不饱和羧酸和取代羧酸

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Br(CH2)10COO
Br(CH2)10COOH CH COOEt 3
ω–卤代酸 (碳数在9以上)
O C
在极稀的溶液中进行
(CH2)10
O
85% 大环内酯
2). 达让(Darzer)反应
指α-卤代酸酯在醇钠或氨基钠作用下与醛 酮发生的羟醛缩合反应,产物为αβ-环氧 酸酯。
O R C R'(H)
+ ClCH2CO2Et
H 2O
CH2
H 2O
CH
COOH
CH2
CH2
CH CH2 CN
CH CH2Cl
CH2
CH CH2 COOH
CH2
CH CH3
2). 格利雅试剂法
CH2
CH2
CHMgX
CO2
H 2O
CH2
H 2O
CH
COOH
CH
CH2MgX
CO2
CH2
CH CH2 COOH
3). α– 羟基酸脱水
CH3CHCOOH OH
X
OOC
O C OH
+
OH
H 2O
* R CH
OH
O C OH
例:
H H3C
浓 OH
Br
COOH
S N2
H H2O
HO H CH3
S-2-溴丙酸
OOC
R-乳酸
HOOC
例:
H H3C
g2O 稀 OH , A
Br
邻 基 参 与 机 理
H H2O
OH H H3C
S-2-溴丙酸
S-乳酸
2). α– 羟基腈水解制备α– 醇酸
Mg 苯
C C
H2O
(CH3)2C
C(CH3)2
OH OH
H2C
CH2
H2C
CHCHO

CH3 CH3

CH2(COOH)2
CHO
NH

COOH
二. 卤代酸 ( halogenated carboxylic acid ) 定义: 羧酸碳链上的氢被卤素原子取代得到的 取代酸。
CH3CHCHCOOH Br Br
CO2CH3
1 , 3-丁二烯 丙烯酸甲酯
3-环己烯甲酸甲酯
练习: 以环戊二烯和4C以下有机物为原料合成:
HOOC COOH
COOH
COOH
解:
+
COOH
1. KMnO 4 2. H2O
HOOC
COOH
COOH
练习: 用不超过3C的有机化合物及必要的试剂合成:
COOH
O
解:2 CH3CCH3
Al2O3
第十六章
不饱和羧酸和取代羧酸
(Unsaturated carboxylic acid and Substituted carboxylic acid )
第十六章
不饱和羧酸和取代羧酸 (Unsaturated carboxylic acid and Substituted carboxylic acid )
O C6H5CHC OR Br
2). β– 卤代酸
O CH2 CH C OH
+ HX
CH2 CH2 COOH X
3). γ, δ 等卤代酸用二元羧酸的单酯发生汉 斯狄克反应
O O AgNO3 , K OH ROC CH2 n COOAg ROC CH2 n COOH
Br2 , CC l4
O H+ , H2O ROC CH2 n Br
CH3CHCOOH OH
苹果酸
COOH HOOCCH 2 C CH2COOH OH
乳酸 柠檬酸 很多醇酸作为生化过程的中间产物存在于天然 产物中,例:肌肉中:L-(+)-乳酸,葡萄糖 发酵得R-(+)-酒石酸,蔗糖发酵得D-(–)-乳 酸。
1. 醇酸的制备 1). α–卤代酸水解制备α– 醇酸 * R CH

O RC R(H)
CHO
R' XCHCOOC2H5
O RCHCR' R(H)

CCOOC2H5 R'

结论:利用达让反应可以合成较醛酮多几个碳 原子的醛或酮。
O
练习:由
CH
CH
C CH3
合成
CH CH CH CHO CH3
O
解:
CH
CH
C CH3
+ ClCH2CO2Et
O
EtONa
CH
CH
C H3C
EtONa
α-氯代酸酯
O R C (H)R' CHCO 2Et
α,β-环氧酸酯
机理:
ClCH2CO2Et
EtONa
O R C R'(H)
ClCHCO 2Et
O R C CHCO 2C2H5
O R C (H)R' CHCO 2Et
R'(H) Cl
α,β- 环氧酸酯
在合成上的应用:
O C CH3 + BrCH2CO2Et
H C C H
CH2 CO2Et
387.7 ±ห้องสมุดไป่ตู้.8
CH2 CO2Et
390.2 ±2.9
394.8 ±2.9
394.4 ±3.8
生成热
单位: kJ•mol-1
C C C
O
O
交叉共轭 Cross conjugated system
2. α,β – 不饱和羧酸的制备 1). 腈的水解
CH2 CH CN
NO2
CN
C R
等 )
例: CH2(COOH)2 CH2(CO2Et)2
CH3COCH 2CO2Et
CH2COOH CN
醛:脂肪醛,芳香醛,甚至酮也可以。
碱:弱碱(
N H

溶剂:苯或甲苯
例: C6H5CHO + CH2(CO2Et)2
N H
C6H5CH C(CO2Et)2
N H
C6H5CHO + CH2(COOH) 例: 2
α,β– 二溴丁酸 2,3 – 二溴丁酸 ω– 溴戊酸 5 – 溴戊酸 性质比较特殊。
CH2CH2CH2CH2COOH Br
COOH X
1. 卤代酸的制法 1). α – 卤代酸
O
P
O
Br2
RCH2COH
O C6H5CH2CCl
RCHCOH Br
O
HBr , NB S
C6H5CHCCl Br
ROH
CH2 C O
NaOH , H 2O
HO
R
O O
γ–卤代酸
4–烷基–4 –丁内酯
CH2 CH2 R CH X CH2 C HO
5–烷基–5–戊内酯
NaOH , H 2O
O
R
O
O
δ–卤代酸
NaOH , H 2O
H+
Br(CH2)5COOH
ε– 溴代己酸
K2CO3
HO(CH2)5COOH
ε– 羟基己酸
CH3 CH3
1. KOH , H2O 2. H
O CHCCH3 CH3

O CHCCH3 CH3
练习:以苯为原料通过 Darzer 反应合成
三. 醇酸 (hydroxy–acid) 定义: 羟基连在饱和碳原子上的羧酸。
HOOCCH CHCOOH OH OH
HOOCCH 2CHCOOH OH
酒石酸
③可制备β–醇酸酯,β–醇酸,α,β–不饱和羧酸。 练习:
1.
2. 答案:1.
O
+
BrCH2CO2Et
1. Zn 醚 2. H H2O
CHO
+
OH
BrCH2CO2Et
1. Zn 醚 2. H H2O
1. OH , H2O
2. H
CH2CO2C2H5
OH
2.
CHCH 2CO2C2H5
CH CHCOOH
C6H5CH CH COOH
N H
CH3CHO + CH2(COOH) 例: 2
CH3CH CH COOH
(CH3)2N 例:
CHO
+
N H
CH3NO2
CH CHNO 2
(CH3)2N
CHO
+
NH HOAc
H5C2OOCCH2SO2CH3

CH CSO2CH3 COOC2H5
3. α,β– 不饱和羧酸的反应 1). 共轭加成
HO
CH3
H
CH3
(1) B2H6 (2) H2O2 , OH
O CF3COOH
O O
OH CH3
O
CrO3
CH3
CH3
1. NaOH , EtOH 2. H3O
O CH3CH(CH2)4COH OH
练习:完成下列转化
CH3CHCH 2CH2OH CH3 CH3CHCH 2CHCOOH CH3 OH
HOCH 2CH2COOH
4). 内酯水解制备醇酸
O CH3
O CF3COOH
O O
2H5OH CH3 (1) NaOH , C
(2) H3O
2–甲基环己酮
O CH3CH(CH2)4COH OH
O
6–羟基庚酸
O
练习:由
合成
CH3CH(CH2)4COH OH
O
解:
(1) CH3MgCl (2) H2O
分类:
CH CH
O CH2 C n O H
O CH CH C O
O CH CH CH2 C O H β,γ–不饱和羧
H
α,β–不饱和羧 酸

1. α,β– 不饱和羧酸的结构
O CH
CH2 CH CH2 CO2Et
385.6±2.6
π-π共轭
O
H3C C C H
CH C
CH3
H
H H
p-π共轭
Et C C H CO2Et H Et C C CO2Et H
O HOC CH2 n Br
2. 卤代酸的反应 1). 与碱反应
O R CH X C OH
O
OH H 2O H
R CH OH
C OH
α-卤代酸
O R CH X CH2 C OH
OH H 2O
H
β-卤代酸
R CH CH COOH
有 -H,在碱作用下,生成 ,β-不饱和酸。
CH2 R CH X
O
EtONa
C CH3
CHCO 2Et
O
NaOH H2O
O
H CHCO 2Na
O CH C O H
C CH3
C CH3
CO2
C CH3
CH OH
CH CHO CH3
O
例:
+
O
ClCH2CO2Et
(CH3)3COK
COOC2H5
O RCR(H) + 总之:
1. KOH , H2O 2. H
1. KOH , H2O 2. H
O CH3COC(CH 例: 3)3
LDA , THF
O
H3O
OH O CH2COC(CH 3)3
制备β– 醇酸还可用如下方法:
例:2 RCH2CHO
OH
OH RCH2CHCHCHO R OH Ag2O H
例: HOCH2CH2Cl
NaCN
RCH2CHCHCOOH R
HOCH 2CH2CN
H H2O
C6H5CHO + (CH3CH2CO)2O
CH3CH2COONa
C6H5CH C COOH CH3
α–甲基肉桂酸 5). 诺文葛耳(Knoevenagel)反应
指具有活泼亚甲基的化合物,在碱性试剂存在
下和醛发生的加成-消去反应。
含有活泼亚甲基的化合物:
Y CH2 Y'
(Y 、 Y' 可为
O
CO2C2H5
比较新的制备β– 醇酸酯, β– 醇酸的方法:
O CH3COEt
+ [(CH3)2CH]2NLi 二异丙基氨锂 (LDA)
Li O CH2 C OEt
CH2
C
OLi OEt

烯醇盐
O
O (CH3)2C
(CH3)2CCH2COEt OLi
H2O

烯醇盐
OH
O (CH3)2CCH2COEt
3–羟基–3–甲基丁酸乙酯
O CH2 CH C OH +
HX
CH2 CH2 COOH X
O CH2 CH C O CH2 CH C O CH2 CH C OH + NH 3
CH2 CH2 COOH NH2
OH +
H2O
CH2 CH2 COOH OH
OH + HCN
CH2 CH2 COOH CN
2).
D–A 反应 +
CO2CH3
CHCO 2C2H5
1. KOH , H2O 2. H
CH
CH
CH CHO CH3

练习: 1.
CH3
CHO
1. KOH , H2O 2. H
O
ClCHCOOC2H5 NaNH2
O C H CCH3 COOC2H5
O CH2CCH3
CH3 ClCHCOOC2H5 NaNH2
C O

2.
CCH3
CCOOC2H5
+
OH R C CH2CO2Et R'(H)
机理: BrCH2CO2Et +
R O (H)R'
乙醚
Zn
BrZnCH2CO2Et
OZnBr R C CH2CO2Et R'(H)
H2O
+ BrZnCH2CO2Et
OH R C CH2CO2Et R'(H)
注:① 制备β– 醇酸酯时,金属只能用Zn不能 用Mg。α– 卤代酸酯通常用α– 溴代酸酯。 ② 醛酮结构不受限制。
CN R C H OH
H H2O
R CHCOOH OH
3). 瑞佛尔马斯基(Reformatsky)反应 (用于制备β– 醇酸及其衍生物) 指α– 溴代酸酯与醛或酮在惰性溶剂中和锌粉 反应,产物水解得β– 醇酸酯的反应。
R O (H)R'
+
BrCH2CO2Et
1. Zn, Et2O 2. H , H2O
C6H5 C H C COOH
C6H5
CHCO 2H
H
H C C
H COOH
(E )–3–苯基丙烯酸 (Z )–3–苯基丙烯酸 (异肉桂酸) (肉桂酸)
CH3(CH2)7CH
CH( CH2)7COOH
OH
C H
C H
O
(Z )-9-十八碳烯酸 (油酸)
H C H C O OH
( E )-9-十八碳烯酸 (反油酸)
H2O
CH2
CH
COOH
CH3CHCOOH Br
CH3CH2COOH
4). 佩金(Perkin)反应 指芳香醛和酸酐在相应羧酸钠(或钾)盐存在 下发生的类似于羟醛缩合的反应,最终得到 α,β– 不饱和羧酸。
O O
C6H5CHO
+ CH3COCCH 3
CH3COONa
C6H5CH CH COOH
肉桂酸
一. 不饱和羧酸 二. 卤代酸
三. 醇 四. 酚 酸 酸
五. 羰基酸 六. β– 酮酸酯 七. 乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯合成法 八. 碳酸衍生物
一. 不饱和羧酸 (Unsaturated carboxylic acid ) 定义:羧酸分子中含有不饱和键(双键、叁键)的羧酸。 烯酸
不饱和羧酸
炔酸 烯酸:C6H5CH
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