第15章_羧酸衍生物

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(3) 形成的四面体中间体能量越低，反应速度越 快。(能分散负电荷的取代基对反应是有利的) (4) 酯的碱性水解不可逆。 (5) 碱的用量要超过催化量。
2. BAl2 碱性水解
具体实例：
CH3
O
H3C
C OCH3 + NaCN HMPA H3C
CH3
CH3 O C ONa + CH3CN
CH3
R1： CH3 v： 1
C2H5 0.97
CH(CH3)2 C(CH3)3
0.53
1.15
(机理不同)
4. 酯的酸性水解和碱性水解的异同点
相同点: (1) 都是经过加成消除机理进行，增大空阻，对反应不利。 (2) 都发生酰氧键断裂为主。
不同点: (1) 催化剂用量不同。碱大于1 mol，酸只需要催化量。 (2) 碱催化反应是不可逆的，酸催化反应是可逆的。 (3) 吸电子取代剂对碱性催化有利, 对酸性催化没有明显
O
快 RCO- + HOR' Na+ RCONa
（必不可少，反应推动力）
碱性水解的讨论
(1) 碱性水解速率与 [-OH]成正比。 (2) 羰基活性越大，-C空阻越小，酯基空阻越小， 反应速率越快。
CH3COOCMe3 Me3CCOOEt CH3CO.01
O
O
CH3CO18C2H5 + H2O NaOH CH3CONa + C2H5O18H
同位素跟踪结果表明： 碱性水解时，发生酰氧键断裂。
皂化速度 = k2[C2H5COOC2H5][OH-]
反应机理
O RCOR' + -OH
慢
O-
快
R-C-OR'
OH
负离子四面体 中间体
O RCOH + -OR'
O
O R C NH2
RCONH2
RCN RCN
羧酸衍生物的结构
O
RC Y
O RC
+Y
O RCH2 C Y
O RC
Y
15.1 酰基亲核取代反应活性及机理 酰基的反应概况
O 氧的碱性
R CH C Y 离去基团
-H的活性
H
羰基的活性
羧酸衍生物的羰基的亲核加成-消除反应
O
O
RCW + Nu 催化剂 RCNu + W
第十五章 羧酸衍生物 酰基的亲核取 代和酯缩合反应
15.1 酰基亲核取代反应活性及机理 15.2 羧酸衍生物的水解反应 15.3 羧酸衍生物的其它反应 15.4 羧酸衍生物的制备 15.5 克莱森（Claisen）酯缩合反应 15.6 其它羧酸衍生物 15.7 瑞佛马斯基（Reformatsky ）反应 15.8 达占（Darsen）反应 15.9 羧酸衍生物的光谱性质
取代反应
该取代反应需要在碱或酸的催化作用下进行。
碱性催化的反应机制为：
O
O-
RCW + Nu
RCW
Nu
O -W - RCNu
酸催化的反应机制为：
O RCW + H+
+OH Nu
OH -W -
RCW
RCW
Nu
+OH
O
RCNu -H+ RCNu
这是一个可逆反应，要使反应向右方进行，其条件是：
（1）羰基的活性 O
OH
+
R-C-OR' HO H
+OH - R'OH
RCOH
O -H+ RCOH
OH
R-C-OR' OH2
+
正离子四面 体中间体
酸性水解的讨论
(1) 酸在反应中的作用有二： ① 活化羧基 ② 使OH、OR形成 金羊盐而更易离去。
(2) 在酯 （RCOOR′）中，R有吸电子基团虽能活化 羧羰基，但会使关键中间体正离子能量升高，R为 给电子基团亦有两种相反的作用，故表现不出明显 的影响。
• All can be converted to the carboxylic acid by acidic or basic hydrolysis.
• Esters and amides common in nature.
O RCX
RCOX
OO R C O C R'
(RCO)2O
O RCOR
RCOOR
影响。 (4) 对于R1, 碱性催化：1oROH > 2oROH > 3oROH 酸性催化：3oROH > 1oROH > 2oROH 注意：3oROH的水解用新的机理来解释（AAl1）。
5. 3o醇酯的酸性水解历程（AAl1） 反应式
O CH3CO18-C(CH3)3 + H2O
H+ CH3CO18OH + (CH3)3C-OH
O RCY
• Acyl group bonded to Y, an electronegative atom or leaving group.
• Includes: Y = halide (acid halides), acyloxy (anhydrides), alkoxy (esters), amine (amides).
(3) 酯的酸性水解和酯化反应互为逆反应，平衡的移动 取决于反应的条件。体系中有大量水存在，发生酯 的水解。若有大量醇存在，并采取除水措施，则有 利于酯化反应。
(4) 在RCOOR1中: R对速率的影响： 一级 > 二级 > 三级 R1对速率的影响： 三级 > 一级 > 二级
CH3COOR1在盐酸中，于25OC时水解的相对速率v的 实验数据如下：
O
RCW > RCNu
（2）离去基团的活性：W - > Nu （3）改变影响平衡移动的其它因素。
15.2 羧酸衍生物的水解反应
水解反应的一般情况：
O
CH3CCl
OO
CH3COCCH3
O
} HCl 室温 O CH3COH
O
CH3COC2H5 + H2O
CH3COH + C2H5OH 加热
O CH3CNH2
CH3 O
H3C
C O CH3 + -CN
CH3
CH3 O
H3C
C O- + CH3CN
CH3
3. 酸性水解（AAc2）
O
CH3CO18C2H5 + H2O
O
H+
CH3COH + C2H5O18H
同位素跟踪结果表明：
酸性水解时，发生酰氧键断裂。
反应机理:
O
+OH
H+
RCOR'
RCOR'
OH
H2O
R-C-OR' +
CH3C N
} NH3 长时间
NH3 回流
15.2.1 酯的水解反应
O R C O R'
酰氧键断裂（Ac）
O R C O R'
烷氧键断裂（Al）
酸(Acid)催化：AAc1, AAc2 碱(Base)催化：BAc1, BAc2
AAl1, AAl2 BAl1, BAl2
1. 碱性水解（又称皂化反应—BAc2）
+
反
O
H+
应 CH3C O18 C(CH3)3