专题五 羧酸衍生物

2) H2O
2-甲基-3-苯基-3-羟基丙酸乙酯
O CH3CH2CCH3 + BrCH2COOC2H5 + Zn O LiAlH4
OH CH3CH2CCH2COOC2H5 CH3
1) 苯 2) H2O
A
B
CH3CCH3
OH
C
CH3 CH3CH2 O O CH3 CH3
CH3CH2CCH2CH2OH CH3
经过环状过渡态顺式消除(酰氧基与-H同时离去)
H O CH3 C O
CH CH2CH3 CH2
O CH3 C
H O
CH CH2
CH2
CHCH2CH3 + CH3COOH
O H C C ph D H ph D OCCH3 ph C C ph H + CH3COOH
O OCCH3 CH3CHCH2CH2CH3 500oC
A
B
C
5. 酯缩合 (Claisen酯缩合)反应 凡有酯参与的缩合反应统称Claisen酯缩合反应。 1) 酯缩合 两分子酯在碱作用下失去一分子醇形成-羰基酯。
2 RCH2COOR'
O RCH2COC2H5
O
-
1) C2H5ONa 2) H+
O [ RCHCOC2H5
O
-
O RCH2CCHCOOR' R
大多数2o和 1o醇的羧酸酯的水解发生酰氧键断裂； 3o醇的羧酸酯的水解发生烷氧键断裂。 酸催化：
O R C OR'
+ +
H
+
OH
H2O
+
OH R C OR' OH2
: OH + R C OR' H OH
R C OR' -H+
-R'OH
OH
R C OH
RCOOH
碱催化：
O
OR C OR' OH
O R C OH + -OR' RCOO- + R'OH
COOCH3 + CH3CH2CH2COOEt N
NaH N
COCHCOOEt CH2CH3
3）分子内酯缩合（ Dieckmann缩合） 建立五、六元脂环系
COOEt CH2COOEt CH2COOEt CH3CH2ONa O
ph C CH3OOC
CH2CH2COOCH3 CH2CH2COOCH3
O R C CH2CH2OR' H
+
O R C CH2CH2OR' H
+
sp3 R O R
碱 性 较 强
sp2 R R C O
碱 性 较 弱
3. 羧羰基的亲核取代反应活性
O O O O O
R C X > R C O C R > R C OR' > R C NH2
O R C Y + Nu-
OR C Y Nu
O O O RCOOR RCOOH O > RCNH2 ~ RCN ~
RCX > RCOCR >
三. 羧酸衍生物的反应
1. 亲核取代
亲核加成—消除
O R C L + Nu:-
总结果：亲核取代。
OR C L Nu O R C Nu + L-
1) 水解
O
酸、碱催化。生成相应的羧酸。
-20oC 1min.
苯甲(酸)酐
乙丙酐
1,2,3,4-环己烷四羧酸 -1,2-酐
•酯
H3C
ClCH2CH2COOC6H5
-氯丙酸苯酯
O H3C H3 C HO H3CH2C H O CH3 OH O O O CH3 CH3 OH HO O N(CH3)2 O CH3 OCH3 CH3 OH CH3
O
O
-甲基 -γ -丁内酯 (3-甲基-4-丁内酯) 内酯需标明羟基的位次。
RCOOC2H5 , H 2O(OH-)，25oC R 相对速率 CH3 1 CH2Cl 290 CHCl2 6130 CCl3 23150 CH3CO 7200
CH3COOR , H 2O(H+)，25oC R 相对速率 CH3 1 CH3CH2 0.97 (CH3)2CH 0.53 (CH3)3C 1.15 C6H5 0.69
3) 氨(胺)解
H H H2N O N C O OH S O O O S O Cl S O HN O N C OH H H S O O
O Cl CCl
H3CO + N H
CH2COOH
CH3
?
4) 羧酸衍生物的相互转化
O
SOCl2 or PX3 or PX5 H2O
RCCl
RCOOH or RCOONa NH3 R'OH O O (R)
3) 羧酸酯的还原缩合反应
O 2 CH3CH2CH2COC2H5 + 4 Na
产物：a-羟基酮
Et2O H
+
O CH3CH2CH2CCHCH2CH2CH3 OH
O R C OR' + Na
O- OR C C R OR'OR'
-O R C OR'
O O R C C R
-O 2 R C OR'
O- OR C C R
CH3CCl + H2O (CH3CO)2O + H2O
CH3COOH CH3COOH
OH-
CH3COOC2H5 + H2O CH2CONH2
CH3COOH + C2H5OH CH2COOH + NH4Cl
35% HCl 回流
酯水解反应，键的断裂发生在酰氧键还是烷氧键？
O R C OR' O R C O R'
O
RCOH
RCOCR
O RCNH2
O RCOR'
O RCOR"
RCN
2. 羧酸衍生物的还原反应 1) LiAlH4 酰卤、酸酐和酯被还原成伯醇;酰胺和腈被还原成胺。
O C15H31CCl O O O LiAlH4 H2O CH2OH
1) LiAlH4 2) H2O
LiAlH4
H2O
C15H31CH2OH CH2OH
CH3ONa
ph CH3OOC
COOCH3 O
[环化方向] 含两种不同-H时, 酸性较大的-H优先被碱夺去。
CH2CH2CH2COOC2H5 CH2CHCOOC2H5 CH3 :BCH2CH2CHCOOC2H5 CH2CHCOOC2H5 CH3
COOC2H5 CH2CH2CH2COOC2H5 a CH2CHCOOC2H5 CH b
O R C Nu + Y-
影响反应活性的因素：1) 与羰基相连的基团(Y) 吸电子能力；
2) 与羰基相连的基团(Y) 空间体积； 3) 与羰基相连的基团(Y)
离去能力； 4) 反应物稳定化程度。
> RO- > H2N离去基团的离去能力： X > RCOO
-
O R C Y
OR C Y+
羧酸衍生物亲核取代反应活性顺序：
2) 醇解
O (CH3)3CCOH
O
形成酯
O SOCl2 (CH3)3CCCl C2H5OH
吡啶
O (CH3)3CCOC2H5 + N
COOCH2CH2OCH3 COOCH2CH2OCH3
HCl
O + 2 CH3OCH2CH2OH O
H2SO4
COOH COOH Br
COOC2H5 COOC4H9-n
专题六
羧酸衍生物
羧酸衍生物
O 酰卤 O 酸酐 O O 酯 O 酰胺 腈 R C X R C O C R R C O R R C NH2(R) R C N
一. 结构、命名与物性
sp2 O R C L （X、O、N）
碳-杂原子键具
某些双键性质
OR C L+
O NH2 H C OCH3 CH3 C O: 133.4 OH
CH2COOC2H5
H2O
O BrCH2COOC2H5 + Zn BrZnCH2COOC2H5
+ -
CH3CH2C H
OZnBr CH3CH2CHCH2COOC2H5 H2O
OH CH3CH2CHCH2COOC2H5
1) 苯
OH CHCHCOOC2H5 CH3
CHO + BrCHCOOC2H5 + Zn CH3
OCH3 O COOCH3 O CHCH2CCH3 CH3 O
O
H OCH3 O O
CH3O
O CH3O O H3C
6. 酰胺的酸碱性与霍夫曼降解
R C OR' + OH-
3o醇的羧酸酯水解：SN1机制
O RCOC(CH3)3
+
H
+
+ OH
OH
+
RC O C(CH3)3 H2O C(CH3)3
+
RC O + C(CH3) -H+ (CH3)3COH
C(CH3)3 + H2O
试写出化合物(A)和(B)用H2O18在酸催化下水解的产物。
O C O CHCH2CH3 (A) CH3 O (B) CH3 CH2CH3 C O CCH2CH2CH3
CH3CH=CHCH2COOCH3
CH3CH=CHCH2CH2OH + CH3OH
H2O
O CN(CH3)2
LiAlH4