第十一章羧酸及其衍生物

第十一章羧酸及其衍生物第1頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)重點(diǎn)：

一、羧酸的化學(xué)性質(zhì)1羧酸衍生物的生成：（1）形成酰鹵的反應(yīng)；（2）形成酸酐的反應(yīng)；（3）酯化反應(yīng)；（4）形成酰胺的反應(yīng)。2還原反應(yīng)；3α-H的鹵代反應(yīng)；4脫羧反應(yīng)；5二元酸的熱解反應(yīng)二、影響羧酸酸性的因素1誘導(dǎo)效應(yīng)；2共軛效應(yīng)；3場(chǎng)效應(yīng)。三、羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì)1水解：（1）堿催化的反應(yīng)歷程；（2）酸催化的反應(yīng)歷程。2醇解；3氨解；4還原反應(yīng)；5與格式試劑的作用6酰胺的特性：（1）與次鹵酸鹽反應(yīng)（霍夫曼降級(jí)反應(yīng)）；（2）脫水反應(yīng)。7酯縮合反應(yīng)四、烯酮的化學(xué)反應(yīng)性五、不飽和羧酸、取代羧酸、-酮酸酯的反應(yīng)性。六、乙酰乙酸酯合成法和丙二酸酯合成法七、邁克爾反應(yīng)第2頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月教學(xué)難點(diǎn)：

1,邢其毅主編：《基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)》，高等教育出版社，1990出版2,沈同主編：《生物化學(xué)》，人民教育出版社，1980出版3．黃憲主編：《有機(jī)合成化學(xué)》，化學(xué)工業(yè)出版社，1983出版4.高振衡主編：《物理有機(jī)化學(xué)》，高等教育出版社1983年版。

主要參考書(shū)目：

一、羧酸的α-H的鹵代反應(yīng)二、影響羧酸酸性的因素1誘導(dǎo)效應(yīng)；2共軛效應(yīng)；3場(chǎng)效應(yīng)。三、酰胺與次鹵酸鹽反應(yīng)（霍夫曼降級(jí)反應(yīng)）；四、酯縮合反應(yīng)五、乙酰乙酸酯合成法和丙二酸酯合成法六、邁克爾反應(yīng)

第3頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)，羧酸及其衍生物的結(jié)構(gòu)

在羧酸中，羧基的碳原子是sp2雜化，三個(gè)sp2雜化軌道分別與一個(gè)氧原子，一個(gè)羥基的氧原子和一個(gè)碳原子（在甲酸中為氫原子）形成三個(gè)σ鍵，鍵角約為120o；sp2雜化碳原子的P軌道與兩個(gè)氧原子的P軌道重疊，形成四電子三中心的P—π共軛體系。

由于P—π共軛，使羧基中的C=O雙鍵和C-O單鍵的鍵長(zhǎng)有均化現(xiàn)象。當(dāng)變成酸根后，兩個(gè)碳氧鍵鍵長(zhǎng)等同

.分子中含有羧基，羧基是羧酸的官能團(tuán)。

第4頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月羧酸類藥物：

阿司匹林第二節(jié).羧酸的物性

酒石酸馬來(lái)酸

布洛芬-乙氧基醋酸解熱鎮(zhèn)痛藥,需飯后服用

第5頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

二聚體（氫鍵締合）第三節(jié)，羧酸的化學(xué)性質(zhì)

一，酸性

為什么RCOOH的酸性大于ROH？羧酸酸性的強(qiáng)弱取決于電離后所形成的羧酸根負(fù)離子(即共軛堿)的相對(duì)穩(wěn)定性。第6頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2：為什么苯乙酸的酸性大于乙酸？

苯基取代乙酸的α-氫后酸性比乙酸強(qiáng)，

由此，可認(rèn)為苯基為吸電子基，具有-I效應(yīng)，但是從甲酸與苯甲酸的PKa分別為

3.77和

4.20來(lái)看

，苯環(huán)取代甲酸的氫后酸性性降低了，

此時(shí)，苯基起的是給電子的作用，

實(shí)際上，在苯甲酸中，

羧基-COOH的電負(fù)性大于苯基，

由取代基極性常數(shù)分別為+6.5和

+1.5證實(shí)．對(duì)于苯甲酸還在著交叉共軛效應(yīng)，

即苯基與羧基中的羰基有共軛形式，

而羥基與苯環(huán)不能共軛

，

但羥基與羰基也是共軛的

，

故苯環(huán)與羰基共軛后，

對(duì)羥基只有間接作用，

此作用稱為交叉共軛效應(yīng)，

由于苯甲酸存在著交叉共軛，

將減少其酸的強(qiáng)度

．

然而，苯環(huán)既不與羧基中羰基共軛，

亦不與羥基共軛的苯基取代酸，

例如苯己酸，

其酸強(qiáng)度則由苯基的極性常數(shù)決定，

即它們具有-I效應(yīng)．

無(wú)疑，苯基

既為電子源又為電子淵．

為此

，若僅用誘導(dǎo)效應(yīng)或共軛效應(yīng)來(lái)說(shuō)明苯甲酸與苯乙酸的酸性強(qiáng)弱欠妥

，

導(dǎo)致與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的PKa相悖的結(jié)論．現(xiàn)提出負(fù)離子穩(wěn)

定化理論來(lái)解釋這個(gè)疑問(wèn).

第7頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月苯甲酸與苯乙酸在水中離解分別形成

前者的穩(wěn)定性與后者是不同，

前者

的苯環(huán)與羧基負(fù)離子在同一平面上，形成共軛大π鍵(П910體系)，由于離域的結(jié)果，使電子運(yùn)動(dòng)范圍擴(kuò)大了，電荷較分散，從而使體系的能量下降，較穩(wěn)定，而苯乙酸負(fù)離子，由于羧基負(fù)離子與苯環(huán)被一個(gè)亞甲基隔離了，它們不能共平面，因此，羥羧負(fù)電荷只能分散到三個(gè)原子上(形成П34體系)，即電子運(yùn)動(dòng)范圍小了，電荷不及苯甲酸負(fù)離子分散，所以負(fù)離子的穩(wěn)定性也就不如苯甲酸負(fù)離子，其酸度較苯甲酸低．不難看出，作為共軛效應(yīng)和誘導(dǎo)效應(yīng)的結(jié)果，電荷分散導(dǎo)致更太的穩(wěn)定性，見(jiàn)下圖：

第8頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.影響羧酸的酸性的因素

1.誘導(dǎo)效應(yīng)

(負(fù)離子穩(wěn)定性提高)(負(fù)離子穩(wěn)定性降低)誘導(dǎo)效應(yīng)具有加和性。誘導(dǎo)效應(yīng)是一種短程效應(yīng)。第9頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.場(chǎng)效應(yīng)(FieldEffect)通過(guò)空間傳遞的靜電作用。

1<2C-Cl極性鍵負(fù)端比正端對(duì)氫的靜電作用大。抑制羧基氫的電離。第10頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.共軛效應(yīng)的影響[分析]

鄰位取代的苯甲酸(取代基是吸電子基或給電子基)均使酸性增強(qiáng)。第11頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4，取代基的位置對(duì)苯甲酸的酸性的影響

[1]對(duì)位異構(gòu)體

對(duì)位取代苯甲酸的酸性較間位和鄰位異構(gòu)體弱(除NO2外)．由于取代基距羧基較遠(yuǎn)

，誘導(dǎo)效應(yīng)很微弱，

起主導(dǎo)作用是共軛效應(yīng)，

如取代基是硝基時(shí)，

由于產(chǎn)生吸電子的π一π共軛效應(yīng)(-C效應(yīng))，

使羧基直接相連苯環(huán)上的碳原子電荷密度降低，

帶有正電荷

，對(duì)羧基上的電子有吸引作用，

故質(zhì)子易離去，

使其酸性增強(qiáng)(見(jiàn)表1)第12頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月因此，其酸性較苯甲酸酸性弱．不難看出對(duì)于吸電子基團(tuán)(例如硝基)通過(guò)

一C效應(yīng)作用提高酸度；

給電子基團(tuán)(例如羥基，甲氧基)則通過(guò)+C效應(yīng)作用降低酸度；烷基是通過(guò)超共軛效應(yīng)作用降低其酸度．這里也可以用負(fù)離子穩(wěn)定化理論解釋，

對(duì)位取代苯

甲酸在水中離解時(shí)，

形成相應(yīng)的羧基負(fù)離子，

若對(duì)位

基為給電子時(shí)，

可使負(fù)電荷更為集中導(dǎo)致穩(wěn)定性降低

，故酸性較苯甲酸酸性弱

．

反之則反

．

而鹵素(F、C1)例外，

因?yàn)樗鼈儗?duì)苯環(huán)的影響具有一I和+C效應(yīng)

，

且一I效應(yīng)的影響大于

+C效應(yīng)

，

總的作用結(jié)果

導(dǎo)致對(duì)位異構(gòu)體的酸性較苯甲酸酸性強(qiáng)。第13頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【2】

間位異構(gòu)體

由于取代基、苯環(huán)和羧基三者不處于一個(gè)共軛體系中，因此取代基不會(huì)通過(guò)共軛效應(yīng)直接影響羧基，另外取代基距羧基較遠(yuǎn)，雖誘導(dǎo)效應(yīng)較弱，但仍足以使其對(duì)位碳原子的極化強(qiáng)度有所改變．例如硝基，它與苯環(huán)共軛效應(yīng)(-C)的結(jié)果使間位碳原子的電子密度高(即與羧基直接相連的碳原子)，對(duì)羧基上的電子的吸引力小，使羧基的離解變?nèi)?，故酸性較對(duì)位稍低，又因-I作用的結(jié)果，酸性卻較苯甲酸強(qiáng)．如果是羥基、甲氧基、鹵基時(shí)，主要是弱的-I效應(yīng)作用，此外，又因?yàn)檫@些基團(tuán)與苯環(huán)共軛效應(yīng)(+C)作用使間位碳原子電子去密度低，對(duì)羧基上的電子的吸引力較大，使羧基離解，故酸性較對(duì)位強(qiáng).以上討論對(duì)位異構(gòu)體的酸性，

可由哈密特(Hammett)方程式中取代基的極性常數(shù)得到證實(shí)．該方程式定量地描述了各種取代苯基酸中酸性與取代基的極性影響是呈正比(直線)關(guān)系．

由于間位、對(duì)位取代基對(duì)羧基只有極性影響，而鄰位取代基除極性影響外，還有空間效應(yīng)．而空間情況的變化的更改，將使之不符合正比關(guān)系，

所以Hammett方程式只適合于對(duì)位和間位取代苯基酸．茲將部分取代基苯甲酸各取代基的極性常數(shù)列于表2第14頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表2說(shuō)明：(1)以未被取代的苯甲酸的離解常數(shù)作基準(zhǔn)

；（2）極性常數(shù)為”負(fù)”的．表示為給電子，絕對(duì)值愈大，給電子能力愈強(qiáng)；（3）極性常數(shù)

為”正”的。表示為吸電子的，絕對(duì)值愈大．吸電子能力愈強(qiáng)；（4）間位取代基極性常數(shù)主要反映誘導(dǎo)效應(yīng)．對(duì)位取代基性常數(shù)反映誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)之和．

第15頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Hammett方程Hammett方程是L.P.Hammett在1935年考查一系列間位和對(duì)位取代的苯衍生物在側(cè)鍵上的反應(yīng)關(guān)系后建立的。他發(fā)現(xiàn),間位或?qū)ξ蝗〈郊姿岬碾婋x常數(shù)(Ka)和苯甲酸的電離常數(shù)(K°a)之比的對(duì)數(shù)值是一個(gè)常數(shù):LgKa/K°a=ρσ式中K°a——苯甲酸于25℃在水中的電離常數(shù)Ka——取代苯甲酸在同樣條件下的電離常數(shù)σ——取代基常數(shù),它只與取代基的性質(zhì)有關(guān)ρ——Hammett直線的斜率,是常數(shù),稱為反應(yīng)常數(shù)。當(dāng)取代基為吸電基時(shí),吸電基的存在有利于酸的離解,此時(shí)Ka>K°a,σ為正值;反之,取代基是供電基時(shí),σ為負(fù)值。σ絕對(duì)值越大,取代基效應(yīng)越強(qiáng)。

第16頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Hammett還發(fā)現(xiàn),間和對(duì)位取代苯甲酸酯和苯甲酸酯水解常數(shù)之比的對(duì)數(shù)值與σ值有很好的直線關(guān)系。即以取代苯甲酸酯和苯甲酸酯水解常數(shù)之比的對(duì)數(shù)(lgKh/K°h)為縱坐標(biāo),以δ(即lgKa/K°a)為橫坐標(biāo)作圖,得到一條直線,如圖1:式中K°a為苯甲酸乙酯的水解常數(shù),Ka為取代苯甲酸乙酯的水解常數(shù)。ρ是Hammett直線的斜率,是常數(shù),稱為反應(yīng)常數(shù)。反應(yīng)常數(shù)ρ值取決于反應(yīng)的類型和條件。對(duì)于不同的反應(yīng),將出現(xiàn)不同的情況。一種反應(yīng)的ρ值大于0,此時(shí)吸電基使反應(yīng)加速;一種是ρ值小于0,此時(shí)供電基使反應(yīng)加速;一種是ρ值接近0,此時(shí)各種取代基(供電基或吸電基)均對(duì)反應(yīng)影響不大。

第17頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Hammett方程的應(yīng)用

一，確定σ和ρ值,求算一些未知反應(yīng)的熱力學(xué)或動(dòng)力學(xué)參數(shù)(K及k)例：在25℃水溶液中,肉桂酸的電離反應(yīng)的反應(yīng)常數(shù)ρ=+0.47,電離常數(shù)KH=3.65×10-5,取代基的σP-NO2=0.78,σm-Me=-0.069;則其對(duì)位硝化和間位甲基衍生物的電離常數(shù)可由哈梅特方程求之,即log(KP-NO2/KH)=ρ·σP-NO2=0.47×0.78=0.37,則KP-NO2=8.49×10-5;且log(Km-Me/KH)=ρ·σm-Me=0.47×(-0.069)=-0.032,即Km-Me=3.39×10-5與未取代的肉桂酸相比,對(duì)位硝化衍生物的電離常數(shù)增大了,間位甲基衍生物的電離常數(shù)略有減小.第18頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二，在推斷反應(yīng)機(jī)理上的應(yīng)用

例如,實(shí)驗(yàn)測(cè)得在51℃過(guò)氯甲醇溶液中,苯基三甲基硅烷對(duì)位取代衍生物的酸性水解反應(yīng)的相對(duì)速率logfP(即log(kP/kH))及取代常數(shù)σP和σ+P分別為:該酸性水解反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)常數(shù)為-4.32.我們利用哈梅特方程來(lái)求出這一反應(yīng)的理論反應(yīng)常數(shù),并分析該水解反應(yīng)發(fā)生在哪一個(gè)化學(xué)鍵上.第19頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作logfP~σP和logfP~σ+P圖,如圖1所示可見(jiàn),logfP~σ+P很好地符合親電取代反應(yīng)哈梅特方程的線性關(guān)系,由其直線斜率可求得反應(yīng)常數(shù)ρ+=-4.41,與實(shí)驗(yàn)值相符.因此,可以認(rèn)為該水解反應(yīng)可能是發(fā)生在芳核上的親電取代反應(yīng)而不是發(fā)生在支鏈上的取代反應(yīng).推斷其反應(yīng)機(jī)理,可能是質(zhì)子先加成到與硅烷基相連的芳核碳原子上,然后在硅-芳基的化學(xué)鍵上發(fā)生斷裂而水解,反應(yīng)機(jī)理見(jiàn)圖2.第20頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【3】

鄰位異構(gòu)體

表1的數(shù)據(jù)表明，鄰位取代基不管是給電子基(如甲基基)還是吸電子基(如硝基)都使酸性較相應(yīng)的間對(duì)位異構(gòu)體的酸性增強(qiáng)．這由于它們具有鄰位效應(yīng)的緣故，包括電子效應(yīng)和立體位阻效應(yīng)．溶劑效應(yīng)、氫鍵的影響等．立體位阻效應(yīng)上由于鄰位取代基占據(jù)一定的空間．

在一定程度上排擠了羧基．使羧基偏離苯環(huán)平面

．導(dǎo)致苯環(huán)難與羧基中羰基產(chǎn)生共軛效應(yīng)．

減少了苯環(huán)電子云向羧基偏移，使羧基中羥基的氫原子易離解，故酸性增強(qiáng)．若鄰位取代基本身的體積愈大，影響也愈大

．例如鄰叔丁基苯甲酸的酸性大約是對(duì)位酸性強(qiáng)度的十倍H由于是處于鄰位，與羧基距離較近，若取代基是電負(fù)性較大的吸電子基團(tuán)時(shí)，表現(xiàn)出較間、對(duì)位強(qiáng)的一I效應(yīng)(如F、C1、N等)，而硝基除了具有一I效應(yīng)和一c效應(yīng)外，還有空問(wèn)誘導(dǎo)效應(yīng)(場(chǎng)效應(yīng))，使離解后帶負(fù)電荷的氧與硝基是正電性的氮，

在空間相互作用使羧基負(fù)

離子更加穩(wěn)定，使酸性增強(qiáng)，

第21頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月氫鍵的影響也使酸性增強(qiáng)，

例如鄰羥基苯甲酸

離解一個(gè)質(zhì)子后，共軛堿中的OH一和COO一基團(tuán)之間形成分子內(nèi)氫鍵．

穩(wěn)定了負(fù)離子，從而提高了酸度

．

如圖6所示．

值得一提的是，物質(zhì)的酸性強(qiáng)弱．除了受物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)、電子效應(yīng)、立體位阻效應(yīng)、雜化效應(yīng)、氫鍵的影響外，還與溶劑的種類和溶劑化作用等多種因素有關(guān)

．

第22頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鄰位基團(tuán)對(duì)活性中心的影響

鄰位取代基的空間位阻使苯環(huán)與-COOH的共軛減弱。苯基與羧基共軛具給電子共軛效應(yīng)形成分子內(nèi)氫鍵,使羧基負(fù)離子穩(wěn)定.第23頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

試比較苯甲酸/對(duì)甲氧基苯甲酸/間甲氧基苯甲酸酸性強(qiáng)弱。取代苯甲酸酸性強(qiáng)弱的判定

以苯甲酸為標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行比較時(shí)，

根據(jù)誘導(dǎo)效應(yīng)(I)和共軛效應(yīng)(c)的影響，

取代基可分為四

種類型。(見(jiàn)表1)。

取代基的位置不同時(shí)，電子效應(yīng)的影響(見(jiàn)表2)。

第24頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第25頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題：

按酸性由強(qiáng)到弱的順序排列下述各組化合物

例題l中由于取代基的位置都一樣(對(duì)位)，所以只需分析出取代基的性質(zhì)即可判定(用表1)。

-NO2屬第二類取代基．I與C效應(yīng)一致，

故(2)的酸性最強(qiáng)。-OCH3，屬第四類取代基，I與C效應(yīng)相反，且+C>-I，總的結(jié)果減弱了酸的離解，故(3)的酸性最弱．一Cl屬第三類取代基，

I與C效應(yīng)相反且+C<-I．

總結(jié)果使苯環(huán)上

電子云密度降低，

特別是鄰對(duì)位，但由于+C取代部分抵消了-I．所以(4)的酸性強(qiáng)于(1)而弱于(2)，綜上所述，

例題

l的酸性由強(qiáng)

到弱的順序是：

(2)>(4)>(1)>(3)。

第26頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題

3中，

由于取代基不同，且取代基位置也不同，

故要綜合分析，全面考慮

-CH3是第一類定位基，在鄰位時(shí)，電子效應(yīng)是+I，

+c。

但由于空間阻礙作用，

破壞了羧基和苯環(huán)的共軛，

所以無(wú)論取代基性質(zhì)如何均使酸性增強(qiáng)，

故(2)的酸性強(qiáng)于(1)。-NO2：

是第二類定位基．

在間

位時(shí)電子教應(yīng)是一I，

而共軛效應(yīng)受到阻礙，

有利于羧酸的離解

故(3)的酸性強(qiáng)于(2)。

-OCH3；

是第四類定位基，

在對(duì)位時(shí)電子效應(yīng)是一I，

+c，

I與

c效應(yīng)相反且+c>-I，

總結(jié)果使苯環(huán)對(duì)

位碳原子電子云密度升高，

故(4)的酸性弱于(1)，

綜上所述．例題

3的酸性由強(qiáng)到弱的順序是：

(3)>(2)>(1)>(4)。

例題

2中，

由于取代基都一樣(-C1)，

所以只需分析出取代基位置不同時(shí)電子效應(yīng)和空間

效應(yīng)的影響即可判定(用表2)-Cl在鄰位時(shí)，由于氯原子與羧基兩個(gè)基困距離很近，

空間位阻作用使得羧基碳氧雙鍵上的P電子不能與苯環(huán)上的P電子很好的共軛，故不能供給羧基電子，且-Cl在鄰位時(shí)，

-I效應(yīng)比間位和對(duì)位的大，

所以(2)的酸性最強(qiáng)。

當(dāng)-C1在間位時(shí)，共軛效應(yīng)受到阻礙，誘導(dǎo)效應(yīng)起主導(dǎo)作用，有利于羧酸的離解，

但--C1在間位時(shí)

誘導(dǎo)效應(yīng)沒(méi)有在

鄰位的影響大，

故（3）

的酸性弱于(2)。當(dāng)-C1在對(duì)位時(shí)，

即有一I效應(yīng)，

也有+c效應(yīng)，

兩個(gè)效應(yīng)的結(jié)果是-I>+C，

故(4)的酸性強(qiáng)于(1)但弱于(3)，綜上所述，

例題2的酸性由強(qiáng)到弱的順序是

：

(2)>(3)>(4)>(1)。

第27頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月試分析富馬酸的k2大于其順式異構(gòu)體馬來(lái)酸k2的原因。

酸性氫原子參與形成氫鍵時(shí)，其酸性減弱。場(chǎng)效應(yīng)。第28頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三.羧基的反應(yīng)

1.羧基氫的反應(yīng)可用于分離提純；當(dāng)R較大時(shí),稱這種鹽為“肥皂”。

2.羧羥基的取代反應(yīng)

酰氧鍵斷裂，羥基被取代。1)酯化

酸催化第29頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

反應(yīng)機(jī)制：（酸催化羰基氧原子發(fā)生質(zhì)子化）反應(yīng)物mol:1:8

第30頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2)形成酰鹵

亞硫酰氯(二氯亞砜)SOCl2，PCl3、PCl5第31頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3)形成酸酐

羧酸失水。加熱、脫水劑：醋酸酐或P2O5等。

混合酸酐第32頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4)形成酰胺四.羧基被還原

LiAlH4是還原羧酸為醇的最好試劑第33頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.羧酸的脫羧反應(yīng)

形成分子內(nèi)氫鍵1，一元酸的脫羧反應(yīng)

在結(jié)構(gòu)上，

兩個(gè)吸電子基連在同一個(gè)碳上的化合物，熱力學(xué)上不穩(wěn)定，加熱易脫去一小分子。第34頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

通常-碳上連有吸電子基的羧酸，加熱容易脫羧。第35頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.二元羧酸的熱分解反應(yīng)Blanc規(guī)則：在可能形成環(huán)狀化合物的條件下,總是比(布朗克)較容易形成五元或六元環(huán)狀化合物(即五、六元環(huán)容易形成)。

第36頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第37頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六.

-H的鹵代反應(yīng)

-H活性:羧酸小于醛酮。催化劑:PCl3、PBr3紅磷(P)等。為什么在羧酸鹵代時(shí)加入少量紅磷能加速鹵代反應(yīng)的進(jìn)行？

第38頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.羧酸的制備

1.氧化反應(yīng)

1)1o醇、醛和芳烴的氧化

2)烯烴、炔烴的氧化斷裂

3)甲基酮的鹵仿反應(yīng)

2.Grignard試劑與CO2反應(yīng)3.水解反應(yīng)第39頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4，微生物發(fā)酵工藝制備羧酸

十三碳二元酸(簡(jiǎn)稱DCA13)，是一種重要的化工原料，特別是合成T型香料和尼龍1313工程塑料的重要原料目前，由于其在自然界中不單獨(dú)存在，用化學(xué)方法難以合成，從菜子油中提出甘油芥酸再經(jīng)臭氧氧化的方法，受農(nóng)田和氣候限制，產(chǎn)品純度低國(guó)內(nèi)外大多利用微生物胞內(nèi)酶特異的氧化能力將石油副產(chǎn)物正十三碳烷烴轉(zhuǎn)化為十三碳二元酸。

成本高，不如化學(xué)法合成。

第40頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)，羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì)

一.結(jié)構(gòu)

碳-雜原子鍵具某些雙鍵性質(zhì)第41頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.的活潑性一.羧酸衍生物中主要反應(yīng)基團(tuán)性能的比較

2.羰基氧的堿性

酯或酰胺酸催化時(shí),H+加到羰基氧上還是加到烷氧基氧上或氨基氮上？第42頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

p-共軛電荷轉(zhuǎn)移。羰基氧具有一定的堿性，易接受質(zhì)子。質(zhì)子化發(fā)生在羰基氧上。

羰基與烷氧基不發(fā)生p-共軛,質(zhì)子化發(fā)生在哪個(gè)原子上？第43頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.羧羰基的親核取代反應(yīng)活性影響反應(yīng)活性的因素：1)反應(yīng)物穩(wěn)定化程度；第44頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3)與羰基相連基團(tuán)(Y)的離去能力；

離去基團(tuán)的離去能力：羧酸衍生物親核取代反應(yīng)活性順序：二.羧酸衍生物的反應(yīng)

1.親核取代2)中間體穩(wěn)定性程度親核加成—消除總結(jié)果：親核取代。第45頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1)水解（形成羧酸）

酸、堿催化。第46頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酯水解反應(yīng)，鍵的斷裂發(fā)生在酰氧鍵還是烷氧鍵？大多數(shù)2o和

1o醇的羧酸酯水解發(fā)生酰氧鍵斷裂；

3o醇的羧酸酯水解發(fā)生烷氧鍵斷裂。酸催化：第47頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

堿催化：3o醇的羧酸酯水解：SN1機(jī)制試寫(xiě)出化合物(A)和(B)在酸催化下用H2O18水解的產(chǎn)物,

并預(yù)測(cè)產(chǎn)物有否光學(xué)活性。第48頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2)醇解

（形成酯）（與中間體的穩(wěn)定性有關(guān)）第49頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

酯的醇解（酯交換）

3)氨(胺)解

（形成酰胺）頭孢噻吩第50頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4)羧酸衍生物的相互轉(zhuǎn)化第51頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.羧酸衍生物的還原反應(yīng)

LiAlH4酰鹵、酸酐和酯被還原成伯醇;酰胺和腈被還原成胺。第52頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.酯的熱消除（產(chǎn)物：烯和羧酸）

經(jīng)過(guò)環(huán)狀過(guò)渡態(tài)順式消除(酰氧基與-H同時(shí)離去)第53頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月產(chǎn)物以酸性大、位阻小的-H消除為主。

4.Reformatsky,S.(瑞福馬斯基)反應(yīng)

-羥基酸酯

醛或酮、-鹵代酸酯、鋅，在惰性溶劑中反應(yīng)。第54頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2-甲基-3-苯基-3-羥基丙酸乙酯第55頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月