十三羧酸衍生物00001

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1、第十三 章 羧酸衍生物13-1 13-1 羧酸衍生物的结构和命名羧酸衍生物的结构和命名13-2 13-2 羧酸衍生物的相互转化羧酸衍生物的相互转化 13-3 13-3 酯的水解历程酯的水解历程 13-4 13-4 羧酸衍生物的还原反应羧酸衍生物的还原反应13-5 13-5 与与Grignard Grignard 试剂的反应试剂的反应 13-6 13-6 ClaisenClaisen酯缩合反应酯缩合反应 13-7 13-7 酰胺氮原子上的反应酰胺氮原子上的反应 13-8 13-8 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯 在有机合成上的应用在有机合成上的应用 羧酸衍生物在结构上的共同

2、特点是都含有酰基，酰基与其所连的羧酸衍生物在结构上的共同特点是都含有酰基，酰基与其所连的基团都能形成基团都能形成P-P-共轭体系。共轭体系。RCOLP 共轭体系(1)与酰基相连的原子的电负性都比碳大，故有 效应I(2)(3)L 和碳相连的原子上有未共用电子对，故具有+C当+C I时，反应活性将降低时，反应活性将增大当+CI13-1 13-1 羧酸衍生物的结构和命名羧酸衍生物的结构和命名一一、羧酸衍生物的结构羧酸衍生物的结构二、羧酸衍生物的命名二、羧酸衍生物的命名OCl丙烯酰氯N HOO丁二酰亚胺OOO甲基丁烯二酸酐CO2CH3CO2CH3乙二酸二甲酯CN2-甲基丙腈（异丁腈）COHN(CH3)

3、2N，N-二甲基酰胺（DMF）CH2OCOCH3CH2OCOCH3乙二醇二乙酸酯CH2CHCH2ONO2ONO2ONO2丙三醇三硝酸酯CH3COO CH2CH=CH2CH3O OOHCH2CH COOCH3乙酸烯丙酯甲酸甲酯丙烯酸甲酯CHCOOC2H5CH2COOC2H5CH3COOCOO CH2甲基丁二酸二乙酯环戊基甲酸环己酯苯甲酸苄酯13-2 13-2 羧酸衍生物的相互转化羧酸衍生物的相互转化 RCOClRCOOCORRCOORRCONH2RCOOH(1)PCl3;(2)PCl5;(3)SO Cl2H2O加热或脱水剂H2OR O H/H+N H3(1)N H3;(2)H2O/H+or H

4、O-R CO2N aR O HR O HN H3 羧酸与羧酸衍生物之间的转变是可逆的；羧酸衍生物之羧酸与羧酸衍生物之间的转变是可逆的；羧酸衍生物之间的转变一般是不可逆的间的转变一般是不可逆的 RCOZ+HBRCOB+HZ反应通式：反应通式：RCOZHB+rdsRCOBZH_+RCOBH+Z-RCOB+HZ反应机理反应机理：水解、醇解、氨解反应的机理及活性大小的解释水解、醇解、氨解反应的机理及活性大小的解释 反应的难易主要取决于羰基碳的电正性与反应的难易主要取决于羰基碳的电正性与“B”B”的亲核能力、的亲核能力、R R的体积以及的体积以及Z Z的稳定性。有如下规律：的稳定性。有如下规律：ZI-效

5、应P-共轭效应Z-稳定性反应活性 ClRCOORONH2强弱强弱大小大小羧酸衍生物水解、醇解、氨解反应活性大小的解释(1)(1)吸电子诱导效应愈强，羰基碳电正性愈大，反应愈快；吸电子诱导效应愈强，羰基碳电正性愈大，反应愈快；(2)(2)供供电子的共轭效应愈差，羰基碳电正性愈大愈大，反应愈快；电子的共轭效应愈差，羰基碳电正性愈大愈大，反应愈快；(3)Z-(3)Z-愈稳愈稳定，反应愈易进行。定，反应愈易进行。13-3 13-3 酯的水解历程酯的水解历程 Bac2Bac2碱催化的酰氧键断裂机理碱催化的酰氧键断裂机理:CH3COOCH3+-OHrds CH3COOCH3OH_ CH3COOH+CH3O

6、-CH3COO-+CH3OH共有八种历程：共有八种历程：Bac1 Bac2 Bal1 Ba12 Aac1 Bac1 Bac2 Bal1 Ba12 Aac1 Aac2 Aa11 Aa12 Aac2 Aa11 Aa12 13-4 13-4 羧酸衍生物的还原反应羧酸衍生物的还原反应 RCOClH RCHOH=H2-Pd-BaSO4/喹啉 =LiAlh(O-Bu-t)3 OOOLA HCH2OHCH2OHRCOORHRCH2OH+R OHH=H2/Cat;Na/CH3CH2OH(or CH3CH2CH2CH2OH);LA HONH2O(1)LA H (2)H2OONH2CH3(CH2)10CONHCH

7、3(1)LA H (2)H2O(1)LA H (2)H2OCH3(CH2)10CH2NHCH3CH3CON(CH2CH3)2CH3CH2N(CH2CH3)213-5 13-5 与与Grignard Grignard 试剂的反应试剂的反应 RCOClR M gXRCOR+M gXCl(1)R M gX(2)H2O/H+RCROHRClO+M gCl醚FeCl3,-70OClO+CH3M gX醚FeCl3,-15O一、与酰氯的反应一、与酰氯的反应 二、与酯的反应二、与酯的反应 CO2Et(1)2CH3M gIH2O/H+(2)OHHCO2Et(1)2CH3CH2CH2CH2M gBrH2O/H+(

8、2)OH13-6 13-6 ClaisenClaisen酯缩合反应酯缩合反应 一、反应一、反应CH3COOEtCH2COOEtH+N aO EtOEtOO+EtOHOEtOOEtOH+N aO EtOEtOO+EtOH二、机理二、机理 较强酸CH2COOEtHNaOEt+CH2COOEt-+HOEtCH3COOEtCH2COOEt-CH3CO-OEtCH2CO2EtOEtOO+Et O-OEtOO+EtO-OEtOO-+Et OHCH3CO2HPKa 4.74OEtOOstep 1step 2step 3PKa 11较强碱PKa 15.9三、三、NaOEtNaH与与3CNa应用应用 NaOEt

9、NaOEt能使含两个能使含两个-H-H的酯缩合，应用最广。的酯缩合，应用最广。NaHNaH、3 3CNaCNa能使所能使所有的被有的被NaOEtNaOEt缩合的酯缩合，还能使只有一个缩合的酯缩合，还能使只有一个-H-H的酯缩合的酯缩合。四、缩合类型四、缩合类型 1.1.相同的酯之间的缩合相同的酯之间的缩合 H2O/HO-H2O/H+2 PhCH2CO2EtEtO/EtOH-PhCO2EtOPhPhOPh2.2.分子内分子内ClaisenClaisen酯缩合酯缩合 CO2EtCO2EtN aO EtH+OCO2Et3.3.交叉的交叉的ClaisenClaisen酯缩合酯缩合 +HCO2Et1.N

10、aOEt2.H3O+OEtOCO2EtHO(1)(2)OEtO+2.H3O1.NaOEtCO2Et+CO2EtOCO2EtEtOOEtO+NaOEt1.2.EtOHCO2EtCO2Et(4)13-7 13-7 酰胺氮原子上的反应酰胺氮原子上的反应 一、酸碱性（一、酸碱性（Lewis酸碱理论，酸碱理论，Brnsted酸碱理论）酸碱理论）RNH2NH3RCONH2RCONHCOR碱性强弱酸性强弱二、脱水反应二、脱水反应 RCONH2P2O5RCN三、三、Hofmann降级反应降级反应+RCO N H2Br2/N aO HRN H2N a2CO3Br2/N aO HCO N H2CO N H2N H

11、2N H2一、乙酰乙酸乙酯一、乙酰乙酸乙酯 （一）性质（一）性质 1 1互变异构现象互变异构现象CH3-C-CH2-C-OC2H5OONaH2Br2/CCl4FeCl3NaHSO3NH2OH硝基苯肼2,4-=黄白（）（）白（）有活性氢溴褪色（具双键）蓝紫色（具烯醇结构）CH3-C-CH2-C-OC2H5OOCH3-C=CH-C-OC2H5OHO酮式烯醇式室温(93%)(7%)13-8 13-8 乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用 2 2、酮式分解、酮式分解3 3、酸式分解、酸式分解 OEtOOdil H O-ONaOOH2O/H+OHOOO

12、OEtOOH2O/H+HO-OHO-OOHOHOO-O-+CH3CO2-2CH3CO2H2（合成甲基酮）OEtOO(1)N aO Et(2)RXOEtOOROROHOR酸式分解酮式分解（合成取代乙酸）4 4、烃基化、烃基化（二）合成实例（二）合成实例OOEtOOO+CH3I+CH3CH2Br二、丙二酸二乙酯合成法（二、丙二酸二乙酯合成法（DEM合成法）合成法）CO2EtCO2Et(1)N aO Et(2)RXCO2EtCO2EtR(1)H2O/HO-(2)H2O/H+(3)CH2CO2HRCO2EtCO2EtCO2EtCO2EtCO2EtCO2Et2(1)N aO Et(2)BrBr(1)H2

13、O/HO-(2)H2O/H+(3)CO2HCO2H13-9 13-9 有机合成简介有机合成简介一、有机合成术语一、有机合成术语 有机合成有机合成是使原料按一定次序进行一系列化学反应，得到具有指是使原料按一定次序进行一系列化学反应，得到具有指定结构的有机化合物的过程定结构的有机化合物的过程。欲待合成的分子称为欲待合成的分子称为目标分子目标分子，每一个独立的化学反应称为，每一个独立的化学反应称为单元单元反应反应，按照一定次序进行的一系列，按照一定次序进行的一系列单元反应单元反应，就构成了所谓的，就构成了所谓的合成路合成路线。线。逆合成法逆合成法就是从目标分子出发，由后往前推，推导出目标分子就是从目

14、标分子出发，由后往前推，推导出目标分子的前体，并同样地找出前体的前体。如此继续直至达到较简单的起的前体，并同样地找出前体的前体。如此继续直至达到较简单的起始原料（或所给的原料）。逆合成法是始原料（或所给的原料）。逆合成法是“以退为进以退为进”的手段。的手段。二、路线设计的一般原则二、路线设计的一般原则（1 1）采用尽可能有效（产率高）的反应和方便的步骤，尽可）采用尽可能有效（产率高）的反应和方便的步骤，尽可能地避免和控制副反应的发生。因为副反应不但降低收率，而且会能地避免和控制副反应的发生。因为副反应不但降低收率，而且会造成分离和提纯上的困难。造成分离和提纯上的困难。（2 2）总收率要高：）总收率要高：每个单元反应的收率高；每个单元反应的收率高；单元反应要尽单元反应要尽可能少。可能少。（3 3）原料是易得和价廉的）原料是易得和价廉的 碳架的建立、官能团的转化、立体化学的选择和控制。碳架的建立、官能团的转化、立体化学的选择和控制。三、对目标分子的结构设计主要考虑三个方面的问题三、对目标分子的结构设计主要考虑三个方面的问题