医用有机化学第章羧酸及衍生物.ppt

,药学院化学教研室,有机化学,分类,一元羧酸,二元羧酸,脂肪族羧酸,饱和羧酸,CH,2,COOH,HOOC-COOH,乙酸（,醋酸,）,乙二酸（,草酸,）,不饱和羧酸,CH,2,=CH-COOH,HOOCCH=CHCOOH,丙烯酸,丁烯二酸,脂环族羧酸,环已基甲酸,1,2-,环戊基二甲酸,芳香族羧酸,苯甲酸,邻苯二甲酸,1.羧酸的分类和命名,（1）简单羧酸,（,可用希腊字母,标位）,命名,（,与醛相似,）,2,3-二甲基戊酸,(,-二甲基戊酸),5-甲基-4-乙基己酸,(-甲基-乙基己酸),（2）不饱和羧酸,2-甲基-3-戊烯酸,（3）脂肪族二元酸或多元酸：,主链含两羧基，称“某二酸”。,3-羧基-3-羟基戊二酸,(柠檬酸),（4）,脂环族和芳香族羧酸：环作为取代基,1,2-环戊基二甲酸,邻苯二甲酸,（5）俗名：,一般据最初来源,HCOOH,甲酸,（,蚁酸,）,3-,苯基丙烯酸,2.羧酸的结构,羧基碳,sp,2,杂化，,平面结构,，键角约,120,形成,p-,共轭体系,，氧的电子云移向羰基，使,O-H,极性增大，,弱酸性,电子云平均化，降低羰基,C,的正电性，,失去典型羰基性质,，不利亲核加成,9.1.2 羧酸的物理性质,2、沸点：,羧酸,醇、酚,醛、酮,烷、醚,（相对分子质量相近）,原因：,羧酸分子间以,两个氢键形成双分子缔合体,，,比醇分子间氢键更稳定。,1、水溶性：(了解）,低级脂肪酸,易溶于水，,芳香羧酸,不溶于水,四、羧酸的化学性质（P218),1.羧酸的酸性,p-,共轭体系，氧的电子云移向羰基，使,O-H,极性增大，,酸性,形成的负离子由于共轭体系，使负电荷分散而稳定，,反应向右,进行,多数的羧酸是,弱酸,，,p,K,a,约为4-5,酸性：,无机强酸,羧酸,碳酸,酚,H,2,O,醇,影响羧酸酸性的因素,与羧基直接或间接的原子团对酸性的影响,:,酸性：a,b,c,d,练习：比较下列化合物的酸性大小,1、,二元羧酸酸性增强，-COOH是吸电子基，,酸性,酸性：,c,b,a,d,2、,3、,两个羧基间的,距离越近,，羧基吸电子的诱导效应影响越大，,酸性越强,。,（4）,酸性,（,重要,，,补充,）,强吸,弱吸,弱斥,强斥,共,轭,+,诱,导,2.羧基中的羟基被取代的反应,酰基,羧酸中的羟基可以被其它原子或原子团取代，生成,羧酸衍生物,。羧酸分子中去掉羧基上的羟基后，余下的原子团叫做,酰基。,（1）形成酰卤的反应,用,SOCl,2,制备酰卤，,副产物都是气体,，便于处理及提纯。,羧酸与,PCl,3,，,PCl,5,，,SOCl,2,等,卤化剂作用，羧基中的羟基被卤原子取代，生成酰卤。,（2）形成酸酐的反应,一元羧酸与,脱水剂（,P,2,O,5,）,共热生成,酸酐,邻苯二甲酸酐,丁二酸酐,具有五元或六元的环状酸酐，可由二元酸受热,分子内脱水,而得，可不加脱水剂,（3）酯化反应,羧酸与醇,脱水,生成酯的反应叫做,酯化,反应，该反应是,可逆,的，逆反应为,酯的水解。,反应速率很慢，需用,硫酸作催化剂,18,18,羧酸一般发生,酰氧键,断裂，证明：,同位素跟踪实验,提高产率：,移走酯或水；,增加一种反应物,反应机理和反应活性,（,不作要求,）,羧酸与,氨或胺,作用形成,羧酸的铵盐,。,将固体的羧酸铵加热，分子内失去一分子水生成,酰胺,。,（4）形成酰胺的反应,反应可逆,，蒸出产生的水，可提高酰胺的产率,3.脱羧反应,脱羧反应：,羧酸分子中脱去羧基并放出,CO,2,的反应。,ACH,2,COOH,ACH,3,+,CO,2,一元羧酸很难直接脱羧，,若,-C,上连有,强吸电子基，,即,A=,（,-COOH,，,-CN,，,-C=O,，,-NO,2,，,-X,）,时，,加热即可脱羧,；,芳香羧酸的脱羧反应较脂肪族容易（,不作要求,）,Cl,3,CCOOH,CHCl,3,+,CO,2,50,生物体内的脱羧反应在,脱羧酶,的催化下进行,CH,2,=CH,-CH,2,-CH,2,OH,CH,2,=CH,-CH,2,-COOH,LiAlH,4,4.羧酸还原反应,LiAlH,4,：,把羧基还原成羟基,，不还原双键。,NaBH,4,：不能使羧基还原,，不还原双键,。,H,2,/Pt,：不还原羧基，还原双键。,CH,3,CH,2,CH,2,COOH,CH,2,=CH,-CH,2,-COOH,H,2,/Pt,5.脂肪酸-H的卤代反应,羧基能活化-H,，其致活作用比羰基小得多。-H卤代反应较慢，需,三卤化磷,或,红磷,等催化。,-,卤代酸,是重要的合成中间体,可合成,-,羟基酸、,-,氨基酸等,多种,-,取代酸,（,反应式不作要求,）,6.脂肪酸的-氧化反应,（,不作要求,）,7.二元羧酸的受热反应,二元酸受热时，随,两个羧基间距不同,而发生,不同的反应,（1）乙二酸和丙二酸：,脱羧生成一元羧酸,（2）丁二酸和戊二酸：,脱水成环酐,丁二酸酐,戊二酸酐,邻苯二甲酸酐,（3）己二酸和庚二酸：,脱水脱羧成环酮,更长碳链的二元羧酸,：,分子间脱水成聚酸酐,9.2 羧酸衍生物,羧酸衍生物,：羧基中的羟基被其它原子团取代；,共同点,：均含有酰基。,1.羧酸衍生物的结构,L,=X,RO-,RCOO-,-NH,2,(-NHR,-NR,2,),9.2.1羧酸衍生物的结构和命名,1、酰卤：,“某酰卤”,乙酰氯,丙烯酰氯,草酰氯,苯甲酰溴,2.羧酸衍生物的命名,2、酸酐：,“,某（酸）酐,”,或,“,某某（酸）酐,”。,乙（酸）酐,乙丙（酸）酐,邻苯二甲（酸）酐,3、酯：,“,某酸某酯,”,乙酸甲酯,乙二酸氢乙酯,（,酸性酯,）,苯甲酸苄酯,（,苯甲酸苯甲酯,）,乙二酸甲乙酯,（,中性酯,）,乙酸乙烯酯,塑化剂主要是邻苯二甲酸酯，邻苯二甲酸二,2,乙基己酯,塑化剂（了解）,乙酰胺,N-苯基乙酰胺（,乙酰苯胺,）,连在N上的基团用“N”标出。,苯甲酰胺,4、酰胺：,“,某酰胺,”,N,N 二甲基甲酰胺,若同一个氮原子上连有两个酰基时，则称为“,酰亚胺,”。,丁二酰亚胺,邻苯二甲酰亚胺,9.2.2 羧酸衍生物的物理性质(了解）,1、低级酯,具有香味,2、沸点（bp)：,酰卤、酸酐和酯,酸酐,酯,酰胺,1、水解,一产物,是,羧酸,；,另一产物,：,酰卤,生成,卤化氢,，,酸酐,生成另一分 子,羧酸,，,酯,得到,醇，,酰胺,得到,氨,。,酯的酸性水解是酯化的逆反应。,2、醇解,羧酸衍生物的醇解与水解相似，但产物为,酯,：,酯的醇解，称,酯交换反应,在有机合成中，常用低级醇的酯通过酯交换反应 来,制备高级醇的酯,3、氨解,与,氨,（或,胺,）发生氨解产物是,酰胺,；都,可不加催化剂。,酰胺的氨解反应是比较困难,羧酸衍生物的水解、醇解和氨解可以看成,H,2,O,、,ROH,和,NH,3,分子中的,H,被,酰基取代,的反应。,引入酰基的反应称为,酰化反应,，能提供酰基称,酰化剂,酰卤和酸酐是常用的酰化剂,酰化反应,酰化活性,：,酰卤,酸酐,酯,酰胺,酰化反应,4、羧酸衍生物亲核取代反应机理,亲核取代反应,不是S,N,1，S,N,2，而是,亲核加成消除机理,活性由,亲核加成活性,和,消去活性,共同决定的。,活性,：,酰卤,酸酐,酯,酰胺（为什么？）,亲核,加成活性：,羰基,C,上的正电荷越多，空间位阻越小，越易反应,共轭和诱导冲突时，共轭,诱导（除卤素）,活性,：,酰卤,酸酐,酯,酰胺,消去活性：,（,不作要求,）（,p231),碱性越小，越易离去；碱性顺序：,NH,2,-,RO,-,RCOO,-,Cl,-,，,离去能力是,Cl,-,RCOO,-,RO,-,NH,2,-,原因：,亲核取代的活性,