1、Chapter 13 羧酸衍生物碳酸衍生物 主讲：焦宇 羧酸分子中羧基发生变化所生成的化合物羧酸分子中羧基发生变化所生成的化合物 称为羧酸衍生物。主要有酰卤（称为羧酸衍生物。主要有酰卤（acyl halide)、 酸酐酸酐(anhydride)、酯、酯(ester)、酰胺、酰胺(amide)、 和腈（和腈（nitrile）。）。 C O RLC O ROH 通通 式式 羧羧 酸酸 第一节第一节 羧酸衍生物羧酸衍生物（carboxylic acid derivatives） C O RL C O RX C O ROR C O ROC O R C O RNH2(NHR) CRN 通通 式式 酰卤酰
2、卤: X=Cl、Br 酯酯 酸酸 酐酐 酰酰 胺胺 腈腈 盐酸普鲁卡因（局麻药）盐酸普鲁卡因（局麻药） 扑热息痛（解热镇痛药）扑热息痛（解热镇痛药） O NH2 O NCH3 CH3 , HCl 4 1 2 N H CH3 OH O R CH C L H O + + - - + 一、结构和命名一、结构和命名 1. 结构（结构（structure） L X、OR、OCOR、NHR CR O L CR O L C O N HC O N H Hb Ha Hb Ha 用共振式表示：用共振式表示： CN键长：键长：137.6pm CH3NH2中中CN键长：键长： 147.4pm 卤原子的电负性较大，在酰
3、卤的共振极限式中，卤原子的电负性较大，在酰卤的共振极限式中， 电荷分离式（电荷分离式（2）对共振杂化体的贡献很小，因）对共振杂化体的贡献很小，因 此，在共振杂化体中以（此，在共振杂化体中以（1）式为主，酰卤分子）式为主，酰卤分子 中中C-X键并不比卤代烷中的键并不比卤代烷中的C-X键短：键短： RC178.9pm Cl O 178.4pmClCH3( )( ) 2. 命名（命名（Nomenclature） （1） 酰卤的命名酰卤的命名 酰卤命名是在酰基名称后加上卤素名称酰卤命名是在酰基名称后加上卤素名称 CH3CHCH2CH2CBr Br O 4溴戊酰溴溴戊酰溴 4甲基苯甲酰氯甲基苯甲酰氯 H
4、3CCCl O （2 2） 酯的命名酯的命名 酯的名称由生成酯的酸和醇的名称决定。酯的名称由生成酯的酸和醇的名称决定。 命名时把羧酸名称放在前面，醇中烃基的名称放在后命名时把羧酸名称放在前面，醇中烃基的名称放在后 面，称为某酸某酯。内酯命名时，用内酯二字代替原面，称为某酸某酯。内酯命名时，用内酯二字代替原 来酸的酸字并标明羟基的位置。来酸的酸字并标明羟基的位置。 苯甲酸乙酯苯甲酸乙酯 3-甲基甲基-4-丁内酯丁内酯 C O C H 2 C H 3 O 3 4 O O C H 3 C H3CO O OCH2Ph 3甲氧基苯甲酸苄酯甲氧基苯甲酸苄酯 或或 3甲氧基苯甲酸苯甲酯甲氧基苯甲酸苯甲酯 （
5、3）酸酐的命名）酸酐的命名 是由相应的酸加上是由相应的酸加上“酐酐”字组成，混合酸酐依字组成，混合酸酐依 次次 写出形成酸酐的两个酸的名称，后面加上写出形成酸酐的两个酸的名称，后面加上“酐酐” 字，相对简单的酸写在前面字，相对简单的酸写在前面 C O OC O CH3CO CCH2CH3 OO C O C O O 苯甲酸酐苯甲酸酐 乙（酸）丙（酸）酐乙（酸）丙（酸）酐 邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐 （4） 酰胺的命名酰胺的命名 酰胺的命名是在酰基名称后加上酰胺的命名是在酰基名称后加上“胺胺”字。字。 当当 N 上有取代基时，该取代基用斜体的上有取代基时，该取代基用斜体的 “N” 标出标出 C O
6、NH2 HCN(CH3)2 O 苯甲酰胺苯甲酰胺 N，N二甲基甲酰胺（二甲基甲酰胺（DMF） 邻苯二甲酰亚胺邻苯二甲酰亚胺 戊内酰胺戊内酰胺 O O N H H O N （5） 腈的命名腈的命名 腈是根据主链碳原子数（腈是根据主链碳原子数（包括氰基碳包括氰基碳）用）用 “腈腈”命名命名 乙腈乙腈 苯甲腈苯甲腈 3-甲基戊腈甲基戊腈 C H 3 C N C H 3 C H 2 C H C H 2 C N C H 3 C N 在命名含多官能团的化合物时，需选择一个在命名含多官能团的化合物时，需选择一个 官能团为母体化合物，而把其它官能团作为官能团为母体化合物，而把其它官能团作为 取代基。选作母体化
7、合物的优先次序如下：取代基。选作母体化合物的优先次序如下： RCOOH RSO3H (RCO) 2O RCOOR RCOX RCONHR RCN RCHO RCOR ROH ArOH HNRR ROR 羧酸羧酸 磺酸磺酸 酸酐酸酐 酯酯 酰卤酰卤 酰胺酰胺 腈腈 醛醛 酮酮 醇醇 酚酚 胺胺 醚醚 NO2，X，OR等一般做为取代基等一般做为取代基 羧酸衍生物的官能团作为取代基时其名称如下：羧酸衍生物的官能团作为取代基时其名称如下： C OCH3 O C NH2 O C Cl O C N 甲氧甲酰基甲氧甲酰基 乙酰氧基乙酰氧基 氨甲酰基氨甲酰基 氯甲酰基氯甲酰基 氰氰 基基 C O C H 3
8、O 3甲酰基苯甲酰胺甲酰基苯甲酰胺 R3羟基羟基5氧代己酸氧代己酸 C H 2 C O O H C H 2 C C H 3 H O H O C H O C O N H 2 二、物理性质二、物理性质( (自学）自学） C O HN R H C O NH R H C O HN HOH H OH H 三、化学性质三、化学性质 （一）亲核取代反应（一）亲核取代反应 其中：其中：LX、OCH3、NH2 、 OCOR 等等 1. 各种羧酸衍生物亲核取代的活性各种羧酸衍生物亲核取代的活性 b. 烃基上的推电子基团降低羰基碳上的正电荷密烃基上的推电子基团降低羰基碳上的正电荷密 度，增加空间位阻，因此降低反应活
9、性度，增加空间位阻，因此降低反应活性 （1） 与羰基相连与羰基相连的的基团基团 ( L ) 吸电子能力；吸电子能力； （2） 与羰基相连与羰基相连的的基团基团 ( L ) 空间体积；空间体积； （3） 与羰基相连与羰基相连的的基团基团 ( L ) 的的离去能力；离去能力； a. 烃基上的吸电子基团增加反应活性烃基上的吸电子基团增加反应活性 离去基团的碱性越强，越不易离去。基团的离去能离去基团的碱性越强，越不易离去。基团的离去能 力顺序为：力顺序为： X- RO- H2N- RCOO- 羧酸衍生物亲核取代反应的活性顺序为：羧酸衍生物亲核取代反应的活性顺序为： 亲核取代反应总的结果是亲核取代反应总
10、的结果是 L L 基团被基团被羟基、烷羟基、烷 氧基或氨（胺）基氧基或氨（胺）基 所取代，这些反应依次称为所取代，这些反应依次称为 羧酸衍生物的水解、醇解和氨解反应。有些羧羧酸衍生物的水解、醇解和氨解反应。有些羧 酸衍生物的亲核取代反应需在酸或碱催化下进酸衍生物的亲核取代反应需在酸或碱催化下进 行。利用亲核取代反应可使羧酸衍生物之间相行。利用亲核取代反应可使羧酸衍生物之间相 互转化。互转化。 O C R O R N H 2 R C N O O O O O C R R C R C R C X 2. 羧酸衍生物的亲核取代反应羧酸衍生物的亲核取代反应 （1） 水解反应（水解反应（Hydrolysis
11、）生成酸）生成酸 酸和碱都可以催化反应。酸和碱都可以催化反应。 + C O R X C O R O R C O R O C O R C O R N H 2 ( N H R ) H 2 O H o r O H C O R O H H X H O C O R H O R N H 3 ( N H 2 R ) （1）酰卤的水解）酰卤的水解 低级的酰卤极易水解，如乙酰氯遇水剧烈水解，低级的酰卤极易水解，如乙酰氯遇水剧烈水解， 在制备时需无水条件；随着酰卤分子量增大，在制备时需无水条件；随着酰卤分子量增大， 在水中的溶解度降低，水解速度逐渐减慢在水中的溶解度降低，水解速度逐渐减慢 。 (C6H5)2CHC
12、H2CCl = O H2O, Na2CO3 0 (C6H5)2CHCH2COOH +HClH2OC19H39CClC19H39C O OH O nn 二氧六环 Cl O H2O OH O + HCl （2）酸酐的水解）酸酐的水解 酸酐可以在中性、酸性或碱性溶液中水解，酸酐可以在中性、酸性或碱性溶液中水解， 反应活性比酰卤稍缓和一些反应活性比酰卤稍缓和一些 。 heat + H C H C C H 2 O O O C C H 3 C O O H C O O H C C O C H 3 O O O + H2O COH O COH O （3）酯的水解）酯的水解 酯水解需在酯水解需在 酸酸 或或 碱碱
13、 催化下进行。在酸催催化下进行。在酸催 化下水解是酯化反应的逆反应，因此也是化下水解是酯化反应的逆反应，因此也是 可逆反应。碱性条件下的水解不可逆，可可逆反应。碱性条件下的水解不可逆，可 以进行完全。以进行完全。 a. 碱性水解碱性水解 RCOR O + HO + ROH RCO O 酯的水解常称作皂化反应，工业上利用此反应制备肥皂酯的水解常称作皂化反应，工业上利用此反应制备肥皂 酯在水解时，分子可能在两处发生键的断裂，酯在水解时，分子可能在两处发生键的断裂， 一种是酰氧断裂，另一种是烷氧断裂一种是酰氧断裂，另一种是烷氧断裂 + R OH RCOR O C O RORC O ROR R OH
14、R OH 酰氧酰氧 断裂断裂 烷氧烷氧 断裂断裂 OH O RCO *反应机理（反应机理（Mechanism）如下：）如下： CROR O +OH CROH O + ROCRO O + ROH CROR O OH 可见碱既是催化剂，又是反应试剂，所用的量超过可见碱既是催化剂，又是反应试剂，所用的量超过 1 当量当量 CH3COC CH2CH3 CH3 H O NaOH H2O CH3COONa + ROH S 是什么构型的？是什么构型的？ C O ONa+CH3CH2OH 18 18 C O O C H 2 C H 3 N a O H H 2 O 1 8 C O O N a + C H 3 C
15、 H 2 O H CH2OCCH3 CH3 O + NaOH (95-97%) CH2OH CH3 O CH3CONa + water-methanol heat *酯的碱性水解反应讨论：酯的碱性水解反应讨论： 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空空间位间位阻越小，酯基阻越小，酯基空间位空间位阻阻 越小，反应速率越快。越小，反应速率越快。 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。 CH3COOCMe3 Me3CCOOEt CH3COOEt ClCH2COOEt V相对
16、 相对 0.002 0.01 1 296 CR O OC2H5 下列取代的苯甲酸的碱性水解的相对速度：下列取代的苯甲酸的碱性水解的相对速度： R： -NO2 -Cl -H -CH3 -OCH3 相对速度：相对速度： 110 4 1 0.5 0.2 这里考虑这里考虑羰基活性羰基活性 RCOH O + ROH RCOR O + H2O H+ b. 酸性水解酸性水解 羧酸的伯、仲醇酯在酸催化下羧酸的伯、仲醇酯在酸催化下 水解时水解时,也是以酰氧断裂方式进也是以酰氧断裂方式进 行行, 而叔醇则多以烷氧断裂的方而叔醇则多以烷氧断裂的方 式进行。式进行。 *反应机理（反应机理（Mechanism）如下：）
17、如下： CR O OR H+ CR OH O+R OH H -ROH CR OH+ OH CR O OH -H+ H + 转 移 C R O H O R O H 2 + H 2 O C R O H + O R 叔醇酯在酸催化下水解时，由于立体阻碍较大，叔醇酯在酸催化下水解时，由于立体阻碍较大， 反应按烷氧断裂方式进行反应按烷氧断裂方式进行 C O OCR3 R H C OH O R CR3 C OH O R + R3C R3C + OH2O H H R3C R3COH -H + *反应机理（反应机理（Mechanism）如下：）如下： （4）酰胺的水解）酰胺的水解 酰胺比酯难水解，一般需在酸或
18、碱催化、酰胺比酯难水解，一般需在酸或碱催化、 加热条件下进行加热条件下进行 O 2 N N H 2 O C H 3 O 2 N N H C O C H 3 O C H 3 100 C K O H /H 2 O C H 3 C O O K + KOH H2O heat CH3CNH O Br CH3COK O + NH2 Br CH3CH2CHCNH2 O CH3CH2CHCOH O H2O H2SO4 heat + NH4 + HSO4 （5）腈的水解）腈的水解 腈在酸或碱催化下水解成酰胺，腈在酸或碱催化下水解成酰胺， 继续水解生成羧酸继续水解生成羧酸 R C N H 2 O R C O O
19、H - O H H + 或或 C R O N H 2 - O H 或或 H 2 O H + H2O H2SO4 heat CH2CN NO2 O CH2COH NO2 （2） 醇解反应（醇解反应（Alcoholysis） C O R X C O R O R C O R O C O R C O R N H 2 ( N H R ) C O O R R H O R H X C O H O R N H 3 ( N H 2 R ) H O R （1）酰卤的醇解）酰卤的醇解 酰卤与醇很快反应生成酯，是合成酯的常用方法之一，酰卤与醇很快反应生成酯，是合成酯的常用方法之一， 通常用来制备难以直接从羧酸与醇反应
20、得到的酯通常用来制备难以直接从羧酸与醇反应得到的酯 80 % . + N +HCl O Cl(CH3)3CC O N %68 . +C6H5N(CH3)2 O CH3COC(CH3)3 C6H5N(CH3)2 Et2O (CH3)3COH CH3CHCl O Cl OH (CH3)3CCO （2）酸酐的醇解）酸酐的醇解 %90 CH3COONa H2O NaOH +(CH3CO)2O OHOCOCH3 CH2COOH 镏回 + O CH2COOCH3 CH3OH OO 量过 )( + O O OC2H5OH C6H5SO3H COOC2H5 COOC2H5 （3）酯的醇解酯交换反应（）酯的醇解
21、酯交换反应（transesterification） 酯交换反应常用来制备难以合成的酯酯交换反应常用来制备难以合成的酯 （如酚酯或烯醇酯）或从低沸点醇酯（如酚酯或烯醇酯）或从低沸点醇酯 合成高沸点醇酯合成高沸点醇酯 CH3COCH3 O + O p-CH3C6H5SO3H CH3CO O OH CH3OH（大大量量） CH3ONa (少少量量) CH3COOCOOCH3HOCOOCH3 （3）氨解反应）氨解反应 （Aminolysis）生成酰胺）生成酰胺 （1） 水解反应（水解反应（Hydrolysis）生成酸）生成酸 （2） 醇解反应（醇解反应（Alcoholysis）生成酯）生成酯 ) H
22、 N R 2 , H 2 N R ( H N H 2 + ) N R 2 N H R , ( N H 2 O R C + H L C R O L （1）酰卤的氨解）酰卤的氨解 + N a O H O C l C 6 H 5 C H N + N a C l % 81 O C 6 H 5 C N (2)酸酐的氨解酸酐的氨解 酸酐的活性低于酰氯，且在水中较不易水解，有些酸酐的活性低于酰氯，且在水中较不易水解，有些 反应物易溶于水，可以在水中进行，因为胺的亲核反应物易溶于水，可以在水中进行，因为胺的亲核 性比水大得多。性比水大得多。 (CH3CO)2O + NH2CH2COOH H2O CH3CONH
23、CH2COOH 环状酸酐与氨（或胺）反应，则开环生成单酰胺环状酸酐与氨（或胺）反应，则开环生成单酰胺 酸的铵盐，酸化后生成单酰胺酸；或在高温下加酸的铵盐，酸化后生成单酰胺酸；或在高温下加 热，则生成酰亚胺（热，则生成酰亚胺（imide） H O O NHCH3 OH N O O CH3 300 C 酰卤、酸酐的醇解和氨解又称为醇和胺的酰酰卤、酸酐的醇解和氨解又称为醇和胺的酰 化（化（acylation）反应，是制备酯和酰胺的常）反应，是制备酯和酰胺的常 用方法，酰卤和酸酐称为用方法，酰卤和酸酐称为酰化剂酰化剂 O O O +2 NH2CH3 O O NHCH3 ONH3CH3 （3）酯的氨解）
24、酯的氨解 酯与氨（或胺）及氨的衍生物（如肼、羟氨等）酯与氨（或胺）及氨的衍生物（如肼、羟氨等） 发生氨解反应生成酰胺或酰胺衍生物发生氨解反应生成酰胺或酰胺衍生物 + + C 2 H 5 O H O C O C 2 H 5 O H H 3 C H 2 N O H N C H 3 C O H 小结小结: 羧酸衍生物的水解、醇解、胺解其反应羧酸衍生物的水解、醇解、胺解其反应 活性为：活性为：酰氯酰氯酸酐酸酐酯酯酰胺酰胺 酰氯与酸酐的醇解、胺解反应在醇或胺酰氯与酸酐的醇解、胺解反应在醇或胺 分子中引入一个酰基，这些反应统称为分子中引入一个酰基，这些反应统称为 酰化反应，酰化反应，酰氯和酸酐称为酰氯和酸
25、酐称为酰化剂酰化剂。 羧酸衍生物的水解、醇解、胺解的反应羧酸衍生物的水解、醇解、胺解的反应 机理相似，一般均经历亲核加成消除机理相似，一般均经历亲核加成消除 的历程，有些反应常在酸或碱的酸的催的历程，有些反应常在酸或碱的酸的催 化下进行。化下进行。 R C O X + R M g X 无水乙醚无水乙醚 R C O M g X X R R C R O M g X 2 R M g X 乙醚乙醚 R C R O M g X R H 3 O + R C R O H R 3. 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 4. 羧酸衍生物的还原反应羧酸衍生物的还原反应 （1）氢化锂铝还原）氢化锂
26、铝还原 C 1 5 H 3 1 C O C l 1. 2. L i A l H 4 H 3 O + C 1 5 H 3 1 C H 2 O H O 2. L i A l H 4 H 3 O + C H 2 O H C H 2 O H 1. O O C O N ( C H 3 ) 2 1. 2. L i A l H 4 H 3 O + C H 2 N ( C H 3 ) 2 （2） 罗森孟德（罗森孟德（Rosenmund）还原）还原 C O C l H 2 , P d - B a S O 4 硫喹啉硫喹啉 C O H + H C 2 H 5 O C ( C H 2 ) 2 C H 2 O O O
27、 O C l C 2 H 5 O C ( C H 2 ) 2 C P d /B a S O 4 硫喹啉硫喹啉 5. 酰胺的特性酰胺的特性 (1) 酰胺的酸碱性酰胺的酸碱性 酰胺的水溶液不显碱性，酰胺的水溶液不显碱性， 而显中性：而显中性： pKa 15.1 C R O N H 2 在酰亚胺分子中，氮原子上连接两个酰基，氮上在酰亚胺分子中，氮原子上连接两个酰基，氮上 的电子云密度大大降低而不显碱性；同时氮氢键的电子云密度大大降低而不显碱性；同时氮氢键 的极性增强，而表现出明显的酸性，能与氢氧化的极性增强，而表现出明显的酸性，能与氢氧化 钠（或氢氧化钾）水溶液成盐钠（或氢氧化钾）水溶液成盐 N O
28、 O H N = = O O H+ KOH C6H6， H2O N K+ = = O O Br2 0 NBr = = O O NBS C H 3 C N H 2 O N H O O N H O O p K a 1 5 . 1 9 . 6 2 8 . 3 （2） 霍夫曼（霍夫曼（Hoffmann）降解反应）降解反应 酰胺在碱性溶液中与卤素作用，酰胺在碱性溶液中与卤素作用， 失去二氧化碳，重排得一级胺。失去二氧化碳，重排得一级胺。 R C N H 2 O N a O H + B r 2 R N H 2 该反应常用于由羧酸制备少一个碳原子的伯胺，该反应常用于由羧酸制备少一个碳原子的伯胺， 也可用来制
29、备氨基酸也可用来制备氨基酸 B r 2 N a O H O + 2 N H 3 O O C H 2 C H 2 C C O O N H 4 O N H 2 H 2 N C H 2 C H 2 C O O - C O O H N H 2 ? C H3C PhH2C C O NH2 H Cl2orBr2 C H3C PhH2C H NH2 NaOH R R 如果酰胺分子中如果酰胺分子中-碳原子是手性中心，碳原子是手性中心， 反应后手性中心的构型保持不变反应后手性中心的构型保持不变 （3） 脱水反应脱水反应 酰胺与强的脱水剂（如酰胺与强的脱水剂（如P2O5、POCl3、 SOCl2等）共热可脱水生成
30、腈，这是制等）共热可脱水生成腈，这是制 备腈的方法之一备腈的方法之一 + +H3O+ NH3 RCOOH + + RCOONH4RCONH2RCN H2O H2O H2O H2O 加热加热 C H 3 ( C H 2 ) 4 C N C H 3 ( C H 2 ) 4 C O N H 2 S O C l 2 第二节第二节 羧酸衍生物涉及碳负离子的反应羧酸衍生物涉及碳负离子的反应 及其在合成中的应用及其在合成中的应用 酯中的酯中的-氢显弱酸性，在醇钠作用下可与另氢显弱酸性，在醇钠作用下可与另 一分子酯发生类似于羟醛缩合的反应，生成一分子酯发生类似于羟醛缩合的反应，生成 -酮酸酯，称为酯缩合反应或
31、克莱森缩合反酮酸酯，称为酯缩合反应或克莱森缩合反 应（应（Claisen condensation） 2 H 3 O + C H 3 C O C 2 H 5 O C 2 H 5 O N a 1. 2. C 2 H 5 O H + C H 3 C C H 2 C O C 2 H 5 O O 一、酯缩合反应一、酯缩合反应 （1） 克莱森酯缩合反应克莱森酯缩合反应 CH3C O OC2H5 CH2C O OC2H5 CH3C O OC2H5+CH2C O OC2H5 CH2COC2H5 O C2H5O CH2COC2H5 O H 反应机理：反应机理： CH3C O OC2H5 CH2C O OC2H
32、5 CH3C O CH2C OC2H5 O -C2H5O CH3C O CH2C OC2H5 O +C2H5OCH3C O CHCOC2H5 O H3+O CH3C O CH2C OC2H5 O 只有一个只有一个-氢原子的酯采用一个很强的碱，氢原子的酯采用一个很强的碱， 如三苯甲基钠如三苯甲基钠 ，才能使反应顺利进行，才能使反应顺利进行 C Na (CH3)2CHC O OC2H52 1. Ph3C-Na+ 2. H3+O (CH3)2CHC O C CH3 CH3 C O OC2H5 （2） 交叉酯缩合反应交叉酯缩合反应 不同的具不同的具H H 的的酯进行酯缩合时，可能有四种酯进行酯缩合时，
33、可能有四种 产物，在合成上无意义产物，在合成上无意义 CH3COOC2H5 和和 CH3CH2COOC2H5 CH3CH2CCH2CO2C2H5 O CH3CH2CCHCO2C2H5 O CH3 CH3CCH2CO2C2H5 O CH3CCHCO2C2H5 O CH3 不具有不具有-氢的酯可以提供羰基，与具有氢的酯可以提供羰基，与具有-氢的酯氢的酯 进行酯缩合反应时，可得到较纯的产物。这种缩合进行酯缩合反应时，可得到较纯的产物。这种缩合 称为交叉酯缩合（称为交叉酯缩合（crossed ester condensation）。）。 C O O C H 2 C H 3 C O O C H 2 C
34、H 3 + C 6 H 5 C H 2 C O O C 2 H 5 C O O C H 2 C H 3 C O C H C O O C 2 H 5 C 6 H 5 1 ) C 2 H 5 O N a 2 ) H + N C O O C H 3 + C H 3 C H 2 C H 2 C O O E t N a H N C O C H C O O E t C H 2 C H 3 常见的无常见的无H的酯：的酯： 苯甲酸酯、甲酸酯、草酸酯和碳酸酯等苯甲酸酯、甲酸酯、草酸酯和碳酸酯等 C HC C O OC2H5 O OC2H5 C O O C2H5OOC2H5 C O C2H5OOC2H5 （1）
35、克莱森酯缩合反应克莱森酯缩合反应 （2） 交叉酯缩合反应交叉酯缩合反应 （3）狄克曼（）狄克曼（Dieckmann）酯缩合）酯缩合 主要用于制备五元和六元环状主要用于制备五元和六元环状-酮酸酯。酮酸酯。 OC2H5 C2H5O O O C2H5O C2H5OH O C O OC2H5 O O O CH2Ph （1） 克莱森酯缩合反应克莱森酯缩合反应 （2） 交叉酯缩合反应交叉酯缩合反应 （3）狄克曼（）狄克曼（Dieckmann）酯缩合）酯缩合 （4）酮与酯的缩合）酮与酯的缩合 酮与酯之间缩合或酮酸酯分子内进行缩合时，酮与酯之间缩合或酮酸酯分子内进行缩合时， 主要产物为主要产物为-二酮。这是由
36、于酮的二酮。这是由于酮的-氢酸性氢酸性 强于酯的强于酯的-氢，所以在碱催化下，酮提供氢，所以在碱催化下，酮提供-氢氢 形成碳负离子，与酯发生亲核加成形成碳负离子，与酯发生亲核加成-消除反应，消除反应， 生成生成-二酮二酮 CH3CCH3 O + CH3(CH2)4COOC2H5 1) NaH CH3(CH2)4CCH2CCH3 OO 2) H+ C O OC2H5+CH3C O C O CH2C O C2H5O C2H5OH 酯缩合反应是形成酯缩合反应是形成 C-C 键的重要反应，它可以键的重要反应，它可以 合成合成-酮酸酯、酮酸酯、1,3-二酮、二酮、1,3-二酯、环状化二酯、环状化 合物等
37、合物等 二、酯缩合反应在合成中的应用二、酯缩合反应在合成中的应用 O O CH3 O O CO2C2H5 CO2C2H5 CO2C2H5 CO2C2H5 C2H5O C2H5O O O + O C2H5O2C C2H5O2C O CO2C2H5 CO2C2H5 O O O O C2H5O2C CO2C2H5 三、乙酰乙酸乙酯及其在合成中的应三、乙酰乙酸乙酯及其在合成中的应 用用 CH3C O H2 CC O OC2H5 （1） 酮式酮式-烯醇式互变异构烯醇式互变异构 a. 能使溴的四氯化碳溶液褪色，使三氯化铁显色，与金能使溴的四氯化碳溶液褪色，使三氯化铁显色，与金 属钠反应放出氢气说明具有烯醇
38、（属钠反应放出氢气说明具有烯醇（ Enol）的结构）的结构 b. 与氢氰酸、亚硫酸氢钠加成，与羟胺、苯肼试剂与氢氰酸、亚硫酸氢钠加成，与羟胺、苯肼试剂 生成肟或腙生成肟或腙 说明具有酮的结构说明具有酮的结构 CH3C O H2 CC O OC2H5CH3C OH C H C O OC2H5 酮式酮式 92.5% 烯醇式烯醇式7.5% O C C H C O H H3COC2H5 CH3C O H2 CC O OC2H5 氢键稳定了烯醇式氢键稳定了烯醇式 CH3C O H2 CC O OC2H5CH3C OH C H C O OC2H5 酮式酮式-烯醇式互变异构现象在有机化学中普遍存在，烯醇式互
39、变异构现象在有机化学中普遍存在， 凡凡C=O键键-碳原子上具有氢的化合物都可能发生。碳原子上具有氢的化合物都可能发生。 烯醇式在平衡混合物中的含量，因化合物的结构不烯醇式在平衡混合物中的含量，因化合物的结构不 同而差别很大同而差别很大 0.00025 C H 3 C O C H 3 C H 3 C C H 2 O H 酮酮 式式 烯烯 醇醇 式式 烯醇式含量（烯醇式含量（%） pKa 0.00025 20 0.1 13 7.5 11 76.0 9 90.0 C2H5OCCH2COC2H5 OO OO CH3CCH2COC2H5 OO CH3CCH2CCH3 OO C6H5CCH2CCH3 CH
40、3CCH3 O CH2CCH3 OH OHO H5C2OCCHCOC2H5 OHO CH3CCHCOC2H5 OHO CH3CCHCCH3 OO C6H5CCH2CCH3 （1） 酮式酮式-烯醇式互变异构烯醇式互变异构 （2） 酮式分解和酸式分解酮式分解和酸式分解 CH3C O CH2COC2H5 O CH3C O CH2COC2H5 O 酮酮式式分分解解 酸酸式式分分解解 H CH3CCH3 O + CO2 1. NaOH CH3CCH2COC2H5 OO 2CH3COOH + C2H5OH 2. H C H 3 C C H 2 O C O C 2 H 5 O N a O H C H 3 C
41、 C H 2 O C O N a O （1） 酮式酮式-烯醇式互变异构烯醇式互变异构 （2） 酮式分解和酸式分解酮式分解和酸式分解 （3） 在合成中的应用在合成中的应用 乙酰乙酸乙酯分子中亚甲基上的氢，呈明显乙酰乙酸乙酯分子中亚甲基上的氢，呈明显 酸性，这是由于它在强碱（如酸性，这是由于它在强碱（如RONa、NaH 等）作用下其形成的碳负离子中的负电荷可等）作用下其形成的碳负离子中的负电荷可 离域到两个羰基氧原子上，使其趋向稳定离域到两个羰基氧原子上，使其趋向稳定 CH3C O H2 CC O OC2H5 C2H5O/C2H5OH CH3C O H CC O OC2H5CH3C O C H C
42、 O OC2H5 负碳离子具有亲核性，可以和卤代烃或酰负碳离子具有亲核性，可以和卤代烃或酰 卤发生亲核取代反应，但是一般用卤发生亲核取代反应，但是一般用1 或或2 卤代烃卤代烃 CH3C O H2 CC O OC2H5 C2H5O CH3C O H CC O OC2H5 C2H5OH CH3C O H CC O OC2H5RX+ CH3C O H CC O OC2H5 R CH3C O CH2 R 1.H2O,OH- 2.H3+O CH3C O CC O OC2H5 R C2H5O- C2H5OH RX 1. H2O, OH- 2. H3+O CH3C O CH R R 经乙酰乙酸乙酯合成：经
43、乙酰乙酸乙酯合成： 分析分析：(1) 产物为甲基酮，合成时一定要经过酮式分解。产物为甲基酮，合成时一定要经过酮式分解。 (2) 将目标产物的结构与丙酮进行比较，确定引将目标产物的结构与丙酮进行比较，确定引 入基团。入基团。 (3) 最后确定合成路线。最后确定合成路线。 注意：注意：当引入基团不同时，通常是先引入活性较高和当引入基团不同时，通常是先引入活性较高和 体积较大的基团体积较大的基团 CH3CCHCH2ph O CH2CH3 C H 3 C C H 2 C O O C 2 H 5 O 1 . E t O N a , E t O H 2 . C l C H 2 P h C H 3 C C
44、H C O O C 2 H 5 O C H 2 P h 1 . E t O N a , E t O H 2 . C H 3 C H 2 C l C H 3 C C C O O C 2 H 5 O C H 2 P h C H 2 C H 3 1 . H 2 O , O H - 2 . H 3 + O C H 3 C C H C H 2 P h O C H 2 C H 3 C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C C H 3 O O C H 3 C C H 2 C O O C 2 H 5 O 2 + B r C H 2 C H 2 B r CH3CCH2CCH2CH3 O
45、O C H 3 C C H 2 C O O C 2 H 5 O N aH C H 3 C C H C O O C 2 H 5 O C H 3 C C H C O O C 2 H 5 O + C H 3 C C H C O O C 2 H 5 O C C H 2 C H 3 O 1 . H 2 O , O H - 2 . H 3 + O , h e a t T M C H 3 C H 2 C O C l 练习 四、四、 丙二酸二乙酯及其在合成中的应用丙二酸二乙酯及其在合成中的应用 H 2 C C O O C 2 H 5 C O O C 2 H 5 丙二酸二乙酯分子中亚甲基上的氢也呈丙二酸二乙酯分
46、子中亚甲基上的氢也呈 酸性（酸性（pKa13），在碱作用下形成碳），在碱作用下形成碳 负离子，可与卤代烷发生亲核取代反应负离子，可与卤代烷发生亲核取代反应 1. H2O,OH- 2. H3+O,heat 1.EtONa EtOH 2.RX 1. H2O,OH- 2. H3+O,heat R X C H C O O C 2 H 5 C O O C 2 H 5 R H 2 C C O O C 2 H 5 C O O C 2 H 5 E t O N a H C C O O C 2 H 5 C O O C 2 H 5 H 2 C R C O O H C H C R R O O H C C O O C
47、2 H 5 C O O C 2 H 5 R R CH3CH2CH2COOH H2C COOC2H5 COOC2H5 1. EtONa/EtOH 2. CH3CH2Br CH COOC2H5 COOC2H5 H3CH2C 1. H2O,OH- 2. H3+O TM CH2CH2COOH CH2CH2COOH H2C COOC2H5 COOC2H5 EtONa/EtOHBrCH2CH2Br 2 CH2CH(COOC2H5)2 CH2CH(COOC2H5)2 1. H2O,OH- 2. H3+O, heat TM COOH H2C COOC2H5 COOC2H5 EtONa/EtOHBrCH2CH2CH2Br COOC2H5 COOC2H5 1. H2O,OH- 2. H3+O, heat TM 思考题：如何合成下列化合物？思考题：如何合成下列化合物？ COOH COOHHOOC (1) (2) 五、麦克尔加成（五、麦克尔加成（Micheal addition) CH2(COOC2H5)2+ H2C CHCCH3 O C2H5ONa C2H5OH CH2CH2CCH3 O CH(COOC2H5)2 一个亲核的碳负离子与一个亲电的共轭体一个亲核的碳负离子与一个亲电的共轭体 系（系（，不饱和化合物不饱和化合物)进行
