第十章羧酸及羧酸衍生物詳解

第十章羧酸及羧酸衍生物詳解演示文稿當前第1頁\共有58頁\編于星期六\8點1優(yōu)選第十章羧酸及羧酸衍生物當前第2頁\共有58頁\編于星期六\8點2羧酸的酸性幾種活潑氫的酸性比較羧酸根負離子的共振式與穩(wěn)定性有兩個完全等價的共振式當前第3頁\共有58頁\編于星期六\8點3

取代基誘導效應對羧酸酸性的影響0.641.262.864.76pKa

應用：利用羧酸的酸性分離和純化化合物當前第4頁\共有58頁\編于星期六\8點4當前第5頁\共有58頁\編于星期六\8點5羰基的反應羧酸衍生物酰鹵酸酐酯酰胺取代羥基生成羧酸衍生物羧酸當前第6頁\共有58頁\編于星期六\8點62.1生成酯（酯化反應）酯化反應特點：反應需要H+催化，無催化劑時反應很慢。反應可逆（加大反應物用量或除去水使酯的產率提高）當前第7頁\共有58頁\編于星期六\8點7兩種可能的酯化反應機理(i)通過?；系挠H核取代H+先與羧基羰基氧結合（增強了羧基的親電性）OR'上的氧原子來自于醇提示：逆過程為酯的酸性水解機理當前第8頁\共有58頁\編于星期六\8點8(ii)通過烷基碳正離子中間體

H+先與醇羥基氧結合羧基羰基氧作為親核試劑，OR'上的氧原子來自于酸當前第9頁\共有58頁\編于星期六\8點92.2

形成酰鹵酰(基)氯酰(基)溴比較:醇類的鹵代

羧酸羥基的鹵代與醇類的鹵代有相似性當前第10頁\共有58頁\編于星期六\8點102.3形成酸酐可能機理:乙烯酮衍生物酸酐強除水劑當前第11頁\共有58頁\編于星期六\8點11分子內二酸的脫水:正常反應:形成環(huán)狀酸酐異常反應:形成環(huán)狀酮加熱反應即發(fā)生當前第12頁\共有58頁\編于星期六\8點122.4生成酰胺提示：合成上一般通過羧酸衍生物制備酰胺當前第13頁\共有58頁\編于星期六\8點132.5

羧酸的還原反應用LiAlH4還原羧酸至醇羧基較難被還原強還原劑可還原至伯醇提示：還原機理：經過中間體——醛醛1o醇當前第14頁\共有58頁\編于星期六\8點14補充內容：能被LiAlH4還原的化合物及其產物類型提示：大多數的基團能被LiAlH4還原當前第15頁\共有58頁\編于星期六\8點153.脫羧反應3.1羧酸的脫羧反應當前第16頁\共有58頁\編于星期六\8點16

b-羰基酸和b,g-烯基酸的脫羧機理橋頭碳難成平面型實驗證據：b-羰基酸當前第17頁\共有58頁\編于星期六\8點17漢斯狄克(Hunsdiecker)反應適用于制備伯溴代烷反應機理（自由基機理）:當前第18頁\共有58頁\編于星期六\8點184.羧酸與金屬有機試劑的反應與RMgX反應與RLi反應一個制備酮的方法作為親核試劑作為堿（優(yōu)先進行）不溶性鹽，羰基不活潑難進一步反應溶解性較好，可進一步反應當前第19頁\共有58頁\編于星期六\8點19羧酸a氫的反應機理：a-鹵代羧酸當前第20頁\共有58頁\編于星期六\8點20第三節(jié)羧酸衍生物當前第21頁\共有58頁\編于星期六\8點21L：可被親核試劑取代羰基：可加成至飽和a-H：有弱酸性離去基團(Leavinggroup)結構與性質分析一、羧酸衍生物的化學性質當前第22頁\共有58頁\編于星期六\8點223.1a羧酸衍生物的水解反應3.1羧酸衍生物?；系挠H核取代反應及相互轉化當前第23頁\共有58頁\編于星期六\8點23(1)

酯的酸性水解機理(有兩種可能機理）

羧酸衍生物的水解機理（以酯和酰胺的水解為例）機理(i)當前第24頁\共有58頁\編于星期六\8點24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)當前第25頁\共有58頁\編于星期六\8點25(2)

酯的堿性水解（皂化反應）機理堿過量時，產物為羧酸鹽，反應不可逆。當前第26頁\共有58頁\編于星期六\8點26(3)

酰胺的酸性水解機理H+過量，胺可成鹽，反應不可逆。當前第27頁\共有58頁\編于星期六\8點27(4)酰胺的堿性水解機理慢步驟。離去能力:堿過量，成羧酸鹽，反應不可逆。當前第28頁\共有58頁\編于星期六\8點283.1b羧酸衍生物的醇解反應酰氯的醇解反應優(yōu)點：反應完全，產率好。（堿吸收）合成上用于制備酯酯酯酰氯當前第29頁\共有58頁\編于星期六\8點29酰胺的醇解反應反應相對不易進行（離去能力:）合成上意義不大（合成酯類化合物的方法有更好的方法）當前第30頁\共有58頁\編于星期六\8點303.1c羧酸衍生物的胺解反應酰氯的胺(氨)解酸酐的胺(氨)解當前第31頁\共有58頁\編于星期六\8點31酯的胺(氨)解酰胺的胺解條件：無水、過量胺胺的交換，合成上意義不大當前第32頁\共有58頁\編于星期六\8點32合成應用舉例（1）NBS的制備NBSN-溴代丁二酰亞胺（溴代試劑）丁二酸單酰胺丁二酰亞胺當前第33頁\共有58頁\編于星期六\8點33（2）Gabriel伯胺合成法伯胺鄰苯二甲酰亞胺當前第34頁\共有58頁\編于星期六\8點34水解反應醇解反應胺解反應反應類型3.2a?；系挠H核取代的通式3.2羧酸衍生物?；系挠H核取代通式、一般機理及活性當前第35頁\共有58頁\編于星期六\8點353.2b酰基上的親核取代的一般機理?；系挠H核取代=親核加成＋消除酸性條件：堿性條件：當前第36頁\共有58頁\編于星期六\8點363.2c酰基上的親核取代相對速度（相對反應活性）三方面原因：(i)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當前第37頁\共有58頁\編于星期六\8點37(ii)離去基團的離去能力（與消除步驟步驟有關）共軛較弱（負電荷在電負性小的原子上）共軛較強（羰基性質減弱）共軛效應的影響：當前第38頁\共有58頁\編于星期六\8點38(iii)位阻效應的影響（與加成步驟有關）當前第39頁\共有58頁\編于星期六\8點393.3a羧酸衍生物與RMgX的反應機理：反應能否控制在中間產物——酮？酰氯、酸酐、酯酮叔醇取代3.3羧酸衍生物與金屬試劑的反應當前第40頁\共有58頁\編于星期六\8點40利用酰鹵的活潑性進行選擇性反應制備酮羰基的活性（親電性）：實驗方法：將R'MgX

滴加到RCOCl中,RCOCl始終保持過量。始終過量當前第41頁\共有58頁\編于星期六\8點41比較酰氯與格氏試劑的反應酯與格氏試劑的反應快步驟慢步驟可保留快步驟慢步驟立即反應當前第42頁\共有58頁\編于星期六\8點42利用酸酐反應中間體低溫穩(wěn)定性制備酮機理低溫不易分解當前第43頁\共有58頁\編于星期六\8點43利用酰胺反應的特殊性制備酮機理有弱酸性當前第44頁\共有58頁\編于星期六\8點443.3b羧酸衍生物與R2Cd和R2CuLi的反應比較：活性強活性較弱不反應當前第45頁\共有58頁\編于星期六\8點453.4aLiAlH4還原反應能否控制在這一步？酰氯，酸酐，酯胺伯醇酰胺注意：酰胺的還原有特殊性：取代3.4羧酸衍生物的還原反應當前第46頁\共有58頁\編于星期六\8點463.4b羧酸衍生物的催化氫化還原（兩個典型的例子）Rosenmund還原(i)酰氯選擇性還原至醛(ii)酯還原至醇（工業(yè)化）使Pd催化劑活性減弱（催化劑中毒）當前第47頁\共有58頁\編于星期六\8點473.4c酯的金屬鈉還原鮑維爾特-布蘭克（Bouveault－Blanc）還原偶姻（acyloin）縮合（酮醇縮合）伯醇a-羥基酮注意：溶劑的變化當前第48頁\共有58頁\編于星期六\8點48鮑維爾特-布蘭克（Bouveault－Blanc）還原機理當前第49頁\共有58頁\編于星期六\8點49偶姻（acyloin）縮合（還原至酮醇）當前第50頁\共有58頁\編于星期六\8點50偶姻（acyloin）縮合在合成上的應用舉例n產率（％）4~5（6~7元環(huán)）50－606~7（8~9元環(huán)）30－408~18（10~20元環(huán)）60－98當前第51頁\共有58頁\編于星期六\8點51第四節(jié)酯縮合反應在合成中的應用4.1(Claisen)酯縮合反應---酯的?；痓-羰基酯（1,3-二羰基類化合物）其它常用堿NaH,NaNH2,LDA,Ph3CNa,t-BuOK

（弱親核性強堿）堿用量對反應的影響催化量：反應可逆大于化學計量：反應完全

為什么？請注意所用堿的結構當前第52頁\共有58頁\編于星期六\8點52Claisen縮合機理穩(wěn)定的烯醇負離子當前第53頁\共有58頁\編于星期六\8點53Claisen縮合舉例：乙酰乙酸乙酯當前第54頁\共有58頁\編于星期六\8點544.2Dieckmann縮合（分子內酯縮合）對稱二羧酸酯的Dieckmann縮合堿為催化量時反應可逆當前第55頁\共有58頁\編于星期六\8點554.3交叉酯縮合（兩個不同酯之間的縮