1、第十二章羧 酸 衍 生 物概述概述RCOX 酰卤酰卤(RCO)2O 酸酐酸酐RCOOR酯酯RCONH2酰胺酰胺RCN 腈水解均生成羧酸腈水解均生成羧酸12.1 羧酸衍生物的结构、命名和物理性质一、羧酸衍生物的结构12.1 羧酸衍生物的结构、命名和物理性质一、羧酸衍生物的结构RCLO结构与羧酸类似：结构与羧酸类似：p-共轭共轭HCNH2 CH3NH2OCN键长 0.1376nm 0.1474nmHCOCH3 CH3OHOCO键长0.1334nm 0.143nm二、羧酸衍生物的命名二、羧酸衍生物的命名1.酰卤的命名酰卤的命名CH3COCl 乙酰氯ClCOCOCl 乙二酰二氯(草酰氯)PhCOCl
2、苯甲酰氯HOOCCOCl 对氯甲酰苯甲酸CH3CH2CH2COBr丁酰溴2.酸酐的命名酸酐的命名OOO丁二酸酐(琥珀酸酐)(CH3CO)2O乙酸酐(醋酸酐)CH3COOCOC2H5 乙丙酐OOO顺-丁烯二酸酐(马来酸酐)3.酯的命名酯的命名CH3COOC2H5 乙酸乙酯CH3COOCH=CH2 乙酸乙烯酯OOOO-(丁)内酯-内酯PhCH=CHCOOC2H5 3-苯丙烯酸乙酯CH3OOCCH2COOCH3 丙二酸二甲酯4.酰胺的命名酰胺的命名CH3CONH2 乙酰胺CH3CONHCH3 N-甲基乙酰胺HCONMe2 N,N-二甲基甲酰胺（DMF）NHO己内酰胺NHOO丁二酰亚胺COOHNHCO
3、CH34-乙酰氨基-1-萘甲酸5.腈的命名腈的命名CH3CN乙睛CH2CHCN 丙烯睛CH3CH2CHCOOHCN2-氰基丁酸三、羧酸衍生物的物理性质三、羧酸衍生物的物理性质1.气味低级酰卤、酸酐：刺鼻气味低级酯：香味（香料）乙酸异戊酯：香蕉味戊酸异戊酯：苹果味丁酸丁酯：菠萝味气味低级酰卤、酸酐：刺鼻气味低级酯：香味（香料）乙酸异戊酯：香蕉味戊酸异戊酯：苹果味丁酸丁酯：菠萝味2.沸点酰卤、酸酐、酯的沸点低于分子量相近的羧酸和酰胺（氢键）沸点酰卤、酸酐、酯的沸点低于分子量相近的羧酸和酰胺（氢键）CH3CH2CH2CONH2 CH3CH2CH2CH2COOH (CH3CO)2O CH3COOC3H
4、7-n CH3CH2COClb.p.(C)216 186 140 102 803.溶解度酰卤、酸酐不溶于水，低级酰卤、酸酐遇水分解酯在水中溶解度小低级酰胺溶于水如：溶解度酰卤、酸酐不溶于水，低级酰卤、酸酐遇水分解酯在水中溶解度小低级酰胺溶于水如：N,N-二甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺与水互溶二甲基乙酰胺与水互溶CLRO碱性还原、亲核反应取代12.1 羧酸衍生物的化学性质12.1 羧酸衍生物的化学性质一、亲核取代反应一、亲核取代反应碱催化碱催化CLRO B-CO-RBLCBRO L-酸催化酸催化CLROCBROH+CLROHCOHRBLCBROHH+B-反应活性：反应活性：RC
5、OX(RCO)2ORCOORRCONH2原因：原因：A.电子效应：电子效应：CLROL：C、I+C:-N-O-X I:-X-O-N吸电子能力：吸电子能力：-X-OCOR-OR-NH2-L吸电子能力越强吸电子能力越强,亲核取代反应越快亲核取代反应越快B.离去基团的离去能力：离去基团的离去能力：X-RCOO-RO-NH2-1.水解反应水解反应A.酰卤的水解酰卤的水解CH3COCl+H2OCH3COOH+HCl反应迅速，室温空气中冒烟B.酸酐的水解酸酐的水解中性、酸性、碱性介质中均可水解O H2OOOH3COOH3COHOH94C.酯的水解酯的水解RCOOR +H2ORCOOH +ROH 可逆RCO
6、OR +H2ORCOO-+ROH 不可逆H+OH-a)碱催化碱催化RCOO-ROHCORRO OH-CO-ROHORCOHRO RO-影响酯水解的因素（碱性条件下）：电子效应：影响酯水解的因素（碱性条件下）：电子效应：RCOOC2H5 +OH-RCOO-+C2H5OHR：CH3 CH2Cl CHCl2 CCl3相对速率：1290 613023150空间效应：空间效应：RCOOC2H5 +OH-RCOO-+C2H5OHR：CH3 C2H5 CH(CH3)2 C(CH3)3相对速率：10.47 0.100.01CH3COOR +OH-CH3COO-+ROHR：CH3 C2H5 CH(CH3)2 C
7、(CH3)3相对速率：10.431 0.0650.002油脂的水解皂化反应油脂的水解皂化反应CH3(CH2)16COONa 硬脂酸钠（肥皂主要成分）CH2OCORCHOCORCH2OCORNaOHCH2OHCHOH +CH2OHRCOONaRCOONaRCOONab)酸催化酰氧断键酸催化酰氧断键R:1、2 CORROH+CORROHCOHROH2ORH2OCOHROHORH-ROHCOHROHH+COHRO烷氧断键烷氧断键R:3、苄基、苄基COC(CH3)3ROH+H2OCOC(CH3)3ROHRCOOH +(CH3)3C(CH3)3COH2H+(CH3)3COHD.酰胺的水解酰胺的水解强酸、
8、强碱、长时间加热PhCH2CONH235%HCl回流PhCH2COOH NH4+Cl-80%E.腈的水解腈的水解PhCH2CN35%HCl4050 CPhCH2CONH2 80%CH3CNOH-CH3COO-NH3CH2=CHCN +H2O骨架铜CH2CHCONH2CH2CHCONH2n水的絮凝剂2.醇解反应醇解反应A.酰卤的醇解苯酚、高空阻醇不能用羧酸酯化，需用酰卤酯化酰卤的醇解苯酚、高空阻醇不能用羧酸酯化，需用酰卤酯化(CH3)3COH +PhCOClPhCOOC(CH3)3 +NN+HCl-(CH3)3CCOCl +PhOH(CH3)3CCOOPh +NN+HCl-80%B.酸酐的醇解酸
9、酐的醇解OOO+n-C4H7OHCOOHCOOC4H7-nH2SO4 n-C4H7OHCOOC4H7-nCOOC4H7-n(CH3CO)2O +PhCH2OHCH3COOCH2Ph+CH3COOHC.酯的醇解酯交换反应酯的醇解酯交换反应CH2CHCOOCH3 n-C4H7OHH3CSO3HCH2CHCOOC4H7-n +CH3OH由低沸点醇酯制备高沸点醇酯由低沸点醇酯制备高沸点醇酯n CH3COOCH=CH2偶氮二异丁睛CH2CHOOCCH3n100。CCH3OHOH-CH2CHOHnCH3COOCH3 +D.酰胺的醇解酰胺的醇解H+CH2=CHCOOC2H5 +NH4+CH2=CHCONH2
10、C2H5OHE.腈的醇解腈的醇解CH3CN +C2H5OHHClCOC2H5H3CNH2ClH3OCH3COOC2H53.氨氨(胺胺)解反应解反应A.酰卤的氨酰卤的氨(胺胺)解解(CH3)2CHCOCl +NH3 H2O(冷)(CH3)2CHCONH2 +NH4Cl83%PhCOCl +NHNaOHNCOPh +NaCl +H2O81%.H2OOOOCOONH4CONH2+NH3H+COOHCONH2温热300 CNHOOB.酸酐的氨酸酐的氨(胺胺)解解C.酯的氨酯的氨(胺胺)解解COOC2H5OHNH2CH3CONHOHCH377CH3CH2COOC2H5 NH2NH2CH3CH2CONHN
11、H2 C2H5OHD.酰胺的氨酰胺的氨(胺胺)解解CH3CONH2 CH3NH2HClCH3CONHCH3 NH4Cl75%E.腈的氨腈的氨(胺胺)解解CNH2RNHRCN +NH3NH4Cl加压脒二、与金属有机化合物的反应二、与金属有机化合物的反应1.酰卤酰卤A.与与RMgX反应（酰卤活性高于酮）反应（酰卤活性高于酮）RMgX RCOX低温RCOR1 ：1RMgX RCOX高温2 ：1H2OCOHRRR高空阻反应物（RCOX、RMgX）生成酮CH3COCl CH3(CH2)3MgCl70 C 乙醚 FeCl3CH3CO(CH2)3CH372%PhCOBr PhMgBr乙醚PhCOPh回流2h
12、1)PhMgBr2)H2OCOHPhPhPh93%(CH3)2CHCOCl +CH3CH2CMgClCH3CH3 乙醚1618 C 5dCCH3C2H5CH3COCH(CH3)2B.与与R2Cd反应反应R2Cd活性低于活性低于RMgX，不与，不与RBr、RCHO、RCOR、RCOOR、RCONH2、RCN、RNO2反应反应2 RMgBr+CdCl2R2Cd +MgBr2 +MgCl22 PhCOCl (CH3CH2)2Cd2 PhCOC2H5 +CdCl2C2H5OOCCH2CH2COCl +(C2H5)2CdC2H5OOCCH2CH2COC2H5丙酰基丙酸乙酯4羰基己酸乙酯84%C.与与R2
13、CuLi反应反应83%n-C4H9-CO-(CH2)4COCl(n-C4H9)2CuLi78 C 乙醚n-C4H9-CO-(CH2)4CO-C4H9-nD.与与RLi反应反应CH3COCl CH3CH2LiCOHH3CC2H5C2H5H2OR2Cd活性低于活性低于RMgX，与，与RCHO、RCOX反应，与反应，与RCOR反应慢，不与反应慢，不与RBr、RCOOR、RCN反应反应2.酸酐与酸酐与RMgX反应反应与酰卤类似与酰卤类似(CH3CO)2O +CH3CH2MgCl70 C 乙醚H2OCH3COC2H53.酯与酯与RMgX反应反应PhCOOEt1)CH3MgX2)H3O+CCH3PhCH3
14、OH87HCOOEt1)CH3MgX2)H3O+(CH3)2CHOH4.酰胺与酰胺与RMgX反应反应2 RH +RCON(MgX)2COMgXRRN(MgX)2RCORRCONH22 RMgXRMgXH2ORMgXH3+OCRRROH5.腈与腈与RMgX反应反应RCORRCN +RMgXH3+OCRRNMgX三、还原反应三、还原反应1.酰卤的还原羧酸衍生物比羧酸易还原酰卤的还原羧酸衍生物比羧酸易还原A.Rosenmund(罗森孟罗森孟)还原还原COClCHO7481%73%COClClCHOClPd/BaSO4喹啉SPd/BaSO4喹啉S+H2+H2B.LiAlH4还原还原RCOXLiAlH4
15、H3+ORCH2OHC.LiAlHOC(CH3)33还原还原H3+OCOClNC 80%LiAlHOC(CH3)33CHONC2.酯的还原酯的还原A.催化加氢催化加氢PhCOOC2H5 +H2CuO,CuCrO4125 C,30MPaPhCH2OH 65%B.Na/ROH还原还原NaHH3C(H2C)7(CH2)7COOC2H5HC2H5OHHH3C(H2C)7(CH2)7CH2OHH油酸乙酯C.LiAlH4还原还原PhCOOC2H5LiAlH4H2OPhCH2OH C2H5OH 90D.酮醇缩合酯的双分子还原酮醇缩合酯的双分子还原2 (CH3)2CHCOOCH3Na,N2H2O甲苯,(CH3
16、)2CHCHCCH(CH3)2OHOCOOC2H5COOC2H5Na,N2H2O二甲苯OHO反应机理反应机理CROORCROOR+2NaCROORCROORCROORCROORCROCRO2NaCROCROH2OCROHCROHCROCHROH3.酰胺的还原酰胺的还原A.催化加氢催化加氢B.LiAlH4还原还原CH3(CH2)9CH2CONH2 +H2CuCrO4250 C,30MPaCH3(CH2)10CH2NH2PhOCH2CONH2LiAlH4H2OPhOCH2CH2NH2 80CH3CONHPhLiAlH4H2OCH3CH2NHPh 60CON(CH3)2LiAlH4H2OCH2N(C
17、H3)2 88%C.LiAlH(OC2H5)3还原还原3胺胺4.腈的还原腈的还原PhCNLiAlH4H2OPhCH2NH2 85CH3CH2CH2CON(CH3)2LiAlH(OC2H5)3H2OCH3CH2CH2CHO +(CH3)2NHRCNSnCl2.HCl 乙醚RCHO四、酰胺的特殊反应四、酰胺的特殊反应1.酰化反应及酰化反应及Grabriel(盖布瑞尔盖布瑞尔)法合成伯胺法合成伯胺A.酰化反应酰化反应RCONH2RCOClRCONHCORRCONH2(RCO)2ORCONHCORpKa:16 9B.Grabriel法合成伯胺法合成伯胺OOO+NH3NHOO300 CKOHNKOORX
18、NROOCOOKCOOKRNH2KOHNK +ClCH2COOC2H5OODMFH2NCH2COOH 85%KOHNCH2COOC2H5OO氨基乙酸2.脱水反应脱水反应CONH2ClRCONH2RCN或SOCl2P2O5P2O5CNCl95(CH3)3CCONH2SOCl2(CH3)3CCN3.Hofmann(霍夫曼霍夫曼)降解反应降解反应RCONH2Br2NaOHRNH2制备较少制备较少C1的伯胺的伯胺PhCONH2Br2(CH3)2CHCONH2NaOHPhNH2Br2NaOH(CH3)2CHNH2 94%CCH3CONH2PhC2H5Br2NaOHCCH3NH2PhC2H5反应机理反应机
19、理RCONH2 +Br2RCONHBrOH-OCNRH2OCO2RNH2RCNBrOBr-RNHCOOH五、乙烯酮的反应五、乙烯酮的反应CH3COOHAlPO4CH2CO 乙烯酮CH3COOHCH2COH2OCH3COORROH(CH3CO)2OCH3COOHCH3CONH2NH3CH3COBrHBr六、酯的特殊反应六、酯的特殊反应1.酯的热消除酯的热消除RCOOCH2CH2R300500 CRCH=CH2+RCOOH500 CCH3CH2CH=CH2 +CH3COOHCH3COOCH2CH2CH2CH3OH2CCHHOCC2H5CH3CH3HHOAcHCH3HCH3H3CDPhAcOPhHH
20、PhDPhHOAcHPhHPhDOAcHPhDHPh前者比后者稳定反应特点：反应特点：A.顺式消除顺式消除B.Hofmann消除为主消除为主500 CCH2=CHCH2CH2CH3 +CH3CH=CHCH2CH3 57%43%CH3COOCHCH2CH2CH3CH3消除酸性大、空阻小的消除酸性大、空阻小的-H为主为主C.反式烯烃为主反式烯烃为主500 CCH3COOCHCH2PhPhHPhHPh应用：合成烯烃应用：合成烯烃CH2OHCH2CH2OCOCH3H+CH32.酯的酯的Claisen(克莱森克莱森)缩合缩合A.含含-H酯制备酯制备-羰基酯羰基酯2 CH3COOEtEtONaEtOHH+
21、CH3COCH2COOEt +EtOH乙酰乙酸乙酯2 CH3CH2COOEtEtONaEtOHCH3CH2COCHCOOEt +EtOHCH3H+反应机理反应机理CH3COOC2H5C2H5OCH3COC2H5 CH3COCH2COOC2H5OC2H5CH3COCH2COOEtCH2COOC2H5CH2COC2H5OOCH2COOC2H5C2H5O-CH3COCHCOOC2H5H+CH3COCH2COOEtC2H5OB.含含-H酯与不含酯与不含-H酯酯HCOOC2H5 PhCH2COOC2H570EtONaEtOHH+HCCHCOOC2H5PhOPhCOOC2H5 CH3CH2COOC2H55
22、6H+PhCCHCOOC2H5CH3ONaHCOOC2H5COOC2H5 CH3(CH2)16COOC2H51)NaOEt 2)H+COOC2H5COCHCOOC2H5(CH2)15CH371C.酮酯缩合制备酮酯缩合制备1,3-二酮二酮CH3COOEt +CH3COCH31)EtONa2)H3+OCH3COCH2COCH3 +C2H5OH3845%PhCOOEt +CH3COPh1)EtONa2)H3+OPhCOCH2COPh +C2H5OH6271%PhCOOEt OOCOPh C2H5OH1)EtONa2)H3+OD.分子内酯缩合：分子内酯缩合：Dieckmann(狄克曼狄克曼)反应反应H
23、+EtONaEtOHCOOEtCOOEtOCOOEt EtOHCOOC2H5COOC2H5H+EtONaEtOHOCH3COOC2H5 EtOHCH2COOEtCH2COOEtH+NaHOCOOEt7090%COOC2H5COOC2H51)NaOEt 2)H+EtOOCCH2CHCH2COOEtCH3H3CCOOEtEtOOCOO100%E.酯缩合在合成中的应用例酯缩合在合成中的应用例1PhCCHCOOEtCH3OaPhCOOEt +CH3CH2COOEtbPhCOCH2CH3 +C2H5OCOC2H5O例例2CHCOOEtOOCOOEtCOCH2COOEtCOOEtCOOEt CH3COOE
24、t例例3OOOOCOOEtEtOOCCH2CH2COOEtOEtOOEtOOC2 EtOOCCH2CH2COOEt七、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在合成中的应用七、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在合成中的应用1.乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯A.结构结构CH3CCH2COC2H5OOOH2CH3CC2H5OOCHCOHOC2H5OH3C92.5%7.5%B.分解反应分解反应CH3CCH2COC2H5OOCH3COCH3 +CO2 10%NaOHCH3CCH2CO-OOH3+O酮式 分解酮式 分解酸式 分解酸式 分解CH3CCH2COC2H5OO2CH3COOH +C2H5OH浓NaOHH3+OCH3CCH
25、2COC2H5OO40%NaOHCH3CCH2COC2H5OHOO-CH3COOH +CH2COOC2H5CH3COO-+CH3COOC2H5OH-CH3COO-+C2H5OHH3+OH3+O2CH3COOHC.烷基化及酰基化反应烷基化及酰基化反应CH3CCH2COC2H5OORXC2H5O-CH3CCHCOC2H5OOCH3CCHCOC2H5OORCH3CCHCOC2H5OORCH3CCHCOC2H5OO1)稀OH-2)H3+OCH3COCH2R1)浓OH-2)H3+OCH3COOH RCH2COOH制备甲基酮类化合物制备取代乙酸NaOC2H5RXRCH3CCCOC2H5OOR1)稀OH-2
26、)H3+OCH3COCHR1)浓OH-2)H3+OCH3COOH RCHCOOH制备甲基酮类化合物制备取代乙酸RRRX：a)卤代烷卤代烷1 RX较好、较好、2产率低、产率低、3 RX、PhX、CH2CHX不可用不可用b)多卤代物多卤代物X(CH2)nXc)-卤代酮卤代酮XCH2COCH3d)卤代酯卤代酯X(CH2)nCOOEte)酰卤酰卤RCOX、PhCOXD.在合成中应用合成甲基酮衍生物在合成中应用合成甲基酮衍生物CH3CCH CH2CH3OCH3例例1CH3COCH2COOEt1)C2H5O-2)C2H5Br1)C2H5O-2)CH3I稀OH-T.M.H3+OCH3CCH COOC2H5O
27、C2H5CH3CC COOC2H5OCH3C2H5例例2：CH3COCH2CH2COCH3例例3：CH3COCH2COPhC2H5O-CH3COCH2COOEtPhCOCl稀OH-T.M.H3+OCH3COCH2COOEt稀OH-T.M.BrCH2COCH3C2H5O-H3+OCH3COCH2COOEtCH3COCHCOOC2H5CH3COCHCOOC2H5C2H5O-I2稀OH-T.M.H3+O例例4：CH3CO(CH2)6COCH3C2H5O-CH3COCH2COOEtCl(CH2)4Cl稀OH-T.M.H3+O过量例例5COCH3CH3CCHCOOC2H5OCH2CH2CH2CH2ClC
28、2H5O-CH3COCH2COOEtCl(CH2)4Cl稀OH-T.M.H3+O过量C2H5O-COCH3COOC2H52.丙二酸二乙酯丙二酸二乙酯CH2COOC2H5COOC2H5pKa 13A.制备制备ClCH2COOHNa2CO3H2O,低温ClCH2COONaNaCNCNCH2COONaC2H5OHH2SO4CH2(COOC2H5)2B.分解反应分解反应CH2COOC2H5COOC2H5 稀OH-CH2COO-COO-CH3COOH +CO2H3+OH3+OCH2COOC2H5COOC2H51)C2H5O-2)RX1)C2H5O-2)RXCHCOOC2H5COOC2H5RCCOOC2H
29、5COOC2H5RR稀OH-RCH2COOHRRCHCOOHH3+O稀OH-C.烷基化及酰基化反应烷基化及酰基化反应D.在合成中应用合成乙酸衍生物例在合成中应用合成乙酸衍生物例1：HOOCCH2CH2COOHCH2COOC2H5COOC2H5稀OH-T.M.BrCH2COOC2H5C2H5O-H3+OC2H5O-I2稀OH-T.M.H3+OCH2COOC2H5COOC2H5例例2：HCH2OHCH2COOC2H5COOC2H5稀OH-T.M.BrCH2CH2CH2BrC2H5O-H3+O过量HCOOHCH(COOC2H5)2CH2CH2CH2BrC2H5O-COOC2H5COOC2H52)H3+O1)LiAlH4本章要点本章要点羧酸衍生物的亲核取代反应与金属有机化合物的反应还原反应酰胺的羧酸衍生物的亲核取代反应与金属有机化合物的反应还原反应酰胺的Hofmann降解反应及机理酯的热消除反应、降解反应及机理酯的热消除反应、Claisen缩合、缩合、Dieckmann反应乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯在合成中的应用反应乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯在合成中的应用作业作业P600 13-10P602 13-11 ii,ivP606 13-14 iiP620 13-21 i,viiP632 13-33 i,iiiP699 15-10 iv15-11 ii,iv
