第十二章羧酸衍生物
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酯的醇解——酯交换反应(transesterification):
4. 氨解(ammonolysis)成酰胺(amide):
5. 酰胺的Hofmann降解
6.酰卤的还原反应
O R C X LiAlH4 or H2 / Ni RCH2OH
罗森蒙德(Rosenmund)还原法可将酰卤还原为醛。
O R C X
RCOOR1 + H2 O RCOOH + R1OH
水解反应进行的难易次序为:酰氯 > 酸酐> 酯 > 酰胺
2.皂化反应(saponification)碱性水解反应历程:
总的结果,酰氯最易水解,酰胺最难水解。 3. 醇解(alcoholysis)成酯: 醇解活性顺序: 酰卤 > 酸酐 > 酯 > 酰胺
(2)交叉酯缩合
两种不同的有α-H的酯的酯缩合反应产物复杂,无实用价 值。 无α-H的酯与有α-H的酯的酯缩合反应产物纯,有合 成价值。酮可与酯进行缩合得到β-羰基酮。
(3)分子内酯缩合——狄克曼(Dieckmann)反应。
己二酸和庚二酸酯在强碱的作用下发生分子内酯缩合,生 成环酮衍生物的反应称为狄克曼(Dieckmann)反应。 缩合产物经酸性水解生成β-羰基酸,β-羰基酸受热易脱羧, 最后产物是环酮。
酰氯大多数是具有强烈刺激性气味的无色液体或低熔点固体。 低级酸酐是具有刺激性气味的无色液体,高级酸酐为无色 无味的固体。酸酐难溶于水而溶于有机溶剂。 低级酯是具有水果香味的无色液体。酯的相对密度比 水小,难溶于水பைடு நூலகம்易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂。
二、化学性质
1、水解 四种羧酸衍生物化学性质相似,主要表现在它们都能水解 ,生成相应的羧酸。
注: ① R最好用1°,2°产量低,不能用3°和乙烯式卤代烃。 ② 二次引入时,第二次引入的R′要比R活泼。 ③ RX也可是卤代酸酯和卤代酮。 酰基化:
O O CH 3 C CH C OC2H5 Na O O CH 3 C CH C OC2H5 COR
RCOX -NaX
3.酮式分解和酸式分解
(1)酮式分解 乙酰乙酸乙酯在稀碱溶液中加热,可发生水解反应,经酸化后, 生成β -丁酮酸。β -丁酮酸不稳定,失去二氧化碳生成丙酮。
例如:
O CH 3 C O CH 2CH=CH 2 乙酸烯丙酯 O CH 3 O O H 甲酸甲酯
O C O 环戊基甲酸环己酯
O CH 2 CH C OCH 3 丙烯酸甲酯
O C O CH 2 苯甲酸苄酯
CH 3 CHCOOC 2H5 CH 2COOC 2H5 甲基丁二酸二乙酯
第二节
一、物理性质
羧酸衍生物的性质
COOC 2H5 O
H2O / H
COOH O O + CO 2
第三节 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有 机合成上的应用
一、乙酰乙酸乙酯
(一)性质 1.互变异构现象
白( ) 白( ) 黄( ) NaHSO 3 NH 2OH O O CH 3-C-CH2-C-OC2H5 Na Br2/CCl4 FeCl3 室温 H2 有活性氢
第十二章 羧酸衍生物 (Carboxylic acid derivatives)
第一节 羧酸衍生物的分类和命名
羧酸衍生物主要分为酰卤、酸酐、酯和酰胺。 1、酰卤(acyl halide)和酰胺(amide)
酰卤和酰胺的命名由酰基名称加卤素原子或胺。
酰基:羧酸分子从形式上去掉一个氢原子以后所乘余的部分。 某酸所形成的酰基叫某酰基。例如:
由于乙酰乙酸乙酯的上述性质,我们可以通过亚甲基上的取代, 引入各种不同的基团后,再经酮式分解或酸式分解,就可以得到 不同结构的酮或酸。 例1:合成
O CH 3 C CH 2 CH 2 原 引
经结构分析,需引入
CH 2
例2:合成
O CH 3 C CH CH 2CH=CH 2 原
O CH3-C-CH2COOC2H5
=
CH3-C-CH2COONa
(2)酸式分解
=
CH3-C-CH2COOC2H5
CH3-C-ONa
CH3-C-OH
=
乙酰乙酸乙酯与浓碱共热时,生成两分子乙酸盐,经酸化后得到两 分 O O +
浓碱
H
O
=
稀碱
O
H+
O CH3-C-CH3
=
=
(二)乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用
O R C OH
O C Cl
O R C
CH3
乙酰氯
CH3
O C NH2
乙酰胺
2,酸酐的命名是在相应羧酸的名称之后加一“酐”字。例如:
O O CH 3 C O C CH3 乙酸酐
O O CH3 C O C CH2 CH3 乙酸丙酸酐
C O O C O 1,2 环己烯二甲酸酐
3.酯的命名是根据形成它的酸和醇称为某酸某酯。
溴褪色(具双键) 蓝紫色(具烯醇结构)
2,4-= 硝基苯肼
O O CH 3-C-CH2-C-OC2H5 酮式 (93%)
OH O CH 3-C=CH-C-OC 2H5 烯醇式 (7%)
(1)生成的烯醇式稳定的原因
1°形成共轭体系,降低了体系的内能。 2°烯醇结构可形成分子内氢键(形成较稳定的六元环体系) (2)其他含活泼亚甲基化合物的互变异构体中烯醇式的含量。 2.亚甲基活泼氢的性质 (1)酸性
乙酰乙酸乙酯的α-C原子上由于受到两个吸电子基(羰基和 酯基)的作用,α-H很活泼,具有一定的酸性,易与金属钠、乙 醇钠作用形成钠盐。 (2)钠盐的烷基化和酰基化
烷基化:
O O CH3 C CH C OC2H5 Na
O O RX CH3 C CH C OC2H5 -NaX R
O O O O O R' O C2H5ONa R'X CH3 C CH C OC2H5 CH3 C C C OC2H5 Na CH3 C C C OC2H5 -NaX R R R
H2 Pd_BaSO4 喹啉
RCHO
6.酸酐的柏琴(Perkin)反应 酸酐在羧酸钠催化下与醛作用,再脱水生成烯酸的反应称为柏 琴(Perkin)反应。
O CHO RCH 2C RCH 2C O O + RCOONa R CH C COOH -H2O OH H R CH=C-COOH
7.酯缩合反应 有α-H的酯在强碱(一般是用乙醇钠)的作用下与另一分子酯 发生缩合反应,失去一分子醇,生成β-羰基酯的反应叫做酯缩合 反应,又称为克莱森(Claisen)缩合。 (1)反应历程