酯縮合反應課件

第十三章羧酸衍生物第十三章羧酸衍生物第一節(jié)羧酸衍生物的結構和命名一、羧酸衍生物的結構羧酸衍生物在結構上的共同特點是都含有?；ǎ；c其所連的基團都能形成P-π共軛體系。第一節(jié)羧酸衍生物的結構和命名一、羧酸衍生物的結構二、羧酸衍生物的命名酰鹵和酰胺根據(jù)?；Q為某酰某。酸酐的命名是在相應羧酸的名稱之后加一“酐”字。例如：二、羧酸衍生物的命名酰鹵和酰胺根據(jù)?；Q為某酰某。酸酐的命名酯的命名是根據(jù)形成它的酸和醇稱為某酸某酯。例如：酯的命名是根據(jù)形成它的酸和醇稱為某酸某酯。例如：第二節(jié)酰鹵和酸酐

一、酰鹵

1．酰鹵的制備

酰鹵的制取一般是由羧酸與鹵化磷或氯化亞砜作用而得。2．物理性質

無色，有刺激性氣味的液體或低熔點固體。低級酰鹵遇水激烈水解。乙酰氯暴露在空氣中即水解放出氯化氫。3．化學性質

（1）水解、醇解、氨解（常溫下立即反應）反應結果是在分子中引入酰基，故酰鹵是常用的?；瘎?。（2）與格氏試劑反應酰氯與格氏試劑作用可以得到酮或叔醇。反應可停留在酮的一步，但產(chǎn)率不高。第二節(jié)酰鹵和酸酐一、酰鹵酰鹵的制取一般是由羧酸與鹵化（3）還原反應羅森蒙德（Rosenmund）還原法可將酰鹵還原為醛。（3）還原反應羅森蒙德（Rosenmund）還原法可將酰鹵二、酸酐1．制備由羧酸脫水而得，可制得單純酐?；祠ㄟ^酰氯與羧酸鹽作用制得。2．物理性質3．化學性質（1）水解、醇解、氨解（反應需稍加熱）見P390。酸酐也是常用的?；瘎?。（2）柏琴（Perkin）反應酸酐在羧酸鈉催化下與醛作用，再脫水生成烯酸的反應稱為柏琴（Perkin）反應。

二、酸酐1．制備第三節(jié)羧酸酯一、來源與制法廣泛存在于自然界。是生命不可缺少的物質。酯可通過酯化反應、酰鹵或酸酐的醇解、羧酸鈉鹽與鹵代烴作用等方法制得。二、物理性質酯常為液體，低級酯具有芳香氣味，存在于花、果中。例如，香蕉中含乙酸異戊酯，蘋果中含戊酸乙酯，菠蘿中含丁酸丁酯等等。酯的比重比水小，在水中的溶解度很小，溶于有機溶劑，也是優(yōu)良的有機溶劑。第三節(jié)羧酸酯一、來源與制法三、酯的化學性質

1．水解、醇解和氨解（1）水解酯的水解沒有催化劑存在時反應很慢，一般是在酸或堿催化下進行。（2）醇解（酯交換反應）酯的醇解比較困難，要在酸或堿催化下加熱進行。因為酯的醇解生成另一種酯和醇，這種反應稱為酯交換反應。此反應在有機合成中可用與從低級醇酯制取高級醇酯（反應后蒸出低級醇）。（3）氨解酯能與羥氨反應生成羥肟酸。羥肟酸與三氯化鐵作用生成紅色含鐵的絡合物。這是鑒定酯的一種很好方法。酰鹵、酸酐也呈正性反應。三、酯的化學性質1．水解、醇解和氨解（1）水解酯的水2．與格氏試劑反應

酯與格氏試劑反應生成酮，由于格氏試劑對酮的反應比酯還快，反應很難停留在酮的階段，故產(chǎn)物是第三醇。具有位阻的酯可以停留在酮的階段。3．還原反應酯比羧酸易還原，可用多種方法（催化氫化、LiAlH4、Na+C2H5OH等還原劑）還原。還原產(chǎn)物為兩分子醇。酯在金屬（一般為鈉）和非質子溶劑中發(fā)生酮醇縮合，生成酮醇。2．與格氏試劑反應4．酯縮合反應

有α-H的酯在強堿（一般是用乙醇鈉）的作用下與另一分子酯發(fā)生縮合反應，失去一分子醇，生成β-羰基酯的反應叫做酯縮合反應，又稱為克萊森（Claisen）縮合。（1）反應歷程（2）交叉酯縮合兩種不同的有α-H的酯的酯縮合反應產(chǎn)物復雜，無實用價值。無α-H的酯與有α-H的酯的酯縮合反應產(chǎn)物純，有合成價值。酮可與酯進行縮合得到β-羰基酮。4．酯縮合反應有α-H的酯在強堿（一般是用乙醇鈉）（3）分子內酯縮合——狄克曼（Dieckmann）反應。己二酸和庚二酸酯在強堿的作用下發(fā)生分子內酯縮合，生成環(huán)酮衍生物的反應稱為狄克曼（Dieckmann）反應。縮合產(chǎn)物經(jīng)酸性水解生成β-羰基酸，β-羰基酸受熱易脫羧，最后產(chǎn)物是環(huán)酮。（3）分子內酯縮合——狄克曼（Dieckmann）反應。第五節(jié)乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有機合成上的應用

一、乙酰乙酸乙酯

（一）性質

1．互變異構現(xiàn)象第五節(jié)乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯一、乙酰乙酸乙酯（1）生成的烯醇式穩(wěn)定的原因1°形成共軛體系，降低了體系的內能。2°烯醇結構可形成分子內氫鍵（形成較穩(wěn)定的六元環(huán)體系）（2）其他含活潑亞甲基化合物的互變異構體中烯醇式的含量。2．亞甲基活潑氫的性質（1）酸性乙酰乙酸乙酯的α-C原子上由于受到兩個吸電子基（羰基和酯基）的作用，α-H很活潑，具有一定的酸性，易與金屬鈉、乙醇鈉作用形成鈉鹽。（1）生成的烯醇式穩(wěn)定的原因（2）鈉鹽的烷基化和?；榛鹤ⅲ孩賀最好用1°，2°產(chǎn)量低，不能用3°和乙烯式鹵代烴。②二次引入時，第二次引入的R′要比R活潑。③RX也可是鹵代酸酯和鹵代酮。酰基化：（2）鈉鹽的烷基化和?；ⅲ孩賀最好用1°，2°產(chǎn)量低3．酮式分解和酸式分解

酮式分解乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物與稀堿作用，水解生成β-羰基酸，受熱后脫羧生成甲基酮。故稱為酮式分解。

酸式分解乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物在濃堿作用下，主要發(fā)生乙?；臄嗔?，生成乙酸或取代乙酸，故稱為酸式分解。3．酮式分解和酸式分解酮式分解乙酰乙酸乙酯（二）乙酰乙酸乙酯在有機合成上的應用

由于乙酰乙酸乙酯的上述性質，我們可以通過亞甲基上的取代，引入各種不同的基團后，再經(jīng)酮式分解或酸式分解，就可以得到不同結構的酮或酸。例1：合成（二）乙酰乙酸乙酯在有機合成上的應用由于乙酰乙酸乙酯例2：合成

說明：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。例2：合成說明：乙酰乙酸乙酯合成法主要用其酮式分解制

二、丙二酸二乙酯

（一）制法

二、丙二酸二乙酯（一）制法（二）性質1．酸性和烴基化（二）性質1．酸性和烴基化2．水解脫羧丙二酸二乙酯及其取代衍生物水解生成丙二酸，丙二酸不穩(wěn)定，易脫羧成為羧酸。2．水解脫羧（三）丙二酸二乙酯在有機合成的應用丙二酸二乙酯的上述性質在有機合成上廣泛用于合成各種類型的羧酸（一取代乙酸，二取代乙酸，環(huán)烷基甲酸，二元羧酸等）。具有活潑亞甲基的化合物容易在堿性條件下形成穩(wěn)定的碳負離子，所以它們還可以和羰基發(fā)生一系列親核加成。（三）丙二酸二乙酯在有機合成的應用第六節(jié)酰胺一、酰胺的制法

1．羧酸衍生物的氨解。

2．羧酸的銨鹽加熱失水而得。

二、酰胺的物理性質

三、酰胺的化學性質

1．酸堿性酰胺的堿性很弱，接近于中性。（因氮原子上的未共用電子對與碳氧雙鍵形成P-π共軛）。酰亞胺顯弱酸性（例如，鄰苯二甲酰亞胺，能與強堿的水溶液生成鹽）。

2．水解第六節(jié)酰胺一、酰胺的制法2．水解3．脫水反應酰胺與銨鹽和睛的關系如下：4．還原反應酰胺不易被還原，在高溫高壓下催化氫化才還原為胺，但所得為混合物。強還原劑氫化鋰鋁可將其還原為胺（伯胺、仲胺、叔胺）。3．脫水反應4．還原反應5．霍夫曼（Hofmann）降級反應酰胺與次鹵酸鈉的堿溶液作用，脫去羧基生成比原料少一個碳的胺的反應，稱為霍夫曼降級反應。例如：

霍夫曼降級反應是制備純伯胺的好方法。5．霍夫曼（Hofmann）降級反應霍夫曼降級反應是制備第七節(jié)?；苌锏乃?、氨解、醇解歷程酯的水解有酸催化和堿催化反應，不管是酸催化水解還是堿催化水解，都有四種可能的歷程。（可能是酰氧斷裂，也可能是烷氧斷裂；每種方式都可按單分子或雙分子歷程進行）。

1．酯的堿性水解研究證明，酯的堿性水解為酰氧斷裂的雙分子歷程（BAc2）。一、酯的水解歷程第七節(jié)?；苌锏乃?、酯的水解有酸催化和堿催化反應，不堿性水解反應歷程表示如下：

酯的堿性水解（皂化反應）得到的產(chǎn)物是羧酸鹽，使反應不可逆，可以進行到底，因此酯的水解通常用堿催化。堿性水解反應歷程表示如下：酯的堿性水解（皂化反應）得2．酸性水解歷程研究證明，酯經(jīng)酸催化水解時：一級，二級醇酯絕大多數(shù)為酰氧斷裂的雙分子歷程（AAc2歷程）。少數(shù)特殊結構的酯為酰氧斷裂的單分子歷程（AAc1歷程）。三級醇酯為烷氧斷裂的單分子歷程（AA11歷程）。（1）（AAc2歷程）2．酸性水解歷程研究證明，酯經(jīng)酸催化水解時：（2）（AA11歷程）（2）（AA11歷程）二、?；苌锏乃?、氨解、醇解歷程

酰基衍生物的水解、氨解、醇解歷程與酯的水解歷程相同，都是通過加成-消除歷程來完成的，可用通式表示如下：二、?；苌锏乃?、氨解、酰基衍生物的水解、氨解、的反應活性與L基團的性質有關。（L對反應性能的影響如下表）

L誘導效應（-I）P-π共軛效應（+C）L-的穩(wěn)定性反應活性-Cl最大最小最大最大-OCOR大小大大-OR中中中中-NH2小大小小的反應活性與L基團的性質有關。L誘導效應第十三章羧酸衍生物第十三章羧酸衍生物第一節(jié)羧酸衍生物的結構和命名一、羧酸衍生物的結構羧酸衍生物在結構上的共同特點是都含有?；ǎ?，?；c其所連的基團都能形成P-π共軛體系。第一節(jié)羧酸衍生物的結構和命名一、羧酸衍生物的結構二、羧酸衍生物的命名酰鹵和酰胺根據(jù)?；Q為某酰某。酸酐的命名是在相應羧酸的名稱之后加一“酐”字。例如：二、羧酸衍生物的命名酰鹵和酰胺根據(jù)?；Q為某酰某。酸酐的命名酯的命名是根據(jù)形成它的酸和醇稱為某酸某酯。例如：酯的命名是根據(jù)形成它的酸和醇稱為某酸某酯。例如：第二節(jié)酰鹵和酸酐

一、酰鹵

1．酰鹵的制備

酰鹵的制取一般是由羧酸與鹵化磷或氯化亞砜作用而得。2．物理性質

無色，有刺激性氣味的液體或低熔點固體。低級酰鹵遇水激烈水解。乙酰氯暴露在空氣中即水解放出氯化氫。3．化學性質

（1）水解、醇解、氨解（常溫下立即反應）反應結果是在分子中引入?；?，故酰鹵是常用的酰基化劑。（2）與格氏試劑反應酰氯與格氏試劑作用可以得到酮或叔醇。反應可停留在酮的一步，但產(chǎn)率不高。第二節(jié)酰鹵和酸酐一、酰鹵酰鹵的制取一般是由羧酸與鹵化（3）還原反應羅森蒙德（Rosenmund）還原法可將酰鹵還原為醛。（3）還原反應羅森蒙德（Rosenmund）還原法可將酰鹵二、酸酐1．制備由羧酸脫水而得，可制得單純酐?；祠ㄟ^酰氯與羧酸鹽作用制得。2．物理性質3．化學性質（1）水解、醇解、氨解（反應需稍加熱）見P390。酸酐也是常用的?；瘎?。（2）柏琴（Perkin）反應酸酐在羧酸鈉催化下與醛作用，再脫水生成烯酸的反應稱為柏琴（Perkin）反應。

二、酸酐1．制備第三節(jié)羧酸酯一、來源與制法廣泛存在于自然界。是生命不可缺少的物質。酯可通過酯化反應、酰鹵或酸酐的醇解、羧酸鈉鹽與鹵代烴作用等方法制得。二、物理性質酯常為液體，低級酯具有芳香氣味，存在于花、果中。例如，香蕉中含乙酸異戊酯，蘋果中含戊酸乙酯，菠蘿中含丁酸丁酯等等。酯的比重比水小，在水中的溶解度很小，溶于有機溶劑，也是優(yōu)良的有機溶劑。第三節(jié)羧酸酯一、來源與制法三、酯的化學性質

1．水解、醇解和氨解（1）水解酯的水解沒有催化劑存在時反應很慢，一般是在酸或堿催化下進行。（2）醇解（酯交換反應）酯的醇解比較困難，要在酸或堿催化下加熱進行。因為酯的醇解生成另一種酯和醇，這種反應稱為酯交換反應。此反應在有機合成中可用與從低級醇酯制取高級醇酯（反應后蒸出低級醇）。（3）氨解酯能與羥氨反應生成羥肟酸。羥肟酸與三氯化鐵作用生成紅色含鐵的絡合物。這是鑒定酯的一種很好方法。酰鹵、酸酐也呈正性反應。三、酯的化學性質1．水解、醇解和氨解（1）水解酯的水2．與格氏試劑反應

酯與格氏試劑反應生成酮，由于格氏試劑對酮的反應比酯還快，反應很難停留在酮的階段，故產(chǎn)物是第三醇。具有位阻的酯可以停留在酮的階段。3．還原反應酯比羧酸易還原，可用多種方法（催化氫化、LiAlH4、Na+C2H5OH等還原劑）還原。還原產(chǎn)物為兩分子醇。酯在金屬（一般為鈉）和非質子溶劑中發(fā)生酮醇縮合，生成酮醇。2．與格氏試劑反應4．酯縮合反應

有α-H的酯在強堿（一般是用乙醇鈉）的作用下與另一分子酯發(fā)生縮合反應，失去一分子醇，生成β-羰基酯的反應叫做酯縮合反應，又稱為克萊森（Claisen）縮合。（1）反應歷程（2）交叉酯縮合兩種不同的有α-H的酯的酯縮合反應產(chǎn)物復雜，無實用價值。無α-H的酯與有α-H的酯的酯縮合反應產(chǎn)物純，有合成價值。酮可與酯進行縮合得到β-羰基酮。4．酯縮合反應有α-H的酯在強堿（一般是用乙醇鈉）（3）分子內酯縮合——狄克曼（Dieckmann）反應。己二酸和庚二酸酯在強堿的作用下發(fā)生分子內酯縮合，生成環(huán)酮衍生物的反應稱為狄克曼（Dieckmann）反應?？s合產(chǎn)物經(jīng)酸性水解生成β-羰基酸，β-羰基酸受熱易脫羧，最后產(chǎn)物是環(huán)酮。（3）分子內酯縮合——狄克曼（Dieckmann）反應。第五節(jié)乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有機合成上的應用

一、乙酰乙酸乙酯

（一）性質

1．互變異構現(xiàn)象第五節(jié)乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯一、乙酰乙酸乙酯（1）生成的烯醇式穩(wěn)定的原因1°形成共軛體系，降低了體系的內能。2°烯醇結構可形成分子內氫鍵（形成較穩(wěn)定的六元環(huán)體系）（2）其他含活潑亞甲基化合物的互變異構體中烯醇式的含量。2．亞甲基活潑氫的性質（1）酸性乙酰乙酸乙酯的α-C原子上由于受到兩個吸電子基（羰基和酯基）的作用，α-H很活潑，具有一定的酸性，易與金屬鈉、乙醇鈉作用形成鈉鹽。（1）生成的烯醇式穩(wěn)定的原因（2）鈉鹽的烷基化和酰基化烷基化：注：①R最好用1°，2°產(chǎn)量低，不能用3°和乙烯式鹵代烴。②二次引入時，第二次引入的R′要比R活潑。③RX也可是鹵代酸酯和鹵代酮。?；海?）鈉鹽的烷基化和酰基化注：①R最好用1°，2°產(chǎn)量低3．酮式分解和酸式分解

酮式分解乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物與稀堿作用，水解生成β-羰基酸，受熱后脫羧生成甲基酮。故稱為酮式分解。

酸式分解乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物在濃堿作用下，主要發(fā)生乙酰基的斷裂，生成乙酸或取代乙酸，故稱為酸式分解。3．酮式分解和酸式分解酮式分解乙酰乙酸乙酯（二）乙酰乙酸乙酯在有機合成上的應用

由于乙酰乙酸乙酯的上述性質，我們可以通過亞甲基上的取代，引入各種不同的基團后，再經(jīng)酮式分解或酸式分解，就可以得到不同結構的酮或酸。例1：合成（二）乙酰乙酸乙酯在有機合成上的應用由于乙酰乙酸乙酯例2：合成

說明：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。例2：合成說明：乙酰乙酸乙酯合成法主要用其酮式分解制

二、丙二酸二乙酯

（一）制法

二、丙二酸二乙酯（一）制法（二）性質1．酸性和烴基化（二）性質1．酸性和烴基化2．水解脫羧丙二酸二乙酯及其取代衍生物水解生成丙二酸，丙二酸不穩(wěn)定，易脫羧成為羧酸。2．水解脫羧（三）丙二酸二乙酯在有機合成的應用丙二酸二乙酯的上述性質在有機合成上廣泛用于合成各種類型的羧酸（一取代乙酸，二取代乙酸，環(huán)烷基甲酸，二元羧酸等）。具有活潑亞甲基的化合物容易在堿性條件下形成穩(wěn)定的碳負離子，所以它們還可以和羰基發(fā)生一系列親核加成。（三）丙二酸二乙酯在有機合成的應用第六節(jié)酰胺一、酰胺的制法

1．羧酸衍生物的氨解。

2．羧酸的銨鹽加熱失水而得。

二、酰胺的物理性質

三、酰胺的化學性質

1．酸堿性酰胺的堿性很弱，接近于中性。（因氮原子上的未共用電子對與碳氧雙鍵形成P-π共軛）。酰亞胺顯弱酸性（例如，鄰苯二甲酰亞胺，能與強堿的水溶液生成鹽）。

2．水解第六節(jié)酰胺一、酰胺的制法2．水解3．脫水反應酰胺與銨鹽和睛的關系如下：4．還原反應酰胺不易被還原，在高溫高壓下催化氫化才還原為胺，但所得為混合物。強還原劑氫化鋰鋁可將其還原為胺（伯胺、仲胺、叔胺）。3．脫水反應4．還原反應5．霍夫曼（Hofmann）降級反應酰胺與次鹵酸鈉的堿溶液作用，脫去羧基生成比原料少一個碳的胺的反應，稱為霍夫曼降級反應。例如：

霍夫曼降級反應是制備純伯胺的好方法。5．霍夫曼（Hofmann）降級反應霍夫曼降級反應是制備第七節(jié)?；苌锏乃?、氨解、醇解歷程酯的水解有酸催化和堿催化反應，不管是酸催化水解還是堿催化水解，都有四種可能的歷程。（可能是酰氧斷裂，也可能是烷氧斷裂；每種方式都可按單分子或雙分子歷程進行）。

1．酯的堿性水解研究證明，酯的堿性水解為酰氧斷裂的雙分子歷程（BAc2）。一、酯的水解歷程第七節(jié)?；苌锏乃?、酯的水解有酸催化和堿催化反應