響。鋅，因有機(jī)鎂試劑太活潑，與酯也發(fā)生反響。4經(jīng)過(guò)羥醛縮合反響制備經(jīng)過(guò)羥醛縮合反響制備 -羥基酸羥基酸具有具有-H的酯在二異丙醇鋰的酯在二異丙醇鋰LDA作用下與醛作用下與醛酮反響制備酮反響制備-羥基酸酯羥基酸酯 2 RCH2CHOOH-

37、RCH2CHCHCHOHORAg2ORCH2CHCHCOOHHOR選擇性氧化5內(nèi)酯水解內(nèi)酯水解環(huán)酮經(jīng)過(guò)過(guò)氧酸氧化處置得內(nèi)酯環(huán)酮經(jīng)過(guò)過(guò)氧酸氧化處置得內(nèi)酯,水解后制得羥基酸水解后制得羥基酸O過(guò)氧酸OOOH-Baeyer-Villiger 反響反響OHCOO-H+OHCOOH6-羥基酸的合成羥基酸的合成將二元酸單酯的酯基復(fù)原成醇將二元酸單酯的酯基復(fù)原成醇 HOOC(CH2)nCOOC2H5HOOC(CH2)nCH2OHNa + C2H5OHH2O補(bǔ)充補(bǔ)充 酸性酸性 由于羥基的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)，醇酸的酸性比相應(yīng)由于羥基的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)，醇酸的酸性比相應(yīng)的羧酸強(qiáng)。的羧酸強(qiáng)。鄰位的酸性比苯鄰位的酸性比苯甲酸

38、強(qiáng)；甲酸強(qiáng)；間位的加強(qiáng)甚微；間位的加強(qiáng)甚微；對(duì)位的酸性比苯對(duì)位的酸性比苯甲酸還弱。甲酸還弱。二二 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)鄰位鄰位:可以構(gòu)成分子內(nèi)氫鍵，使得鄰羥基苯甲酸可以構(gòu)成分子內(nèi)氫鍵，使得鄰羥基苯甲酸負(fù)離子穩(wěn)定，這樣解離后的質(zhì)子不易再和羧基負(fù)負(fù)離子穩(wěn)定，這樣解離后的質(zhì)子不易再和羧基負(fù)離子結(jié)合，而使酸性加強(qiáng)。離子結(jié)合，而使酸性加強(qiáng)。OCOHOH OCOOH H+.間位：經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)效應(yīng)間位：經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)效應(yīng)(沒(méi)有共軛效應(yīng)沒(méi)有共軛效應(yīng))起作用，起作用，使羧基負(fù)離子穩(wěn)定，酸性加強(qiáng)，但因隔了使羧基負(fù)離子穩(wěn)定，酸性加強(qiáng)，但因隔了3個(gè)碳個(gè)碳原子，影響減弱，酸性加強(qiáng)甚小。原子，影響減弱，酸性加強(qiáng)甚小。補(bǔ)充補(bǔ)充CHOOO

39、H對(duì)位：同時(shí)存在誘導(dǎo)效應(yīng)對(duì)位：同時(shí)存在誘導(dǎo)效應(yīng)-I和共軛效應(yīng)和共軛效應(yīng)+C，其，其+C效應(yīng)起主導(dǎo)作用，羥基對(duì)羧基顯示效應(yīng)起主導(dǎo)作用，羥基對(duì)羧基顯示供電子效應(yīng)供電子效應(yīng),使酸性減小。使酸性減小。 2 脫水反響脫水反響 -羥基酸受熱時(shí)，分子間交叉脫水，構(gòu)成交酯。羥基酸受熱時(shí)，分子間交叉脫水，構(gòu)成交酯。丙交酯丙交酯CH3CHOHOCOHOCH3CHOHOCHO.OOCH3CH3OH2O+補(bǔ)充補(bǔ)充RCHCHCOOHOHH.RCHCHCOOH -羥基酸受熱時(shí)，分子內(nèi)脫水生成羥基酸受熱時(shí)，分子內(nèi)脫水生成 , -不飽和酸。不飽和酸。 -羥基酸分子中的羥基和羧基在常溫下即可脫水羥基酸分子中的羥基和羧基在常溫下

40、即可脫水生成五元環(huán)的生成五元環(huán)的 -內(nèi)酯。內(nèi)酯。.CH2CH2CH2OCOOHH.OO -丁內(nèi)酯丁內(nèi)酯 -內(nèi)酯是穩(wěn)定的中性化合物，遇熱的堿溶液能水解內(nèi)酯是穩(wěn)定的中性化合物，遇熱的堿溶液能水解成成 -羥基酸鹽。羥基酸鹽。 OONaOH/H2OCH2CHCH2COONaOHCH3Note: -羥基酸也能脫水成六元環(huán)的羥基酸也能脫水成六元環(huán)的 -內(nèi)酯，內(nèi)酯，但比但比 -內(nèi)酯較難生成。內(nèi)酯較難生成。OOCH3H3C -甲基甲基- -戊內(nèi)酯戊內(nèi)酯OOH3CCH2CH3 -甲基甲基- -己內(nèi)酯己內(nèi)酯 羥基處于羧基的鄰位或?qū)ξ坏姆铀?，加熱易引起羥基處于羧基的鄰位或?qū)ξ坏姆铀?，加熱易引起脫羧反響。脫羧反響?

41、3 脫羧反響脫羧反響 COOHRCHOH稀KMnO4RCHOCO2+H2O+RCOOHOCOOHRCOH稀KMnO4CO2+H2O+RCORRCOOHOH200200220OHCO2+OHOHCOOHHOOHOHHOCO2+ 4 氧化反響氧化反響 羥基酸羰基酸 O H 重要的羥基酸重要的羥基酸(一一) 乳酸乳酸(二二) 酒石酸酒石酸酒石酸學(xué)名酒石酸學(xué)名2,3-二羥基丁二酸。二羥基丁二酸。(三三) 檸檬酸檸檬酸檸檬酸又名枸櫞酸，學(xué)名檸檬酸又名枸櫞酸，學(xué)名3-羧基羧基-3-羥基戊二酸。羥基戊二酸。C6H12O6乳酸桿菌COOHCH3CHOH工業(yè)上乳酸由糖經(jīng)乳酸桿菌發(fā)酵制得。工業(yè)上乳酸由糖經(jīng)乳酸桿菌發(fā)酵制得。乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖補(bǔ)充補(bǔ)充COOHOHOCOCH3CH3COOH+(CH3CO)2OH3PO4COOH阿司匹林具有解熱、鎮(zhèn)痛、抗血栓構(gòu)成及抗風(fēng)濕的阿司匹林具有解熱、鎮(zhèn)痛、抗血栓構(gòu)成及抗風(fēng)濕的作作用，刺激性較水楊酸小，是內(nèi)服退熱鎮(zhèn)痛藥。用，刺激性較水楊酸小，是內(nèi)服退