有機化學-第11章-羧酸衍生物

1、第11章 羧酸衍生物 L = -X（-Cl、-Br） 酰鹵 -OCOR（-OCOAr）酸酐 -OR（-OAr） 酯 -NH2、-NHR、-NR2 酰胺 11-1L羧酸衍生物的命名酰鹵：?；?鹵素酸酐：羧酸名稱+酐乙酰氯a-溴丁酰溴苯甲酰氯順丁烯二酸酐乙丙酐（乙酸丙酸酐）醋酐（乙酸酐）11-2酯：羧酸名稱+醇名稱+酯酰胺：?；?胺(或某胺)苯甲酸乙酯丙二酸二乙酯乙酰乙酸乙酯乙酰胺乙酰苯胺N, N-二甲基甲酰胺(DMF)1,6-己內(nèi)酰胺11-3羧酸衍生物的親核取代反應11-4?；嫌H核取代反應的通式水解反應醇解反應胺解反應反應類型 ?；系挠H核取代的一般機理?；系挠H核取代= 親核加成消除或11-

2、5 ?；系挠H核取代相對速度（相對反應活性）兩方面原因：羰基的親電性不同（與加成步驟有關） 誘導效應的影響 ： 電負性：Cl O N正電荷密度大對加成步驟有利11-6離去基團的離去能力（與消除步驟有關）共軛較弱共軛較強（羰基性質減弱） 共軛效應的影響 ：11-7羧酸衍生物的水解反應11-8 酰氯的水解易反應（可直接與水反應） 酸酐的水解較易反應，H 或 OH催化更快11-9 酯的水解需 H或 OH催化，當OH用量大于化學計量時，反應完全。 酰胺的水解H+ or OH的用量須大于化學計量，要加熱。11-10(1) 酯的酸性水解機理（酯化反應的逆反應，有兩種可能機理：酰氧斷鍵和烷氧斷鍵） 羧酸衍生

3、物的水解機理（以酯的水解為例）機理(i)11-11 這兩種機理分別適合于何種結構的酯類？ 如何證明這兩種可能的機理？問題機理(ii)11-12 (2) 酯的堿性水解（皂化反應）機理堿過量時，產(chǎn)物為羧酸鹽，反應不可逆。11-13問題 完成反應式 11-14問題 排列下列物質發(fā)生水解反應的活性順序 （3）（4）（1）（2）（5）羧酸衍生物的醇解反應 酰氯的醇解反應優(yōu)點：反應完全，產(chǎn)率高（堿吸收）合成上用于制備酯酯酯酰氯11-15 酸酐和酰鹵是常用的非常好的?；噭?。酰化反應具有重要的生物學意義，有些藥物引入?；蠖拘越档?，同時增大了藥物的脂溶性，提高了療效。11-16 酸酐的醇解反應酰基的親核取代

4、反應 酰化試劑?；磻?親核試劑?；D移反應 酯的醇解反應（酯交換反應） 反應可逆 需 H 或 R”O(jiān)催化蒸除11-17酯交換反應的應用： 由低沸點醇的酯轉化為高沸點醇的酯 二酯化合物的選擇性水解 比酯的醇解還要難，需在濃酸或醇鈉條件下才能醇解為酯。 制備難合成的酯11-18 酰胺的醇解反應羧酸衍生物的胺(氨)解反應 酰氯的胺(氨)解 酸酐的胺(氨)解11-19由酰氯和酸酐制備酰胺優(yōu)點：反應快，條件溫和，產(chǎn)率高 酯的胺(氨)解 酰胺的胺(氨)解條件：無水、過量胺胺的交換，合成上意義不大11-20 ?；磻囊饬x 11-21 藥物改性撲熱息痛 保護氨基11-2211-23乙酰乙酸乙酯（一）乙酰乙

5、酸乙酯的制備Claisen（酯）縮合b-酮酸酯（1,3-二羰基類化合物） 其他常用堿： NaH, NaNH2, Ph3CNa, t-BuOK （弱親核性強堿） Claisen 縮合機理11-24交叉酯縮合（兩個不同酯之間的縮合）產(chǎn)物單一有合成意義合成上意義不大11-25無a氫有a氫11-26丙二酸酯1,3-二酯Dieckmann 縮合（分子內(nèi)酯縮合）11-27主要產(chǎn)物（二）乙酰乙酸乙酯的性質 與HCN、飽和NaHSO3羰基試劑反應 使溴水褪色 與FeCl3作用，顯紫紅色 與Na作用，放出H2烯醇的典型反應甲基酮的典型反應酮式-烯醇式互變異構現(xiàn)象11-2811-29 互變異構現(xiàn)象：同分異構體之間

6、能以一定的比例平衡存在，并能相互轉化。 在低溫（-78）時，酮式和烯醇式異構體互變的速度很慢，可以把二者分開。如將乙酰乙酸乙酯冷卻到-78時，得到熔點為-39的酮式異構體。如果將乙酰乙酸乙酯和鈉作用的產(chǎn)物冷卻到-78，通入干燥的氯化氫，則得到液態(tài)的烯醇式異構體。這一實驗事實也證實了乙酰乙酸乙酯存在酮式和烯醇式兩種異構體。11-300.00015 %丙酮76 %2，4-戊二酮苯甲酰丙酮90 %11-31 一些羰基a位H酸性的比較b-雙羰基化合物（雙活化）a-氫酸性相對較強能形成比較穩(wěn)定的烯醇式結構的條件： 化合物 pKa11-32 單羰基 雙羰基 用共振式解釋a-H的酸性兩個共振式，一個烯醇負離

7、子三個共振式，兩個烯醇負離子酮式結構的亞甲基上連有兩個吸電子基團，使其上的氫原子有一定的酸性；形成的烯醇式結構中，共軛體系有所延伸，使體系內(nèi)能降低，穩(wěn)定性增加；烯醇式結構可形成分子內(nèi)氫鍵，構成六元環(huán),增強烯醇式的穩(wěn)定性。 11-33乙酰乙酸乙酯的分解11-35酮式分解酸式分解乙酰乙酸乙酯在合成上的應用11-35-亞甲基的烴基化一級RX烴基化產(chǎn)物經(jīng)酮式分解得到一取代或二取代丙酮11-37烴基化產(chǎn)物經(jīng)酸式分解得到取代乙酸-亞甲基的?；??；a(chǎn)物經(jīng)酮式分解得到取代的1,3-二酮（?；?尿素水解弱堿性與亞硝酸反應 11-3811-39縮二脲(雙縮脲) 縮二脲的堿溶液中加入少量硫酸銅溶液，即

8、呈現(xiàn)紫色或紫紅色 縮二脲反應鑒別兩個以上多肽、蛋白質縮二脲的生成和縮二脲反應11-40丙二酰脲巴比妥類藥物 pKa=3.98巴比妥酸丙二酰脲的形成和巴比妥類藥物11-41脂類 脂類是一類存在于生物體內(nèi)不溶于水而溶于非極性有機溶劑中并能被生物體利用的有機化合物。脂類油脂類脂：油脂肪磷脂、糖脂、甾族化合物、萜類生物體能量的重要來源；許多脂溶性生物活性物質的良好溶劑；皮下脂肪可以保持體溫，臟器周圍的脂肪對內(nèi)臟具有保護作用；生物膜的構件，對膜的生物功能起決定作用；生物體內(nèi)的激素，具有調(diào)節(jié)代謝、控制生長發(fā)育的功能。11-42 油脂是 1 分子甘油與 3 分子高級脂肪酸所形成的酯，又稱三酰甘油(甘油三酯)

9、。天然油脂分子中的三個高級脂肪酸的酰基鏈是不相同的。油脂的組成、結構和命名 油脂 油脂是油和脂肪的總稱。通常把在常溫下呈固態(tài)或半固態(tài)的油脂稱為脂肪，呈液態(tài)的稱為油。11-43俗名：月桂酸脂類中的脂肪酸 CH3(CH2)10COOHCH3(CH2)14COOH軟脂酸 脂肪酸 飽和脂肪酸 不飽和脂肪酸 單烯脂肪酸多烯脂肪酸 人體不能合成或合成不足，必須從食物中攝取的不飽和脂肪酸。例：亞油酸、-亞麻酸和花生四烯酸 。 必需脂肪酸表11-411-44脂類中脂肪酸的結構特點 碳鏈特點 多為偶數(shù)碳的直鏈脂肪酸。以1220個碳原子常見。尤其以16個和18個為多。 雙鍵的位置和構型多順式，非共軛，以一個亞甲基

10、間隔。 親水頭(-COOH)，親脂尾(-R)。脂肪酸構型11-4511-46油脂的命名 “脂酰甘油”或“甘油脂酸酯”,用 、 和 或1、2、3標明脂肪酸的位次。123-硬脂酰-軟脂酰-油酰甘油(甘油-硬脂酸-軟脂酸-油酸酯)11-47皂化反應：油脂在堿性溶液中水解反應油脂的水解 1g 油脂完全皂化所需 KOH的毫克數(shù)稱為皂化值。皂化值越大、油脂平均相對分子質量越小。皂化值是衡量油脂質量的指標之一。油脂的化學性質11-48加氫：不飽和脂肪酸飽和脂肪酸油脂肪“油脂的硬化”加碘：試劑氯化碘或溴化碘/冰醋酸 碘值：100 g 油脂所能吸收碘的克數(shù)。碘值越大，油脂不飽和程度越大。碘值是用于衡量油脂質量的

11、又一個指標。酸敗和氧化油脂在空氣中久放會發(fā)生變質，產(chǎn)生難聞氣味的現(xiàn)象稱為酸敗。加成反應11-49光、熱和潮濕空氣可加速油脂的酸敗：11-50酸值：中和 1g 油脂中游離脂肪酸所需 KOH 的毫克數(shù)稱為油脂的酸值。酸值意義：酸值越大，說明油脂中游離脂肪酸的含量越高，油脂酸敗程度越大。通常油脂酸值大于6.0 則不宜食用。皂化值、碘值和酸值是評價油脂的重要化學指標，我國藥典對此有嚴格規(guī)定。 為防止油脂酸敗，油脂應貯存于密閉容器中，放置在陰涼處。也可添加少量適當?shù)目寡趸瘎?，如維生素E 等。 11-51磷脂 磷脂是含有磷酸二酯鍵結構的脂類，廣泛存在于動物的肝、腦、神經(jīng)細胞以及植物種子中。 根據(jù)與磷酸成酯

12、的醇的不同，磷脂可分為甘油磷脂和鞘磷脂兩種。 11-52甘油磷脂的組成和結構 天然磷脂酸中，R1為飽和脂肪烴基，R2為不飽和脂肪烴基，C2是手性碳原子，磷脂酸有一對對映體，從自然界中得到的磷脂酸都屬于R 構型。 甘油磷脂 磷脂酸HOGG甘油磷脂11-53重要的甘油磷脂-卵磷脂（磷脂酰膽堿） 卵磷脂膽堿 卵磷脂存在于腦組織、大豆等中，尤其在禽卵卵黃中的含量最為豐富。天然卵磷脂是幾種不同脂肪酸的磷脂酰膽堿的混合物。卵磷脂不溶于水及丙酮，易溶于乙醇、乙醚及氯仿中。11-54-腦磷脂（磷脂酰乙醇胺） 腦磷脂乙醇胺（膽胺） 腦磷脂通常與卵磷脂共存于腦等組織器官中，在蛋黃和大豆中也較豐富。腦磷脂易溶于乙醚，不溶于丙酮，難溶于冷乙醇。11-55 鞘磷脂又稱神經(jīng)磷脂，分子中不含甘油，而含鞘氨醇。鞘磷脂鞘氨醇神經(jīng)磷脂11-56 天然鞘磷脂分子中，鞘氨醇殘基中的碳碳雙鍵為反式構型。 鞘磷脂是細胞膜的重要成份之一，大量存在于腦和神經(jīng)組織中。鞘磷脂不溶于乙醚及丙酮，而易溶于熱乙醇中。 磷脂分子中含有親水性的磷酸酯基頭和親脂性的脂肪酸或鞘氨醇長鏈尾，是優(yōu)良的兩親性分子。所以甘油磷脂具有乳化性質。11-57磷脂與細胞膜 磷脂的分子結構具有親水和疏水兩部分，在水環(huán)境中能自發(fā)形成雙層結構。極性的頭部與水分子之間存在靜電引力而面向水