有机化学第十三章羧酸衍生物

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1、2021-5-25第 十 二 章 羧 酸 衍 生 物 2021-5-25 教学要求 1、 掌 握 酰 卤 、 酸 酐 、 酯 、 酰 胺 的 化学 性 质 及 相 互 间 的 转 化 关 系 。 2、 熟 悉 酯 缩 合 反 应 ， 霍 夫 曼 降 级 反应 等 重 要 人 名 反 应 。 3、 熟 悉 酯 的 水 解 反 应 历 程 。 4、 掌 握 乙 酰 乙 酸 乙 酯 和 丙 二 酸 二 乙酯 在 有 机 合 成 上 的 应 用 。 5、 了 解 油 脂 的 组 成 和 性 质 ； 合 成 表面 活 性 剂 的 类 型 及 去 污 原 理 。 2021-5-25 教 学 内 容 羧 酸

2、 衍 生 物 是 羧 酸 分 子 中 的 羟 基 被 取 代后 的 产 物 ， 重 要 的 羧 酸 衍 生 物 有 以 下 四 种 类型 ： 酰 卤 ， 酸 酐 ， 酯 ， 酰 胺 。 13-1 羧 酸 衍 生 物 的 分 类 、 结 构 和 命 名 一 、 类 型 （ 分 类 ） 1、 酰 卤 ： RCOX（ X=Cl、 Br 、 I） 羧酸 中 的 羟 基 被 卤 素 原 子 取 代 的 化 合 物 叫 做 羧酸 衍 生 物 。 它 们 分 别 叫 做 酰 氯 、 酰 溴 、 酰 碘 2、 酸 酐 ： （ RCO） 2O ， 它 分 为 混 酐 、单 酐 。 2021-5-25 3、 酯

3、： RCOOR ， 其 中 R、 R可 以 相 同 、也 可 以 不 同 。 4、 酰 胺 ： RCONH2 、 RCONHR 、 RCONR2 二 、 羧 酸 衍 生 物 的 结 构 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 P-共 轭 体 系 。 R C OL P 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+ C I (RCO)2O RCOOR RCONH2C、 反 应

4、 条 件 ： 酰 卤 / 常 温 ； 酸 酐 / 加 热 ； 酯和 酰 胺 / 在 加 热 ， 加 酸 或 加 碱 催 化 下 进 行 。 2021-5-25 酯 在 酸 催 化 下 进 行 的 水 解 为 可 逆 水 解 ： CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OHH+ 酯 在 碱 催 化 下 进 行 的 水 解 为 不 可 逆 水 解 ： 因 此 ， 在 碱 性 下 水 解 反 应 更 为 彻 底 ， 其碱 性 水 解 称 为 皂 化 ， 即 为 工 业 上 制 造 肥 皂 的原 理 。 NaOH C2H5OH+CH3COONaH2O+CH3COOC2H5 202

5、1-5-25 酰 胺 在 酸 催 化 下 进 行 的 水 解 ：RCONH2 + H2O RCOOH + NH4+H+ 酰 胺 在 碱 性 催 化 下 进 行 的 水 解 ： RCONH2 + H2O RCOO- + NH3OH- 2021-5-25 二 、 衍 生 物 的 醇 解 RCOCl(RCO)2O RCOORRCONH2 RCOORRCOORRCOORRCOOR + HCl2 + ROH+ NH3 常温、反应迅速常温下可以直接醇解加H+、OH-、反应可逆加H+ or OH-、且醇过量ROH注 意 ： A、 醇 解 产 物 为 酯 ， 特 别 是 芳 香 醇 酯 。 其它 方 法 制

6、备 芳 香 醇 酯 较 困 难 ,可 用 该 方 法 制 备 。例 如 ， 苯 甲 酰 氯 与 苯 酚 在 吡 啶 催 化 下 的 反 应 ： 2021-5-25 COCl + OH 吡啶 COO B、 利 用 酯 的 醇 解 即 酯 交 换 反 应 ， 可 以 制备 高 级 醇 。 例 如 C25H51COOC26H53 +C2H5OH H+ C25COOC2H5 + C26H53OH C、 醇 解 的 难 易 程 度 ： RCOCl(RCO)2O RCOORRCONH2 2021-5-25 D、 醇 解 的 条 件 ： 酰 卤 、 酸 酐 在 常 温 下 进 行 ； 酯 在 酸 或 碱催

7、化 下 ； 酰 胺 在 酸 、 碱 催 化 下 且 醇 过 量 。 三 、 衍 生 物 氨 解 RCOCl(RCO)2ORCOOR RCONH2 RCONH2RCONH2RCOOR +NH4Cl+ ROHNH3 + RCOONH4 不反应注 意 ： 2021-5-25 A、 氨 解 产 物 是 酰 胺 。 B、 氨 解 的 难 易 程 度 RCOCl(RCO)2ORCOORRCONH2 C、 酰 胺 自 身 不 氨 解 。 从 衍 生 物 水 解 、 醇 解 、 氨 解 的 活 性 看 ，水 解 醇 解 氨 解 。 羧 酸 及 其 衍 生 物 之 间 可 以相 互 转 化 。 四 、 衍 生

8、物 与 RMgX作 用 R CO Z + RMgX R COMgXZR MgZX RCOR 1)RMgX2)H2O R CRR OH乙醚 2021-5-25 1、 酰 卤 与 RMgX作 用 酰 氯 与 格 氏 试 剂 作 用 可 以 得 到 酮 或 叔 醇 。反 应 可 停 留 在 酮 的 一 步 ， 但 产 率 不 高 。 R C OX + RMgX R CROMgXX R CO R RMgX R CRR OMgX H2O R CRR OH 酮 叔醇 无水乙醚 2021-5-25 由 于 酰 卤 活 性 大 于 酮 的 活 性 ， 因 此 通 过 控制 RMgX的 用 量 可 以 制 备

9、酮 和 醇 。 只 有 当 酰卤 与 格 氏 试 剂 作 用 完 之 后 ， 多 余 的 格 氏 试 剂才 与 酮 作 用 。 所 以 书 写 反 应 时 请 注 意 格 氏 试剂 是 否 过 量 。 例 如 ： CH3COCl + CH3(CH2)3MgCl 乙醚 CH3COCH2CH2CH2CH3CH3(CH2)3MgCl1)2) H2O+ CH3CH2CH2CH2CCH2CH2CH2CH3OHCH 3 2021-5-25 从 产 物 的 结 构 看 ， 得 到 结 构 较 为 对 称 的叔 醇 。 若 使 用 HCOCl为 原 料 ， 得 到 结 构 对 称的 仲 醇 。 2、 酯 与

10、RMgX作 用 酯 与 格 氏 试 剂 反 应 生 成 酮 ， 由 于 格 氏 试剂 对 酮 的 反 应 比 酯 还 快 ， 反 应 很 难 停 留 在 酮的 阶 段 ， 故 产 物 是 第 三 醇 。 R CO OC2H5 RMgXR CO MgXOC2H5R R CR O RMgX H2O R C OHRR 2021-5-25 COCH3 + 2RMgX 1）乙醚2）H3O+ CRR OH 从 产 物 的 结 构 看 ， 格 氏 试 剂 与 酯 作 用 是合 成 具 有 两 个 相 同 烃 基 的 叔 醇 的 最 有 效 方 法 。例 如 ： COCH3 + 2CH3MgX 1）乙醚2）H

11、3O+ CCH3CH3OH 2021-5-25 当 使 用 HCOOR与 RMgX作 用 ， 可 以 制 备结 构 对 称 的 仲 醇 。 例 如 1）乙醚 2）H3O+HCOOCH3 + 2 CH3CH2MgX CH3CH2CHCH2CH3OH 具 有 位 阻 的 酯 可 以 停 留 在 酮 的 阶 段 。 例 如 ： (CH3)3CCOOCH3 + C3H7MgCl (CH3)3CCCH3O 3、 酸 酐 与 RMgX作 用 ： 与 酰 卤 相 似 。 4、 酰 胺 与 RMgX作 用 ： 由 于 NH2中 有 活泼 氢 ， 不 能 与 RMgX作 用 。 2021-5-25 五 、 羧

12、酸 衍 生 物 的 还 原 羧 酸 衍 生 物 的 还 原 比 羧 酸 更 容 易 ， 还 原 的方 法 较 多 ， 下 面 分 别 讨 论 。 1、 酰 卤 的 还 原 (1) 催化氢化 RCOCl H2 / Ni RCH2OH(2) LiAlH4 ( 3)(4)NaBH4H2/Pd BaSO4 伯醇 C=C被还原C6H5COCl 1)LiAlH42)H3O+ C6H5CH2OH 伯醇 C=C保留CH 3COCl NaBH4 CH3CH2OH 伯醇 C=C 保留RCOCl H2/ Pd BaSO4 RCHO 醛 罗森孟德还原 C=C 保留 2021-5-25 2、 酯 的 还 原 酯 比 羧

13、 酸 易 还 原 ， 可 用 多 种 方 法 （ 催 化氢 化 、 LiAlH4、 Na + C2H5OH等 还 原 剂 ） 还原 。 还 原 产 物 为 两 分 子 醇 。 (1) Na +C2H5OH RCOOR Na / C2H5OH RCH2OH +ROH 在 未 使 用 LiAlH4作 还 原 剂 之 前 ， 酯 的 还原 使 用 Na / C2H5OH， 其 还 原 结 果 是 ： 羧 酸部 分 为 伯 醇 ， 醇 部 分 保 留 不 变 。 (2) LiAlH4 COOC2H5 1)LiAlH42) H3O+ CH2OH +C2H5OH 2021-5-25 LiAlH4 是 酯

14、还 原 成 伯 醇 的 通 用 试 剂 。 (3)LiBH4 情况类似于LiAlH4 (4) 催化氢化 RCOOR H2 / Ni高温高压 RCH2OH + ROH (5) NaBH4 NaBH4 不能还原酯。 2021-5-25 酯 在 金 属 （ 一 般 为 钠 ） 和 非 质 子 溶 剂 中发 生 醇 酮 缩 合 ， 生 成 酮 醇 。 C3H7-C-O-C2H5 C3H7 CO OC2H5O Na C3H7 C OC3H7 C O C3H7 C OC2H5C3H7 C O OC2H5 O C3H7 C OHC3H7 C OC3H7 C OC3H7 C ONa H H 这 是 用 二 元

15、 酸 酯 合 成 大 环 化 合 物 很 好 的 方法 。 2021-5-25 (CH2)8COOCH3COOCH 3 Na HAc 二甲苯 (CH2)8 CC OHO 3、 酸 酐 的 还 原 酸 酐 的 活 性 不 如 酰 卤 ，但 酸 酐 可 以 被 LiAlH4 、 NaBH4还 原 成 醇 。 4、 酰 胺 的 还 原 酰 胺 在 LiAlH4 作 用 下还 原 成 伯 胺 。 2021-5-25 OCH2CH2CONH2 1)LiAlH42)H3O+ OCH2CH2CH2NH2 NaBH4不 能 还 原 酰 胺 。 羧 酸 及 其 衍 生 物 的 还 原 由 易 到 难 的 顺 序

16、为 ： 酰 卤 酸 酐 酯 酰 胺 羧 酸 。 12-3 酰 胺 和 酯 的 特 殊 反 应 一 、 酰 胺 的 特 殊 反 应 由 于 酰 胺 N原 子 上 有 活 泼 的 H原 子 ， 因 此酰 胺 具 有 特 殊 的 化 学 性 质 。 2021-5-25 1、 酸 性 ： 酰 胺 N原 子 上 的 H原 子 具 有 酸性 ， 因 氮 原 子 上 的 未 共 用 电 子 对 与 碳 氧 双 键形 成 P- 共 轭 Pka =15。 RCONH2 RCONH + H+ 邻 苯 二 甲 酰 胺 N原 子 上 的 H原 子 的 酸 性 更强 ， Pka =8.3。 CC NHOO KOH CC

17、 NKOO RX CC NROO OH-/ H2O COO-COO- +RNH2 2021-5-25 盖 布 瑞 尔 法 ， 制 备 伯 胺 的 有 效 方 法 。 2、 脱 水 反 应 ： 酰 胺 既 可 以 水 解 成 酸 、 又 可 以 脱 水 成 氰 。常 用 的 脱 水 剂 为 P2O5、 POCl3、 SOCl2、 酸酐 等 。 酰 胺 与 铵 盐 和 睛 的 关 系 如 下 ： RCOOH NH3H+ RCOONH4 H2O+H2O RCONH2 H2O+ H2O RCN 从 羧 酸 制 备 同 碳 数 的 腈 。 例 如 ： 2021-5-25 CH3 CONH2 + SOCl

18、2 CNCH3 +SO2 + HCl 3、 霍 夫 曼 （ Hofmann） 降 解 反 应 Hofmann等 人 发 现 酰 胺 与 次 卤 酸 钠 溶 液 NaOX(X=Cl Br)作 用 可 以 得 到 少 一 个 碳 原 子的 伯 胺 。 其 通 式 为 ： R CO NH2 + NaOX OH R-NH2 + Na2CO3 + NaX + H2O CH3 CH2 CH C ONH2CH 3 NaOClOH CH3 CH2 CH NH2 CH3 2021-5-25 CH2CONH2 + Br2 NaOH CH2NH2注 意 ： A、 发 生 霍 夫 曼 （ Hofmann） 降 解 反

19、 应的 酰 胺 必 须 是 一 级 酰 胺 。 即 所 用 酰 胺 必 须 是N原 子 上 无 取 代 基 的 酰 胺 ， RCONHR 、RCONR2不 能 发 生 霍 夫 曼 （ Hofmann） 降 解反 应 。 B、 霍 夫 曼 （ Hofmann） 降 解 反 应 是 从 羧酸 制 备 少 一 个 碳 原 子 的 伯 胺 的 好 方 法 。 例 如 2021-5-25 RCOOH RCONH2 RNH2RCN RNH2 RCH2NH2? 二 、 酯 的 特 殊 反 应 - 酯 缩 合 反 应 1、 酯 缩 合 反 应 的 概 念 在 某 些 强 碱 性 试 剂 如 醇 钠 作 用 下

20、 ， 一 分子 酯 的 -H与 另 一 分 子 酯 作 用 失 去 一 分 子 醇 ，生 成 -酮 基 酯 （ -羰 基 酯 ） 的 反 应 称 为 酯缩 合 反 应 。 2021-5-25 2、 实 例 ： CH3 CO OC2H5 + H CH2 COOC2H5NaOC2H5 CH3COCH2COOC2H5 + C2H5OH 由 乙 酸 乙 酯 在 醇 钠 或 钠 作 用 下 所 发 生 的酯 缩 合 反 应 生 成 乙 酰 乙 酸 乙 酯 的 反 应 称 为 克莱 森 缩 合 （ Claisen 缩 合 ） ， 克 莱 森 缩 合 具 有特 定 的 含 义 。 CH3COC2H5O CH

21、3COC2H5O+ C2H5ONa CH3-C-CH2-C-OC2H5 + C2H5OHO O乙酰乙酸乙酯 2021-5-25 CH3CH2C-OC2H5 CH3CH2C-CH-COOC2H5 C2H5OHO O OCH 3 2 C2H5ONa +3、 历 程 ： 以 克 莱 森 缩 合 的 反 应 历 程 为 例 ， 酯缩 合 反 应 的 历 程 与 羟 醛 缩 合 历 程 相 似 。 (1) C2H5O- + CH2COOC2H5H CH2COOC2H5 + C2H5OH(2) CH3CO OC2H5 +CH2COOC2H5 CH3CO-OC2H5CH2COOC2H5 (3) CH3CO-

22、CH2COOC2H5OC2H5 CH3COCH2COOC2H5 +C2H5O- 产生碳负离子产生氧负离子 生成产物给予体接受体 2021-5-25 从 历 程 看 ， 克 莱 森 缩 合 的 每 一 步 都 是 可逆 ， 且 产 物 乙 酰 乙 酸 乙 酯 的 酸 性 Pka=11， 大于 乙 醇 的 酸 性 Pka=17， 这 样 C2H5O 可 以 夺取 乙 酰 乙 酸 乙 酯 中 亚 甲 基 上 的 -H ， 使 平 衡向 乙 酰 乙 酸 乙 酯 钠 盐 方 向 进 行 。 CH3COCH2COOC2H5 + C2H5O-Pka= 11 Na CH3COCHCOOC2H5-Na+ +C2

23、H5OHPka= 17HAc CH3COCH2COOOC2H5 2021-5-25 4、 反 应 类 型 ： 任 何 具 有 -H的 酯 都 可以 发 生 酯 缩 合 反 应 ， 其 类 型 有 ： （ 1） 同 一 种 具 有 -H的 酯 之 间 的 缩 合 反应 ： CH3COOC2H52 C2H5ONa CH3COCH2COOC2H5 + C2H5OH2CH3CH2COOC2H5 C2H5ONaCH3CH2COCHCOOC2H5CH3 +C2H5OH （ 2） 两 种 具 有 -H的 酯 之 间 的 缩 合 反 应 ：四 种 产 物 ， 除 了 自 身 缩 合 的 产 物 外 ， 还 有

24、 交叉 缩 合 产 物 。 2021-5-25 CH3COOC2H5 C2H5ONaCH3CH2COOC2H5 C2H5ONa +C2H5OH+CH3CH2COOC2H5接受体 给予体 CH3COCHCOOC2H5CH3 +C2H5OH+ CH3COOC2H5接受体 给予体 CH 3CH2COCH2COOC2H5CH3COOC2H52 C2H5ONa CH 3COCH2COOC2H5 + C2H5OH2CH3CH2COOC2H5 C2H5ONa CH3CH2COCHCOOC2H5CH3 +C2H5OH （ 3） 一 种 有 -H的 酯 与 一 种 无 -H的 酯之 间 的 缩 合 反 应 ：

25、两 种 产 物 。 例 如 。 乙 酸 乙酯 与 苯 甲 酸 酯 、 甲 酸 酯 、 草 酸 酯 （ COOR)2 2021-5-25 CH2COOC2H5 +HCOOC2H5 C2H5ONa CHCOOC2H5CHOCOOR +C2H5OH+CH3COOC2H5 C2H5ONa COCH2COOC2H5 + ROH 5、 酯 缩 合 反 应 的 底 物 ： 凡 能 提 供 -H的 给 予 体 。 除 酯 自 身 以 外 ， 具 有 -H的 一 般酮 、 腈 、 硝 基 化 合 物 等 都 可 以 作 为 给 予 体 。例 如 CH3COOC2H5 + CH3COCH3 C2H5ONa CH3

26、COCH2COCH3 +C2H5OH接受体 给予体 2021-5-25 HCOOC2H5 + C6H5CH2CNC2H5ONa C6H5CHCNCHO + C2H5OH 对 于 二 元 羧 酸 酯 ， 当 两 个 酯 基 的 位 置 恰当 ， 很 容 易 发 生 分 子 内 酯 缩 合 成 五 、 六 员 环 。这 种 分 子 内 的 酯 缩 合 反 应 称 为 狄 克 曼 缩 合 反应 （ Dieckmaann缩 合 ） ， 例 如 ： CH2CH2COOC2H5CH2CH2COOC2H5 C2H5ON OCOOC2H5+C2H5OH 2021-5-25 CH2 CH2 C C OC2H5

27、OC2H5O O CH2 CH CC OC2H5O OC2H5ONa 缩 合 产 物 经 酸 性 水 解 生 成 -羰 基 酸 ， -羰 基 酸 受 热 易 脱 羧 ， 最 后 产 物 是 环 酮 。 COOC2H5O H2O / H COOHO O + CO2 2021-5-25 通 过 狄 克 曼 缩 合 反 应 （ Dieckmaann缩合 ） ， 合 成 环 状 化 合 物 ， 这 与 二 酮 的 缩 合 反应 相 似 。 狄 克 曼 （ Dieckmann） 反 应 是 合 成 五 元和 六 元 碳 环 的 重 要 方 法 。 13-4 乙 酰 乙 酸 乙 酯 和 丙 二 酸 二 乙

28、 酯 在 有机 合 成 上 的 应 用一 、 乙 酰 乙 酸 乙 酯 在 合 成 上 的 应 用 1、 乙 酰 乙 酸 乙 酯 的 制 备 2021-5-25 2 CH3COOC2H5 1)C2H5ONa2) HAc CH3COCH2COOC2H5 +C2H5OH 2、 互 变 异 构 现 象 CH3-C-CH2-C-OC2H5O O Na H2 Br2/CCl4 FeCl3 NaHSO3 NH2OH 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-OC2H5O O CH3-C=CH-C-OC2H5OH O酮式 烯醇式室温

29、(93%) (7%) 2021-5-25 通 过 下 列 实 验 事 实 证 明 ， 乙 酰 乙 酸乙 酯 的 互 变 异 构 的 存 在 ： A、 乙 酰 乙 酸 乙 酯 可 以 与 羰 基 试 剂 如 苯 肼 、羟 胺 、 饱 和 亚 硫 酸 氢 钠 、 HCN等 加 成 ， 说 明分 子 中 有 羰 基 。 B、 与 金 属 钠 作 用 有 氢 气 ， 生 成 钠 盐 ， 说明 有 活 泼 氢 （ 可 能 是 -OH） 。 C、 能 使 溴 的 四 氯 化 碳 溶 液 褪 色 ， 说 明 分子 中 可 能 有 碳 碳 双 键 。 D、 与 三 氯 化 铁 溶 液 显 紫 色 ， 说 明

30、具 有 烯醇 结 构 。 上 述 A、 B、 C三 种 现 象 ， 不 能 用 酮 式 结 构 进 行 解 释 2021-5-25 生 成 的 烯 醇 式 稳 定 的 原 因 ： A、 形 成 共 轭 体 系 ， 降 低 了 体 系 的 内 能 。 CH3-C-CH2-C-OC2H5O O CH3-C=CH-C-OC2H5 OH O PP 体系 B、 烯 醇 结 构 可 形 成 分 子 内 氢 键 （ 形 成 较稳 定 的 六 元 环 体 系 ） CH3-C=CH-C-OC2H5 OH CH3 C CH C OC2H5 OO HO 2021-5-25 3、 在 合 成 上 的 应 用 乙 酰

31、乙 酸 乙 酯 的 亚 甲 基 很 活 泼 ， 可 以 被各 种 基 团 取 代 生 成 各 种 产 物 。 乙 酰 乙 酸 乙 酯在 不 同 的 条 件 下 ， 可 以 分 解 成 酮 或 羧 酸 。 因此 在 合 成 上 乙 酰 乙 酸 乙 酯 是 一 种 重 要 的 试 剂 ，用 于 酮 类 、 羧 酸 类 化 合 物 的 合 成 。 A、 亚 甲 基 的 酸 性 乙 酰 乙 酸 乙 酯 的 -C原 子 上 由 于 受 到 两个 吸 电 子 基 （ 羰 基 和 酯 基 ） 的 作 用 ， -H很活 泼 ， 具 有 一 定 的 酸 性 ， 易 与 金 属 钠 、 乙 醇钠 作 用 形 成

32、钠 盐 。 2021-5-25 CH3 C CH2 C OC2H5O O CH3 C CHC OC2H5O OC2H5ONa Na pKa =11 B、 钠 盐 的 烷 基 化 和 酰 基 化 乙 酰 乙 酸 乙 酯 的 钠 盐 与 卤 代 烃 、 酰 卤 反应 ， 生 成 烃 基 和 酰 基 取 代 的 乙 酰 乙 酸 乙 酯 。 CH3 C CH C OC2H5O O Na RX-NaX CH3 C CH C OC2H5O OR CH3 C CHC OC2H5O OR C2H5ONaCH3 C C C OC2H5O OR Na RX-NaX CH3 C C C OC2H5O ORR 202

33、1-5-25 C、 酮 式 分 解 和 酸 式 分 解 a、 酮 式 分 解 ： 在 稀 碱 作 用 下 ， 乙 酰 乙 酸乙 酯 经 皂 化 、 酸 化 、 加 热 脱 羧 三 步 反 应 生 成酮 的 反 应 。 例 如 ： CH3COCH2COOC2H5 稀OH-C2H5OH CH3COCH2COO- H+ CH3COCOOH-CO2 CH3COCH3( 水解、酸化、脱羧三步） CH3COCHCOOC2H5R 1) 稀OH-2）H+ 3） CH3COCH2R 2021-5-25 CH3 C CH2 C OC2H5O O CH3 C CH C OC2H5O OR 稀NaOH CH3 C C

34、H3O C2H5OH + CO2 CH3 C CH C OC2H5O OCOR 稀OH CH3 C CH2RO C2H5OH + CO2 稀OH CH3 C CH2O CO R C2H5OH + CO2 b、 酸 式 分 解 ： 在 浓 碱 作 用 下 ， 乙 酰 乙酸 乙 酯 经 加 热 脱 酰 基 、 水 解 、 酸 化 成 羧 酸 。 2021-5-25 CH3COCH2COOC2H5 浓OH- CH3COONa + C2H5OHH+ CH3COOHCH 3COCHCOOC2H5R 浓碱 RCH2COONa + C2H5OHH+ RCH2COOH CH3 C CH2 COC2H5O O

35、CH3 C CHC OC2H5O OR NaOH CH3COOH CH3 C CHC OC2H5O OCOR OH OH 2 CH3COOH + RCH2COOH + C2H5OH CH3COOH + RCOCH2COOH + C2H5OH + C2H5OH浓 浓 浓 2021-5-25 乙 酰 乙 酸 乙 酯 的 分 解 条 件 不 同 （ 浓 碱 、稀 碱 ） 得 到 的 主 要 产 物 不 同 。 但 在 酸 式 分 解中 往 往 伴 随 酮 式 分 解 。 因 此 乙 酰 乙 酸 乙 酯 在合 成 上 主 要 用 于 酮 类 化 合 物 的 合 成 。 D、 乙 酰 乙 酸 乙 酯 在

36、 有 机 合 成 上 的 应 用 由 于 乙 酰 乙 酸 乙 酯 的 上 述 性 质 ， 可 以 通过 亚 甲 基 上 的 取 代 ， 引 入 各 种 不 同 的 基 团 ，再 经 酮 式 分 解 或 酸 式 分 解 ， 就 可 以 得 到 不 同结 构 的 酮 或 酸 。 2021-5-25 CH3COCH2COOC2H5 C2H5ONa CH3COCHCOOC2H5-Na+ RX-NaXCH3COCHCOOC2H5 1) 稀碱2） H+ 3） CH3COCH2R（甲基酮）1) 浓碱 2）H+ 3）R RCH2COOH （一元羧酸）C2H5ONaCH3COCCOOC2H5-Na+R RX C

37、H3COCCOOC2H5RR 酮式分解酸式分解 CH3COCH RRR CHCOOHR 2021-5-25 注 意 ： A、 在 卤 代 烃 中 R、 R可 以 相 同 或 不 同 ，当 R、 R为 烃 基 时 ， 其 产 物 为 甲 基 酮 或 一 元羧 酸 。 由 于 R、 R的 结 构 可 以 任 选 ， 因 此 可以 合 成 各 种 结 构 的 酮 或 羧 酸 。 当 然 ， R最 好 用 1 ， 2 产 量 低 ， 不 能 用3 和 乙 烯 式 卤 代 烃 。 B、 二 次 引 入 时 ， 第 二 次 引 入 的 R 要 比R活 泼 。 C、 当 亲 核 试 剂 为 酰 卤 RCOX

38、， 其 产 物 为1， 3-二 酮 或 -酮 酸 。 例 如 ： 2021-5-25 CH3COCHCOOC2H5-Na+ RCOX CH3COCHCOOC2H5CORa b ab CH3COCH2CORRCOCH2COOH D、 当 亲 核 试 剂 为 -卤 代 酮 RCOCH2X，其 产 物 为 1， 4-二 酮 或 -酮 酸 。 例 如 ： CH3COCHCOOC2H5-Na+ RCOCH2X CH3COCHCOOC2H5CH2CORba ab RCOCH2CH2COOHCH3COCH2CH2COR 2021-5-25 E、 当 亲 核 试 剂 为 卤 代 酸 酯 X(CH2)nCOOC

39、2H5， 其 产 物 为 酮 酸 或 二元 羧 酸 。 例 如 ： CH3COCHCOOC2H5-Na+X(CH2)nCOOC2H5 CH3COCHCOOC2H5(CH2)nCOOC2H5酮式分解酸式分解 CH3COCH2(CH2)nCOOHHOOC(CH 2)nCH2COOH （二元酸） 2021-5-25 从 上 述 反 应 看 ， 如 果 以 乙 酰 乙 酸 乙 酯 为 原料 ， 通 过 选 择 不 同 的 亲 核 试 剂 ， 再 通 过 酮 式或 酸 式 分 解 ， 可 以 合 成 不 同 的 化 合 物 。 因 此 ，乙 酰 乙 酸 乙 酯 在 合 成 上 具 有 广 泛 的 用 途

40、 。 例如 : CH3 C CH2 CH2O CH2经结构分析，需引入 原 引 2021-5-25 CH3 C CH CH2CH=CH2O CH3 引 原 要分两次引入，先引入再引入 CH3CH 2CH=CH2 CH3 C CH2O CO C CH3O 引 引原 原 说 明 ： 乙 酰 乙 酸 乙 酯 合 成 法 主 要 用 其 酮式 分 解 制 取 酮 ， 酸 式 分 解 制 酸 很 少 ， 制 酸 一般 用 丙 二 酸 二 乙 酯 合 成 法 。 2021-5-25 二 、 丙 二 酸 二 乙 酯 1、 丙 二 酸 二 乙 酯 的 合 成 CH3COOH P Cl2 CH2COOHCl N

41、aCNNaOH CH2COONaCN C2H5OHH2SO4 CH2COOC2H5COOC2H5 由 于 丙 二 酸 二 乙 酯 的 亚 甲 基 受 两 个 酯 基 的影 响 ， 两 个 亚 甲 基 H非 常 活 泼 ， 能 与 醇 钠 作用 生 成 钠 盐 ， 再 与 各 种 亲 核 试 剂 作 用 生 成 取代 丙 二 酸 二 乙 酯 ， 后 者 水 解 成 二 酸 等 各 种 化合 物 。2、 合 成 上 的 应 用 2021-5-25 CH2 COOEtCOOEt C2H5ONa CH(COOEt)2-Na+ RX R CH(COOEt)2 OH- / H2OR CH(COO-)2 1

42、) H+2) RCH2COOH 合成增加两个碳原子的羧酸 对 于 一 烃 基 取 代 丙 二 酸 二 乙 酯 ， 可 以 从复 上 述 反 应 生 成 二 烃 基 丙 二 酸 二 乙 酯 。 R CH(COOEt)2 OH- / H2O1) H+2) C2H5ONa RX RR CH COOEtCOOEtRR CHCOOH 2021-5-25 CHCOOC2H5COOC2H5Na RX-NaX CHCOOC2H5COOC2H5R CHCOOC2H5COOC2H5R NaOC2H5 C COOC2H5COOC2H5R Na RX-NaX C COOC2H5COOC2H5RR注 意 ： A、 在

43、卤 代 烃 中 R、 R可 以 相 同 或 不同 ， 当 R、 R为 烃 基 时 ， 其 产 物 为 一 元 羧 酸 。由 于 R、 R的 结 构 可 以 任 选 ， 因 此 可 以 合 成各 种 结 构 的 羧 酸 。 B 、 当 亲 核 试 剂 为 卤 代 酸 酯X(CH2)nCOOC2H5， 其 产 物 为 二 元 羧 酸 。例 如 ： 2021-5-25 CH2 COOEtCOOEt C2H5ONa CH(COOEt)2-Na+ X(CH2)nCOOEtOH- / H2O 1) H+ 2) CH(COOEt)2(CH2)nCOOEtHOOCCH 2(CH2)nCOOH C、 当 亲 核

44、 试 剂 为 二 卤 代 物 ， 可 以 合 成 环状 化 合 物 ， 例 如 CH2 COOEtCOOEt C2H5ONa CH(COOEt)2-Na+ X(CH2)nX OH- / H2O 1) H+2) CH(COOEt)2(CH2)nXC2H5ONa C(COOC2H5)(CH 2)nX -Na+ NaX C(COOEt)2CH2(CH2)n 1CHCOOH(CH2)n 1 CH2 n= 37 2021-5-25 2CH2(COOC2H5)2 X(CH2)nXNaOC2H5 (CH2)nCH(COOC2H5)2CH(COOC 2H5)2 NaOC2H5 CH2I2 (CH2)nC(CO

45、OC2H5)2 C(COOC2H5)2CH2n = 37 R CHCOOC2H5COOC 2H5 NaOHH 2O R CH COONa COONa (1) H(2) CO 2 R CH2COOHR CR COOC2H5COOC2H5 NaOHH2O (1) H(2) CO2 R CHCOOHR COOC2H5COOC 2H5 NaOHH2O (1) H(2) CO 2 COOH 2021-5-25 通 过 乙 酰 乙 酸 乙 酯 和 丙 二 酸 二 乙 酯 可 以合 成 各 种 类 型 的 化 合 物 。 CH3 CH2 CH COOHCH3 COOH CH2CH 2 CH2COOHCH 2

46、COOH CH3 CH2 CH COOHCH 2COOH引入 原有 原有原有 原有引入 引入 引入 NaOC2H5CH2(COOC2H5)2 (1)(2) COOC2H5 COOC2H5Br(CH2)4Br 2021-5-25 例 题 1 合 成 COOHCOOH （丙二酸二乙酯法） COOHCOOH2CH2(COOEt)2 +Br(CH2)3Br EtONa CH(COOEt)2(CH2)3CH(COOEt)2 1)EtONa2) CH2I2COOEtCOOEtCOOEtCOOEt OH-/ H2O H+ 2021-5-25 例 题 2 合 成 COOH（丙二酸二乙酯法）HOOC COOH2

47、CH2(COOEt)2 +Br(CH2)2Br EtONa CH(COOEt)2(CH2)2CH(COOEt)2 1)EtONa2) BrCH2CH2BrCOOEtCOOEt COOEt OH-/ H2O H+ HOOCEtOOC 2021-5-25 例 题 3 合 成 （丙二酸二乙酯法）COOH CH2(COOEt)2 +Br(CH2)3Br EtONa OH-/ H2O H+ COOH COOEtCOOEt LiAlH4 CH2OHCH2OHPBr3 CH2BrCH2Br CH2(COOEt)2EtONa COOEtCOOEt 2021-5-25 练 习 1 合 成 环 丁 烷 酸 CH2

48、(COOEt)2+Br(CH2)3Br EtONa OH-/ H2O H+COOEtCOOEt COOH练 习 2 合 成 环 己 烷 酸 COOHCOOEt H+OH-/ H2OEtONaBr(CH2)5Br+CH2(COOEt)2 EtOOC 2021-5-25 13-5 酰 基 衍 生 物 的 水 解 、 氨 解 、 醇 解 历程 一 、 酯 的 水 解 历 程 酯 的 水 解 有 酸 催 化 和 碱 催 化 反 应 ， 不 管是 酸 催 化 水 解 还 是 碱 催 化 水 解 ， 都 有 四 种 可能 的 历 程 。 （ 可 能 是 酰 氧 断 裂 ， 也 可 能 是 烷氧 断 裂 ；

49、 每 种 方 式 都 可 按 单 分 子 或 双 分 子 历程 进 行 ） 。 1 酯 的 碱 性 水 解 研 究 证 明 ， 酯 的 碱 性 水 解 为 酰 氧 断 裂 的双 分 子 历 程 （ B Ac2） 。 2021-5-25 R CO OR + OH R CO O + R-OH =k RCOOR OH 将 含 同 位 素 O18的 酯 水 解 证 明 是 按 酰 氧 断裂 方 式 进 行 的 。 C2H5 C O18C2H5O + OH C2H5O18HC2H5 C OO + 碱 性 水 解 反 应 历 程 表 示 如 下 ： HO + RCO OR RCO ORHO R COHO+

50、 RO R C OO + ROH 慢快 慢快 历程 加成 消除过程SN2 （ ） 2021-5-25 酯 的 碱 性 水 解 （ 皂 化 反 应 ） 得 到 的 产 物 是羧 酸 盐 ， 使 反 应 不 可 逆 ， 可 以 进 行 到 底 ， 因此 酯 的 水 解 通 常 用 碱 催 化 。2 酸 性 水 解 历 程 研 究 证 明 ， 酯 经 酸 催 化 水 解 时 ： 一 级 ， 二 级 醇 酯 绝 大 多 数 为 酰 氧 断 裂的 双 分 子 历 程 （ AAc2历 程 ） 。 少 数 特 殊 结 构 的 酯 为 酰 氧 断 裂 的 单 分 子历 程 （ AAc1历 程 ） 。 三 级

51、醇 酯 为 烷 氧 断 裂 的 单 分 子 历 程 （A A11历 程 ） 。 2021-5-25 （ 1） （ AAc2历 程 ） R CO OR H R COHOR H2O R COHOROH 2 R COHOROHH R C OHOH H R C OHOROH慢 快（ 2） （ AA11历 程 ） R CO OC(R )3 + H R CO OC(R )3H R CO OH + R3C R3C + H2O R3C OH2 R3 C OH + H 2021-5-25 二 、 酰 基 衍 生 物 的 水 解 、 氨 解 、 醇 解 历 程 酰 基 衍 生 物 的 水 解 、 氨 解 、 醇

52、解 历 程 与酯 的 水 解 历 程 相 同 ， 都 是 通 过 加 成 -消 除 历 程来 完 成 的 ， 可 用 通 式 表 示 如 下 ： R C OL + Nu R COL Nu R C ONu + L L = X, OCOR, OR, NH2Nu = OH , H 2O, NH3, ROH, 酰 基 衍 生 物 的 反 应 活 性 与 L基 团 的 性 质有 关 ： 2021-5-25 L - Cl -OCOR -OR -NH2 诱 导 效 应 （ -I） 最 大 大 中 小 P-共 轭 效 应 最 小 小 中 大L-的 稳 定 性 最 大 大 中 小 反 应 活 性 最 大 大 中 小 13-6 有 机 合 成 路 线 (将 在 有 机 合 成 介 绍 ） 。