不饱和羧酸和取代羧酸
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
聚丙交酯可抽丝作为外科手术缝线，在体内可自动溶化不需拆除。因为这种聚合物在体内缓缓分解为乳酸，对人体无害。
2).聚合反应
3).氧化反应
4).分解反应
四酚酸(Phenolic acids)
定义：羟基连在芳环上的羟基酸。
1水杨酸
工业制法：
科尔伯—施密特反应：
性质：无色晶体，熔点159℃，微溶于水，与Fe3+显红色，酸性较强。
具有α－H的酮和没有α－H的酯缩合，得到β－酮酸酯。
酯缩合反应是可逆的，可逆反应机理如下：
例：解释下列反应机理
解：
2β酮酸酯的性质
1).酮式—烯醇式平衡
以乙酰乙酸乙酯为例：
说明有两种结构：
实验证明乙酰乙酸乙酯的结构是两种形式的混合物：
上述现象叫互变异构现象，即一个化合物的两种异构体可以相互转变共存在一个平衡体系中的现象。
1
1.乙酰乙酸乙酯合成法
上述是乙酰乙酸乙酯在合成上的第一个用途：制备甲基酮。
乙酰乙酸乙酯在合成上的第二个用途：制备1,3－二酮。
乙酰乙酸乙酯在合成上的第三个用途：制备1，4－二酮。
乙酰乙酸乙酯在合成上的第四个用途：制备酮酸。
总之：乙酰乙酸乙酯合成法可向合成的目标产物中提供：
练习：以乙酸乙酯为原料合成下列化合物：
2).氰醇水解
3).瑞佛尔马斯基（Reformatsky）反应
指α－卤代酸酯与醛或酮在惰性溶剂中和锌粉反应，产物水解得β－羟基酸酯的反应。
注：①制备β－羟基酸酯时，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。
③可制备β－羟基酸酯，β－羟基酸，α,β－不饱和羧酸。
比较新的制备羟基酸的方法：
乙酰乙酸乙酯的酮式与烯醇式是互变异构体。互变异构属于官能团异构。
P493列出了一些β酮酸酯的酮式、烯醇式含量。
2).β酮酸酯的水解
稀碱中成酮水解：
浓碱中成酸水解：
因为碱的浓度大，除可进攻酯羰基外，还可进攻酮羰基。
七乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯合成法
(Methods of Acetoacetic Ester Synthesis and Malonic Ester Synthesis)
385.6±2.6387.7±3.8390.2±2.9394.8±2.9394.4±3.8
单位：kJ•mol-1
2α,β－不饱和羧酸的制备
1).腈的水解
2).格利雅试剂法
3).α－羟基酸脱水
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。
1).与碱反应
α－卤代酸
β－卤代酸
注意：
有α-H，在碱作用下，生成α,β-不饱和酸。
γ－卤代酸4－烷基－1 , 4－丁内酯
δ－卤代酸5－烷基－1 , 5－戊内酯
ε–溴代己酸ε–羟基己酸
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。
机理：
解：பைடு நூலகம்
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。
α,β—二溴丁酸ω－溴戊酸性质比较特殊。
2,3—二溴丁酸5－溴戊酸
1卤代酸的制法
1).α－卤代酸
2).β－卤代酸
3).γ, δ等卤代酸用二元羧酸的单酯发生汉斯狄克反应
2卤代酸的反应
例：
4).内酯的水解
练习：
解：
β–羟基酸制备还可用如下方法：
练习：完成下列转化
解：
2羟基酸的反应
1).脱水
γ–羟基酸与δ–羟基酸在中性或酸性条件下形成内酯，在碱性条件下可开环形成羧酸盐，酸化后又成内酯：
聚酯
ω-羟基酸(C>9)在极稀溶液内，可形成大环内酯。
在内酯中，五元环张力最小，最稳定。内酯中除五元环内酯外，其它内酯在碱催化下，均可开环聚合。
只有一个α－H，必须用强碱作催化剂，才能使反应进行。
2).交叉克莱森（Claisen）缩合
若两种酯的α－氢不同，缩合后得到一个混合物，没有制备价值。但用一个有α－氢的酯和一个没有α－氢的酯缩合得到一种酯，有制备价值。
常用的无α－氢的酯：
3).迪克曼缩合
迪克曼缩合用来制备五元环，六元环的酮。
4).酮与酯的缩合
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：
醛：脂肪醛，芳香醛，甚至酮也可以。
3α,β－不饱和羧酸的反应
1).共轭加成
2).D－A反应
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：
Pka=2.96
反应：
乙酰水杨酸
（阿斯匹灵）
五羰基酸(Carbonyl acids)
碳链上有羰基的羧酸。
六β–酮酸酯(β– Keto esters)
1β–酮酸酯的制备
1).克莱森（Claisen）缩合
在醇钠等碱性试剂存在下，两分子酯之间缩合生成β–酮酸酯的反应。
机理：
注：具有两个α－氢的酯用醇钠处理，一般都可顺利地发生酯缩合反应。
2丙二酸酯合成法
1).合成一元羧酸
2).合成二元羧酸
3).合成酮酸
除乙酰乙酸乙酯，丙二酸二乙酯外还有下列一些含活性亚甲基的试剂：
3乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯还可发生下列反应
1).与羰基加成
2).发生迈克尔反应
3).与环氧乙烷反应
八碳酸衍生物
碳酸衍生物可发生类似羧酸衍生物的反应，例：
本章要求：
熟悉α、β不饱和羧酸的结构、命名，掌握其反应：l,4-加成反应，D-A反应。掌握α、β不饱和羧酸的制备：卤代酸去氢卤、Knoevenage1反应、Perkin反应。了解不饱和酸的用途。掌握卤代酸的制法：Hell-Volhard-Zelinsky反应，熟悉其反应：与各种亲核试剂的SN2反应。了解乳酸、苹果酸、柠檬酸的用途。掌握醇酸的制备：卤代酸的水解、氰醇的水解、Reformatsky、环酮的氧化。熟悉醇酸的反应：脱水、降解、与醛反应。熟悉Kolbe-Schmidt反应，水杨酸、乙酰水杨酸、对羟基苯甲酸。了解乙醛酸、丙酮酸，掌握β-酮酸酯的制备：CIaisem缩合，Dieckmann缩合、酮与酯的缩合。掌握乙酰乙酸乙酯的酮一烯醇平衡，β-酮酸酯的烃化和酰化，β-酮酸酯的水解。掌握乙酰乙酸乙酯合成法和丙二酸酯合成法，迈克尔反应。了解碳酸衍生物。
第十六章
不饱和羧酸和取代羧酸
(Unsaturated carboxylic acid and Substituted carboxylic acid )
一
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。
1α,β－不饱和羧酸的结构
在合成上的应用：
结论：利用达让反应可以合成较醛酮多一个碳原子的醛。
二醇酸（hydroxy—acid）
定义：羟基连在饱和碳原子上的羧酸。
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羟基酸的制备
1).卤代酸的水解
2).聚合反应
3).氧化反应
4).分解反应
四酚酸(Phenolic acids)
定义：羟基连在芳环上的羟基酸。
1水杨酸
工业制法：
科尔伯—施密特反应：
性质：无色晶体，熔点159℃，微溶于水，与Fe3+显红色，酸性较强。
具有α－H的酮和没有α－H的酯缩合，得到β－酮酸酯。
酯缩合反应是可逆的，可逆反应机理如下：
例：解释下列反应机理
解：
2β酮酸酯的性质
1).酮式—烯醇式平衡
以乙酰乙酸乙酯为例：
说明有两种结构：
实验证明乙酰乙酸乙酯的结构是两种形式的混合物：
上述现象叫互变异构现象，即一个化合物的两种异构体可以相互转变共存在一个平衡体系中的现象。
1
1.乙酰乙酸乙酯合成法
上述是乙酰乙酸乙酯在合成上的第一个用途：制备甲基酮。
乙酰乙酸乙酯在合成上的第二个用途：制备1,3－二酮。
乙酰乙酸乙酯在合成上的第三个用途：制备1，4－二酮。
乙酰乙酸乙酯在合成上的第四个用途：制备酮酸。
总之：乙酰乙酸乙酯合成法可向合成的目标产物中提供：
练习：以乙酸乙酯为原料合成下列化合物：
2).氰醇水解
3).瑞佛尔马斯基（Reformatsky）反应
指α－卤代酸酯与醛或酮在惰性溶剂中和锌粉反应，产物水解得β－羟基酸酯的反应。
注：①制备β－羟基酸酯时，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。
③可制备β－羟基酸酯，β－羟基酸，α,β－不饱和羧酸。
比较新的制备羟基酸的方法：
乙酰乙酸乙酯的酮式与烯醇式是互变异构体。互变异构属于官能团异构。
P493列出了一些β酮酸酯的酮式、烯醇式含量。
2).β酮酸酯的水解
稀碱中成酮水解：
浓碱中成酸水解：
因为碱的浓度大，除可进攻酯羰基外，还可进攻酮羰基。
七乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯合成法
(Methods of Acetoacetic Ester Synthesis and Malonic Ester Synthesis)
385.6±2.6387.7±3.8390.2±2.9394.8±2.9394.4±3.8
单位：kJ•mol-1
2α,β－不饱和羧酸的制备
1).腈的水解
2).格利雅试剂法
3).α－羟基酸脱水
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。
1).与碱反应
α－卤代酸
β－卤代酸
注意：
有α-H，在碱作用下，生成α,β-不饱和酸。
γ－卤代酸4－烷基－1 , 4－丁内酯
δ－卤代酸5－烷基－1 , 5－戊内酯
ε–溴代己酸ε–羟基己酸
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。
机理：
解：பைடு நூலகம்
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。
α,β—二溴丁酸ω－溴戊酸性质比较特殊。
2,3—二溴丁酸5－溴戊酸
1卤代酸的制法
1).α－卤代酸
2).β－卤代酸
3).γ, δ等卤代酸用二元羧酸的单酯发生汉斯狄克反应
2卤代酸的反应
例：
4).内酯的水解
练习：
解：
β–羟基酸制备还可用如下方法：
练习：完成下列转化
解：
2羟基酸的反应
1).脱水
γ–羟基酸与δ–羟基酸在中性或酸性条件下形成内酯，在碱性条件下可开环形成羧酸盐，酸化后又成内酯：
聚酯
ω-羟基酸(C>9)在极稀溶液内，可形成大环内酯。
在内酯中，五元环张力最小，最稳定。内酯中除五元环内酯外，其它内酯在碱催化下，均可开环聚合。
只有一个α－H，必须用强碱作催化剂，才能使反应进行。
2).交叉克莱森（Claisen）缩合
若两种酯的α－氢不同，缩合后得到一个混合物，没有制备价值。但用一个有α－氢的酯和一个没有α－氢的酯缩合得到一种酯，有制备价值。
常用的无α－氢的酯：
3).迪克曼缩合
迪克曼缩合用来制备五元环，六元环的酮。
4).酮与酯的缩合
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：
醛：脂肪醛，芳香醛，甚至酮也可以。
3α,β－不饱和羧酸的反应
1).共轭加成
2).D－A反应
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：
Pka=2.96
反应：
乙酰水杨酸
（阿斯匹灵）
五羰基酸(Carbonyl acids)
碳链上有羰基的羧酸。
六β–酮酸酯(β– Keto esters)
1β–酮酸酯的制备
1).克莱森（Claisen）缩合
在醇钠等碱性试剂存在下，两分子酯之间缩合生成β–酮酸酯的反应。
机理：
注：具有两个α－氢的酯用醇钠处理，一般都可顺利地发生酯缩合反应。
2丙二酸酯合成法
1).合成一元羧酸
2).合成二元羧酸
3).合成酮酸
除乙酰乙酸乙酯，丙二酸二乙酯外还有下列一些含活性亚甲基的试剂：
3乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯还可发生下列反应
1).与羰基加成
2).发生迈克尔反应
3).与环氧乙烷反应
八碳酸衍生物
碳酸衍生物可发生类似羧酸衍生物的反应，例：
本章要求：
熟悉α、β不饱和羧酸的结构、命名，掌握其反应：l,4-加成反应，D-A反应。掌握α、β不饱和羧酸的制备：卤代酸去氢卤、Knoevenage1反应、Perkin反应。了解不饱和酸的用途。掌握卤代酸的制法：Hell-Volhard-Zelinsky反应，熟悉其反应：与各种亲核试剂的SN2反应。了解乳酸、苹果酸、柠檬酸的用途。掌握醇酸的制备：卤代酸的水解、氰醇的水解、Reformatsky、环酮的氧化。熟悉醇酸的反应：脱水、降解、与醛反应。熟悉Kolbe-Schmidt反应，水杨酸、乙酰水杨酸、对羟基苯甲酸。了解乙醛酸、丙酮酸，掌握β-酮酸酯的制备：CIaisem缩合，Dieckmann缩合、酮与酯的缩合。掌握乙酰乙酸乙酯的酮一烯醇平衡，β-酮酸酯的烃化和酰化，β-酮酸酯的水解。掌握乙酰乙酸乙酯合成法和丙二酸酯合成法，迈克尔反应。了解碳酸衍生物。
第十六章
不饱和羧酸和取代羧酸
(Unsaturated carboxylic acid and Substituted carboxylic acid )
一
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。
1α,β－不饱和羧酸的结构
在合成上的应用：
结论：利用达让反应可以合成较醛酮多一个碳原子的醛。
二醇酸（hydroxy—acid）
定义：羟基连在饱和碳原子上的羧酸。
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羟基酸的制备
1).卤代酸的水解