羧酸及其衍生物小结-考研班

CH3CCH
CH3 CH2CH3
CH3CCH2COOC2H5
CH3CCH2CPh
=
O
O C CH3
O O O O
O
O
=
=
=
=
=
=
(1) EtONa CH3CCH2COC2H5 (2)PhCOCl
CH3CCHCOC2H5 O =CPh
(1)NaOH (2)H,
O
O
=
∆
CH3CCH2CPh
=
丙二酸酯在合成中的应用 丙二酸二乙酯合成 合成单 双取代乙酸和 由丙二酸二乙酯合成单或双取代乙酸和脂环羧酸 2－甲基丁酸 － 环戊烷甲酸 己二酸 环丁烷甲酸
O
O EtONa PhCCH3 ＋ PhCOC2H5
O
=
=
RCCH2COC2H5
=
O O
=
=
=
PhCCH2CPh
=
=
酮式具有酮和烯醇的双重反应性） 酮式-烯醇式互变异构 （具有酮和烯醇的双重反应性）
O CH3CCH2COC2H5 O O CH3 C H ....... O CH COC2H5
碘仿反应
不同β－ 不同 －二羰基化合 烯醇式含量 物的烯醇式含量
烯醇量降低 拉电子基使烯 降低， 基烯醇量降低，拉电子基使烯 醇量提高 提高。 醇量提高。
CH3CCHCOC2H5 5％ 活性CH 连有体积大的给电子 活性CH2连有体积大的给电子 CH3
乙酰乙酸乙酯在合成中的应用
O O
稀NaOH -C2H5OH
RNH2 碱性
二. 化学性质 羧羰基的亲核取代 亲核取代反应活性 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 + NuOR C Y Nu O R C Nu + Y-
生成相应的羧酸。 生成相应的羧酸。 羧酸 水解： 1 水解： 2 醇解：生成相应的酯 醇解：生成相应的酯 3 氨解：生成相应的酰胺 氨解：
酸或碱催化酯水解，发生酰氧键还是烷氧键断裂？ 酸或碱催化酯水解，发生酰氧键还是烷氧键断裂？
O R C OR' O R C O R'
OR C OR' OH RCOO- + R'OH
+
BAC2机理
O R C OH + -OR'
碱催化
O R C OR' + OH-
AAC2机理
酸催化
O R C OR'
+
H
COOCOO(B) CH3 OH (C) NO2 COO(D) COO-
2.按负离子的稳定性大小排列顺序
(A)
3.下列化合物酸性由强至弱的正确排序 (A）对硝基苯甲酸（B）邻硝基苯甲酸（C）苯甲酸 （D）对羟基苯甲酸 4. 下列酯在碱性条件下水解最快的是______________，最慢的是 __________________。 （A）(CH3)3CCO2CH3 （B） CH3CO2C2H5 （C） CF3CO2CH3 （D） C2H5CO2C2H5
RCH2Cl3 + H2O RCH2CN + H2O RCH2COOR' + H2O ...... RCH2COOH
4.乙酰乙酸乙酯在合成中的应用:成酸分解 4.乙酰乙酸乙酯在合成中的应用: 乙酰乙酸乙酯在合成中的应用 5.由丙二酸二乙酯合成单 双取代乙酸和 5.由丙二酸二乙酯合成单或双取代乙酸和脂环羧酸 合成
=
=
=
O O CH3 C2H5ONa + CH2=CH C CH3 共轭加成 O
O CH3 CH2 O CH3 CH2 C O
O C2H5ONa 羟醛缩合
CH3
O
羧酸的制备 1. 氧化反应
1）1o醇、醛和芳烃的氧化 烯烃、炔烃的氧化断裂 2）烯烃、炔烃的氧化断裂
3）甲基酮的卤仿反应 甲基酮的卤仿反应 2. Grignard试剂与 2反应 试剂与CO 试剂与 3. 水解反应
玻沃－ 玻沃－布兰反应
C Cl
硫 — 喹啉
CH3CH CHCH2CH2COOC2H5
Na C2H5OH
CH3CH CHCH2CH2CH2OH
3) 酰胺和腈
O CN(CH3)2
LiAlH4 H2O
CH2N (CH3)2
CH2CN
LiAlH4
H2O
CH2CH2NH2
霍夫曼降 6. 霍夫曼降 重排） 解(重排）
O RCNH2
NaOH + Br2
RNH2
7.酯的热消除
经过环状过渡态顺式消除(酰氧基 环状过渡态顺式消除 酰氧基与 同时离去) • 经过环状过渡态顺式消除 酰氧基与β-H同时离去 同时离去
O OCCH3 ph C C H ph D ph H + CH3COOH
H C C ph D
8. 酯缩合反应 克莱森缩合 含有α－H的酯 含有α 的酯
1.90 6.50
2.羧羟基的取代反应 2.羧羟基的取代反应 1）酯化 ）
O * R C OH + H OR'
酰氧键断裂，羟基被取代。 酰氧键断裂，羟基被取代。
O * R C OR' + H2O
酸催化
H
+
醇和羧酸的位阻增加均不利于酯化 醇和羧酸的位阻增加均不利于酯化 位阻增加 甲醇＞ 10 醇 ＞ 20 醇 ＞ 30 醇；HCOOH ＞ CH3COOH…… 甲醇＞ 2)形成酰胺 2)形成酰胺 O
2 C2H5ONa Br(CH2)4Br COOC2H5 COOC2H5
2－乙基丁酸 －
CH2(COOC2H5)2
酰化
甲基酮
Michael加成 加成
烯醇负离子与 不饱和羰基化合物的亲核加成反应 烯醇负离子与α,β--不饱和羰基化合物的亲核加成反应。 不饱和羰基化合物的亲核加成反应。
O RC＝CH-X ＋ CH2=CH-Y ＝ O RCCH CH2CH2-Y X
O
O
分子内酯缩合（ 缩合） 分子内酯缩合（ Dieckmann缩合） ： 缩合
COOEt CH2COOEt CH2COOEt CH3CH2ONa O
酮酯缩合
＝ ＝ ＝ ＝
＝ ＝ ＝ ＝
PhCCH2COC2H5
＝ ＝ ＝ ＝
＝ ＝ ＝ ＝
O
O
RCCH3 ＋ C2H5OCOC2H5
碳酸二乙酯
EtONa
O
CH3CH2CH2COOH + Br2 CH3CH2COOH
Br2 / P
量 催化 PBr3
CH3CHCOOH Br
脱羧反应和二元羧酸热分解反应 5.脱羧反应和二元羧酸热分解反应 Hunsdiecker（亨斯狄克）反应：重金属羧酸盐 如Ag+)和 （亨斯狄克）反应：重金属羧酸盐(如 和 Br2反应脱羧成溴代烃。 反应脱羧 溴代烃。 脱羧成
RCOOAg + Br2 RBr + CO2 + AgBr
HOOCCOOH HOOCCH2COOH
HCOOH + CO2 CH3COOH + CO2
脱羧
(-CO2)
O CH2COOH CH2COOH O + H2O O CH2COOH CH2 CH2COOH O O + H2O 脱水 O
CH2CH2COOH CH2CH2COOH CH2CH2COOH CH2 CH2CH2COOH
O
O
15.9
酮酸酯） （β-酮酸酯） 酮酸酯
交叉克莱森缩合： 适用于一种没有α 交叉克莱森缩合： 适用于一种没有α－氢，等摩尔
O HCOC2H5 =
+
O CH3COC2H5 =
O
1) EtONa 2) H3O
O
EtOH
HCCH 2COC2H5
O
O
PhCOC2H5 ＋ CH 3COC2H5
EtONa
HCOOH CH3COOH ClCH2COOH CH3CH2COOH C6H5COOH 3.77 4.74 2.86 4.88 4.20
共轭效应对酸性的影响 共轭效应对酸性的影响 NO2
Cl
CH3
OH
COOH
pKa 4.20
COOH COOH COOH COOH
3.42 3.97 4.38
COOH NO2 COOH 2.21 3.49 COOH NO2
O + H2O + CO2 脱羧 脱水 O + H2O + CO2
Ⅱ
O 酰卤 O O 酸酐
羧酸衍生物
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
sp2 O R C L （X、O、N） 、 、 ）
O RC NH2 ＝ ＝ ＝ ＝ 中性 O C NH C O 弱酸性 = =
羧酸衍生物及取代羧酸练习
一、写出下列化合物结构 1.NBS 2. 乳酸 3.水杨酸 4. 肉桂酸 5. DMF 6.富马酸 7 .阿司匹林 8. 光气 9.ε-己内酰胺 10. 草酸二乙酯 二、填空题 1.按亲核取代反应活性大小排列顺序 (A) CH3COCl, (B) CH3CONH2, (C) CH3COOEt, (D) (CH3CO)2O
RCOOH + NH3 RCOONH4
3) 形成酰卤
COOH
-H2O
RCNH2
卤化剂： 卤化剂：SOCl2、PCl3、PCl5
COCl + SOCl2 + SO2 + HCl