羧酸的合成水解法-060114

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羧酸的合成与反应

羧酸的合成与反应

羧酸的合成与反应羧酸是一类含有羧基(-COOH)的有机化合物,具有广泛的应用领域。

羧酸的合成方法多种多样,可以通过不同的反应途径来得到。

本文将介绍羧酸的几种合成方法,并讨论一些常见的羧酸反应。

一、羧酸的合成方法1. 羟基化反应:通过羟基化反应,可以将醇顺利转化为羧酸。

常用的羟基化试剂有高锰酸钾(KMnO4)、过氧化氢(H2O2)、过氧化苯甲酰(BPO)等。

这些试剂可以氧化醇分子中的C-H键形成羟基,然后经过进一步氧化反应生成羧酸。

2. 碳氧化反应:也是一种常见的羧酸合成方法。

碳氧化反应是将烯烃或炔烃与氧气在催化剂存在下反应,生成羧酸。

一种常用的碳氧化反应是醛酮碳氧化反应,通过将醛酮与氧气在金属催化剂(如铑催化剂)的作用下进行反应,生成羧酸。

3. 羧酸盐的水解:羧酸盐的水解反应是一种常见的羧酸合成方法。

当羧酸盐溶于水时,易被水解为羧酸和相应的阳离子。

例如,乙酸乙酯与水在酸催化剂的作用下反应,生成乙酸和醇。

二、羧酸的反应1. 酯化反应:羧酸可以与醇通过酯化反应生成酯。

酯化反应常常用于制备酯类化合物,具有重要的实际应用。

酯化反应一般需要催化剂的存在,如硫酸、氯化亚砜等。

例如,乙酸与乙醇通过酯化反应生成乙酸乙酯。

2. 酰氯化反应:羧酸可以与氯化亚砜(SOCl2)、氯化磷(PCl3)等反应生成酰氯。

酰氯是一类重要的有机化学中间体,可用于合成众多有机化合物。

3. 脱羧反应:羧酸的脱羧反应指的是羧酸分子失去羧基(-COOH)而形成其他化合物的反应。

常见的脱羧反应有热脱羧、酸催化脱羧和碱催化脱羧等。

脱羧反应通常需要高温和催化剂的存在。

4. 脱羧偶联反应:脱羧偶联反应通过羧酸在特定条件下失去羧基,并与其他化合物发生偶联反应,生成新的化合物。

脱羧偶联反应在有机合成中具有重要的应用价值。

总结:本文介绍了羧酸的合成方法以及常见的反应。

羧酸的合成方法主要包括羟基化反应、碳氧化反应和羧酸盐的水解等。

而羧酸的反应主要包括酯化反应、酰氯化反应、脱羧反应和脱羧偶联反应。

第12章 羧酸

第12章   羧酸

第12章 羧酸§12.1 羧酸的分类、结构与命名12.1.1 结构和分类 1、定义分子中含有基团(羧基)的有机化合物称为羧酸。

2、羧酸的结构通式:R-COOH (-R=烷基或芳基) 3、羧酸(RCOOH)的分类方法☐ 按照羧基连的烃基构造: ☐ 按照分子中羧基的数目:脂肪族羧酸(饱和及不饱和) 一元羧酸 脂环族羧酸 二元羧酸 芳香族羧酸 多元羧酸其中链状的一元羧酸(包括饱和的及不饱和的)通称为脂肪酸12.1.2 命名 1、系统命名法A 、饱和脂肪酸的命名1)选择含有羧基的最长碳链为主链,并按主链碳数称“某酸”; 2)从羧基碳原子开始编号,用阿拉伯数字标明取代基的位置; 3)并将取代基的位次、数目、名称写于酸名前。

如:B 、不饱和脂肪酸的命名1)选择包括羧基碳原子和各C=C 键的碳原子都在内的最长碳链为主链,根据主链上碳原子的数目称“某酸”或“某烯(炔)酸”;2)从羧基碳原子开始编号;3)在“某烯(炔)酸”前并注明取代基情况及双键的位置。

如:2, 4–二甲基–3–戊烯酸 (E ) –丁烯二酸 3-苯基丙烯酸C OH OC H 3 C H 2 C H 2 CO O H丁酸 C H 3 C H C H 3 C H C H 3C H 2 C O O H 3 , 4 - 二甲基戊酸 β , γ - 二甲基戊酸12 3 4 5 α β γ CH 3C CH CH CH 3CH 3COOHCCCOOHHOOCH HC 、脂环族羧酸的命名1)羧基直接连在脂环上时,可在脂环烃的名称后加上“羧酸或二羧酸”等词尾; 2)不论羧基直接连在脂环上还是在脂环侧链上,均可把脂环作为取代基来命名。

如:D 、芳香族羧酸的命名1)以芳甲酸为母体;2)若芳环上连有取代基,则从羧基所连的碳原子开始编号,并使取代基的位次最小。

如:E 、二元酸的命名选包括两个羧基碳原子在内的最长碳链作为主链,按主链的碳原子数称为“某二酸”。

羧酸的合成水解法-060114

羧酸的合成水解法-060114

经典化学合成反应标准操作羧酸的合成——水解法目录1.前言 (2)2.酰氯的水解 (3)3.酸酐的水解 (4)4.酯的水解 (5)4.1酯的碱水解 (5)4.2酯的酸水解 (5)4.3丙二酸二乙酯合成法 (7)5.酰胺的水解 (8)5.1酰胺的直接酸水解 (9)5.2酰胺的直接碱水解 (9)5.3亚硝酸钠促进的酰胺酸水解法 (9)5.4 酰胺的间接水解法 (9)6.腈的水解 (10)6.1腈的酸水解 (11)6.2腈的碱水解 (11)6.3亚硝酸钠促进的腈的酸水解法 (12)1.前言利用缩水的方法可以将羧酸转变为各种羧酸的衍生物,如酰氯、酸酐、酯、酰胺和腈等,反过来通过水解反应各种羧酸衍生物也可以转变为羧酸,除酰氯和酸酐外,酯、酰胺和腈的水解一般都可以在酸或碱的催化下进行。

羧酸衍生物水解的速度与羰基碳原子的正电性有关,一般来说正电性越大,水解速度越快。

2.酰氯的水解把羧酸制成酰氯,再通过酰氯去进行各种反应是有机合成中常用的方法,较少有用酰氯来制备羧酸的例子,但在有些条件下利用酰氯来制羧酸也是较为有效的。

例如芳环通过佛克反应与草酰氯反应得到相应的酰氯。

一般来讲脂肪酰氯的水解是相当快的,不用加任何催化剂即可反应。

但芳香酰氯的反应要相对慢了很多,有时为了促进其水解需要加入碱和酸。

2.1 酰氯的水解示例n-C5H11(COCl)3n-C5H11n-C5H11COOHAluminum chloride (160 g, 1.2 mol) was added to a stirred solution of the 4-n-pentylbiphenyl (224 g, 1 mol) in methylene chloride (1000 mL) at approximately -20°C. Then Oxalyl chloride (96 mL) was added to the solution at a temperature below -10°C. After addition, the reaction temperature was allowed to rise to approximately 0°C. Stirring continued at approximately 0°C untill the evolution of hydrogen chloride was ceased. The resulting reaction mixture was poured into ice water forming two nonmiscible fluid layers. The organic layer was seperated from the aqueous layer, washed with water, and dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was removed by distillation to yield a crude 4-n-pentylbiphenyl-4’-carboxy chloride (213 g, 75%) which was used directly in the next step.The 4-n-pentylbiphenyl-4’-carboxy chloride (142 g, 0.5 mol) was reacted with a hot, stirred solution of sodium hydroxide (60 g, 0.75 mol) in water (50 mL) and acetone (500 mL) for about three hours. The cold reaction mixture was then acidified with concentrated hydrochloric acid solution. The acid was filtered and washed with water untill the filtrate wasneutralized. The product of the reaction was purified from ethanol to yield 4-n-pentylbiphenyl-4’-carboxylic acid (102.4 g, 80%).Reference: US44243713. 酸酐的水解酸酐也并不常用于制备酸,由于酸酐的活性比酸强,多数情况下直接室温水解就可以转变为羧酸,在有些情况下对反应加加热可以促进反应的进行。

羧酸的化学性质和制备

羧酸的化学性质和制备

羧酸的化学性质和制备羧酸的主要化性示意图:CHα-氢的反应亲核试剂进攻发生酯化等反应(羟基取代反应)酸性一、酸性和成盐RCOOH++NaOHNaHCORCOONa H2ORCOONa CO2RCOOH+++↑H2O注1:有机酸酸性强于碳酸,故用NaHCO3可以区分有机酸与醇或酚:石碳酸水杨酸NaHCO3( )注2:羧酸酸性的影响因素(1)一元酸酸性影响因素:①连有吸电子基,酸性↑;吸电子基数目↑、与羧基间距↓,酸性↑↑;②连有给电子基,酸性↓;给电子基数目↑、与羧基间距↓,酸性↓↓;③苯甲酸的特殊性:COOH,苯基对羧基的电子效应是弱-I和+C,+C>–I,因此,苯甲酸的酸性比甲酸弱,但比一般的羧酸强(R电子效应是+I和+C):R-COOH﹤Ph-COOH﹤HCOOH例如:1、PKa 2.86 1.26 0.64ClCH2COOH Cl2CHCOOH Cl3CCOOH解释:Cl的强吸电子作用使得酸性随着同位Cl原子个数的增多而增强。

2、HCOOH CH3COOH ClCH2COOH EtCOOH PhCOOH Pka 3.77 4.74 2.86 4.88 4.20解释:Cl 的强吸电子作用使氯乙酸的酸性最强;其次为甲酸(H 对酸性无影响);甲基和乙基都是给电子基团,使酸性下降(两者作用相差不多);苯甲酸由于苯基的+C 大于-I ,使酸性弱于甲酸而大于乙酸和丙酸。

(2)取代苯甲酸的酸性影响因素:COOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHNO 2NO 2NO 2OHOHOHPka 4.202.213.493.422.984.084.57分析:①硝基是吸电子基,使硝基取代的苯甲酸酸性强于苯甲酸;间位时无共轭效应,因此间硝基苯甲酸酸性弱于邻对位;邻位诱导效应较强与对位,酸性应略强于对位,但数据显示邻位强于对位很多,原因在于邻位时硝基与羧基的空间位阻造成基团的扭转,破坏了共轭体系而削弱了苯环对羧基的给电子作用,使酸性增强,同时羧基负离子与硝基中显正电性的氮原子相互作用而稳定,使其酸性大大增强。

高等有机化工工艺学9羧酸的合成

高等有机化工工艺学9羧酸的合成

用于将原料中的不饱和键加氢还 原,提高原料的稳定性和反应活 性。
关键参数影响因素研究
反应温度
影响反应速率和产物选择性,需要根据原料 性质和反应类型选择合适的反应温度。
反应压力
对于涉及气体参与的反应,反应压力会影响 反应平衡和反应速率。
催化剂种类及用量
催化剂可以加速反应速率、提高产物选择性, 不同催化剂对反应的影响不同。
原料配比
原料配比会影响反应平衡和产物组成,需要 根据目标产物选择合适的原料配比。
优化策略探讨
原料路线优化
通过比较不同原料路线的经济性、环 保性和技术可行性,选择最佳的原料 路线。
反应条件优化
通过实验研究和理论分析,优化反应 温度、压力、催化剂等关键参数,提 高反应效率和产物质量。
节能减排技术应用
采用先进的节能减排技术,降低生产 过程中的能耗和污染物排放。
高等有机化工工艺学9羧酸的合成
目 录
• 羧酸基本概念与性质 • 原料选择与预处理 • 反应原理及设备介绍 • 合成工艺流程详解 • 产品检测与评价标准 • 安全生产与环境保护要求
01 羧酸基本概念与性质
羧酸定义及分类
羧酸定义
羧酸是一类有机化合物,其分子中含 有一个或多个羧基(-COOH)官能团。
料、香料等。
溶剂
羧酸及其衍生物可用作溶剂, 广泛应用于涂料、油漆、胶粘
剂等领域。
添加剂
羧酸及其盐类可用作食品添加 剂、防腐剂、润滑剂等。
医药领域
许多羧酸及其衍生物具有生物 活性,可用于合成药物和医药
中间体。
02 原料选择与预处理
原料种类及特点
1 2
石油化工原料
如烯烃、烷烃等,具有来源广泛、价格相对较低 的特点,但需要通过多步反应转化为羧酸。

有机化学中的羧酸的合成方法

有机化学中的羧酸的合成方法

有机化学中的羧酸的合成方法羧酸是有机化合物中一类重要的官能团,具有广泛的应用价值。

合成羧酸的方法繁多,下面将介绍几种常见的羧酸合成方法。

一、从酮或醇合成羧酸羧酸可以通过氧化酮或醇来合成。

常见的方法是通过酸性介质中的强氧化剂氧化酮或醇得到羧酸。

其中,二级醇首先氧化生成醛,再经过进一步氧化得到羧酸。

一级醇则直接氧化生成羧酸。

二、从卤代烃合成羧酸另一种常见的羧酸合成方法是通过卤代烃与氰化物反应生成醛腈,再经水解得到羧酸。

该方法适用于卤代烃中有活泼氢原子的情况下,可实现有效的羧酸合成。

三、从酸酐合成羧酸酸酐是一个重要的羧酸中间体,可以通过与水或醇反应生成羧酸。

常见的酸酐合成方法是通过无水条件下,酰氯与碳酸盐或碳酸氢盐反应合成。

在该反应中,生成的酸酐通过水或醇的作用进行水解反应,生成羧酸。

四、从酯合成羧酸酯也是羧酸的中间体,可以通过水解反应生成羧酸。

一种常见的酯合成羧酸的方法是酯加水反应,酯被水分子酸催化水解为相应的羧酸。

这种方法适用于一些简单的酯类。

五、从酰化反应合成羧酸酰化反应是合成羧酸的常用方法之一。

它涉及酰氯或酸酐与碱或金属醇盐反应,生成羧酸和相应的氯化物或醇盐。

酰化反应可以通过合适的条件和反应物选择来实现对不同羧酸的合成。

六、从无机化合物合成羧酸此外,羧酸还可以通过无机化合物合成。

例如,氰化物可以与水反应生成氰酸,进一步氧化反应得到羧酸。

总结起来,有机化学中合成羧酸的方法多种多样,根据不同的反应物和条件,可以选择合适的方法进行羧酸的合成。

这些羧酸合成方法的发展和应用,为有机化学研究和产业化应用提供了重要的支持和推动。

羧酸的合成

羧酸的合成

羧酸的合成一、Wolff重排α-重氮酮重排得到烯酮的反应。

烯酮是非常重要的有机中间体。

可以和水反应制备羧酸,和醇反应制备酯,和胺反应制备酰胺,发生Staudinger烯酮环加成合成各种四元环化合物(可以和烯烃,醛酮和亚胺进行 [2 + 2] 环加成得到环丁酮,β -内酯和β -内酰胺)。

二、Cannizzaro反应在浓碱条件下,不能进行烯醇化异构的醛发生氧化还原歧化反应得到相应的醇和酸的反应。

三、琼斯氧化反应(Jones Oxidation)四、Pinnick氧化五、PDC(pyridinium dichromate)氧化将吡啶加入到三氧化铬的水溶液中有亮黄色的PDC固体生成,PDC溶于有机溶剂,在空气中室温下,易于储存和操作。

在二氯甲烷的悬浮溶液中可以将醇氧化为醛酮(与PCC氧化类似,惰性气体保护避免接触空气中的水。

)。

PDC用DMF当溶剂可以将伯醇氧化为酸。

六、四氧化钌氧化反应超强的氧化剂。

通常的氧化剂实现不了的苯环烯烃的氧化裂解可以在此氧化剂参与的温和条件下实现。

此方法也可以作为臭氧氧化的替代法来使用。

七、TEMPO氧化TEMPO = 四甲基六氢吡啶氧化物。

2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基是一种很稳定的氮氧自由基,在此氧化反应中充当催化剂。

八、Perkin反应芳香甲醛和醋酸酐反应制备肉桂酸类似物的反应。

九、Arndt–Eistert同系化反应羧酸经过重氮甲烷处理得到多一个碳的同系物的反应。

十、LIEBEN HALOFORM REACTION十一、酯水解制备羧酸水解反应是酯化反应的逆反应,酯化反应要在酸性条件下进行的,因此多数情况下酯的水解在碱性条件下进行是有利的。

一般来说非位阻酯的水解主要通过LiOH-MeOH-H2O 体系于室温下进行反应,正常条件是氢氧化锂的当量为2-5 当量,甲醇与水的比例为5:1~3:1。

如果反应仍不能水解,可适当加热直至回流。

十二、腈水解制备酸由于氰基很容易由卤代烃或重氮盐与无机氰化物反应引入,因此腈水解是制备羧酸的很重要的方法。

羧酸盐的水解反应方程式

羧酸盐的水解反应方程式

羧酸盐的水解反应方程式嘿,朋友!咱来聊聊羧酸盐的水解反应方程式。

羧酸盐就像一群被“捆绑”在盐里的小羧基精灵,一旦放到水里,就像小精灵们被释放到了游乐场一样,开始欢快地“玩耍”,发生水解反应。

比如说醋酸钠(CH₃COONa),它的水解就像一场奇妙的魔法。

醋酸钠水解的方程式是:CH₃COONa + H₂O ⇌ CH₃COOH + NaOH。

你看啊,这就像是醋酸根离子(CH₃COO⁻)这个小调皮,一把拉住了水分子(H₂O)里的氢离子(H⁺),说:“嘿,兄弟,跟我玩会儿呗。

”然后就形成了醋酸(CH₃COOH),而剩下的氢氧根离子(OH⁻)就像个小跟班一样,和钠离子(Na⁺)凑成了氢氧化钠(NaOH)。

这就好比是一场离子之间的抢人大战,醋酸根抢走了氢离子,留下氢氧根孤单单地和钠离子在一起啦。

再说说甲酸钠(HCOONa),它的水解方程式是:HCOONa + H₂O ⇌ HCOOH + NaOH。

甲酸盐的水解就像一场神秘的变身秀。

甲酸钠里的甲酸根(HCOO⁻)就像个小魔术师,遇到水这个大舞台,就把水分子里的氢离子拉过来,自己变成了甲酸(HCOOH),然后氢氧根离子就和钠离子组成了氢氧化钠。

这简直就是离子界的神奇魔法啊。

还有苯甲酸钠(C₆H₅COONa)呢,它水解的时候方程式为:C₆H₅COONa + H₂O ⇌ C₆H₅COOH + NaOH。

苯甲酸钠水解就像一场优雅的舞会。

苯甲酸钠中的苯甲酰离子(C₆H₅COO⁻)像是穿着华丽礼服的舞者,看到水分子中的氢离子这个舞伴,就优雅地拉过来一起跳舞,变成了苯甲酸(C₆H₅COOH),而剩下的氢氧根离子就和钠离子相伴啦。

丙酸钠(CH₃CH₂COONa)的水解方程式:CH₃CH₂COONa + H₂O ⇌ CH₃CH₂COOH + NaOH。

丙酸钠的水解就像一群小伙伴在分糖果。

丙酸钠中的丙酸根(CH₃CH₂COO⁻)看到水分子里的氢离子糖果,就拿过来,变成了丙酸(CH₃CH₂COOH),氢氧根离子就和钠离子一起待着啦。

高等有机化工工艺学 9 羧酸的合成

高等有机化工工艺学 9 羧酸的合成

四、重排反应 1、重氮酮的重排(Arndt—Eistert—Wotff反应)
本法是将羧酸转变成增加一个碳原子的羧酸的良好方法,可用于脂肪、芳香 和杂环羧酸的合成。
一般操作是将酰氯加到过量的重氮甲烷的醚或苯溶液中,生成的重氮酮不需 分离提纯就可在含银催化剂存在下,进行重排反应。
简单的光照亦可使反应发生。
由于反应通过碳正离子中间体进行的,因此反应过程会发生碳链重排,伯、仲、 叔醇反应时均生成叔烷基取代的甲酸。
烯烃与浓硫酸加成亦可形成碳正离中间体,因此,烯烃亦能发生上述类似的 反应,生成羧酸。
2—甲基环己醇在96%硫酸中与甲酸反应,高产率地生成1-甲基环己烷羧酸
h
25
七、叔烷烃的羰化(Koch—Haff反应)
h
27
一、烃化反应
第四节 烃化反应、酰化反应、缩合反应和重排反应
1、芳烃的烃化(Friede-Crafts反应)
h
28
56%
在三氯化铝存在下,苯与γ-内酯或δ-内酯反应时,烃化反应比酰化反应优先发 生,生成ω-苯基取代的羧酸。有时,利用本法合成某些取代羧团时,要比采用芳烃 与二元酸酐或二元酸酰卤进行酰化,再还原的路线较简便。
三、酰胺的水解 酰胺的碱性水解,常用的试剂是氢氧化钠(钾)的醇溶液或水溶液。(自学)
四、腈的水解
由于腈是甚易获得的原料,因此,腈的水解法广泛用于羧酸的合成。
例如卤代烃甚易转变成腈。生成的腈可不需析离直接水解,整个过程是 由卤代烃合成增加一个碳原于羧酸的方法。
芳卤在二甲基甲酰胺中与氰化亚铜反应,可以高产率的生成芳腈,芳腈 的水解可以合成芳酸。
若在催化量的氧化亚铜存在下,醇在98%的硫酸中与一氧化碳在室温、常压下 既能顺利发生羰化反应,生成叔烷基取代的甲酸。
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经典化学合成反应标准操作羧酸的合成——水解法编者:杨纯道药明康德新药开发有限公司化学合成部目录1.前言 (2)2.酰氯的水解 (3)3.酸酐的水解 (4)4.酯的水解 (5)4.1酯的碱水解 (5)4.2酯的酸水解 (5)4.3丙二酸二乙酯合成法 (7)5.酰胺的水解 (8)5.1酰胺的直接酸水解 (9)5.2酰胺的直接碱水解 (9)5.3亚硝酸钠促进的酰胺酸水解法 (9)5.4 酰胺的间接水解法 (9)6.腈的水解 (10)6.1腈的酸水解 (11)6.2腈的碱水解 (11)6.3亚硝酸钠促进的腈的酸水解法 (12)1.前言利用缩水的方法可以将羧酸转变为各种羧酸的衍生物,如酰氯、酸酐、酯、酰胺和腈等,反过来通过水解反应各种羧酸衍生物也可以转变为羧酸,除酰氯和酸酐外,酯、酰胺和腈的水解一般都可以在酸或碱的催化下进行。

羧酸衍生物水解的速度与羰基碳原子的正电性有关,一般来说正电性越大,水解速度越快。

2.酰氯的水解把羧酸制成酰氯,再通过酰氯去进行各种反应是有机合成中常用的方法,较少有用酰氯来制备羧酸的例子,但在有些条件下利用酰氯来制羧酸也是较为有效的。

例如芳环通过佛克反应与草酰氯反应得到相应的酰氯。

一般来讲脂肪酰氯的水解是相当快的,不用加任何催化剂即可反应。

但芳香酰氯的反应要相对慢了很多,有时为了促进其水解需要加入碱和酸。

2.1 酰氯的水解示例n-C5H11(COCl)AlCl3n-C5H11COClHCl n-C5H11COOHAluminum chloride (160 g, 1.2 mol) was added to a stirred solution of the 4-n-pentylbiphenyl (224 g, 1 mol) in methylene chloride (1000 mL) at approximately -20°C. Then Oxalyl chloride (96 mL) was added to the solution at a temperature below -10°C. After addition, the reaction temperature was allowed to rise to approximately 0°C. Stirring continued at approximately 0°C untill the evolution of hydrogen chloride was ceased. The resulting reaction mixture was poured into ice water forming two nonmiscible fluid layers. The organic layer was seperated from the aqueous layer, washed with water, and dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was removed by distillation to yield a crude 4-n-pentylbiphenyl-4’-carboxy chloride (213 g, 75%) which was used directly in the next step.The 4-n-pentylbiphenyl-4’-carboxy chloride (142 g, 0.5 mol) was reacted with a hot, stirred solution of sodium hydroxide (60 g, 0.75 mol) in water (50 mL) and acetone (500 mL) for about three hours. The cold reaction mixture was then acidified with concentrated hydrochloric acid solution. The acid was filtered and washed with water untill the filtrate wasneutralized. The product of the reaction was purified from ethanol to yield 4-n-pentylbiphenyl-4’-carboxylic acid (102.4 g, 80%).Reference: US44243713. 酸酐的水解酸酐也并不常用于制备酸,由于酸酐的活性比酸强,多数情况下直接室温水解就可以转变为羧酸,在有些情况下对反应加加热可以促进反应的进行。

3.1 酸酐的水解示例O O O H OCOOH COOHTo citraconic anhydride (22.4 g, 0.2 mol) was added from a pipet exactly 4 mL (0.22 mole) of distilled water. The mixture was stirred on a hot plate until a homogeneous solution was formed, then covered with a watch glass and allowed to stand for forty-eight hours. At the end of this time the mixture would solidified completely. For further purification it was finely ground in a mortar, washed with 50 mL of cold benzene, dried in the air, and then dried for twenty-four hours in a vacuum desiccator over phosphorus pentoxide to give citraconic acid (24.4 g, 94%) which melts at 92~93°C.Reference: Organic Syntheses. Coll. V ol. 2, 1404. 酯的水解在有机合成中,羧酸和酯可以很方便地相互转换,因此酯化反应是保护羧基的一种常用方法,酯水解也成为水解法制羧酸的重要方法。

4.1 酯的碱水解水解反应是酯化反应的逆反应,酯化反应要在酸性条件下进行的,因此多数情况下酯的水解在碱性条件下进行是有利的。

一般来说非位阻酯的水解主要通过LiOH-MeOH-H 2O 体系于室温下进行反应,正常条件是氢氧化锂的当量为2-5 当量,甲醇与水的比例为5:1~3:1。

如果反应仍不能水解,可适当加热直至回流。

对于有些位阻大、惰性的酯,需要用更强的反应条件,一般可使用NaOH 、KOH 的水溶液或水甲醇的混合溶液进行水解,其中最强烈的条件是用KOH 的水甲醇的混合溶液回流水解,KOH的浓度越大、溶剂甲醇的比例越高,水解条件越强,很少有在这种条件下水解不了的酯。

对于该类水解反应的后处理一般先浓缩去处醇类溶剂,然后用有机溶剂提取可能未反应完的非酸类副产物,再酸化,许多酸在此时可以析出沉淀,过滤即可得到,若为油则用有机溶剂提取。

有时当一个分子同时存在甲酯和叔丁酯时,用以上条件很难较好的选择性的水解甲酯,有时需要控制碱的当量数和反应温度。

4.1.1 LiOH-MeOH-H 2O 水解体系的标准操作To a solution of ester (10 mmol) in MeOH-H 2O (30 mL, MeOH:H 2O=3:1~5:1, 甲醇浓度越高,水解能力越强) at 0°C was slowly added LiOH.H 2O (800 mg ~ 2 g, 20-50 mmol). The reaction mixture was allowed to warm to room temperature overnight (若水解不完全就加热至反应完全). Methanol was removed in vacuo and the residual aqueous solution was partitioned with Et 2O or AcOEt (~20 mL), then the organic phase was extracted with H 2O (5- 10 mL, two times). The combined aqueous extracts was acidified to pH 2 with 1N HCl. The aqueous phase was extracted with CHCl 3 (three times) (注意若有固体析出则过滤得到相应的酸). The combined organic extract was dried over MgSO 4 and concentrated to afford the desired acid (normal yield >95%).4.1.2 LiOH-MeOH-H 2O 体系的选择性水解甲酯和叔丁酯示例NNO O OO O N N O HO O O O 12To a solution of compound 1 (14.15 g, 48.1mmol) in MeOH (250 ml) at 0°C was slowly added aqueous LiOH (1M, 48 ml, 48mmol) over 15 min. The reaction mixture was allowed to warm to room temperature overnight with stirring.The organic solvent was removed in vacuo and the residual aqueous solution was partitioned with Et 2O, then the organic phase was extracted with H 2O (two times). The combined aqueous extract was acidified to pH 2 with 1N HCl. The aqueous phase was extracted with CHCl 3 (three times). The combined organic extract was dried over MgSO 4 and concentrated to afford the desired acid (11.4 g, 85%).Reference: Publ.: US2004/6065 A1 (2004/01/08); Appl.: US2003-465426 (2003/06/19)4.1.3 KOH-H 2O 体系的水解示例O COOC 2H 5CH 3HCl O COOH CH 3A mixture of ethyl 3-methylcoumarilate (70 g, 0.34mol) and 10% aqueous potassium hydroxide solution (500 mL) was refluxed for 1 hour. The clear yellowish solution was acidified while hot with a slight excess of concentrated hydrochloric acid to precipitate 3-methylcoumarilic acid. The suspension was cooled to room temperature, and the colorless solid was filtered with suction. The filter cake was resuspended in 500 mL of cold water, stirred vigorously for several minutes, and filtered again with suction. The colorless powder The filter cake was dried in a desiccator under reduced pressure to give a colorless powder (54~57 g, 90~95%) which melts at 192~193°C.Reference: Organic Syntheses: Coll. V ol. 4, 5904.2 酯的酸水解某些情况下对于一些特定结构的酯需要在酸性条件下进行水解,例如叔丁酯和一些对碱不稳定的酯。

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