1、exit第十章第十章 羧酸羧酸第十一章第十一章 羧酸衍生物羧酸衍生物本两章提纲本两章提纲第一节第一节 羧酸的分类和命名羧酸的分类和命名第二节第二节 羧酸的物理性质羧酸的物理性质第三节第三节 羧酸的结构和酸性羧酸的结构和酸性第四节第四节 羧酸的制备羧酸的制备第五节第五节 羧酸的反应羧酸的反应第六节第六节 卤代酸的合成和反应卤代酸的合成和反应第七节第七节 羟基酸的合成和反应羟基酸的合成和反应提纲第一节第一节 羧酸的分类和命名羧酸的分类和命名一元酸一元酸 系统命名系统命名 普通命名普通命名HCOOH 甲酸甲酸 蚁酸蚁酸CH3COOH 乙酸乙酸 醋酸醋酸CH3CH2COOH 丙酸丙酸 初油酸初油酸CH
2、3CH2CH2COOH 丁酸丁酸 酪酸酪酸CH3(CH2)16COOH 十八酸十八酸 硬脂酸硬脂酸 只含有一个羧基的羧酸称为一元酸。最常见的酸，只含有一个羧基的羧酸称为一元酸。最常见的酸，可根据它的来源命名。可根据它的来源命名。 二元酸二元酸 系统命名系统命名 普通命名普通命名HOOCCOOH 乙二酸乙二酸 草酸草酸HOOCCH2COOH 丙二酸丙二酸 缩苹果酸缩苹果酸HOOC(CH2)2COOH 丁二酸丁二酸 琥珀酸琥珀酸(Z)-HOOCCH=CHCOOH 顺丁烯二酸顺丁烯二酸 马来酸马来酸(E)-HOOCCH=CHCOOH 反丁烯二酸反丁烯二酸 富马酸富马酸含有二个羧基的羧酸称为二元酸。含
3、有二个羧基的羧酸称为二元酸。第二节第二节 羧酸的物理性质羧酸的物理性质低级脂肪酸是液体，可溶于水，具有刺鼻的气味。低级脂肪酸是液体，可溶于水，具有刺鼻的气味。中级脂肪酸也是液体，部分地溶于水，具有难闻的气味。中级脂肪酸也是液体，部分地溶于水，具有难闻的气味。高级脂肪酸是蜡状固体。无味，在水中溶解度不大。高级脂肪酸是蜡状固体。无味，在水中溶解度不大。液态脂肪酸以二聚体形式存在。所以液态脂肪酸以二聚体形式存在。所以羧羧酸的沸点比相对分子质量相当的烷烃高。酸的沸点比相对分子质量相当的烷烃高。所有的二元酸都是结晶化合物。所有的二元酸都是结晶化合物。两个碳氧键两个碳氧键不等长，部不等长，部分离域。分离域
4、。两个碳氧两个碳氧键等长，键等长，完全离域。完全离域。第三节第三节 羧酸的结构和酸性羧酸的结构和酸性HCOOHCOO-HCOO HHCOO H1.361.231.27醇中醇中C-O单键键长为单键键长为1.43一一 羧酸和羧酸根的结构比较羧酸和羧酸根的结构比较2 多数的羧酸是弱酸，多数的羧酸是弱酸，pKa约为约为4-5 （大部分的羧酸是以未解离的分子形式存在）（大部分的羧酸是以未解离的分子形式存在）二二 讨论讨论1 羧酸根比较稳定，所以羧酸的氢能解离羧酸根比较稳定，所以羧酸的氢能解离 而表现出酸性。而表现出酸性。 （1）电子效应的影响：）电子效应的影响： 吸电子取代基使酸性增大，给电子取代基使酸
5、性减少吸电子取代基使酸性增大，给电子取代基使酸性减少. HCOOH C6H5-COOH CH3COOH pka 3.37 4.20 4.733 取代基对羧酸酸性的影响取代基对羧酸酸性的影响OHOOH（3）分子内的氢键也能）分子内的氢键也能使羧酸的酸性增强。使羧酸的酸性增强。（2）空间效应：）空间效应： 利于利于H+离解的空间结构离解的空间结构酸性强，不利于酸性强，不利于H+离解的空离解的空间结构酸性弱间结构酸性弱.4 芳香羧酸的情况分析芳香羧酸的情况分析取代基具有吸电子共轭效应时，酸性强弱顺序为：取代基具有吸电子共轭效应时，酸性强弱顺序为： 邻邻 对对 间间取代基具有给电子共轭效应时，酸性强弱
6、顺序为：取代基具有给电子共轭效应时，酸性强弱顺序为： 邻邻 间间 对对具体分析：具体分析： 邻邻 位（诱导、共轭、场、氢键效应、空间效应位（诱导、共轭、场、氢键效应、空间效应 均要考虑。）均要考虑。） 对对 位（诱导很小、共轭为主。）位（诱导很小、共轭为主。） 间间 位（诱导为主、共轭很小。）位（诱导为主、共轭很小。） 实实 例例诱导吸电子作用大、诱导吸电子作用大、共轭给电子作用大、共轭给电子作用大、氢键效应吸电子作用大。氢键效应吸电子作用大。邻邻 位位 间位间位 对位对位诱导吸电子作用中、诱导吸电子作用中、共轭给电子作用小共轭给电子作用小。诱导吸电子作用小、诱导吸电子作用小、共轭给电子作用大
7、。共轭给电子作用大。pka 2.98 pka 4.08 pka 4.57苯甲酸的苯甲酸的pka 4.20一一 氧化法氧化法第四节第四节 羧酸的制备羧酸的制备R-C-XOR-C-O-C-ROOR-C-OROR-C-NH2ORC NCOOHCOOHOOOO2 / V2O5500oCH2O二二 羧酸衍生物的水解反应（参见十三章）羧酸衍生物的水解反应（参见十三章）醇、醛、芳烃、炔、烯、酮（卤仿反应）的氧化醇、醛、芳烃、炔、烯、酮（卤仿反应）的氧化(1) 1oRX、2oRX较好，较好，3oRX需在加压条件下反应需在加压条件下反应 （ 否则易消除）否则易消除） (2) ArI、ArBr易制成格氏试剂易制成
8、格氏试剂、ArCl较难较难。 (3) 产物比产物比RX多一个碳原子。多一个碳原子。三三 有机金属化合物的反应有机金属化合物的反应1 格氏试剂和格氏试剂和CO2的反应的反应RX RMgX RCOOMgX RCOOHCO2H2OMg 无水醚无水醚讨讨 论论一一 羧酸的结构和反应羧酸的结构和反应二二 羧基中氢的反应羧基中氢的反应 三三 羧酸羧酸-H的反应的反应 (赫尔赫尔-乌尔哈乌尔哈-泽林斯基反应泽林斯基反应) 四四 羧羰基的反应羧羰基的反应 五五 脱羧反应脱羧反应第五节第五节 羧酸的反应羧酸的反应一一 羧酸的结构和反应羧酸的结构和反应 -活泼活泼H的反应的反应酸性酸性羰基的亲核加成，然羰基的亲核
9、加成，然后再消除（表现为羟后再消除（表现为羟基的取代）。基的取代）。羰基的亲核羰基的亲核加成，还原。加成，还原。二二 羧基中氢的反应羧基中氢的反应1 酸碱反应酸碱反应 强无机酸强无机酸 羧酸羧酸 碳酸碳酸 酚酚pKa 45 6.35 10RCOOH + NaHCO3 RCOO-Na+ + CO2 + H2O 羧酸可以和碳酸氢钠反应羧酸可以和碳酸氢钠反应ArONa + CO2 + H2O ArOH + NaHCO3 酚不能和碳酸氢钠反应酚不能和碳酸氢钠反应*1. 羧酸盐是固体羧酸盐是固体*2. 羧酸盐的溶解度羧酸盐的溶解度 钠、钾、銨钠、钾、銨 盐可溶于水，重金属盐不溶于水。盐可溶于水，重金属盐
10、不溶于水。 *3. 羧酸根具有碱性和亲核性羧酸根具有碱性和亲核性 羧酸盐能与活泼卤代烷反应（见下页）羧酸盐能与活泼卤代烷反应（见下页）2 羧酸盐的若干性质羧酸盐的若干性质三三 羧酸羧酸-H的反应的反应 赫尔赫尔-乌尔哈乌尔哈-泽林斯基反应泽林斯基反应 在三氯化磷或三溴化磷等催化剂的作在三氯化磷或三溴化磷等催化剂的作用下，卤素取代羧酸用下，卤素取代羧酸-H的反应称为的反应称为 赫尔赫尔-乌尔哈乌尔哈-泽林斯基反应。泽林斯基反应。RCH2COOH + Br2PBr3 -HBr RCHCOOHBr定义定义1. 酯化反应酯化反应 （1）定义：羧酸与醇在酸的催化作用下失去）定义：羧酸与醇在酸的催化作用下
11、失去一分子水而生成酯的反应称为酯化反应。一分子水而生成酯的反应称为酯化反应。CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O投料投料 1 ： 1 产率产率 67% 1 ： 10 97% 酯化反应是一个可逆的反应，为了使正反应有利，酯化反应是一个可逆的反应，为了使正反应有利，通常采用的手段是：通常采用的手段是： 使原料之一过量。使原料之一过量。 不断移走产物（例如除水，乙酸乙酯、乙不断移走产物（例如除水，乙酸乙酯、乙 酸、水可形成三元恒沸物酸、水可形成三元恒沸物 bp 70.4）H+四四 羧羧 羰羰 基基 的的 反反 应应（常用的催化剂有盐酸（常用的催化剂有盐酸 、硫酸、苯磺酸
12、等），、硫酸、苯磺酸等），（2）酯化反应的机制）酯化反应的机制*1 加成加成-消除机制消除机制OCH3C-OHH+OHCH3C-OHHOC2H5CH3-C-OHOHHOC2H5+双分子反应一双分子反应一步活化能较高步活化能较高质子转移质子转移加成加成消除消除四面体正离子四面体正离子CH3-C-OH2OHOC2H5+-H2O-H+OHCH3C-OC2H5OCH3C-OC2H5按加成按加成-消除消除机制进行反应，机制进行反应，是酰氧键断裂是酰氧键断裂1OROH，2OROH酯化时按加成酯化时按加成-消除机制进行，消除机制进行， 且反应速率为：且反应速率为： CH3OHRCH2OHR2CHOH HCO
13、OHCH3COOHRCH2COOHR2CHCOOHR3CCOOH该反应机制已为：该反应机制已为： 同位素跟踪实验同位素跟踪实验 羧酸与光活性醇的反应实验所证实。羧酸与光活性醇的反应实验所证实。酯化酯化反应机制的证明反应机制的证明2. 羧酸与有机金属化合物的反应羧酸与有机金属化合物的反应与格氏试剂的反应与格氏试剂的反应RCOOMgX + RHRCOOH + RMgX3. 羧酸的还原羧酸的还原羧酸能用羧酸能用LiAlH4 还原还原RCOOHRCH2OHLiAlH4H2O五五 脱羧反应脱羧反应羧酸在适当条件下，一般都能发生脱羧反应羧酸在适当条件下，一般都能发生脱羧反应RCOOHRCOOXRCOOMR
14、COO-CO2RRR-R能提供能提供X 的试剂的试剂X2RX1 特殊条件下的脱羧反应特殊条件下的脱羧反应它们的反应过程可归结为：它们的反应过程可归结为：脱羧反应脱羧反应 一般的脱羧反应不用特殊的一般的脱羧反应不用特殊的催化剂，而是在以下催化剂，而是在以下的条件下进行的。的条件下进行的。 （1）加热）加热 （2）碱性条件）碱性条件 （3）加热和碱性条件共存）加热和碱性条件共存反应一般式反应一般式A-CH2-COOHACH3 + CO2当当A为吸电子基团，如：为吸电子基团，如：A=COOH， CN， C=O， NO2， CX3， C6H5等时等时。失羧反应极易进行。失羧反应极易进行。加热加热 碱碱
15、实实 例例*1 HOOCCH2COOH CH3COOH + CO2 *2 O2NCH2COOH O2NCH3 + CO2 *3 NCCH2COOH NCCH3 + CO2 *4 CH2=CH-CH2COOH CH2=CHCH3 + CO2 *5 RCH=CH-CH2COOH RCH2CH=CH2 + CO22 二元羧酸受热后的反应二元羧酸受热后的反应失水要加失水剂失水要加失水剂Ag2O、P2O5、乙酰氯、乙酸酐、三氯氧磷等、乙酰氯、乙酸酐、三氯氧磷等失羧要加碱：失羧要加碱：Ba(OH)2、Ca(OH)2等等失羰失羰 (-CO) 失羧失羧 (-CO2)乙二酸、丙二酸（失羧）乙二酸、丙二酸（失羧）
16、 160丁二酸、戊二酸（失水）丁二酸、戊二酸（失水） 300已二酸、庚二酸（失羧、失水）已二酸、庚二酸（失羧、失水） 300辛二酸以上为分子间失水辛二酸以上为分子间失水柏朗克规则柏朗克规则甲酸、甲酸、 -羟基羟基酸、酸、 -羰基酸羰基酸受热均发生受热均发生失失羰反应。羰反应。第一节第一节 羧酸衍生物的命名和物性羧酸衍生物的命名和物性第二节第二节 羧酸衍生物的结构和反应性能羧酸衍生物的结构和反应性能第三节第三节 羧酸及其衍生物的制备羧酸及其衍生物的制备第四节第四节 羧酸衍生物的其它反应羧酸衍生物的其它反应第五节第五节 与酯缩合、酯的烷基化、酰基化相类与酯缩合、酯的烷基化、酰基化相类 似的反应似的
17、反应第六节第六节 -二羰基化合物的特性及应用二羰基化合物的特性及应用CH3CH2CHCBr HOOCBr OCOCl2-Bromobutyryl bromide 4-Chlorocarbonylbezioc acid 1 酰卤的命名酰卤的命名:在命名时可作为酰基的卤化物，在酰基后加卤素的名称即可。在命名时可作为酰基的卤化物，在酰基后加卤素的名称即可。普通命名法：普通命名法： -溴丁酰溴溴丁酰溴 对氯甲酰苯甲酸对氯甲酰苯甲酸IUPAC 命名法：命名法： 2-溴丁酰溴溴丁酰溴 4-氯甲酰苯甲酸氯甲酰苯甲酸一一 羧酸衍生物的命名羧酸衍生物的命名第一节第一节 羧酸衍生物的命名和物性羧酸衍生物的命名和物
18、性2 酸酐的命名酸酐的命名单酐：在羧酸的名称后加酐字；单酐：在羧酸的名称后加酐字；混酐：将简单的酸放前面，复杂的酸放后面再加酐字；混酐：将简单的酸放前面，复杂的酸放后面再加酐字；环酐：在二元酸的名称后加酐字。环酐：在二元酸的名称后加酐字。CH3COCCH3 CH3COCCH2CH3O OO OOOOAcetic anhydride Aceticpropionic anhydride Succinic anhydride 普通命名法：普通命名法： 醋酸酐醋酸酐 乙丙酸酐乙丙酸酐 丁二酸酐丁二酸酐IUPAC 命名法：命名法： 乙酸酐乙酸酐 乙丙酸酐乙丙酸酐 丁二酸酐丁二酸酐3 酯的命名酯的命名酯可
19、看作将羧酸的羧基氢原子被烃基取代的产物。命名时把羧酯可看作将羧酸的羧基氢原子被烃基取代的产物。命名时把羧酸名称放在前面，烃基的名称放在后面，再加一个酯字。内酯酸名称放在前面，烃基的名称放在后面，再加一个酯字。内酯命名时，用内酯二字代替酸字并标明羟基的位置。命名时，用内酯二字代替酸字并标明羟基的位置。CH3COCH2C6H5OOOH3CBenzyl acetate 2-Methyl-4-butyrolactone普通命名法：普通命名法： 醋酸苯甲酯醋酸苯甲酯 -甲基甲基- -丁内酯丁内酯IUPAC 命名法：命名法： 乙酸苯甲酯乙酸苯甲酯 2-甲基甲基-4-丁内酯丁内酯4 酰胺的命名酰胺的命名命名
20、时把羧酸名称放在前面将相应的酸字改为酰胺即可；命名时把羧酸名称放在前面将相应的酸字改为酰胺即可；(CH3)CHCNH2 CH3CH2CHCH2CN(CH3)2OO2-Methylpropanamide dimethylpentanamide 异丁酰胺异丁酰胺 N,N-二甲基戊酰胺二甲基戊酰胺 2-甲基丙酰胺甲基丙酰胺 N,N-二甲基戊酰胺二甲基戊酰胺普通命名法普通命名法IUPAC 命名法命名法5 腈的命名腈的命名腈命名时要把腈命名时要把CN中的碳原子计算在内，并从此碳原子开始编中的碳原子计算在内，并从此碳原子开始编号；氰基作为取代基时，氰基碳原子不计在内。号；氰基作为取代基时，氰基碳原子不计在
21、内。CH3CH2CHCH2CN CH3CH2CHCOOH NC(CH2)4CNCH3CN3-Methylpentanenitrile 2-Cyanobutanoic acid 1,6-Hexanedinitrile普通命名法：普通命名法： -甲基戊甲基戊腈腈 -氰基丁酸氰基丁酸 己二己二腈腈IUPAC 命名法：命名法： 3-甲基戊甲基戊腈腈 2-氰基丁酸氰基丁酸 己二己二腈腈二二 羧酸衍生物的物性羧酸衍生物的物性低级的酰氯和酸酐是有刺鼻气味的液体，高级的为固体；低级的酰氯和酸酐是有刺鼻气味的液体，高级的为固体；低级的酯具有芳香的气味，可作为香料；十四碳酸以下低级的酯具有芳香的气味，可作为香料；
22、十四碳酸以下的甲酯和乙酯均为液体；的甲酯和乙酯均为液体；酰胺除甲酰胺外，由于分子内形成氢键，均是固体；酰胺除甲酰胺外，由于分子内形成氢键，均是固体；而当酰胺的氮上有取代基时为液体；而当酰胺的氮上有取代基时为液体；羧酸衍生物可溶于有机溶剂；羧酸衍生物可溶于有机溶剂；酰氯和酸酐不溶于水，低级的遇水分解；酰氯和酸酐不溶于水，低级的遇水分解；酯在水中溶解度很小；酯在水中溶解度很小；低级酰胺可溶于水。低级酰胺可溶于水。第二节第二节 羧酸衍生物的结构和反应性能羧酸衍生物的结构和反应性能R CH C WHO氧的碱性氧的碱性 -H的的活性活性羰基的活性羰基的活性离去基团离去基团RCH2 C WO -H的活性减
23、小（的活性减小（ -H的的 pka 值增大值增大）羰基的活性减小（取决于综合电子效应）羰基的活性减小（取决于综合电子效应）W的离去能力减小（离去基团的稳定性减小）的离去能力减小（离去基团的稳定性减小）RCH2CX RCH2COCR RCH2CH RCH2CR RCH2COR RCH2CNH2OO OOOOO 一一 羧酸衍生物的羰基的亲核加成羧酸衍生物的羰基的亲核加成-消除机制消除机制 二二 羧酸及衍生物的转换关系概貌羧酸及衍生物的转换关系概貌 三三 酰卤的制备酰卤的制备 四四 酸酐的制备酸酐的制备 五五 羧酸的制备羧酸的制备 六六 酯的制备酯的制备 七七 酰胺的酸碱性及制备酰胺的酸碱性及制备
24、八八 腈的制备腈的制备第三节第三节 羧酸及其衍生物的制备羧酸及其衍生物的制备 该取代反应需要在碱或酸的催化作用下进行。该取代反应需要在碱或酸的催化作用下进行。碱性催化的反应机制为：碱性催化的反应机制为：取代反应取代反应一一 羧酸衍生物的羰基的亲核加成羧酸衍生物的羰基的亲核加成-消除反应消除反应催化剂催化剂二二 羧酸及其衍生物的转换关系概貌羧酸及其衍生物的转换关系概貌腈腈芳烃芳烃氧化氧化酸酐酸酐羧酸羧酸酰卤酰卤酸酐酸酐酯酯酯酯酰胺酰胺H2O羧酸羧酸RX NaCN+RMgX+CO2三三 酰卤的制备酰卤的制备实实 例例说明：说明：（i） 反应原料是羧酸，反应试剂是反应原料是羧酸，反应试剂是SOCl2
25、、PCl3、PCl5。（ii） 反应需在无水条件下进行。反应需在无水条件下进行。（iii） 产物酰卤通常都通过蒸馏方法提纯，所以试剂、产物酰卤通常都通过蒸馏方法提纯，所以试剂、 副产物与产物的沸点要有较大的差别。副产物与产物的沸点要有较大的差别。（iv） 反应机制与醇的卤代类似。反应机制与醇的卤代类似。OCClOCOHOCH3CH2CClOCH3CH2COHOCH3(CH2)6COHOCH3(CH2)6CClSOCl2 (bp 77oC)PCl3 (bp 74.2oC)(160oC升华升华)PCl5+ SO2 + HCl+ H3PO3+ POCl3(bp 197oC)(bp 80oC)(bp
26、196oC)(bp 107oC)(200oC分解分解)亲核取代亲核取代各类卤化反应的归纳总结各类卤化反应的归纳总结卤化反应的类别卤化反应的类别卤化试剂卤化试剂反应条件及催化剂反应条件及催化剂反应机理反应机理烷烃的卤化烷烃的卤化X2光照光照自由基取代自由基取代芳烃的卤化芳烃的卤化X2路易斯酸路易斯酸 FeX3亲电取代（加成消除）亲电取代（加成消除）烯丙位苯甲位的卤代烯丙位苯甲位的卤代NBS *1或或X2+光照光照自由基取代自由基取代醇的卤化醇的卤化SOCl2 PCl5 PCl3 PBr3 HX (HIHBrHCl)X-醛、酮、酸的醛、酮、酸的 -H卤化卤化X2PX3烯醇化烯醇化 加成加成羧酸羟基
27、的卤化羧酸羟基的卤化卤代烃中卤素的交换卤代烃中卤素的交换*3 醇能用醇能用HX取代，取代，羧酸不行羧酸不行SOCl2 PCl5 PCl3 *2亲核取代亲核取代汉斯狄克法汉斯狄克法 、克利斯脱法、珀脱法、克利斯脱法、珀脱法 、柯齐反应柯齐反应烯烃、炔烃的加成烯烃、炔烃的加成X2， HX， HOX亲电加成亲电加成自由基反应自由基反应羧酸的脱羧卤化羧酸的脱羧卤化四四 酸酐的制备酸酐的制备1. 混合酸酐法（酰卤和羧酸盐的反应）混合酸酐法（酰卤和羧酸盐的反应）2. 羧酸的脱水（甲酸除外）羧酸的脱水（甲酸除外）-制备单纯的羧酸制备单纯的羧酸ORCCl + RCOOH +OORCOCR +NNH+Cl-OC
28、H3CClOOCH3COCH3 + NaClOCH3CONa +THF0oCCOOH(CH3CO)2OC)2OO+ CH3COOH（4. 乙酸酐的特殊制法乙酸酐的特殊制法OCH3COHOCH3CCH3OOCH3COCCH3OCH2=COCCH3HOCH2=C=OCH3COO-H700-800oC700-740oCAlPO4乙烯酮乙烯酮互变异构互变异构3. 芳烃的氧化芳烃的氧化CH3CH3OOOV2O5400oC+ 3 O2（空气）（空气）五五 羧酸的制备羧酸的制备1. 氧化法（参见羧酸一章）氧化法（参见羧酸一章）2. 金属有机化合物与二氧化碳的反应金属有机化合物与二氧化碳的反应（参见羧酸一章）
29、（参见羧酸一章）3. 羧酸衍生物的水解反应羧酸衍生物的水解反应OCH3CClOOCH3COCCH3OOCH3COC2H5 + H2OCH3COH + C2H5OHOCH3CNH2CH3C NHClOCH3COHNH3NH3室温室温加热加热长时间回流长时间回流请同学考虑：请同学考虑：反应是否需要催化剂？需要什么催化剂？为什么？反应是否需要催化剂？需要什么催化剂？为什么？（1） 水解反应的一般情况水解反应的一般情况3. 羧酸衍生物的水解反应羧酸衍生物的水解反应（2） 酯的水解反应酯的水解反应*1. 碱性水解（又称皂化反应）碱性水解（又称皂化反应）OOC2H5CO18C2H5 + H2OCH3CON
30、a + C2H5O18HNaOH同位素跟踪结果表明：同位素跟踪结果表明：碱性水解时，发生酰氧键断裂。碱性水解时，发生酰氧键断裂。碱性水解的碱性水解的讨论讨论1. 碱性水解速率与碱性水解速率与 -OH成正比。成正比。 2. 羰基活性越大，羰基活性越大， -C空阻越小，酯基空阻越小，空阻越小，酯基空阻越小， 反应速率越快。反应速率越快。 CH3COOCMe3 Me3CCOOEt CH3COOEt ClCH2COOEtV相对相对 0.002 0.01 1 2963. 形成的四面体中间体能量越低，反应速度越快。形成的四面体中间体能量越低，反应速度越快。（能分散负电荷的取代基对反应是有利的）（能分散负电
31、荷的取代基对反应是有利的） 4. 酯的碱性水解是不可逆的。酯的碱性水解是不可逆的。 5. 碱的用量要超过催化量碱的用量要超过催化量。*2. 酸性水解酸性水解同位素跟踪结果表明：同位素跟踪结果表明：酸性水解时，也发生酰氧键断裂。酸性水解时，也发生酰氧键断裂。反应机理反应机理- ROH+R-C-OR+R-C-ORR-C-OR-H+OHHOH2OOH+OHRCORH+RCOH+OHOHOH2RCOHORCOROH四面体中间体是正离子四面体中间体是正离子H+CH3COH + C2H5O18HOCH3CO18C2H5 + H2OO1. 酸在反应中的作用有二：酸在反应中的作用有二： 活化羧基活化羧基 使使
32、OH、OR形成形成 盐而更易离去。盐而更易离去。2 在酯在酯 （RCOOR）中，）中，R有吸电子基团虽能活化有吸电子基团虽能活化 羧羰基，但会使关键中间体正离子能量升高，羧羰基，但会使关键中间体正离子能量升高，R 为给电子基团亦有两种相反的作用，故表现不出为给电子基团亦有两种相反的作用，故表现不出 明显的影响。明显的影响。酸性水解的讨论酸性水解的讨论金金 羊羊3. 酯的酸性水解和酯化反应互为逆反应，平衡的酯的酸性水解和酯化反应互为逆反应，平衡的 移动取决于反应的条件。体系中有大量水存在，移动取决于反应的条件。体系中有大量水存在， 发生酯的水解。若有大量醇存在，并采取去水发生酯的水解。若有大量醇
33、存在，并采取去水 措施，则有利于酯化反应。措施，则有利于酯化反应。A 制备羧酸和醇制备羧酸和醇B 测定酯的结构测定酯的结构*5 酯水解的应用酯水解的应用CHOOCRCH2OOCRCH2OOCRNaOHH+CHOH RCOOHCH2OH RCOOHCH2OH RCOOH+六六 酯的制备酯的制备1. 酯化反应酯化反应2. 羧酸盐羧酸盐+卤代烷卤代烷参见羧酸一章参见羧酸一章3. 羧酸与炔烃的加成：羧酸与炔烃的加成：4. 羧酸衍生物的醇解反应羧酸衍生物的醇解反应CH3COOH + HC CHCH3COOCH=CH2H+, HgSO475-80oC（醋酸乙烯酯，维尼纶的单体）（醋酸乙烯酯，维尼纶的单体）
34、eg1.3. 羧酸与炔烃的加成羧酸与炔烃的加成七七 酰胺的酸碱性和制备酰胺的酸碱性和制备1. 酰胺的酸碱性酰胺的酸碱性 CH3CH3 CH2=CH2 NH3 CH CH C2H5OH H2OpKa 50 40 34-35 25 16 15.7OCH3CNH2SO2NH2NHOONHOOpka 10 9.62 8.315.1中性中性弱酸性弱酸性碱性碱性(1) 羧酸铵盐的失水羧酸铵盐的失水(2) 腈的水解腈的水解羧酸羧酸NH3铵盐铵盐酰胺酰胺100o200oC -H2OH2O 40o50oC -H2O腈腈H2O 2. 酰胺的制备酰胺的制备3. 羧酸衍生物的氨（胺）解（碱催化）羧酸衍生物的氨（胺）解
35、（碱催化）(1) 反应只能碱催化，不能酸催化。反应只能碱催化，不能酸催化。(2) 不溶于水的酰卤可用不溶于水的酰卤可用NaOH水溶液催化，溶于水水溶液催化，溶于水 的酰卤须用有机碱催化。的酰卤须用有机碱催化。(3) 3o胺不能发生酰基化反应。胺不能发生酰基化反应。CH3CW + NH3 CH3CNH2 + HWOOCH3CCl + (C2H5)3N CH3CN(C2H5)3Cl- OO+H2OROHCH3COH + (C2H5)3N HCl OCH3COR + (C2H5)3N HCl O八八 腈的制备腈的制备1 用卤代烃和氢氰酸盐制备用卤代烃和氢氰酸盐制备(参见卤代烃）参见卤代烃）2 酰胺失
36、水酰胺失水(参见酰胺的制备）参见酰胺的制备） 一一 羧酸衍生物羧酸衍生物与格氏试剂的反应与格氏试剂的反应 二二 羧酸衍生物的羧酸衍生物的还原反应还原反应 三三 酰卤酰卤-氢的卤化氢的卤化 四四 烯酮的制备和反应烯酮的制备和反应 第四节第四节 羧酸衍生物的其它反应羧酸衍生物的其它反应一一 羧酸衍生物与格氏试剂的反应羧酸衍生物与格氏试剂的反应CH3OMgX+OOOH2OCH3OCOCH2CH2COOHeg 1:二二 羧酸衍生物的还原反应羧酸衍生物的还原反应一般还原反应的归纳：一般还原反应的归纳： 还原试剂还原试剂反应物反应物反应条件反应条件产物产物（1）反应式：）反应式：（2）各类化合物还原反应的
37、总结）各类化合物还原反应的总结（3）几点补充说明：）几点补充说明：*1 关于酸酐还原的说明关于酸酐还原的说明OOOOO+ NaBH40-25oCDMF, 1h三三 酰卤酰卤-氢的卤化氢的卤化请完成下列转换请完成下列转换CH2CHCOOC2H5CH2CH2COOC2H5BrCH2CHCOOC2H5CH2CH2COOC2H5BrCH2CHCOClCH2CH2COOC2H5BrCH2CH2COClCH2CH2COOC2H5CH2CH2COOHCH2CH2COOC2H5CH2CH2COOHCH2CH2COOHKMnO4(CH3CO)2OC2H5OHSOCl2C2H5OHBr2OOCH2CH2CH2CH
38、2O四四 烯酮的制备和反应烯酮的制备和反应最简单的烯酮是乙烯酮。最简单的烯酮是乙烯酮。CH2=C=O (乙乙)烯酮烯酮 CH3CH=C=O 甲基甲基(乙乙)烯酮烯酮 2 烯酮的制备方法：烯酮的制备方法：（1） -溴代酰溴脱溴溴代酰溴脱溴ORCH-C-BrBrRCH=C=O + ZnBr2Zn1 定义定义 羧酸分子内失水后的生成物称为烯酮。羧酸分子内失水后的生成物称为烯酮。（3） 甲基酮脱甲烷甲基酮脱甲烷（2） 羧酸的脱水羧酸的脱水CH3COOHAlPO4, 700oCCH2=C=ORCH2COOHAlPO4, 700oC-H2O-H2ORCH2=C=OOCH3CCH3700-800oC700-
39、800oCCH2=C=O-CH4-CH4ORCH2CCH3RCH2=C=O3. 烯酮的反应烯酮的反应 发生羰基的一般反应。发生羰基的一般反应。 （两个（两个键成正交，互不共轭，可各自进行反应）键成正交，互不共轭，可各自进行反应）CH2=C=O +H-OHH-XHOOCRCH2=C-OHOHCH2=C-XOHCH2=C-OOCROHCH3COOHCH3COXCH3COCRO O互变异构互变异构互变异构互变异构互变异构互变异构氢加在氧上，其余部分加在碳上。氢加在氧上，其余部分加在碳上。CH2=C-OROHCH2=C-NH2OHCH2=C-ROMgBrOCH3CRCH3COORCH3CONH2CH2
40、=C-ROH互变异构互变异构互变异构互变异构互变异构互变异构H2OH-ORH-NH2RMgBrCH2=C=O +一一 酮的类似反应总述酮的类似反应总述二二 酮的烃基化反应酮的烃基化反应三三 酮的酰基化反应酮的酰基化反应第五节第五节 与酯缩合、酯的烷基化、与酯缩合、酯的烷基化、酰基化相类似的反应酰基化相类似的反应 -二羰基化合物在合成中的应用实例二羰基化合物在合成中的应用实例eg 1: 以乙酸乙酯为原料合成以乙酸乙酯为原料合成4-苯基苯基-2-丁酮丁酮CH3CCHCOOC2H5ONa+CH3CCHCOOC2H5OCH2C6H5CH3CCHCOOHOCH2C6H5CH3CCH2CH2C6H5OCH3COOC2H5RONa (1mol)C6H5CH2Cl1 稀稀OH -2 H+-CO2CH3CCH2CH2C6H5O
