羧酸衍生物课件
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羧酸衍生物(课件)高二化学(人教版2019选择性必修3)
等质量糖类或蛋白质的2倍。
油脂能促进脂溶性维生素的吸收。
特殊条件下,油脂可通过氧化提供能量,是热量最高的营养物质。
油脂不但是人类重要的营养物质和食物之一,也是一种重要的工
业原料,生产高级脂肪酸和甘油,制肥皂等。
对比分析
酯、油脂和矿物油的对比
物质
油脂
油
脂肪
酯
矿物油
组成
不饱和高级脂肪酸的 饱和高级脂肪酸的 含氧酸与(任意)醇 多种烃(石油及
2019人教版 选择性必修3
第三章 烃的衍生物
第四节 羧酸 羧酸衍生物
第2课时 羧酸衍生物
【课程学习目标·学科核心素养】
一.认识酯的组成、结构特点、性质、转化关系及其在生产生活中 的应用。
二.了解油脂的结构特点、性质及应用。 三.知道胺和酰胺的结构特点和应用,发展“宏观辨识与微观探析”
学科核心素养。
碱性条件下水解完全, 酸性条件部分水解, 中性条件几乎不水解;
实验 a. 步骤 b. 实验现象 实验结论
分别取2ml乙酸乙酯放入2支试管中,然后向试管中分别加入5ml含酚酞5mL30%NaOH 振荡均匀后,把2支试管分别放入常温、70~80 ℃的水浴里
温度高的试管酯层消失得更快 温度越高,乙酸乙酯的水解速率越大
降低生成物乙酸的浓度,从而促进水解平衡右移,水解程度增大,直至完全。水解反应
不可逆,也属于取代反应。
二.酯的化学性质(以乙酸乙酯为例) 2.水解反应(取代反应)
酯水解时如何断键?
=
CH3C—O—C2H5+H2O O
稀硫酸
△ CH3COOH+C2H5OH
酯基断碳氧单键, 加羟基成酸, 加H成醇。
总结:
一.酯
[工学]第十三章--羧酸及其衍生物PPT课件
强、宽谱带
NMR:
-COOH 上质子的化学位移9.5~13ppm
-
11
§13.3 羧酸的化学性质
-COOH的结构: C(近似)sp2杂化
O
O
P-π共轭,羟基、
R
C O
R H
C
O.. H
羰基不是独立的
H离解后负电荷为- 三原子共同承担
12
O
O-
RC
RC
O-
O
共 振酸 结根 构的 式
亲核试剂进攻生成羧酸衍生物
反丁烯二酸 (富马酸)
-
6
§13.2 羧酸的物理性质和波谱性质
• C1~3:无色透明液体 C4~10: 油状液体 C10以上:蜡状固体。 • 饱和一元羧酸的沸点随分子量的增加而升高。
分子量相近时,沸点:羧酸>醇。
原因:羧酸氢键较稳定,并形成双分子缔合。
O HO
H3CC OH
CCH3 O
例:甲酸 (101℃) > 乙醇 (78℃)
解: -Cl 连在开链烃上主要为诱导效应,距离越近作用越大。
酸性:CH3CHClCOOH > CH2ClCH2COOH
-
18
例:比较酸性
COOH
COOHCOOH COOH
OC3H HO
H2N
解:供电子强弱顺序:-NH2 > -OH > -OCH3 都使酸性减弱
COOH COOH COOH COOH
-
30
二.由烃氧化制备
CH 3
KMnO4
H+
COOH
烯烃、有α-H的烷基苯氧化
三.由R-MgX制备
R-MgX + O=C=O
羧酸及其衍生物ppt课件
RCOCl + R'MgCl
RCOOR"+ R'MgCl
RCOR' (fast)
RCOR'
(1) R'MgCl (2) H2O
R' R C OH R'
酸酐与Grignard 试剂的反应在低温下也可得到酮。
2.2.3 还原
催化氢化或用LiAlH4作还原剂,酰卤、酸酐、酯可被还原成醇,酰胺 则被还原成胺。 2.2.4 酯的缩合反应 • Claisen缩合:
2.2 化学性质 2.2.1 亲核取代反应 (水解、醇解、氨解等)
O R C
L
O O
+
Nu
R
C Nu
L
RCNu
+
L
反应活性: RCOCl > (RCO)2O > RCOOR’ > RCONH2 > RCONR’2
水解: RCOCl (RCO)2O RCOOR’ RCONH2 醇解: RCOCl (RCO)2O + R’OH RCOOR’ + HCl RCOOR’ + RCOOH + H2O RCOOH + HCl 2 RCOOH (加热) (催化) (催化、回流) RCOOH + R’OH RCOOH + NH3
一元羧酸:
HCOOH 甲酸
CH3COOH 乙酸
CH3CHCH2COOH
COOH
CH3C CH3
CHCOOH
Cl
3-甲基-2-丁烯酸
3-(对-氯苯基)丁酸
苯甲酸
二元羧酸:
COOH
CHCOOH
HOOCCOOH
RCOOR"+ R'MgCl
RCOR' (fast)
RCOR'
(1) R'MgCl (2) H2O
R' R C OH R'
酸酐与Grignard 试剂的反应在低温下也可得到酮。
2.2.3 还原
催化氢化或用LiAlH4作还原剂,酰卤、酸酐、酯可被还原成醇,酰胺 则被还原成胺。 2.2.4 酯的缩合反应 • Claisen缩合:
2.2 化学性质 2.2.1 亲核取代反应 (水解、醇解、氨解等)
O R C
L
O O
+
Nu
R
C Nu
L
RCNu
+
L
反应活性: RCOCl > (RCO)2O > RCOOR’ > RCONH2 > RCONR’2
水解: RCOCl (RCO)2O RCOOR’ RCONH2 醇解: RCOCl (RCO)2O + R’OH RCOOR’ + HCl RCOOR’ + RCOOH + H2O RCOOH + HCl 2 RCOOH (加热) (催化) (催化、回流) RCOOH + R’OH RCOOH + NH3
一元羧酸:
HCOOH 甲酸
CH3COOH 乙酸
CH3CHCH2COOH
COOH
CH3C CH3
CHCOOH
Cl
3-甲基-2-丁烯酸
3-(对-氯苯基)丁酸
苯甲酸
二元羧酸:
COOH
CHCOOH
HOOCCOOH
有机化学课件--羧酸衍生物涉及碳负离子的反应及在合成中应用
碳负离子的形成反应
通过质子化、脱质子化和分子内断裂等反应,碳负离子可以由碳中心引起的 电子重新组合而形成。
碳负离子的反应类型
1
加成反应
2
碳负离子可以与底物中的亲电中心发生
加成反应,以构建更复杂的有机分子结
3
构。
亲核取代反应
碳负离子可与亲核试剂发生取代反应, 用于构建新的碳-碳和碳-其他原子键。
脱质子化反应
有机化学课件--羧酸衍生 物涉及碳负离子的反应及 在合成中应用
本课件将深入探讨羧酸衍生物的结构、碳负离子的反应以及其在有机合成中 的重要应用。
羧酸衍生物的基本结构
了解羧酸衍生物的结构是理解其反应及应用的基础。羧酸的含氧官能团带有 一对孤对电子,使其成为独特的化学实体。
碳负离子是什么
碳负离子是具有孤对电子的碳原子,其带负电荷的性质使其成为化学反应中 的重要中间体。
碳负离子通过脱质子化反应与质子酸反 应,生成分子的亲核部分。
羧酸衍生物中碳负离子的应用
酮合成
通过脱羧或其他反应,碳负离子可用于酮的合成, 提供新的药物和材料研究领域的突破。
酯化反应
碳负离子参与酯化反应,用于合成酯类化合物, 广泛应用于食品、香料和涂料行业。
烯烃合成
醋酸根离子的脱羧反应可生成烯烃,为制备高附 加值化学品提供了一种高效方法。
总结和要点
通过了解羧酸衍生物中碳负离子的反应和应用,我们能够更好地理解有机合 成中的关键步骤和策略,为创新和发展提供重要的参考。
卤代反应
通过卤代反应,羧酸衍生物中的碳负离子可ຫໍສະໝຸດ 与 卤代试剂发生反应,生成有机卤化物。
合成中使用碳负离子的案例
苯甲酸的醇合成
碳负离子参与醇形成反应,将苯 甲酸转化为苯甲醇,用于生产香 料和药物。
羧酸衍生物 优秀课件
O R C O R '' + H X
O R C O R '' + R 'C O O H
O R C O R '' + R 'O H
O
R C O R ' ' + N H 3 (难反应)
2.应用
(1)酰卤及酸酐的醇解:制备酯的常用方法(酰化反应)
O H +C H 3 C O O H
O H +C H 3C O C l
3-甲基戊腈
CN
苯甲腈
O CH3C O
乙酰氧基
O H2N C
氨甲酰基
三、结构特点
O RCL
O L =-X , -O C R ', -O R ', -N H 2
[
O.. RCL
O-
RCL+ ]
Note: p-π共轭的程度与L基团的电负性有关
电负性:X > OCOR > OR > NH2(R)
第二节 羧酸衍生物的化学性质
O
OO CH3COCCH2CH3
乙(酸)丙(酸)酐
O
O
邻苯二甲酸酐
O CH3CHCH2CBr
CH3 3-甲基丁酰溴
OOO
2-甲基-3-乙基丁二酸酐
3.酯(ester)
O O CCH2CH3
丙酸环己酯
O O
α-甲基-γ-戊内酯
COOCH3
COOH
邻苯二甲酸氢甲酯
CH2OOCCH3 CHOOCCH3 CH2OOCCH3
三乙酸丙三醇酯
(丙三醇三乙酸酯)
4.酰胺(amide)
O NHCCH3
《羧酸及衍生物》PPT课件
2,3- 二甲基戊酸 (α,β-二甲基戊酸)
(2)不饱和羧酸
2 -甲基-3-戊烯酸
5 -甲基-4 -乙基 己酸 (δ -甲基- γ -乙基 己酸)
2,4 -戊二烯酸
(3)脂肪族二元酸或多元酸:主链含两羧基,称 “某二酸”。
3 - 羧基 -3- 羟基戊二 酸
(4)脂环族和芳香族羧酸:环作为取代基
COOH COOH
9.1.2 羧酸的物理性质
1、水溶性: 低级脂肪酸易溶于水,芳香羧酸不溶于水 分子量增加,溶解度减小
2、沸点: 羧酸 > 醇、酚 > 醛、酮 > 烷、醚(相对分 子质量相近) 原因:羧酸分子间以两个氢键形成双分子缔合 体,比醇分子间氢键更稳定。
四、羧酸的化学性质
1. 羧酸的酸性
p-π共轭体系,氧的电子云移向羰基,使O-H极性 增大,酸性↑
第 9 章 羧酸及其衍生 物
9.1 羧酸
羧酸:可以看作是烃分子中的氢原子被羧基
( - COOH )取代后生成的化合物 通式:RCOOH
羧酸衍生物:羧基中的羟基被其它原子团取代
1. 羧酸的分类和命名
分类 脂 饱和羧 肪酸 族 羧 不饱和 酸 羧酸
一元羧酸
CH2COOH 乙酸(醋酸) CH2=CH-COOH
CH2=CH-CH2-COOH CH2=CH-CH2-COOH
LiAlH4
CH2=CH-CH2-CH2OH
H2/Pt
CH3CH2CH2COOH
5. 脂肪酸α-H的卤代反应
• 羧基能活化α-H,其致活作用比羰基小得多。α-H 卤代反应较慢,需三卤化磷或红磷等催化。
α-卤代酸是重要的合成中间体 可合成α-羟基酸、α-氨基酸等多种α-取代酸
羧酸衍生物
理论解释:
活性取决于L离去难易.
酸碱理论
酸性: HCl > RCOOH > ROH > NH3
pKa -2.2 4~5
16~19 34
共轭碱的碱性: Cl < RCOO < RO < NH2
碱性愈弱,愈易离去。
=
=
=
(一)酰基上的亲核取代
1.水解
O (C6H5)2CHCH2CCl
H2O, Na2CO3 0℃
O NH O
0oC + Br2 + NaOH
O N Br + NaBr + H2O
O
= =
N-溴代丁二酰亚胺
碱性水解
RCONH2 + H2O NaOH RCOONa + NH3
酸性水解
RCONH2 + H2O H2SO4
RCOOH + (NH4)2SO4
水解较难,环内酰胺易水解
5. 酯缩合反应-乙酰乙酸乙酯的合成 乙酰乙酸乙酯可用 Claisen 酯缩合反应合成
O
R C O R'
生成酰胺。
OO
RR
CC
++ HHCCll
NNHH22
O
R C NH2
O
+ R' C O H
OO
RR C NNHH22
+ R'CH22OH
4. 酰胺的反应
O
RC
P-π共轭
NH2
= =Hale Waihona Puke = =酰胺的弱酸碱性
显碱性 NH3
O
亚酰胺
NH
O
RNH2
O NH O
pKa 8.3
羧酸衍生物-PPT课件
O C H 6 5 O COC H 2 5 C H ONa 2 5 C H CH COOC H CCHCOOC H 65 2 25 + 2 5 COC H 2 5 COC H 2 5 O O
3. 狄 克 曼 酯 缩 合 反 应
二元酸酯若分子中的酯基被四个以上的碳原子隔开时, 就发生分子中的酯缩合反应,形成五员环或更大环的酯,这 种环化酯缩合反应称为狄克曼酯缩合。 实例 1
要在酸或碱催化下加热进行。
O O H o rO H + R ' ' O H + R ' O H R C OR' R C OR'' 酯 醇 新 的 酯
新 的 醇
因为酯的醇解生成另一种酯和醇,这种反应 称为酯交换反应。此反应在有机合成中可用与从 低级醇酯制取高级醇酯(反应后蒸出低级醇)。
COOCH 3 + 2 H O C H C H O H 2 2 COOCH 3 H COOCH CH OH 2 2 + 2 C H O H 3 COOCH CH OH 2 2
(3)氨解
O + N H R C OR' 3 O R C NH + R ' O H 2
酯能与羟氨反应生成羟肟酸。
RCOOC H OH.HCl NH RCONHOH H OH 2 5 + 2 2 5 羟 肟 酸
羟肟酸与三氯化铁作用生成红色含铁 的络合物。这是鉴定酯的一种很好方法。 酰卤、酸酐也呈正性反应。
O 乙 酰 乙 酸 乙 酯
O O O C H ONa 2 5 CH COC H CH COC H + 3 2 5 CH -C-CH -C-OC H H OH C 3 2 5 3 2 2 5 + 2 5
羧酸与羧酸衍生物(食品化学课件)
酯水解为酯化反应的逆反应,生 成一分子羧酸和一分子醇,需在 酸或碱的催化作用下进行。
腈在酸或碱的作用下可水解为 羧酸,控制反应条件,可使腈 水解为酰胺,酰胺也可失一分 子水变为腈。
二、羧酸衍生物的性质-化学性质
(3)羧酸衍生物的醇解
在酸或者碱的催化下,酯与醇反应生成新的酯,也可以称之为酯交换,是合 成酯重要的方法。
食品基础化学
羧酸衍生物
目录
一 认识羧酸衍生物
P03
二 羧酸衍生物的性质
P08
二 羧酸衍生物实例
P21
一 认识羧酸衍生物
一、认识羧酸衍生物-油脂与肥皂
一、认识羧酸衍生物-油脂与肥皂
氢氧化钠/加热
脂肪、植物油
皂化
高级脂肪酸钠 甘油、水
氯化钠/搅拌、静置
盐析
加填充剂(松香、硅酸钠等)
上层:高级脂肪酸钠
2、羧酸的命名
系统命名法
系统命名法,选择含有羧基的最长碳链为主链,从羧基碳开始编号, 母体羧酸前表明取代基的位次和名称,把羧基位次写在名称之前,如:
确定母体
选择主链
编写序号
命名结构
1 2
3 4
8 7 6
5
α1 2
3 4
2、羧酸的命名
系统命名法
练一练:给该化合物命名。
CH3CHCH2CHCOOH CH3 CH2CH3
酰卤易醇解。羧酸与二氯亚砜、草酰氯等 反应生成酰氯,再与醇反应成酯,效果优 于直接酯化。 酸酐易醇解,生成一分子酯和一分子酸, 是常用的酰化试剂。
酯醇解也称为酯交换反应,在酸或碱的 催化下进行。从一个酯转变成另一个酯。
二、羧酸衍生物的性质-化学性质 (3)羧酸衍生物的醇解
酰卤的醇解
腈在酸或碱的作用下可水解为 羧酸,控制反应条件,可使腈 水解为酰胺,酰胺也可失一分 子水变为腈。
二、羧酸衍生物的性质-化学性质
(3)羧酸衍生物的醇解
在酸或者碱的催化下,酯与醇反应生成新的酯,也可以称之为酯交换,是合 成酯重要的方法。
食品基础化学
羧酸衍生物
目录
一 认识羧酸衍生物
P03
二 羧酸衍生物的性质
P08
二 羧酸衍生物实例
P21
一 认识羧酸衍生物
一、认识羧酸衍生物-油脂与肥皂
一、认识羧酸衍生物-油脂与肥皂
氢氧化钠/加热
脂肪、植物油
皂化
高级脂肪酸钠 甘油、水
氯化钠/搅拌、静置
盐析
加填充剂(松香、硅酸钠等)
上层:高级脂肪酸钠
2、羧酸的命名
系统命名法
系统命名法,选择含有羧基的最长碳链为主链,从羧基碳开始编号, 母体羧酸前表明取代基的位次和名称,把羧基位次写在名称之前,如:
确定母体
选择主链
编写序号
命名结构
1 2
3 4
8 7 6
5
α1 2
3 4
2、羧酸的命名
系统命名法
练一练:给该化合物命名。
CH3CHCH2CHCOOH CH3 CH2CH3
酰卤易醇解。羧酸与二氯亚砜、草酰氯等 反应生成酰氯,再与醇反应成酯,效果优 于直接酯化。 酸酐易醇解,生成一分子酯和一分子酸, 是常用的酰化试剂。
酯醇解也称为酯交换反应,在酸或碱的 催化下进行。从一个酯转变成另一个酯。
二、羧酸衍生物的性质-化学性质 (3)羧酸衍生物的醇解
酰卤的醇解
有机课件 第十三章 羧酸衍生物
O
R
C
OR '
4、酰胺:是羧酸分子中的羟基被氨基(—NH2) 或烃氨基(—NHR,—NR2)取代后的生成物。
二、命名:
O
R C 的名称是将RCOOH中的“酸”字改 为“酰”字。 1、酰卤和胺:酰基名称+卤素名称或胺。如: 乙酰氯、丁酰溴、丙烯酰胺、N—乙基乙酰胺等。 2、酸酐:羧酸名称后加“酐”字。如:乙酸酐、 乙丙酸酐等。 3、羧酸名称后加烃基名称,最后加“酯”。如: 乙酸乙酯、苯甲酸苄酯等。
1、 建立产物分子可需的骨架
2、 官能团的转化
由原料通过某些化学反应得产物分子可需的骨架 时,若官能团不是产物所需,则需转化。
如:由CH2=CH2→CH3CH2CH2CH2OH
三、有机合成设计:
<一>、建立产物分子可需的骨架;
1、 产物属什么类型的化合物?
2、 这种化合物有什么方法制备?
3、 是否需要增长或减短碳链? 4、 分析产物分子的骨架 1>、 "切断"产物的分子骨架;"碎片"进行常 见的增碳、减碳等反应得产物骨架。
(NH3)
R' — NH
C
(NH2 — COOR)
方法2: COCl2+R'NH2 R'N=C=O+ROH
(异氰酸酯)
R'N=C=O+2HCl
O
R' — NH
C
OR
2>、重要的氨基甲酸酯有:西维因,灭菌灵等, 见P66 。
§13.9有机合成路线 一、有机合成的基本要求 产率高、副反应少、反应速度快、原料易得、步 骤少、安全。 二、有机合成的任务
CO2↑+N2↑+3H2O
R
C
OR '
4、酰胺:是羧酸分子中的羟基被氨基(—NH2) 或烃氨基(—NHR,—NR2)取代后的生成物。
二、命名:
O
R C 的名称是将RCOOH中的“酸”字改 为“酰”字。 1、酰卤和胺:酰基名称+卤素名称或胺。如: 乙酰氯、丁酰溴、丙烯酰胺、N—乙基乙酰胺等。 2、酸酐:羧酸名称后加“酐”字。如:乙酸酐、 乙丙酸酐等。 3、羧酸名称后加烃基名称,最后加“酯”。如: 乙酸乙酯、苯甲酸苄酯等。
1、 建立产物分子可需的骨架
2、 官能团的转化
由原料通过某些化学反应得产物分子可需的骨架 时,若官能团不是产物所需,则需转化。
如:由CH2=CH2→CH3CH2CH2CH2OH
三、有机合成设计:
<一>、建立产物分子可需的骨架;
1、 产物属什么类型的化合物?
2、 这种化合物有什么方法制备?
3、 是否需要增长或减短碳链? 4、 分析产物分子的骨架 1>、 "切断"产物的分子骨架;"碎片"进行常 见的增碳、减碳等反应得产物骨架。
(NH3)
R' — NH
C
(NH2 — COOR)
方法2: COCl2+R'NH2 R'N=C=O+ROH
(异氰酸酯)
R'N=C=O+2HCl
O
R' — NH
C
OR
2>、重要的氨基甲酸酯有:西维因,灭菌灵等, 见P66 。
§13.9有机合成路线 一、有机合成的基本要求 产率高、副反应少、反应速度快、原料易得、步 骤少、安全。 二、有机合成的任务
CO2↑+N2↑+3H2O
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有机锌化合物不与酯反应:
Perkin 反应(2004、2006) : (理解机理,掌握反应)
2006 分析 达琴反应理解其机理并掌握反应。 2004: Darzen 反应:
乙酰乙酸乙酯乙酯和丙二酸二乙酯及其在合成中的应用,必须掌握。
第十二章 含氮化合物
一、基本概念
联苯胺重排、季铵碱、季铵盐、重叠化合物、偶氮化合物、重氮化反应、加不瑞尔合成 法、曼尼奇(Mannich)反应、兴斯堡(Hinsberg)反应、TEBA、TBAB、THF、DMF、 DMSO、桑德迈尔(Sandmeyer)反应、席曼(Schiemann)反应、重氮甲烷等。
重氮组分环上有吸电子基、偶合组分环上有制活基团(推电子基) 。
2005 脂肪族重氮盐:易生成碳正离子,可以发生碳正离子的所有反应如:取代、消除、重排等。
重氮甲烷:CH2N2:形成卡宾(进一步与烯烃反应) ;甲基化试剂。卡宾反应前面已讲过。
和醛酮的反应,得到比原来醛酮多一个碳原子的醛酮,扩环反应:
第十四章 杂环化合物
2006: 2000: (两次酯缩合)
(交叉酯缩合)
2005:酮酯缩合,由于酮的 a-H 酸性比酯的 a-H 酸性强,因此总是酮形成碳负离子。
O O C2H5ONa CH3CCH2CHCH2CO2C2H5 C2H5OH CH3 H
+
O H3C
2008 机理:
C6H5 O O CH3OC6H5 O OCH3 O O C6H5 -CH3O-
2006:
酰胺的特性:酸碱性、脱水(得到腈) 、霍夫曼降解(必须掌握)
2003、2004、2005 。 反应条件:Cl2 或 Br2 或 I2,NaOH;立体化学:重排碳原子的手性保持(注意机理) 2006
第十二章 涉及碳负离子的反应
一、 酯缩合反应 反应机理(必须掌握) :
O CH3C OC2H5 C2H5ONa O CH2C OC2H5 O CH3C OC2H5 O CH3C CH2C OC2H5 OC2H5 O-
2005 联苯胺重排氨基对位的苯环碳相连,常用于制备联苯。 2、胺的反应 (1)碱性(见酚酸碱性比较) ; (2)烃基化; (3)酰化和磺酰化(Hinsberg 反应) 。酰化常 用于保护氨基,1 级、2 级胺反应,3 级胺不反应;磺酰化时 3 种胺的反应现象不同,可以 用于鉴别 3 种胺。 (4)与 HNO2 反应; (5)芳环上的取代(硝化需保护氨基) ; (6)烯胺的 生成及反应(2006、2007、2008) (重点掌握) 。 2001:第一步霍夫曼重排、第二步胺的磺酰化反应。
C6H5 O O OCH3 O C6H5 OCH3 O O C6H5 O
C6H5 O- H OCH3 OCH3 O C6H5 OCH3 O O
C6H5 OH OCH3
CH3O-
O 1、 其它涉及 α -H 的反应 Micheal 加成: (2006 分析、2007、2008、2009) (重要,必须掌握,其机理必须掌握) α,β-不饱和化合物:α、β-不饱和酸酯、α,β-不饱和腈、α,β-不饱和醛酮等具有 α, β- 不饱和共扼体系的化合物。所有能够形成碳负离子的化合物:1,3-二酮、1,3-二酯、三乙、 丙二睛 (NCCH2CN) 、 硝基化合物、 烯胺等都可以作为清亲核试剂; 碱为醇钠、 KOH、 NaOH、 季铵碱、氨基钠、三乙胺、六氢吡啶等。
包括克莱森酯缩合、狄克曼酯缩合、酮酯缩合机理都必须掌握,其基本过程与克莱森酯缩 合相同。 反应类型很多, 也很重要, 由于机理相似, 所以此种涉及碳负离子的反应可以从机理的角度, 理解的基础上融会贯通。 羟醛缩合(包括交叉羟醛缩合、分子内羟醛缩合) 、克脑文格尔反应、Perkin 反应、雷福尔 马茨基反应类似。
CONH2 H3C O H3C NaOCl NaOH H3C SO2NH O CH3 O NH2 H3C SO2Cl
2003、2005
O O N H N 1.PhCOCl 2. H2O/H+ CPh O
2007:
2 级胺常用:吗啉、四氢吡咯、六氢吡啶;酰氯、卤代烃。 2008:烯胺作为亲核试剂取代苯环上的氯原子。
命名、芳香性、酸碱性、糠醛、斯克劳普法合成喹啉 反应:含一个杂原子的亲电取代;特殊反应(吡咯的酸性、偶合、呋喃的 D-A 反应、糠醛 的反应) ;吡啶的亲电取代、亲核取代、氧化还原;喹啉的亲核亲电取代、氧化还原、合成; 嘧啶的反应;吲哚亲电取代 3 位。 (以上反应在前面章节中都已讲过) 喹啉合成(必须掌握) 2004、2006
O O O + N H TsOH N O2N Cl H3O+ NO2 NO2 O NO2
(7)胺的制备 加布瑞尔合成法,还原氨化。 (必须掌握) 2007:
(8)季铵盐和季铵碱(重要反应已在前面讲过) 季铵碱消除在结构推测中的应用,必须掌握 (9)重氮盐:芳香族重氮盐、脂肪族重氮盐 芳香族重氮盐的取代和偶合反应, 取代反应常用于合成特殊的芳香族化合物。 基本反应 必须掌握,没有需掌握的机理,但反应极其在合成中的应用很重要。
O
酯交换反应:
2002:酸酐的氨解
2001:酯交换
CO2CH3 CH3OH H+ H3CCOO HO CO2CH3
下面反应从机理可知为酰氧断裂,手性碳构型不变: O C2H5 C2H5 O H2O R C O C NaOH HO C + + R C O-Na+ CH CH 3 3 (S) (S) H H 碳酸衍生物基本概念:光气、脲、胍;反应和羧酸衍生物的反应类似。如下面反应是碳 酰氯的醇解和胺解。
第十一章 羧酸衍生物
一、基本概念
酯交换反应、罗森孟德(Rosenmund)还原(Pd-BaSO4,S,喹啉) 、皂化反应、霍 夫曼(Hoffmann)降解。克莱森(Claisen)酯缩合、交叉酯缩合、狄克曼(Dieckmann) 酯缩合、乙酰乙酸乙酯、酮式分解、酸式分解、互变异构、丙二酸二乙酯、 、克脑文格尔 (Knoevenagel)反应、迈克尔(Michael)加成、瑞福尔马茨基(Reformatsky)反应、达 参(Darzen)反应等,酯缩合反应和三乙、丙二酸二乙酯在合成中的应用。乙烯酮和双乙 烯酮,碳酸衍生物、光气(碳酰氯) 、脲(尿素) 、胍等
2005:下面形成丙二酰脲的反应可以看做醇的胺解。
羧酸衍生物取代反应活性的比较: 主要也是从 3 方面考虑:①离去基团;②空间位阻:位阻越大活性越小。③羰基碳上 的电性效应:凡是使正电荷密度增大的取代基都使活性增大。 反应活性:酰氯 > 酸酐 > 酯 > 酰胺
R 分别为: -CH3
-C2H5
-CH(CH3)2
二、化学反应
1、羧酸衍生物的取代反应:水解、醇解、氨解,包括腈的水解、醇解反应。还原反应等。
相互转化总结 酯水解反应机理: 水解时,酸性条件下也一般是酰氧断裂,情况和酯化类似,3 级醇酯是烷氧断裂,反应速度 也快。碱性水解下则是正常的烷氧断裂。如果出现碳正离子中间体,则在立体化学和稳定性 上都要遵从碳正离子的性质:外消旋化。 (酯的酸性和碱性水解机理必须掌握) 。 酸性水解:
二、化学反应
1、硝基化Байду номын сангаас物的还原反应(酸性、碱性) (基本反应,必须掌握;注意联苯胺重排,机理 不要求,反应结果必须掌握)
OMe MeO H H N N MeO
-
MeO H+ H2N OMe N2+HSO4-
OMe NH2 MeO H3PO2 NaNO2 H2SO4, 0-5oC OMe
O4SH+N2
H2N
H2C CHCHO NH 浓H2SO4
2
O2N N H N H
NO2 N N
2010
O OCH3
机理:
2009:
2007:
2010:先分子内酮酯缩合,第二步 Michael 加成。
Reformasky 反应(2004、2006) : (必须掌握)
2006: 有机锌化合物(BrZnCH2CO2R)类似于格氏试剂,但是活性比格氏试剂低,不与羧基 或酯羰基加成, 同时生成的羟基酸不脱羧生成烯。 格氏试剂既能和醛酮反应, 也能与酯反应, 如:
-C(CH3)3 时其反应活性依次降低。
R 分别为 -CH3 -Cl -NO2 其反应活性依次增强,因为吸电子基使酯羰基碳正电荷密度增 大,有利于反应。 (2009:比较反应活性) 。 2、氧化还原反应 还原反应:酰氯、酸酐、酯得到醇,酰胺、腈得到胺;还原剂:LiAlH4,对于腈还可以 催化加氢;酰氯的罗森孟德还原。NaBH4 可以还原酸酐,但是只能还原一个酸酐。
O O (1) LiAlH4 (2) H3O+ CH2OH CH2CH2OH
2007:第一步酮酯缩合,第二步 NaBH4 只欢迎酮羰基。
O O + EtOCOEt (1)NaH (2)H3O+ CO2Et O NaBH4 CO2Et OH
3、加成反应,主要是酯和格氏试剂加成得到 3 级醇。格氏试剂和酰氯在低温下反应,得到 酮,温度较高时得到 3 级醇。 2001、 2003:
碱性水解:
3 级醇酯酸性水解(理解机理,反应必须掌握) :
酯和酰胺的醇解胺解反应的机理反应也是加成消除机理, 与酯碱性水解机理类似, 必须会写 机理(特别注意酯交换反应及其机理) : 2006 机理题:
O O
亲核加成
-
-
O OCH3 O
O
消除
Br
H3CO
OBr SN2
Br O H3CO -Br-
OCH3