復(fù)旦有機(jī)化學(xué)課件12-15羧酸、胺與縮合反應(yīng)012

1、第十二章 羧 酸（2） 主要內(nèi)容： 羧酸的酸性 羧基上羥基的取代（成酰鹵、酸酐、酯和酰胺）， 酯化反應(yīng)的機(jī)理 羧酸a位的鹵代、還原及與金屬有機(jī)試劑的反應(yīng) 羧酸的脫羧 羧酸的結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)分析H有酸性羰基不飽和,可加成、還原羰基 a-H，有弱酸性，可取代OH 可被取代羧基可脫去 CO2羧酸的化學(xué)性質(zhì)羧酸的酸性 幾種活潑氫的酸性比較羧酸酚醇pKa 5 10 16-19 羧酸根負(fù)離子的共振式與穩(wěn)定性有兩個(gè)完全等價(jià)的共振式 吸電子基對(duì)羧酸酸性的影響2320010555301051361051.75105Ka 應(yīng)用：利用羧酸的酸性分離和純化化合物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

2、衍生物羧酸2.1 形成酰鹵（下冊(cè)，第13.6節(jié)）酰(基)氯酰(基)溴比較: 醇類(lèi)的鹵代 羧酸羥基的鹵代與醇類(lèi)的鹵代有相似性2.2 形成酸酐（下冊(cè)，第13.7節(jié)） 可能機(jī)理:乙烯酮衍生物酸酐強(qiáng)除水劑 分子內(nèi)二酸的脫水（第12.14節(jié)）:正常反應(yīng):形成環(huán)狀酸酐異常反應(yīng):形成環(huán)狀酮加熱反應(yīng)即發(fā)生2.3 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(wú)催化劑時(shí)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(shuō)明的問(wèn)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(lái)自于酸還是醇？ 兩種可能的酯化反應(yīng)機(jī)理(i) 通

3、過(guò)?；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(lái)自于醇提示：逆過(guò)程為酯的酸性水解機(jī)理(ii) 通過(guò)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(lái)自于酸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 研究?jī)煞N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(lái)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(wú)旋光，機(jī)理(ii) 羥基酸的酯化形成內(nèi)酯和交酯a-羥基酸b-羥基

4、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2.4 生成酰胺 提示：合成上一般通過(guò)羧酸衍生物制備酰胺（第13章）羧酸與金屬有機(jī)試劑的反應(yīng) 與RMgX反應(yīng) 與RLi反應(yīng)一個(gè)制備酮的方法作為親核試劑作為堿（優(yōu)先進(jìn)行）不溶性鹽，羰基不活潑難進(jìn)一步反應(yīng)溶解性較好，可進(jìn)一步反應(yīng)羧酸的還原反應(yīng) 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(guò)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(kāi)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(duì)比較溫和， LiAlH4

5、用量較少 補(bǔ)充內(nèi)容：能被LiAlH4還原的化合物及其產(chǎn)物類(lèi)型提示：大多數(shù)的基團(tuán)能被LiAlH4還原 其它能還原羧基的試劑例：-NO2未受影響?hù)人?a 氫的反應(yīng)機(jī)理：a-鹵代羧酸 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（P616，第13.18節(jié)）親核取代羧酸的脫羧通過(guò)羧酸鈉鹽脫羧 b-羰基酸或 b, g-烯基酸的脫羧注意比較產(chǎn)物與原料的雙鍵的位置提示：羧基的位有不飽和基團(tuán)時(shí)易發(fā)生脫羧!產(chǎn)率一般較低b-羰基酸b, g-烯基酸 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-羰基酸六員環(huán)過(guò)渡態(tài)b, g-烯基酸 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)雙活化位酯基的作用: 活化、 定位 Hunsdiecker 反應(yīng)適用于制備伯溴代烷反應(yīng)機(jī)理（自由基機(jī)理）本節(jié)內(nèi)容小結(jié)： 羧酸的酸性及應(yīng)用 羧基上羥基的取代（重點(diǎn)：酯化反應(yīng)及機(jī)理） 羧酸a-鹵代及其應(yīng)用 羧酸的還原，羧酸與金屬有機(jī)試劑的反