羧酸及其衍生物

羧酸及其衍生物

羧酸的命名甲酸乙酸十六酸十八酸蟻酸醋酸軟脂酸硬脂酸反-2-鄰羥基苯甲酸呋喃甲酸苯丙酸3-苯基丙酸丁二酸琥珀酸順丁烯二酸馬來酸2-羥基丙烷-1,2,3-三羧酸檸檬酸鄰苯二甲酸b-羰基丁酸a-氨基丁二酸w-氨基丁二酸乙酰乙酸(1)烴氧化

1氧化法13.2羧酸制備方法CH2=CHCH3+O2CH2=CHCOOH丙烯酸磷酸鉍P，丙烯[O]RCH2CH2R'長鏈烷烴皂用酸RCOOH+R'COOH工業(yè)生產(chǎn)C(CH3)3COOHKMnO4CH2CH3C(CH3)3實(shí)驗(yàn)室制備芳酸(2)伯醇或醛氧化

(3)甲基酮氧化利用鹵仿反應(yīng)可以得到少一個碳的羧酸：

R-CHOR-COOH[O]2R-CHOH[O][O](Ar)(Ar)(Ar)[O]=KMnO4K2Cr2O7/H2SO4、R-CH=CH-CHOR-CH=CH-COOHAgNO3,NH3(Ar)(Ar)(CH3)3CCH2CCH3O(CH3)3CCH2COOH+CHBr3(2)H+,H2O,89%(1)Br2,NaOH

用什么氧化劑？氧化劑的選擇性？RCOHORCHO[O]RCH2OHRCCH3OCCRHHR2腈類化合物的水解（酸性水解和堿性水解）例：丁二酸丙二酸RCNRCOOHH2OOHHH2O,

DHBrCH2CH2BrNCCH2CH2CNH2OH+HOOCCH2CH2COOHClCH2COONaNaCNNCCH2COONa(1)

NaOH(2)

H2O

/

H+HOOCCH2COOH2

NaCNStrecker反應(yīng)a-羥基酸a-氨基酸C3H7CHOHCNC3H7CHOHCNC3H7CHOHCOOHHCN(NH4)2CO3C3H7CHNH2CNC3H7CHNH2COOHC3H7CHOH2O,

HClDH2O,

HClD

腈的酸催化水解機(jī)理：RCNHH2OH2ORCNHHORCNH2HORCNH2H2OHORCNH3HONH3RCNH+HORCNH2H2OORCOHHOHRCONH4+加成加成消除

腈的堿催化水解機(jī)理RCNOHRCOOHHORCNHOHOHHOHOHORCNH2ORCNH2OHORCO+NH3ORCNHH加成加成NH2+ORCNH消除3Grignard試劑+CO2親核加成機(jī)理制備比RX多一碳的羧酸RMgXCO2(RCO2)2MgH2ORCO2HRXMg干醚COOCOORMgXH2ORMgXCOHOR例：80%干醚低溫H2O/H++CO2CH2CH2CHCH3MgClC-OMgClCH2CH2CHCH3OCH2CH2CHCH3COOH+CO2C-OMgBrOCOOHMgBr70%干醚低溫H2O/H+13.3羧酸的物理性質(zhì)物態(tài)：C1－C3刺激臭味液體；

C4－C9腐敗氣味油狀液體；

C10以上羧酸為固體。

原因：

水溶解度：大于分子量相近的醇、醛、酮；

(C4H9OH：8%；C2H5COOH：∞)

隨R↑，水溶解度↓，C10以上羧酸不溶于水。沸點(diǎn)：高于分子量相近的醇！熔點(diǎn)：偶數(shù)碳羧酸的m.p高于相鄰兩奇數(shù)碳羧酸的m.p。原因：羧酸分子間通過氫鍵形成二聚體：H-OC-ROR-CO-HO打開氫鍵時所需的能量：C。甲酸30.1KJ/mol(b.p101

)C。乙醇25.1KJ/mol(b.p78

)

羧酸的結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)分析羰基a-H，有弱酸性，可取代H有酸性羰基不飽和,可加成、還原OH可被取代羧基可脫去CO213.4羧酸的化學(xué)性質(zhì)CHCOOHRH1羧酸的酸性和成鹽

(1)羧酸結(jié)構(gòu)與羧酸酸性①

使RCOO-H鍵減弱，氫原子酸性增加，羧酸具有酸性；②RCOO-中負(fù)電荷均勻地分布在兩個氧原子上，穩(wěn)定性↑，羧酸酸性↑。羧酸的結(jié)構(gòu)：共軛：p-psp雜化2d+d-－C－OHORRHCOO可用下列方法表示羧酸負(fù)離子的結(jié)構(gòu)：

共振論的表示方法：

X射線衍射證實(shí)，在甲酸鈉分子中，兩個碳氧鍵均為0.127nm。碳氧雙鍵的鍵長為0.120nm，碳氧單鍵的鍵長為0.134nm。CORO1212--CORO-CORO-或或CORO-CO-RO等價極限結(jié)構(gòu)，能量最低，對真實(shí)結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)最大，真實(shí)結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定一些化合物的pKa值：羧酸最顯著的特性是在水溶液中能解離成羧酸根負(fù)離

子和質(zhì)子，即表現(xiàn)出酸性。(2)成鹽RCOOH的酸性大于H2CO3。pKa數(shù)據(jù)亦說明，酸性：RCOOH＞H2CO3＞ArOH與無機(jī)酸相比，RCOOH仍為弱酸：

酸性：HCl＞RCOOH

RCOOH+NaHCO3RCOONa+CO2+H2ORCOONa+HClRCOOH+NaCl

羧酸鹽具有鹽類的一般性質(zhì)，是離子型化合物，可溶于水。因此，利用羧酸的酸性，可分離提純有機(jī)物。例：5%NaHCO3溶不溶水層油層分液H+H3COHH3COHCOOHCOOH(3)影響酸性的因素

任何使酸根負(fù)離子穩(wěn)定的因素都將增加其酸性，羧酸根負(fù)離子愈穩(wěn)定，愈容易生成，酸性就愈強(qiáng)。A.脂肪酸①α-H被－R取代得越多，羧酸的酸性越弱。H-C-O-O無＋I(xiàn)效應(yīng)H2OH3O+H-C-O-HO酸性不因＋I(xiàn)減弱酸性減弱！斥電子基(+I效應(yīng))負(fù)電荷分散不利CH3COHO電子云密度CH3CO-OH2OH3O+負(fù)電荷分散更不利3CCOHOCHCH3CH3電子云密度更三個甲基斥電子＋I(xiàn)效應(yīng)更強(qiáng)酸性更弱！H2OH3O+CH3CH3CH3OCCO-②若α-H被吸電子基（如－Cl）取代后，羧酸的酸性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)！吸電子基(－I效應(yīng))電子云密度H2OH3O+ClCH2COHO負(fù)電荷分散較好OClCH2CO-③吸電子基距－COOH越遠(yuǎn)，對RCOOH的酸性影響越小原因：誘導(dǎo)效應(yīng)隨著碳鏈增長迅速減弱。

ClCH2CH2CH2COOHd+d-dd+ddd+Cld-d+CH3CH2CCOOH小結(jié)：

+I效應(yīng)使RCOOH酸性減弱，-I效應(yīng)使RCOOH酸性增強(qiáng)。

-I效應(yīng)強(qiáng)弱次序：

NH3＋＞NO2＞CN＞COOH＞F＞Cl＞Br＞COOR＞OR＞OH＞C6H5＞H

+I效應(yīng)強(qiáng)弱次序：

O－＞COO－＞(CH3)3C＞CH3CH2＞CH3＞HB.芳香酸①酸性：C6H5COOH＞CH3COOH②芳環(huán)上有吸電子基時，ArCOOH酸性增加③芳環(huán)上有斥電子基時，ArCOOH酸性減弱(負(fù)電荷分散程度：C6H5COO－＞p-CH3-C6H4-COO－＞p-CH3O-C6H4-COO－)COOH酸性：＞COOHO2NCOOH酸性：CH3OCOOHH3CCOOH＞＞C.二元酸①

酸性：pKa1＜pKa2；pKa1＜一元酸的pKa

原因：兩個－COOH，且－COOH有較強(qiáng)的－I效應(yīng)②HOOC-(CH2)-COOHnn越小，pKa1越小，酸性越強(qiáng)n1＞2α-氫原子的反應(yīng)

羧酸α－H的鹵代反應(yīng)需要少量紅磷催化較活潑R－CH－C－OHHOd+機(jī)理：a-鹵代羧酸RHCCOOHHX2

/

P

or

SRHCCOOHXX

=

Br

,

Cl3

RCH2COOH+

PX3RCH2COXH+烯醇化RHCCOHXXX-

HRCH2COOH交換RCHCOOHXRCH2COX+RCHCOXXRCH2COHXX+3X22

PX32

P+P(OH)3RCH2COX3α－C上的鹵素原子可通過親核取代反應(yīng)，被－NH2、－OH、－CN等取代，生成α－氨基酸、α－羥基酸、α－氰基酸等。BrCH2COOH+2NH3(過量)H2NCH2COOH+NH4Br60%-64%a-氨基乙酸H2O/OH-CH3-CH-COOHClCH3-CH-COOHOHa-羥基丙酸乳酸

a-鹵代羧酸在合成上的應(yīng)用(i)制備a-鹵代酯（制備Reformatsky試劑的原料）(ii)

制備

a-氨基酸或a-羥基酸Reformatsky試劑酯難直接鹵代瑞福馬斯基反應(yīng)（a-鹵代酸酯與醛酮反應(yīng)）親核取代RHCCOOHX2

NH3RCHCOONaHO+NaX+H2ORCHCOOHH2N+NH4X2

NaOH3羧酸衍生物的生成（羧基上羥基的取代）羧酸衍生物酰鹵酸酐酯酰胺

取代羥基生成羧酸衍生物羧酸RCOOHRCOXRCOOR'RCONH2(R)RCOOCRO（1）形成酰鹵酰(基)氯酰(基)溴比較:醇類的鹵代羧酸羥基的鹵代與醇類的鹵代有相似性RCOOHRCOClSOCl2PCl3PCl5RCOOHPBr3RCOBrROHSOCl2RClPBr3RBr（2）形成酸酐

可能機(jī)理:乙烯酮衍生物酸酐強(qiáng)除水劑P2O5RCH2COOH2RCH2COOCCH2RO+

H2O

分子內(nèi)二酸的脫水加熱反應(yīng)即發(fā)生COOHCOOHCOOHCOOHOOO+H2OOOO+H2ODDCOOHCOOHCOOHCOOH+H2OO+CO2O+H2O+CO2DD（3）生成酯（酯化反應(yīng)）

酯化反應(yīng)特點(diǎn)：反應(yīng)需要H+催化，無催化劑時反應(yīng)很慢。反應(yīng)可逆（加大反應(yīng)物用量或除去水使酯的產(chǎn)率提高）

酯化反應(yīng)機(jī)理的討論

機(jī)理須說明的問題：

a.

反應(yīng)可逆性

b.H+在反應(yīng)中起什么的作用？先作用在哪？

c.

酯中OR‘中氧的來自于酸還是醇？

兩種可能的酯化反應(yīng)機(jī)理(i)通過?；系挠H核取代

H+先與羧基羰基氧結(jié)合（增強(qiáng)了羧基的親電性）

OR'上的氧原子來自于醇提示：逆過程為酯的酸性水解機(jī)理HOR'親核加成RCOHOHOR'H-

H2ORCOHOHHOR'RCOOHHH2ORCOOR'HRCOOR'+

H3ORCOHOHRCOHOH(ii)通過烷基碳正離子中間體

H+先與醇羥基氧結(jié)合羧基羰基氧作為親核試劑，OR'上的氧原子來自于酸HOR'H2OR'-

H2OR'RCOOHHRCOOHR'H2ORCOOR'HRCOOR'+

H3O碳正離子中間體證據(jù)：酸與烯烴反應(yīng)可生成酯

機(jī)理(ii)的關(guān)鍵——碳正離子RCOOH+H3CCH3CCH2RCOOCCH3CH3CH3HCH3CH3CCH3HRCOOHRCOHOCCH3CH3CH3-H

研究兩種酯化反應(yīng)機(jī)理的實(shí)驗(yàn)室方法：

(i)

同位素標(biāo)記法。如：用RO18H確定烷氧基中氧的來源

(ii)旋光性醇酯化法。

總結(jié)：

伯醇、仲醇酯化經(jīng)機(jī)理(i)。

叔醇酯化經(jīng)機(jī)理(ii)

（關(guān)鍵：R+穩(wěn)定，較易生成）有旋光，機(jī)理(i)無旋光，機(jī)理(ii)RCOHO+CR2R1R3OH*RCOOCR2R1R3*1RCOOCR2RR3(±)H

羥基酸的酯化——形成內(nèi)酯和交酯a-羥基酸b-羥基酸g-羥基酸d-羥基酸交酯g-內(nèi)酯d-內(nèi)酯a,b－不飽和酸ROOHaOH2OOOORRROOHabOHH+ROOHabOOROHOROHabgH+dOOHabgROHH+OOR（4）生成酰胺

提示：合成上一般通過羧酸衍生物制備酰胺（第15章）RCOOHNH3R'NH2RCONH2RCONHR-

H2O180~190oC100oC-

H2ORCOONH4RCOONH3RRCONHR'R'NH2RCOClRCOOCRORCOOHSOCl2P2O5羧酸的還原反應(yīng)（還原為醇）

用LiAlH4

還原羧酸至醇

羧基較難被還原強(qiáng)還原劑可還原至伯醇提示：還原機(jī)理：經(jīng)過中間體——醛醛1o醇

合成上應(yīng)用——制備伯醇

合成上由羧酸制備伯醇，宜先酯化再還原直接還原羧酸：LiAlH4用量多，反應(yīng)開始劇烈，后較慢，先酯化再還原：反應(yīng)較易進(jìn)行，產(chǎn)率較好，反應(yīng)條件相對比較溫和，LiAlH4用量較少RCH2OHRCOOHRCOOEt1.

LiAlH42.

H2O酯化1.

LiAlH42.

H2O

補(bǔ)充內(nèi)容：能被LiAlH4還原的化合物及其產(chǎn)物類型提示：大多數(shù)的基團(tuán)能被LiAlH4還原RCH2NH2RCONH2RCH2OHRCOOHRCOClRCOOCRORCOOR'RCOHRCOR'LiAlH4RCHOHR'RCNRCH2NHR'RCNR'LiAlH41.

LiAlH42.

H2O1.

LiAlH42.

H2O

其它能還原羧基的試劑例：-NO2未受影響RCOOHB2H6RCH2OHAlH3H2OH2OB2H6COOHO2NH2OCH2OHO2N5羧酸的脫羧通過羧酸鈉鹽脫羧b-羰基酸或b,g-烯基酸的脫羧提示：羧基的位有不飽和基團(tuán)時易發(fā)生脫羧!!產(chǎn)率一般較低b-羰基酸b,g-烯基酸注意比較產(chǎn)物與原料的雙鍵的位置RCOOHRHCO2+(1)

NaOH(2)DROR'R"HCO2+ROHOOR'R"abRCO2+HCOOHRgbaDD

b-羰基酸和b,g-烯基酸的脫羧機(jī)理橋頭碳難成平面型實(shí)驗(yàn)證據(jù)：b-羰基酸ROHOOR'R"ROR'R"HROOOR'R"H重排ROOOR'R"H六員環(huán)過渡態(tài)ROR'R"H+CO2

b-羰基酸的脫羧在合成中的應(yīng)用例：合成難點(diǎn):

位置選擇性不好反應(yīng)較難操作用b-羰基酯進(jìn)行反應(yīng)酯基的作用:活化、定位雙活化位RCH2OEtOORCH2OEtOOR'NaOHRCH2ONaOOR'RCH2OHOOR'H+1.

R'ONaR'X2.RCH2CH2OR'-

CO2D一元羧酸加熱下難以脫羧!但若－COOH的α－C上有吸電子基時，脫羧反應(yīng)容易發(fā)生，有合成意義：一元酸脫羧：Cl3C-COOHCHCl3+CO2OCH3C-CH2-H+CO2CH3C-CH2-C-OHOOOCOOHCH3OHCH3+CO2二元酸脫羧，很有規(guī)律：

HCOOH+CO2HOOC-COOH乙二酸（脫羧）HOOC-CH2-COOHCH3COOH+CO2丙二酸（脫羧）CH2-COOHCH2-COOHCH2-CCH2-COOO+H2O丁二酸（脫水）+H2OCH2-CCH2-COOOH2C（脫水）戊二酸CH2-COOHCH2-COOHH2C小結(jié)+CO2+H2OCOCH2-CH2CH2-CH2CH2-CH2-COOHCH2-CH2-COOH己二酸（脫羧、脫水）CH2-CH2-COOHCH2-CH2-COOHH2CCH2-CH2CH2-CH2H2CCO+CO2+H2O庚二酸（脫羧、脫水）13.7羥基酸羥基作為取代基或按其來源用俗名。

1分類和命名羥基酸是分子中同時具有羥基和羧基的化合物分類：根據(jù)羥基與羧基的相對位置不同，可將羥基酸分為：α-，β-，γ-，δ-，……羥基酸。將羥基連在碳鏈末端的稱為ω-羥基酸。命名：2羥基酸的制法

(1)羥基腈水解

(2)鹵代酸水解

H2O/H+COOHOHCCOHCNHCN/弱OH-羥基酸a-a-羥基腈C=ORR'(H)RCH=CH2RCH-CH2CNOHRCH-CH2OHClRCH-CH2COOHOHH2O/H+KCNHOCl羥基酸b-b-羥基腈CH2-COOHClCH2-COOHOHCH2-COOHHCl2紅PH2O/OH-(3)Reformasky反應(yīng)

制β－羥基酸（酯）！

OHR-CH-CH2-C-OC2H5Ob-羥基酸乙酯OHR-CH-CH2-C-OHOb-羥基酸H+OZnBrRCH-CH2-C-OC2H5Oa-溴代乙酸酯BrCH2COOC2H5+

Znd+d-BrZnCH2-C-OC2H5O無水乙醚d-d+干醚R-C-HOH2O/H+H2O/OH-討論：

①Reformasky反應(yīng)與格氏反應(yīng)類似，但用Zn不用Mg。因?yàn)锽rZnCH2COOC2H5比BrMgCH2COOC2H5活性低，只與醛、酮反應(yīng)，不與酯反應(yīng)。②只能用α－溴代酸酯，產(chǎn)物為β－羥基酸（酯）。例：CH2COOC2H5OZnBrCH2COOC2H5OHCH2COOC2H5+ZnBrO+2-(1-羥基環(huán)戊基)乙酸乙酯苯H2O/H+3羥基酸的物理性質(zhì)

(1)酸性

酸性：鹵代酸＞羥基酸＞羧酸

4羥基酸的化學(xué)性質(zhì)

(2)脫水反應(yīng)不同的羥基酸，失水反應(yīng)的產(chǎn)物不同。

a-羥基酸OH-OCH-RHO-CR-CHC-OHO-HO+-H2O+H2OOOCHOCCHOCR--R交酯（有六元環(huán)）b-羥基酸R-CH-CH-COOHOHHa,b-不飽和酸+H2ORCH=CH-C-OHO-H2O+H2OR-CHOOg-內(nèi)酯（有五元環(huán)）g-羥基酸R-CH-CH2CH2-C-OHOOH-H2O由以上反應(yīng)知，共軛體系、五元環(huán)、六元環(huán)穩(wěn)定。許多內(nèi)酯存在于自然界，有些是天然香精的主要成分+H2OCHOOR-（有六元環(huán)）內(nèi)酯d-R-CH-CH2CH2CH2-C-OHOOHd-羥基酸-H2OOC6H13OOOC3H7OO十五內(nèi)酯(黃蜀葵素)d-辛內(nèi)酯g-癸內(nèi)酯香紫蘇內(nèi)酯為十氫四甲基萘并呋喃酮，結(jié)構(gòu)式如下：香紫蘇內(nèi)酯合成方法2013年1月31日報道，英國一名男子在蘇格蘭海邊撿到一塊鯨魚的嘔吐物“龍涎香”（ambergris）。據(jù)專家估計，這塊看似廢物的東西價值11.5萬英鎊(約合人民幣115萬元)。龍涎香

歐洲人傳統(tǒng)上把龍涎香叫做“琥珀香”。中世紀(jì)時，可能是阿拉伯人開始用琥珀來指代波羅的海沿岸產(chǎn)的一種古松汁液的凝固物。這種東西羅馬人叫做“撒克”，法國人叫做“黃色的香料”，英國人干脆就叫做“琥珀”。這就是為什么英國人要借用法語“灰色琥珀”來指鯨魚身上產(chǎn)的“龍涎香”了。盡管起源不同，而且“龍涎香”和“琥珀”香味濃度也不一樣，但二者都有共同之處：都出自沿海，都可磨成粉用作食品香料；又因?yàn)槎际峭该魑铮钥梢援?dāng)作珠寶。

西方人都認(rèn)為龍涎香是鯨魚的糞便或者精液。阿拉伯人和波斯人的看法多種多樣：他們認(rèn)為龍涎香是一種凝固的海浪花，或者是從深海泉水中噴出來的；甚至認(rèn)為它是一種海洋沉淀物，抑或是生長在海床上的一種菌類，就像生長在樹根部的蘑菇、塊菌一樣。

早期的中國商人對于這個阿拉伯人和波斯人所說的產(chǎn)自西方的龍涎香有著不同的看法。有人認(rèn)為當(dāng)這些龍在石頭上休息時，唾液就會漂浮到水上，然后聚集在一起變干凝固，漁民們把它們收集起來就是這種非常昂貴的東西了。還有人斷定，當(dāng)一群巨龍睡覺的時候，會有烏云聚在它們頭頂上空，在巨龍熟睡的幾周或幾個月里一動不動。烏云散去的時候就表明巨龍已經(jīng)離開，這時漁民們就可以上前采集了。由于采集龍涎香非常危險，所以中國人寧愿花高價從波斯商人和后來的葡萄牙商人手中購買。作為一種稀罕的奢侈品，偶爾會有遠(yuǎn)方的國度進(jìn)貢，其價值和同等重量的黃金等值。王室朝臣常把它當(dāng)成裝飾穿在身上，而富家們還會在煮茶時往水中噴灑龍涎香粉。它也是一種薰香，在節(jié)日慶典上使用。龍涎香的燥熱程度屬于二級。正因?yàn)檫@樣，中國人認(rèn)為它對心臟、大腦、胃有好處，還說“能增強(qiáng)(男人的)性功能”。

如同麝香一樣，龍涎香也有一種有趣而神奇的特點(diǎn)，可以被用來承載某些香氣，所以被大量的用于制造香水。在17世紀(jì)，歐洲正流行香味手套時，從托馬斯·沙德韋爾的戲劇中找到這樣一句話：“我有各種各樣的優(yōu)質(zhì)手套，龍涎香味的，橘子味的……玫瑰味的，菊花味的，還有蜀葵味的?！边@兒的龍涎香被排在首位。而現(xiàn)在歐洲人很少使用它了：因?yàn)轹L魚現(xiàn)在已經(jīng)很稀少了，而且也不能像過去那樣殺掉它們，所以龍涎香就更加稀有了，價格也極其昂貴。不過，MissDoir是仍然使用龍涎香作原料的為數(shù)不多的香水品牌之一。

隨著科技的發(fā)展，龍涎香中的各種成分均能人工合成，但卻不能完全代替天然的龍涎香，因?yàn)槟壳叭祟惖募夹g(shù)還達(dá)不到大自然的奇妙與和諧，特別是天然龍涎香中的龍涎甾，加入香水中后會在皮膚上生成一層薄膜，能使香味經(jīng)久不散。羥基與羧基相距更遠(yuǎn)時，發(fā)生分子間失水：(3)α-羥基酸的分解可利用分解反應(yīng)來區(qū)別α－羥基酸與其他羥基酸；b.可利用分解反應(yīng)來制備少一個碳的醛或酸。HO(CH2)COOHnHO(CH2)COOH+(m-1)H2On[]mn5＞D開鏈聚酯R-CH-COOHOHRCHO+HCOOH稀H2SO4Tollen'sRCOO-+Ag二羧酸衍生物

羧酸衍生物系指酰鹵、酸酐、酯、酰胺，它們經(jīng)簡單水解后都得到羧酸。取代酸(如氨基酸、羥基酸、鹵代酸等)通常不屬于羧酸衍生物。13.8

羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)和命名（R或R'可以是Ar或H）酰鹵酯酰胺酸酐R-C-XOR-CR-COOOOR-C-OR'OR-C-NH2

羧酸衍生物酰鹵酸酐酯酰胺羧酸類型羧酸衍生物的命名：按水解后所生成的羧酸和其它產(chǎn)物來命名。酰鹵酸酐乙酰氯a-溴丁酰溴苯甲酰氯草酰氯氯甲酸芐酯順丁烯二酸酐乙丙酐（乙酸丙酸酐）醋酐（乙酸酐）CH3COClPhCOClCOClCOClOCH2PhCOClCH3CH2CHCOBrBrCH3COOCCH3OCH3COOCCH2CH3OOOO13.9羧酸衍生物的物理性質(zhì)

物態(tài)及水溶解性：酰氯、酸酐：分子間無氫鍵作用，揮發(fā)性強(qiáng)，有刺鼻氣味的液體。沸點(diǎn)隨著相對分子質(zhì)量↑而↑。遇水水解。酯：酯不溶于水。低級酯是有酯香味的液體。高級脂肪酸的高級脂肪醇酯為固體，俗稱“蠟”。酰胺：分子間氫鍵作用強(qiáng)，一般為固體，但DMF或DEF為液體，是常用的非質(zhì)子性溶劑。低級酰胺可溶于水，隨著分子量↑，水溶解度↓。

酰鹵、酸酐、酯的沸點(diǎn)低于羧酸；伯酰胺的沸點(diǎn)高于羧酸。沸點(diǎn)：13.10羧酸衍生物化學(xué)性質(zhì)離去基團(tuán)(Leavinggroup)羰基：可加成至飽和L：可被親核試劑取代a-H：有弱酸性

性質(zhì)分析COXRCH2RCH2COOCROCOOR'RCH2CONH2(R)RCH2羧酸衍生物?；系挠H核取代通式水解反應(yīng)醇解反應(yīng)胺解反應(yīng)反應(yīng)類型RCOLNuRCONuor

HNu+LHLorRCOLRCOOHR'NH2RCOOR'RCONHR'H2OH

or

OHR'OHH

or

OH

?；系挠H核取代的一般機(jī)理?；系挠H核取代=親核加成＋消除或NuRCOL+LRCONuRCONuL親核加成消除HNuRCOHLRCOHNuLH親核加成RCOHNuLH消除+RCOHNuLH

酰基上的親核取代相對速度（相對反應(yīng)活性）兩方面原因：(i)羰基的親電性不同（與加成步驟有關(guān)）

誘導(dǎo)效應(yīng)的影響：電負(fù)性：Cl>O>N正電荷密度大對加成步驟有利(ii)離去基團(tuán)的離去能力（與消除步驟步驟有關(guān)）共軛較弱（負(fù)電荷在電負(fù)性小的原子上）共軛較強(qiáng)（羰基性質(zhì)減弱）

共軛效應(yīng)的影響：RCOOR'RCOOR'RCONH2RCONH2RCOClRCOCl羧酸衍生物的水解反應(yīng)COXRRCOOCROCOOR'RCONH2(R)RRCOOHH2OHX+HOCROHOR'NH3(R)H2OH

or

OHH2OH

or

OHH2OH

or

OHorRCOO

酰氯的水解易反應(yīng)（可直接與水反應(yīng)）

酸酐的水解較易反應(yīng)，H＋或OH－催化更快。

酯的水解需H＋或OH－催化，當(dāng)OH－用量大于化學(xué)計量時，反應(yīng)完全。

酰胺的水解H+orOH－的用量須大于化學(xué)計量，要加熱。RCOOHRCOOR'HOR'+RCOOH2OHOHH2ORCONHR'RCOOHH3NR'+RCOOH2NR'+H2OOHH2OH(1)

酯的酸性水解機(jī)理(有兩種可能機(jī)理）

羧酸衍生物的水解機(jī)理（以酯和酰胺的水解為例）機(jī)理(i)H2ORCOHOR'RCOOR'HRCOHOH-

HOR'RCOHOR'HORCOHOR'HRCOOH-HH2O

這兩種機(jī)理分別適合于何種結(jié)構(gòu)的酯類？如何證明這兩種可能的機(jī)理？問題機(jī)理(ii)HOR'H2O烯烴-HRCOOR'HRCOHOR'RCOOHR'+(2)酯的堿性水解（皂化反應(yīng)）機(jī)理堿過量時，產(chǎn)物為羧酸鹽，反應(yīng)不可逆。RCOOR'RCOOR'OHHOR'RCOO+RCOOOR'H

OH(3)酰胺的酸性水解機(jī)理H+

過量，胺可成鹽，反應(yīng)不可逆。RCOOH+NH3R'HORCOHNHR'HRCONHR'HH2ORCOHNHR'RCOHNHR'RCOOHHH2ONH2R'(4)酰胺的堿性水解機(jī)理堿過量，成羧酸鹽，反應(yīng)不可逆。慢步驟。離去能力:RCONHR'OHH2NR'RCOO+NHR'RCONHR'

OHRCOHO羧酸衍生物的醇解反應(yīng)

酰氯的醇解反應(yīng)優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)完全，產(chǎn)率好。合成上用于制備酯酯酯酰氯RCOClR'OHEt3N

or

吡啶RCOOR'+HCl（堿吸收）Et3NH

ClNHClorRCOOR'RCOClRCOOHSOCl2R'OHEt3N

or

吡啶

酸酐的醇解反應(yīng)合成上用于制備酯酯羧酸優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)溫和，產(chǎn)率好RCOOCROR'OHRCOOHRCOOR'+SCH2OH(CH3CO)2OCH3COONaSCH2OCCH3OC2H5OHOOOCOOEtCOOH二酸單酯COOEtCOOEt二酸二酯

酯的醇解反應(yīng)（酯交換反應(yīng)）

反應(yīng)可逆需H＋或R”O(jiān)ˉ催化例：不溶于水,不能直接水解聚乙烯醇蒸除RCOOR"+R'OHRCOOR'R"OH+HorR"OH2CCHCOOCH3n-BuOHTsOHH2CCHCOOBun+CH3OHCHCH2CHCH2OAcOAcnOCOHOCH3NaOCH3CH3OCCH3OOHCOCH3OCH3COCH3+OCHCH2CHCH2OHOHn+CH3COCH3OCH3OHOH

酰胺的醇解反應(yīng)反應(yīng)相對不易進(jìn)行（離去能力:）合成上意義不大（合成酯類化合物的方法有更好的方法）RCOOR"+R'NH2RCONHR'R"OH+H

or

OH羧酸衍生物的胺解反應(yīng)

酰氯的胺(氨)解

酸酐的胺(氨)解RCONHR'+Et3NH

ClR'NH2RCOCl+Et3Nor

其它堿RCOOHNEt3RCONHR'+RCOOCROR'NH2+Et3Nor

其它堿

酯的胺(氨)解

酰胺的胺解條件：無水、過量胺胺的交換，合成上意義不大RCONHR'+HOR'R'NH2RCOOR'+R'NH2RCONHR"+RCONHR'+HNHR"H+D（2）氨基的保護(hù)（1）由酰氯和酸酐制備酰胺。（優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)快，條件溫和，產(chǎn)率高）

去保護(hù)方法

胺解反應(yīng)合成上的應(yīng)用ArNH2CH3COClor

(CH3CO)2ONH2COOHRNHCOOCH2PhCOOHRNHCOOBu-tCOOHRClCOCH2PhO堿Boc2O堿H2,PdHClArNHCCH3OH2O,OH

合成應(yīng)用舉例NBS的制備NBSN-溴代丁二酰亞胺（溴代試劑）丁二酸單酰胺丁二酰亞胺OOONH3OHOONH2300oCNHOOBr2NaOHNOONaNOOBr

水解、醇解、氨解的結(jié)果是在HOH、HOR、HNH2等分子中引入酰基，因而酰氯、酸酐是常用的?；噭?。酯?；芰^弱，酰胺的?；芰ψ钊酰话悴挥米黪；噭ｕ；噭┑南鄬钚?/p>

羧酸衍生物酰化活性大小為：酰氯＞酸酐＞酯＞酰胺。即酰氯的羰基碳最正活性：酰氯＞酸酐＞酯＞酰胺

①該反應(yīng)是親核加成-消除機(jī)理。

p-p共軛使羰基碳上正電密度降低R-COLd+d-C-L具有部分雙鍵性質(zhì)不利于?；磻?yīng)發(fā)生p-p共軛的強(qiáng)度：第三周期元素電負(fù)性：O

N＞-Cl-O-C-RO-O-R'-NH2酰基是吸電子基烴基是斥電子基＜＜＜

酸性：HCl＞RCOOH＞ROH＞NH3pKa：～2.24～516～1934

離去能力：Cl－＞－OCOR＞－OR’＞－NH2②

L－愈易離去，越有利于第二步反應(yīng)（消除反應(yīng)）活性：酰氯＞酸酐＞酯＞酰胺總結(jié)：羧酸衍生物的相互轉(zhuǎn)換（制備方法）RCOOHRCOOR'RCOClRCOOCROH2OSOCl2RCOOHR'OHP2O5H2OR'NH2R'OHR'NH2,H2O,

H+

or

OH-R'OH,

H+R'NH2R'OHRCONHR'NH2R'H2O,

H+

or

OH-4羧酸衍生物與RMgX的反應(yīng)機(jī)理：反應(yīng)能否控制在中間產(chǎn)物——酮？酰氯、酸酐、酯酮叔醇取代R'MgXRCOLRCOHR'R'RCOR'1.

R'MgX2.

H2OR'MgXRCOLR'RCOLMgXR'MgXR'RCOR'MgXH2OR'RCOHR'RCOR'-MgXL

利用酰鹵的活潑性進(jìn)行選擇性反應(yīng)制備酮羰基的活性（親電性）：實(shí)驗(yàn)方法：將R’MgX滴加到RCOCl中,RCOCl始終保持過量。始終過量RCOClR'MgXH2ORCOR'比較

酰氯與格氏試劑的反應(yīng)

酯與格氏試劑的反應(yīng)快步驟慢步驟可保留快步驟慢步驟立即反應(yīng)RCOClR'MgXRCOHR'R'RCOR'R'MgXR'MgXRCOHR'R'RCOOR'RCOR'R'MgX

利用酸酐反應(yīng)中間體低溫穩(wěn)定性制備酮機(jī)理低溫不易分解H2ORCOR'R'MgXRCOOCRO70oCH2ORCOOCROR'MgXRCOMgXOCROR'70oCRCOHOCROR'RCOR'RCOOH+

利用酰胺反應(yīng)的特殊性制備酮機(jī)理有弱酸性RCONH2RCOR'R'MgXH2O25羧酸衍生物與R2Cd和R2CuLi的