ch-8羧酸取代羧酸

1、1第八章第八章羧酸及取代羧酸羧酸及取代羧酸2羧酸是一類具有酸性的有機化合物，羧基是羧酸的羧酸是一類具有酸性的有機化合物，羧基是羧酸的官能團。官能團。通式通式 :RCOOH CHCOOHCH3COOHOCOCH3(CH3)2CHCH2布洛芬（芬必得） 阿司匹林羧酸分子中烴基上的氫被其他原子或基團取代羧酸分子中烴基上的氫被其他原子或基團取代后的化合物，稱為后的化合物，稱為取代取代羧酸。羧酸。RCHCOOHRCCOOHXOHONH2RCHCOOHRCHCOOH3按烴基的種類按烴基的種類 飽和羧酸飽和羧酸 脂肪羧酸脂肪羧酸 不飽和羧酸不飽和羧酸羧酸羧酸 脂環(huán)羧酸脂環(huán)羧酸 芳香羧酸芳香羧酸按羧基的數(shù)目按

2、羧基的數(shù)目 一元酸，二元酸，多元酸一元酸，二元酸，多元酸第一節(jié)第一節(jié) 羧酸的分類和命名羧酸的分類和命名 p4804C15H31COOH 軟脂酸軟脂酸 C17H35COOH 硬脂酸硬脂酸 許多羧酸最初來自天然產(chǎn)物，因此常采用許多羧酸最初來自天然產(chǎn)物，因此常采用 俗名俗名來命名。來命名。HCOOH CH3COOH C6H5COOH HOOCCOOH (Z)-HOOCCH=CHCOOH 順順-丁烯二酸丁烯二酸 馬來酸馬來酸(E)-HOOCCH=CHCOOH 反反-丁烯二酸丁烯二酸 富馬酸富馬酸蟻酸蟻酸 醋酸醋酸 安息香酸安息香酸 草酸草酸一一 命名命名5羧酸的系統(tǒng)命名法與醛相似。羧酸的系統(tǒng)命名法與醛

3、相似。 羧酸習慣上常用希臘字母標位，與羧基直接相羧酸習慣上常用希臘字母標位，與羧基直接相連的碳原子為連的碳原子為 ，其余依次為，其余依次為 、 、 、 (末端末端) 等。等。CH3CH2CHCHCOOHCH3CH3CH2CHCHCHCOOHCH3CHCHCHCOOHCH3HOOCCH2CCOOHOHCH2COOH2,3-二甲基戊酸二甲基戊酸 或或 , -二甲基戊酸二甲基戊酸2-甲基甲基-3-戊烯酸戊烯酸3-羧基羧基-3-羥基羥基戊二酸（戊二酸（檸檬酸檸檬酸）2,4-戊二烯酸戊二烯酸6CH2COOHCHCHCOOH3-苯基丙烯酸苯基丙烯酸（肉桂酸）（肉桂酸） COOHCOOHCH2COOHCOO

4、HCOOHCOOH脂環(huán)族和芳香族羧酸命名：把脂環(huán)和芳環(huán)看作脂環(huán)族和芳香族羧酸命名：把脂環(huán)和芳環(huán)看作取代基，以脂肪族羧酸作為母體進行命名。取代基，以脂肪族羧酸作為母體進行命名。(2-)環(huán)己基乙酸環(huán)己基乙酸1,2-環(huán)己基二甲酸環(huán)己基二甲酸 苯甲酸苯甲酸鄰苯二甲酸鄰苯二甲酸 (1,2-苯基二甲酸苯基二甲酸) -萘乙酸萘乙酸7CH3(CH2)4 CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3CO2H158111420二十二十 四烯酸四烯酸5,8,11,14-(花生四烯酸花生四烯酸)D D5,8,11,14二十二十碳碳四烯酸四烯酸10C的不飽和酸在碳數(shù)后加的不飽和酸在碳數(shù)后加“碳

5、碳”字字碳碳8 1. 分子中有兩個部位可形成分子中有兩個部位可形成H-鍵，常以二聚體存在鍵，常以二聚體存在 1） b.p很高（比很高（比M相近的醇高）相近的醇高） 例：例： M甲酸甲酸 = M乙醇乙醇， b.p 100.7 78.5 2） 與水形成與水形成H-鍵鍵=易溶于水易溶于水 C1C4 的酸與水混溶，的酸與水混溶，R增大，水溶性增大，水溶性 CROO HC ROOH二二 物理性質物理性質 p4819 -活潑活潑H的反應的反應酸性酸性羰基的親核加成，羰基的親核加成，然后再消除（表然后再消除（表現(xiàn)為羥基的取代）現(xiàn)為羥基的取代）羰基的親核羰基的親核加成，還原加成，還原R C C O HOH脫羧

6、脫羧化學性質化學性質10第二節(jié)第二節(jié) 酸性酸性 p483 羧酸一般都屬于羧酸一般都屬于弱酸弱酸，比碳酸和苯酚的酸性強。羧，比碳酸和苯酚的酸性強。羧酸能分解碳酸氫鈉，放出二氧化碳，而酚不能。利酸能分解碳酸氫鈉，放出二氧化碳，而酚不能。利用此性質可以區(qū)別羧酸與酚類。用此性質可以區(qū)別羧酸與酚類。酸性強弱酸性強弱：無機酸無機酸 羧酸羧酸 H2CO3 酚酚 H2O 醇醇 RCOOH + NaHCO3RCOONa+CO2H2O+分子量大的羧酸難溶于水，但其鉀鹽或鈉鹽則易溶分子量大的羧酸難溶于水，但其鉀鹽或鈉鹽則易溶于水。醫(yī)藥上常將含羧基而難溶于水的藥物制成易于水。醫(yī)藥上常將含羧基而難溶于水的藥物制成易溶于

7、水的鹽，如將青霉素溶于水的鹽，如將青霉素G制成鉀鹽或鈉鹽供注射用。制成鉀鹽或鈉鹽供注射用。11取代基對羧酸酸性的影響取代基對羧酸酸性的影響電子效應對酸性的影響電子效應對酸性的影響共軛效應共軛效應場效應場效應p484吸電子取代基使酸性增大，吸電子取代基使酸性增大，給電子取代基使酸性減少給電子取代基使酸性減少X= OH OCH3 CH3 H Cl NO2 pKa 4.57 4.47 4.38 4.20 3.97 3.42COOHXHCOOHClCOOHpKa=6.04pKa=6.25HCOOH H3CCOHOCH2COHOClpKa3.774.742.86Cl2CHCOOH Cl3CCOOH1.2

8、6 0.64Cl的的-I效應效應使酸性使酸性增強增強, Cl的的場效應場效應使酸性使酸性減弱減弱 12取代基具有取代基具有給給電子共軛效應時，酸性強弱順序為：電子共軛效應時，酸性強弱順序為： 鄰鄰 間間 對對取代基具有取代基具有吸吸電子共軛效應時，酸性強弱順序為：電子共軛效應時，酸性強弱順序為： 鄰鄰 對對 間間芳香羧酸的情況分析芳香羧酸的情況分析OHOOH空間效應空間效應（利于（利于H+離解的空間結構酸性強，不離解的空間結構酸性強，不利于利于H+離解的空間結構酸性弱）離解的空間結構酸性弱）分子內(nèi)的氫鍵分子內(nèi)的氫鍵也能使羧酸的酸性增強。也能使羧酸的酸性增強。鄰位效應：鄰位效應：當取代基處于鄰位

9、時，無論這個取代基當取代基處于鄰位時，無論這個取代基是吸電子基還是供電子基是吸電子基還是供電子基(NH2除外除外)，都將使酸性，都將使酸性增強，即鄰位取代苯甲酸的酸性大于對位、間位取增強，即鄰位取代苯甲酸的酸性大于對位、間位取代苯甲酸，也大于苯甲酸。代苯甲酸，也大于苯甲酸。13具體分析：具體分析： 鄰鄰 位（誘導、共軛、場、氫鍵效位（誘導、共軛、場、氫鍵效 應、空間效應均要考慮。）應、空間效應均要考慮。） 對對 位（誘導很小、共軛為主。）位（誘導很小、共軛為主。） 間間 位（誘導為主、共軛很小。）位（誘導為主、共軛很小。） OHOOHOHCOOHOHCOOHpka : 2.98 4.08 4.

10、57O2NCOOHCOOHCOOHCOOHNO2NO2pKa2.213.423.494.2014第三節(jié)第三節(jié) 羧酸的化學性質羧酸的化學性質一、與堿的反應及羧酸鹽一、與堿的反應及羧酸鹽 p486RCOOH + NaHCO3 RCOO-Na+ + CO2 + H2OArONa + CO2 + H2O ArOH + NaHCO3 酚不能和碳酸氫鈉反應酚不能和碳酸氫鈉反應羧酸鹽有無機鹽的性質，羧酸根負離子具有羧酸鹽有無機鹽的性質，羧酸根負離子具有親核性，可與鹵代烴反應生成羧酸酯。親核性，可與鹵代烴反應生成羧酸酯。C2H5CH2Cl+ CH3COONaCH3COOHC2H5CH2OOCCH3親水基團親水

11、基團疏水基團疏水基團15二、羰基的反應二、羰基的反應 p488羧酸中的羰基沒有醛、酮中的活潑。羧酸中的羰基沒有醛、酮中的活潑。羰基受親核試劑進攻發(fā)生加成羰基受親核試劑進攻發(fā)生加成-消去反應消去反應產(chǎn)物：碳氧鍵斷裂，羥基被其他基團取代產(chǎn)物：碳氧鍵斷裂，羥基被其他基團取代羧基中羥基被取代的反應羧基中羥基被取代的反應PCl3PCl5 POCl3 + HClSOCl2SO2 + HClH3PO3回回流流COHORCORO CP2O5CORNH2H NH2H ORCOROR+ H2OH+COROH +ORRCOCl +RCOCl +RCOCl +回回流流回回流流16+ HORH+ H2OCOOHRCOO

12、RR反應慢，反應慢，H 催化催化(常用的催化劑有常用的催化劑有鹽酸鹽酸 、硫酸、苯磺酸硫酸、苯磺酸) ；可逆，難進行完全。；可逆，難進行完全。+使反應進行到底：使反應進行到底：反應物之一過量反應物之一過量除去產(chǎn)物之一（常是除去產(chǎn)物之一（常是H2O）使平衡向左移動。）使平衡向左移動。例例如除水，乙酸乙酯、乙酸、水可形成三元恒沸物如除水，乙酸乙酯、乙酸、水可形成三元恒沸物 bp 70.4。1 成酯成酯例：例：OO83%OOHCH3+CH2HCH2CH3HHOCH2H+ (TsOH)苯苯, ref. (-H2O)17 在藥物合成中常利用酯化反應將藥物轉變?yōu)榍八幵谒幬锖铣芍谐＠悯セ磻獙⑺幬镛D變?yōu)榍?/p>

13、藥(prodrug)，以改變藥物的生物利用度、穩(wěn)定性等。，以改變藥物的生物利用度、穩(wěn)定性等。 賽他洛爾（賽他洛爾（cetarnolol）為）為 -腎上腺能阻斷劑，腎上腺能阻斷劑，可治療可治療 青光眼和降低眼壓，由于極性強和脂溶性差，青光眼和降低眼壓，由于極性強和脂溶性差，難于透過角膜。丁酰賽他洛爾的脂溶性增高，制成難于透過角膜。丁酰賽他洛爾的脂溶性增高，制成的滴眼劑透過角膜的能力增加了的滴眼劑透過角膜的能力增加了4-6倍，進入眼球倍，進入眼球后，經(jīng)酶水解再生成賽他洛爾而起效。后，經(jīng)酶水解再生成賽他洛爾而起效。ONNNSONOHHONNNSONOCOC3H7H賽他洛爾丁酰賽他洛爾18如何脫水：如

14、何脫水：a. R C OHO+ H O R+ H2OR C ORO+ HO RR C OOHb.+ H2OR C ORO兩種可能說明醋酸與乙醇的反應是按說明醋酸與乙醇的反應是按a式式進行的進行的實驗事實實驗事實1. 同同位位素素標標記記: :H3C C OHO+ H18O EtH3C C18OEtO+ H2O2. 旋旋光光標標記記: : CH3C OHO+H O CCH3(CH2)5CH3H* *C O CCH3(CH2)5CH3HCH3O+ H2O* *19RYOORYNuRNuO+YNuOHRYHNu-YHRNuOHRNuO-H+H酯化反應的機理酯化反應的機理 p488*1 加成加成消除機

15、制消除機制RYORYOHOHRYNuHHNuHOHRYNu-H歷程：歷程：201oROH，2oROH酯化時按加成酯化時按加成消除機制進行消除機制進行。 酸和醇的體積酸和醇的體積(空間因素空間因素)對酯化反應速率影響很大。對酯化反應速率影響很大。與CH3OH反應CH3COOH CH3CH2COOH (CH3)2CHCOOH (CH3)3CCOOH相對速率 1 0.84 0.33 0.037酯化反應的活性順序為：酯化反應的活性順序為：醇：醇： CH3OHRCH2OHR2CHOH羧酸：羧酸： HCOOHCH3COOHRCH2COOH R2CHCOOHR3CCOOH21 3oROH按此反應機制進行酯化

16、。按此反應機制進行酯化。 由于由于R3C+易與堿性較強的水結合，不易與羧酸易與堿性較強的水結合，不易與羧酸結合，故逆向反應比正向反應易進行。所以結合，故逆向反應比正向反應易進行。所以3oROH的酯化反應產(chǎn)率很低。的酯化反應產(chǎn)率很低。*2 碳正離子機制碳正離子機制(CH3)3C-OHH+(CH3)3COH2+-H2O(CH3)3C+O=C-ROH屬于屬于SN1機制機制OR-C-OC(CH3)3+OHR-C-OC(CH3)3-H+按按SN1機制進機制進行反應，是烷行反應，是烷氧鍵斷裂氧鍵斷裂該反應機制也該反應機制也從同位素方法從同位素方法中得到了證明。中得到了證明。OCH3C-OH+ (CH3)3

17、COHOCH3C-OC(CH3)3+ H2O181822僅有少量空阻大的羧酸按此反應機理進行。僅有少量空阻大的羧酸按此反應機理進行。*3 ?；x子機制?；x子機制(了解）了解）CH3CH3CH3C-OHOCH3CH3CH3C-OH2O+CH3CH3CH3C-OCH3OCH3CH3CH3C-OCH3O+HCH3CH3CH3CO+CH3CH3CH3CO+H2SO4(濃濃)-H+屬于屬于SN1機制。機制。78%232 成酰鹵成酰鹵 p489PCl3PCl5 POCl3 + HClSOCl2SO2 + HClH3PO3回回流流COROH+COClR+歷程：歷程： CO+ SOCl2OSOCl+ H

18、Cl+ SO2CROHCORClRO-HClPCl3適于制備低適于制備低b.p.酰氯酰氯; PCl5適于制備高適于制備高b.p.酰氯酰氯; 用用SOCl2制備酰氯，產(chǎn)物除酰氯外，都是氣體，容制備酰氯，產(chǎn)物除酰氯外，都是氣體，容易提純，但所制酰氯與易提純，但所制酰氯與SOCl2的的b.p.不應相近。不應相近。243 成酰胺成酰胺CH3CH2CH2COOH + NH3CH3CH2CH2COO- +NH425oC反應是可逆的反應是可逆的,加熱加熱/脫水有利于正反應脫水有利于正反應,為使正反應順為使正反應順利進行利進行,常采用苯、甲苯帶水的方式除去產(chǎn)生的水。常采用苯、甲苯帶水的方式除去產(chǎn)生的水。R-C

19、-O-NH4+OORC-NH2室溫室溫-H2OORC-OH + NH3P2O5RC N + H2O185oCCH3CH2CH2CONH2+ H2O應用實例：尼龍應用實例：尼龍66的合成的合成nHO2C(CH2)4COOH + nH2N(CH2)6NH2270oC 1MPa+ nH2OnC(CH2)4CNH(CH2)6NHOO25反應機制（自學）反應機制（自學）R-C-O-NH4+OORC-OH + NH3R-C-OHO-NH3+R-C-OH2O-NH2+-H2OORC-NH2R-C=N-HOH-H2ORC N 互變互變異構異構親核加成親核加成質子轉移質子轉移 羧酸失水生成酸酐。條件：加熱、脫水

20、劑。羧酸失水生成酸酐。條件：加熱、脫水劑。脫水劑主要有乙酰氯、乙酸酐、五氧化二磷等脫水劑主要有乙酰氯、乙酸酐、五氧化二磷等 4 成酸酐成酸酐OROHOROOR+ H2OP2O5226混合酸酐的制備混合酸酐的制備:RCOCl + NaOOCRRCOOCORSN2OOOOROOROOHOROH2+2某些二元酸，只需加熱即可生成五元環(huán)或六元某些二元酸，只需加熱即可生成五元環(huán)或六元環(huán)的酸酐。環(huán)的酸酐。COOHCOOHCCOOOCOOHCOOHCCOOO275 還原反應還原反應 p490C6H5COOHLiAlH4C6H5CH2OHCH2CHCH2COOHLiAlH4CH2CHCH2CH2OHCH2CH

21、CH2COOHB2H6CH2CHCH2COOHH2, PtCH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2COOH羧酸能用羧酸能用LiAlH4和和B2H6還原還原還原還原還原還原還原還原還原還原還原還原還原還原還原還原還原還原不還原不還原不還原不還原不還原不還原不還原不還原CCCOOH 催化氫化催化氫化LiAlH4NaBH4 B2H6CO28三、脫羧反應三、脫羧反應 p4911 羧酸的脫羧反應羧酸的脫羧反應羧酸分子中羧基脫去二氧化碳的反應稱為脫羧反羧酸分子中羧基脫去二氧化碳的反應稱為脫羧反應。一般脂肪酸難以脫羧，當兩個吸電子基團在應。一般脂肪酸難以脫羧，當兩個吸電子基團在同一碳上，易加熱脫羧。同

22、一碳上，易加熱脫羧。Y= R-CO-, HOCO-, -CN, -NO2, -ArCH2COOHYY-CH3+ CO2加熱加熱()-C上有強吸電子基的羧酸不穩(wěn)定，易脫羧：上有強吸電子基的羧酸不穩(wěn)定，易脫羧：HOOC CH2COOHC CH2COOHCl3C COOHCH3OC CH3CH3OCH3COOH + CO2+ CO2CHCl3 + CO229ORCCH3互變異構互變異構*環(huán)環(huán) 狀狀 過過 渡渡 態(tài)態(tài) 機機 理理 (了解了解)OHOCH2CCORORCCH2COHO CH2RCOH-CO22 生物脫羧（自學）生物脫羧（自學）3 羧酸鹽的脫羧反應羧酸鹽的脫羧反應 （p492）脂肪酸不易脫

23、羧，成鹽后可以進行脫羧。脂肪酸不易脫羧，成鹽后可以進行脫羧。 （1） 漢斯蒂克（漢斯蒂克（ Hunsdiecker ）反應）反應純的干燥的羧酸銀鹽在四氯化碳中與溴一起加純的干燥的羧酸銀鹽在四氯化碳中與溴一起加熱，可以放出二氧化碳生成熱，可以放出二氧化碳生成溴代烴溴代烴。30+ CO2+ AgBrCH3CH2CH2CO2HAg2OBr2無水CH3CH2CH2CO2AgCCl4DCH3CH2CH2Br(一級溴代烷較好)例例OCH3OHCH3OOCH3OHCH3OCOOHBrAg2OBr2RCOOAg Br2+AgBrRCOOBrRCOOBr.+.R CO2 +.Br+.RBr CO2+自由基機理自

24、由基機理(了解了解)31COOHCH3+Pb(OAc)4LiClClCH3ClCH3*（2）科西（）科西（Kochi）反應）反應自由基機理（可制備自由基機理（可制備1 、2 、3 RCl；制備仲、叔氯制備仲、叔氯代烴較好）代烴較好）+ CO2RCO2HR-ClPb(OAc)4LiCl（3）Kolbe電解法電解法羧酸鹽電解制備高級烷烴羧酸鹽電解制備高級烷烴自由基機理自由基機理2 CH3(CH2)12COOHCH3(CH2)24CH3電解32四、四、 -鹵代反應鹵代反應 p493羧酸分子中羧酸分子中 -碳上的氫，受到鄰位羧基的影響碳上的氫，受到鄰位羧基的影響變得活潑，能被鹵素取代，這種情況和醛酮變

25、得活潑，能被鹵素取代，這種情況和醛酮 -氫一樣。但羧酸氫一樣。但羧酸 -氫的鹵代需氫的鹵代需三鹵化磷或紅磷三鹵化磷或紅磷等的催化。等的催化。CH3COOH + Cl2PClCH2COOHClCH2COOH + Cl2PCl2CHCOOHCl2CHCOOH + Cl2PCl3CCOOH一一氯氯乙乙酸酸二二氯氯乙乙酸酸三三氯氯乙乙酸酸33催化劑的作用是將羧酸轉化為催化劑的作用是將羧酸轉化為酰鹵，酰鹵的酰鹵，酰鹵的-H具有較高的具有較高的活性而易于轉變?yōu)橄┐际?，從活性而易于轉變?yōu)橄┐际剑瑥亩果u化反應發(fā)生。所以用而使鹵化反應發(fā)生。所以用10%30%的乙酰氯或乙酸酐的乙酰氯或乙酸酐同樣可以起催化作用。

26、同樣可以起催化作用。 反應機理反應機理RCH2COOHPBr3RCH2CBrORCH-CBrBr+OH+ Br -HBrRCH-CBrBrORCHCOOH + RCH2CBrBrORCH2COOH控制鹵素用量可得一元或控制鹵素用量可得一元或多元鹵代酸。碘代酸由多元鹵代酸。碘代酸由-氯（或溴）代酸與氯（或溴）代酸與KI反應反應來制備。來制備。互變異構互變異構這步反應這步反應不會逆轉不會逆轉RCH=CBrOHBr-Br34當反應中紅磷或三鹵化磷用量發(fā)生改變將會當反應中紅磷或三鹵化磷用量發(fā)生改變將會得到不同產(chǎn)物，見得到不同產(chǎn)物，見 問題問題147.R-CH-COOHBrR-CH-COOHR-CH-C

27、OOHR-CH-COOHR-CH(COOH)2NaOHH2OH+NH3 NaHCO3 NaCNOHNH2CNH3O+ -鹵代酸很活潑，常用來制備鹵代酸很活潑，常用來制備 -羥基酸和羥基酸和 -氨氨基酸、丙二酸等?；?、丙二酸等。35五、二元羧酸的酸性和熱分解反應五、二元羧酸的酸性和熱分解反應 p4941 酸性酸性二元酸具有兩個羧基，故有二元酸具有兩個羧基，故有Ka1和和Ka2兩個解離常數(shù)，兩個解離常數(shù)，羧基是吸電子基，羧基是吸電子基， Ka1比較大（見表比較大（見表14-3） 。2 熱分解反應熱分解反應二元羧酸受熱時，隨著兩個羧基間距離二元羧酸受熱時，隨著兩個羧基間距離不同而發(fā)生不同的反應。不

28、同而發(fā)生不同的反應。兩個羧基直接相連或只間隔一個碳原子，受熱發(fā)生兩個羧基直接相連或只間隔一個碳原子，受熱發(fā)生脫羧反應，生成脫羧反應，生成一元羧酸一元羧酸。HOOCCOOHHCOOH + CO2COOHCOOHCOOH + CO2例例0、1 脫羧成羧酸脫羧成羧酸36兩個羧基間隔兩個羧基間隔2個或個或3個碳原子，受熱發(fā)生個碳原子，受熱發(fā)生脫水反應，生成脫水反應，生成環(huán)酐環(huán)酐。COOHCOOHCH2CH2COCOCH2CH2O丁丁二二酸酸丁丁二二酸酸酐酐COOHCOOHCH2CHCH2CH3COCOCH2CHCH2CH3O2-甲基戊二酸甲基戊二酸2-甲基戊二酸酐甲基戊二酸酐 例例 2、3 脫水成酸酐

29、脫水成酸酐37COOHCH2CH2CH2CH2CO + H2O + CO2CH2CH2COOHCH2CH2兩個羧基間隔兩個羧基間隔4個或個或5個碳原子，受熱發(fā)生脫水脫個碳原子，受熱發(fā)生脫水脫羧反應，生成羧反應，生成環(huán)酮。環(huán)酮。HOOCCOOH+ CO2 + H2OO例例兩個羧基間隔兩個羧基間隔5個以上碳原子，在高溫時發(fā)生個以上碳原子，在高溫時發(fā)生脫水反應，生成脫水反應，生成高分子鏈狀酸酐高分子鏈狀酸酐。4、5 脫水又脫羧脫水又脫羧38Blanc (布朗克布朗克)規(guī)則規(guī)則：在可能形成環(huán)狀化合物的條件下在可能形成環(huán)狀化合物的條件下,總是比較容易形成五總是比較容易形成五元或六元環(huán)狀化合物元或六元環(huán)狀

30、化合物(即五、六元環(huán)容易形成即五、六元環(huán)容易形成)。0、1 脫羧成羧酸脫羧成羧酸 2、3 脫水成酸酐脫水成酸酐 4、5 脫水又脫羧脫水又脫羧 6個以上成聚酐個以上成聚酐HOOC(CH2)nCOOHCOOHCH2COOHHOOCCH2CH2CHCOOHCOOHOOOO先脫羧，先脫羧，再成酸酐再成酸酐391、烯、炔烴的氧化：、烯、炔烴的氧化：KMnO4, O3 ，適用于對稱烯炔和，適用于對稱烯炔和末端烯炔末端烯炔2、醇、醛的氧化：、醇、醛的氧化：KMnO4, CrO3, Ag2O(用于醛用于醛)，制備同碳數(shù)的羧酸制備同碳數(shù)的羧酸3、鹵仿反應：、鹵仿反應：X2 / OH，制備減少一個碳原子的羧酸，制

31、備減少一個碳原子的羧酸4、烷基苯氧化：制備苯甲酸及其部分衍生物（、烷基苯氧化：制備苯甲酸及其部分衍生物（ -H） 5、羧酸衍生物水解：酰鹵、酸酐、酯、酰胺、羧酸衍生物水解：酰鹵、酸酐、酯、酰胺第四節(jié)第四節(jié) 羧酸的制備方法羧酸的制備方法 (自學自學) p495407. 格氏試劑與格氏試劑與CO2反應后水解，制備增加一個碳原反應后水解，制備增加一個碳原子的羧酸；子的羧酸；1、2、3RX都可使用都可使用 BrMgEt2OCO2H3O+COOH8、酚酸合成、酚酸合成Kolbe-Schmidt反應反應9、丙二酸酯法等（酸酸衍生物中講解）、丙二酸酯法等（酸酸衍生物中講解）6. 腈的水解腈的水解由鹵代烴制備

32、比原料多一個碳的羧由鹵代烴制備比原料多一個碳的羧酸；此法僅適用于酸；此法僅適用于1RX（2、3RX 與與NaCN作用易發(fā)生消除反應）作用易發(fā)生消除反應）RXNaCNRCNH /H2ORCOOH醇41取代羧酸取代羧酸羧酸分子中烴基上的氫被其他原子或基團取羧酸分子中烴基上的氫被其他原子或基團取代所得的衍生物叫做取代羧酸。代所得的衍生物叫做取代羧酸。COOHCHNH2RCOCOOHRCOOHCHOHRCOOHCHXR取代羧酸類別取代羧酸類別ClCH2COOHCH3CHCOOHOHH2NCH2COOHCOOHCOOHOHHCOCOOHCH3CO補充補充42補充補充取代羧酸為雙官能團化合物，兼有取代基取

33、代羧酸為雙官能團化合物，兼有取代基和羧基的性質，且由于二者相互位置的不和羧基的性質，且由于二者相互位置的不同，又具有一些特性。同，又具有一些特性。一、鹵代酸一、鹵代酸鹵代酸的酸性強于羧酸鹵代酸的酸性強于羧酸, ,通過鹵代酸通過鹵代酸可制備其它取代羧酸?？芍苽淦渌〈人?。R-CH-COOHBrNH3R-CH-COOHNH2R-CH-COOHOHR-CH-COOHCNR-CH-COOHCOOHOH-CN-H3O+43 -鹵代酸堿性水解：鹵代酸堿性水解：濃堿濃堿作用作用下，下，構型構型翻轉翻轉。COO-CH3HBrOH-SN2在在Ag2O存存在下，用在下，用稀堿稀堿作用，作用，構型保持構型保持。O

34、-OHCH3BrAg+s-CH3CHBrCOOHAg2OOH-補充補充COO-CH3HHOBrCOO-CH3HHO-Br-鄰基參與鄰基參與OOHCH3-AgBrOOHCH3OHOH-O-OHCH3OHOHOHCH3OHH+s44內(nèi)酯內(nèi)酯 -或或 -鹵代酸在堿作用下生成內(nèi)酯鹵代酸在堿作用下生成內(nèi)酯 -鹵代酸在堿的作用下生成鹵代酸在堿的作用下生成 , -不飽和羧酸不飽和羧酸RCHCHCOOHBrH.RCHCHCOOHOOCH2CH2CH2COOHBrNa2CO3CH2CH2CH2COOBr補充補充反應過程中經(jīng)歷兩次反應過程中經(jīng)歷兩次SN2，構型保持構型保持(復習復習鄰基參與鄰基參與，注意立體化學問

35、題，注意立體化學問題)45第五節(jié)第五節(jié) 羥基酸羥基酸 p499羥基酸包括醇酸和酚酸。羥基酸包括醇酸和酚酸。2-羥基丙酸羥基丙酸(乳酸乳酸) 羥基丁二酸羥基丁二酸(蘋果酸蘋果酸) 2,3-二羥基丁二酸二羥基丁二酸(酒石酸酒石酸)3-羧基羧基-3-羥基戊二酸羥基戊二酸(檸檬酸檸檬酸) 鄰羥基苯甲酸鄰羥基苯甲酸(水楊酸水楊酸) 3,4,5-三羥基苯甲酸三羥基苯甲酸(沒食子酸沒食子酸) HOOCCHCHCOOHOHOHCH3CHCOOHOHHOOCCH2CHCOOHOHOHOHCOOHHOHOOCCH2CH2COOHCOHCOOHOHCOOH46一、來源與制備一、來源與制備很多羥基酸存在于自然界，其合

36、成方法如下：很多羥基酸存在于自然界，其合成方法如下：1) 從羥基腈水解從羥基腈水解 CHCNOHH+RH(R)OCRH(R)CNOHCRH(R)COOH -羥基酸羥基酸RCHHOXH+CH2RCHCH2OHXKCNRCHCH2OHCNRCHCH2OHCOOH -羥基酸羥基酸472）從鹵代酸水解）從鹵代酸水解 3） 雷福爾馬茨基雷福爾馬茨基(Reformatsky) 反應反應是制備是制備-羥基酸酯和羥基酸酯和-羥基酸的重要方法之一羥基酸的重要方法之一 增加碳增加碳BrCH2COOC2H5Zn醚CH2COOC2H5ZnBrRCHOCH3COOHCl2PCH2COOHClCH2COOHOHH+H3O

37、+RCHCH2COOC2H5OZnBrRCHCH2COOHOH48有機鋅試劑只與醛酮的羰基反應，不能用鎂代替有機鋅試劑只與醛酮的羰基反應，不能用鎂代替鋅，因有機鎂試劑太活潑，與酯也發(fā)生反應。鋅，因有機鎂試劑太活潑，與酯也發(fā)生反應。4）通過羥醛縮合反應制備）通過羥醛縮合反應制備 -羥基酸羥基酸具有具有 -H的酯在二異丙醇鋰（的酯在二異丙醇鋰（LDA）作用下與醛）作用下與醛酮反應制備酮反應制備 -羥基酸酯羥基酸酯 2 RCH2CHOOH-RCH2CHCHCHOHORAg2ORCH2CHCHCOOHHOR選擇性氧化495）內(nèi)酯水解）內(nèi)酯水解環(huán)酮通過過氧酸氧化處理得內(nèi)酯環(huán)酮通過過氧酸氧化處理得內(nèi)酯,水

38、解后制得羥基酸水解后制得羥基酸O過氧酸OOOH-Baeyer-Villiger 反應反應OHCOO-H+OHCOOH6）-羥基酸的合成羥基酸的合成將二元酸單酯的酯基還原成醇將二元酸單酯的酯基還原成醇 HOOC(CH2)nCOOC2H5HOOC(CH2)nCH2OHNa + C2H5OHH2O50補充補充 酸性酸性 由于羥基的吸電子誘導效應，醇酸的酸性比相應由于羥基的吸電子誘導效應，醇酸的酸性比相應的羧酸強。的羧酸強。鄰位鄰位的酸性比苯的酸性比苯甲酸甲酸強強；間位間位的增強甚微；的增強甚微；對位對位的酸性比苯的酸性比苯甲酸還甲酸還弱弱。二二 化學性質化學性質51鄰位鄰位:可以形成可以形成分子內(nèi)氫

39、鍵分子內(nèi)氫鍵，使得鄰羥基苯甲酸，使得鄰羥基苯甲酸負離子穩(wěn)定，這樣解離后的質子不易再和羧基負負離子穩(wěn)定，這樣解離后的質子不易再和羧基負離子結合，而使酸性增強。離子結合，而使酸性增強。OCOHOH OCOOH H+.間位間位：通過：通過誘導效應誘導效應(沒有共軛效應沒有共軛效應)起作用，起作用，使羧基負離子穩(wěn)定，酸性增強，但因隔了使羧基負離子穩(wěn)定，酸性增強，但因隔了3個碳個碳原子，影響減弱，酸性增強甚小。原子，影響減弱，酸性增強甚小。補充補充52CHOOOH對位對位：同時存在誘導效應（：同時存在誘導效應（-I）和共軛效應）和共軛效應（+C），其），其+C效應起主導作用效應起主導作用，羥基對羧基顯示

40、，羥基對羧基顯示供電子效應供電子效應,使酸性減小。使酸性減小。 2 脫水反應脫水反應 -羥基酸羥基酸受熱時，分子間交叉脫水，形成受熱時，分子間交叉脫水，形成交酯交酯。丙交酯丙交酯CH3CHOHOCOHOCH3CHOHOCHO.OOCH3CH3OH2O+補充補充53RCHCHCOOHOHH.RCHCHCOOH -羥基酸羥基酸受熱時，分子內(nèi)脫水生成受熱時，分子內(nèi)脫水生成 , -不飽和酸不飽和酸。 -羥基酸羥基酸分子中的羥基和羧基在常溫下即可脫水分子中的羥基和羧基在常溫下即可脫水生成五元環(huán)的生成五元環(huán)的 -內(nèi)酯內(nèi)酯。.CH2CH2CH2OCOOHH.OO -丁內(nèi)酯丁內(nèi)酯54 -內(nèi)酯是穩(wěn)定的中性化合物

41、，遇熱的堿溶液能水解內(nèi)酯是穩(wěn)定的中性化合物，遇熱的堿溶液能水解成成 -羥基酸鹽。羥基酸鹽。 OONaOH/H2OCH2CHCH2COONaOHCH3Note: -羥基酸也能脫水成六元環(huán)的羥基酸也能脫水成六元環(huán)的 -內(nèi)酯，內(nèi)酯，但比但比 -內(nèi)酯較難生成。內(nèi)酯較難生成。OOCH3H3C -甲基甲基- -戊內(nèi)酯戊內(nèi)酯OOH3CCH2CH3 -甲基甲基- -己內(nèi)酯己內(nèi)酯 55羥基處于羧基的鄰位或對位的酚酸，加熱易引起羥基處于羧基的鄰位或對位的酚酸，加熱易引起脫羧反應。脫羧反應。 3 脫羧反應脫羧反應 COOHRCHOH稀KMnO4RCHOCO2+H2O+RCOOHOCOOHRCOH稀KMnO4CO2+

42、H2O+RCORRCOOHOH200200220OHCO2+OHOHCOOHHOOHOHHOCO2+56 4 氧化反應氧化反應 羥基酸羰基酸 O H 重要的羥基酸重要的羥基酸(一一) 乳酸乳酸(二二) 酒石酸酒石酸酒石酸學名酒石酸學名2,3-二羥基丁二酸。二羥基丁二酸。(三三) 檸檬酸檸檬酸檸檬酸又名檸檬酸又名枸櫞酸枸櫞酸，學名，學名3-羧基羧基-3-羥基戊二酸。羥基戊二酸。C6H12O6乳酸桿菌COOHCH3CHOH工業(yè)上乳酸由糖經(jīng)乳酸桿菌發(fā)酵制得。工業(yè)上乳酸由糖經(jīng)乳酸桿菌發(fā)酵制得。乳酸乳酸葡萄糖葡萄糖補充補充57COOHOHOCOCH3CH3COOH+(CH3CO)2OH3PO4COOH阿司匹林具有解熱、鎮(zhèn)痛、抗血栓形成及抗風濕的阿司匹林具有解熱、鎮(zhèn)痛、抗血栓形成及抗風濕的作作用，刺激性較水楊酸小，是內(nèi)服退熱鎮(zhèn)痛藥。用，刺激性較水楊