第十二章 羧酸衍生物 1
第十二章 羧酸衍生物
第一节 羧酸衍生物的结构和命名
第二节 羧酸衍生物的物理性质
第三节 羧酸及其衍生物的化学反应
第四节 羧酸衍生物的制备
第五节 乙酰乙酸乙酯
第六节 丙二酸二乙酯在合成上的应用
第七节 碳酸及原酸衍生物
第十二章 羧酸衍生物 2
R C
O
O H
R C
O
X
R C
O
O
R C
O
O R '
R C
O
N H
2
( R )
C R
O
酰 卤
酸 酐
酯
酰 胺
第一节 羧酸衍生物的结构和命名
(一 ) 分类与结构
(1)分类
第十二章 羧酸衍生物 3
碳 -杂原子键具某些双键性质
(2)结构
R C
O
L （ X, O, N ）
s p 2
R C
O
L R C
O -
L
+
R C
O -
L +
第十二章 羧酸衍生物 4
1 酰卤的命名,
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：
?-溴丁酰溴 对氯甲酰苯甲酸
IUPAC 命名法：
2-溴丁酰溴 4-氯甲酰苯甲酸
(二 ) 羧酸衍生物的命名
C H 3 C H 2 C H C B r H O O C
B r O
C O C l
2 - B r o m o b u t y r y l b r o m i d e 4 - C h l o r o c a r b o n y l b e z i o c a c i d
第十二章 羧酸衍生物 5
2 酸酐的命名
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；
环酐：在二元酸的名称后加酐字。
C H 3 C O C C H 3 C H 3 C O C C H 2 C H 3
O O O O
O
O
O
A c e t i c a n h y d r i d e A c e t i c p r o p i o n i c a n h y d r i d e S u c c i n i c a n h y d r i d e
普通命名法：
醋酸酐 乙丙酸酐 丁二酸酐
IUPAC 命名法：
乙酸酐 乙丙酸酐 丁二酸酐
第十二章 羧酸衍生物 6
3 酯的命名
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。内酯命名时，用内酯二字代替酸字并标明羟基的位置。
C H 3 C O C H 2 C 6 H 5
O
O
O
H 3 C
B e n z y l a c e t a t e 2 - M e t h y l - 4 - b u t y r o l a c t o n e
普通命名法：
醋酸苯甲酯 ?-甲基 -?-丁内酯
IUPAC 命名法：
乙酸苯甲酯 2-甲基 -4-丁内酯
第十二章 羧酸衍生物 7
4 酰胺的命名
命名时把羧酸名称放在前面将相应的酸字改为酰胺即可；
( C H 3 ) 2 C H C
O
N H 2
2 - 甲 基 丙 酰 胺
C H 3 C H 2 C H 2 C
O
N ( C H 3 ) 2
N,N - 二 甲 基 丁 酰 胺
N
H
O
δ - 己 内 酰 胺
第十二章 羧酸衍生物 8
5 腈的命名
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号；
氰基作为取代基时，氰基碳原子不计在内。
C H 3 C H 2 C H C H 2 C N C H 3 C H 2 C H C O O H N C ( C H 2 ) 4 C N
C H 3 C N
3 - M e t h y l p e n t a n e n i t r i l e 2 - C y a n o b u t a n o i c a c i d 1,6 - H e x a n e d i n i t r i l e
普通命名法：
?-甲基戊 腈 ?-氰基丁酸 己二 腈
IUPAC 命名法：
3-甲基戊 腈 2-氰基丁酸 己二 腈
第十二章 羧酸衍生物 9
第二节 羧酸衍生物的物理性质 (自学 )
第三节 羧酸衍生物的化学反应
羧酸衍生物化学性质分析
R C H C
O
L
C
O
X
R C H
2
C
O
O
C
O
O R '
C
O
N H
2
( R )
C R
O
L, 离 去 基 团 ( L e a v i n g g r o u p )
R C H
2
R C H
2
R C H
2
H
可 被 亲 核
试 剂 取 代
可 加 成 至
饱 和
有 弱 酸 性
第十二章 羧酸衍生物 10
R C
O
L
N u
R C
O
N u + L
反应机理,加成 -消除
R C
O
L
N u
R C
O
N u
+ LR C
O
N u
L
亲 核 加 成
消 除
（一 ） 酰基上的亲核取代
第十二章 羧酸衍生物 11
亲核取代的速度：
R C
O
X R C
O
O R C
O
O R ' R C
O
N H 2 ( R )C R
O
1、由羰基的亲电性分析（亲核加成步骤）
R C
O
X R C
O
O R C
O
O R ' R C
O
N H 2 ( R )C R
O
羰基的亲电性（与亲核试剂的反应活性）次序：
反应机理分析：
第十二章 羧酸衍生物 12
R C
O
L
电 负 性, C l > O > N
? ?
诱 导 作 用
X O O R ' N H 2 ( R )C R
O
R C
O
O R ' R C
O
O R '
R C
O
N H
2 R C
O
N H
2
R C
O
X R C
O
X
（ 贡 献 较 小 ）
（ 贡 献 较 大 ）
共 轭 作 用
羰 基 的 亲 电
能 力 减 小
2、由离去基团的性质分析（消除步骤）
第十二章 羧酸衍生物 13
羧酸衍生物酰基上的亲核取代反应
R C
O
L
R C
O
O H
H
2
O
H
+
o r O H
水 解 反 应
R ' O H
H
+
o r O R '
R ' N H
2
R ' M
L i H A l ( O P r
i
)
3
或 其 它 试 剂
醇 解 反 应
胺 解 反 应
还 原 反 应
R C
O
O R '
R C
O
N H R '
R C
O
R '
R C
O
H
酯
酸
酰 胺
酮
醛
一 定 条 件
第十二章 羧酸衍生物 14
1、羧酸衍生物的水解反应
R C
O
O H
H 2 O
H + o r O H
R C
O
L + H L
第十二章 羧酸衍生物 15
（ 1）酰氯的水解
R C
O
O H
H 2 O
+ H C lR C
O
C l
H 2 O
R C
O
C l
H 2 O
R C
O
C l
O H
R C
O H
C l
R C
O H
O H
- C l
- H C l
R C
O
O H
易 进 行
C l机理：
（ 2）酸酐的水解
R C
O
O H
H + o r O H
R C
O
O C R
O
H 2 O
2
使 反 应 加 快
第十二章 羧酸衍生物 16
（ 3）酯的水解
R C
O
O H
H + o r O H
R C
O
O R '
H 2 O
H O R '+
酯的酸性水解机理,机理 (a):
H
2
O
R C
O H
O R '
H
2
O
R C
O H
O R '
R C
O H
O H
- H O R '
R C
O
O H
R C
O
O R '
- H
H
H O
R C
O H
O R '
H
第十二章 羧酸衍生物 17
机理 (b)
R C
H O
O
H O R '
R C
O
O HR C
O
O R '
H
R '
R '
R ' 烯 烃
这两种机理分别适合于何种结构的酯类？
酯碱性水解机理（皂化反应 ), 碱用量 > 化学计量，反应可完全。
R C
O
O HR C
O
O R ' R C
O
O R '
H O R '
O H
R C
O
O +
O R ' O H
第十二章 羧酸衍生物 18
（ 4）酰胺的水解
R C
O
O HR C
O
N H R '
H
2
O
H
3
N R '+
H
+
o r O H 的 用 量 均 须 大 于 化 学 计 量
H
+
R C
O
OR C
O
N H R '
H
2
O
H
2
N R '+
O H
第十二章 羧酸衍生物 19
R C
O H
O H
R C
O
O H
H O
R C
O H
N H R '
H
N H 2 R '
+ N H
3 R '
H 2 O
R C
O H
N H R '
H 2 O
R C
O H
N H R 'R C
O
N H R '
H H酰胺的酸性水解机理
第十二章 羧酸衍生物 20
酰胺的碱性水解机理
R C
O
O HR C
O
N H R '
H
2
N R '
O H
R C
O
O +
N H R '
R C
O
N H R '
O H
2、羧酸衍生物的醇解反应
（ 1）酰氯的醇解反应（用于通过酰氯制备酯）
第十二章 羧酸衍生物 21
R ' O H
R C
O
O R 'R C
O
C l +
E t 3 N o r 吡 啶
E t 3 N H C l
N
H C l
o r
优点：反应完全，产率好。
R ' O H
R C
O
O R 'R C
O
C l
E t 3 N o r 吡 啶
R C
O
O H
S O C l 2
碱的作用, 吸收产生的 HCl 和 催化
（ 2）酸酐的醇解反应（合成上用于制备酯）
R C
O
O HR C
O
O C R
O
R ' O H
R C
O
O R ' +
第十二章 羧酸衍生物 22
C
2
H
5
O H
S C H 2 O H
( C H
3
C O )
2
O
C H
3
C O O N a S C H 2 O C C H 3
O
O
O
O
C O O E t
C O O H
二 酸 单 酯
C O O E t
C O O E t
（ 3）酯的醇解反应（酯交换反应）
R C
O
O R "R C
O
O R '
R " O H
H + o r R " O
+ R ' O H
反应可逆，用过量的醇 R”OH 和除去生成的醇 R’OH 使反应进行完全。
酸或碱对反应是必需的。
第十二章 羧酸衍生物 23
H
2
C C H C O O C H
3
n - B u O H
T s O H
H
2
C C H C O O B u
n
+ C H
3
O H
蒸 除
OC
O
H O C H
3
N a O C H
3
C H
3
O O HC
O
C H
3
O C H
3
C O O C H
3
+
C H C H
2
C H C H
2
O A cO A c
n
C H
3
O H
O H
C H C H
2
C H C H
2
O HO H
n
聚 乙 烯 醇
不 溶 于 水,不 能 直 接 水 解
选 择 性 酯 交 换
C C H
3
O
例：
第十二章 羧酸衍生物 24
（ 4）酰胺的醇解反应
R C
O
O R "R C
O
N H R '
R " O H
H + o r R " O
+ R ' N H 2
N H R ' 的 离 去 能 力 比 O R ' 差 ）
合 成 上 意 义 不 大 （ 合 成 酯 类 化 合 物 的 方 法 有 更 好 的 方 法 ）
*
*
反 应 相 对 不 易 进 行 （ 因 为
3、羧酸衍生物的胺解反应
（ 1）酰氯的胺 (氨 )解 R ' N H
2
R C
O
N H R 'R C
O
C l +
E t 3 N o r 其 它 碱
E t 3 N H C l
第十二章 羧酸衍生物 25
（ 2）酸酐的胺 (氨 )解
R C
O
O H N E t 3R C
O
O C R
O
R ' N H 2
R C
O
N H R ' +
E t 3 N o r 其 它 叔 胺
酰氯和酸酐的胺解是制备酰胺的主要方法
比较, 直接由羧酸制备酰胺
R C
O
N H R '
R ' N H 2
R C
O
O N H 3 R 'R C
O
O H
- H 2 O
反应产率较差例,
A r N H 2 C H 3 C O C l
o r ( C H 3 C O ) 2 O
A r N H C O C H 3 氨 基 的 保 护
第十二章 羧酸衍生物 26
（ 3）酯的胺 (氨 )解
R ' N H 2
R C
O
N H R 'R C
O
O R ' + H O R '
条 件, 无 水, 过 量 胺
（ 4）酰胺的胺解 R ' N H 2
R C
O
N H R 'R C
O
N H R " + H N H R "
胺 的 交 换
第十二章 羧酸衍生物 27
羧酸衍生物的相互转换关系
R C
O
O H
R C
O
O R 'R C
O
N H R '
R C
O
C l
R C
O
O C R
O
H
2
O
S
O
C
l 2
R
C
O
O
H
R
'
O
H
P
2
O
5
H
2
O
R
'
N
H
2
R
'
O
H
N
H
2
R
'
R
'
N
H
2,
H
2 O
,
H
+
o
r
O
H
-
R
' O
H
,
H +
R ' N H
2
R ' O H
H
2 O
,
H +
o
r
O
H -
第十二章 羧酸衍生物 28
(二 ) 羧酸衍生物与金属有机试剂的反应
R ' M g X
R C
O
R 'R C
O
L
R ' M g X
R C
O H
R '
R '
酮
叔 醇
( 1 m o l R ' M g X ) ( 2 m o l R ' M g X )
(1) 与 RMgX (活泼金属有机试剂 )的反应：
反应能否控制在中间体酮？
第十二章 羧酸衍生物 29
反应机理：
R '
R C
O
L
M g X
R '
R C
O
L
M g X
R C
O
R '
R ' M g X
R '
R C
O
R '
M g X
H
2
O
R '
R C
O H
R '
A B
H 2 O
R C
O
R '
R '
R C
O H
L
第十二章 羧酸衍生物 30
(2) 与 R2Cd 和 与 R2CuLi （ 不活泼金属试剂）的反应R C
O
C l
H 2 O
R C
O
R '
R ' 2 C d
R ' 2 C u L i
H 2 O
R ' 2 C u L i
R C
O
R '
R C
O
O R '
R ' 2 C d
o r
不 反 应o r
(04,12,01)
第十二章 羧酸衍生物 31
(三 ) 羧酸衍生物的 还原反应
R C
O
L R C H
2
O H
L i A l H
4
R C
O
N H
2
H
2
O
酰 氯, 酸 酐, 酯
L i A l H
4
R C H
2
N H
2
R C
O
H
L i A l H
4
伯 醇
伯 胺
（ 1） LiAlH4 及其衍生物 LiAlH(OPri)3 还原
R C
O
C l
L i A l H ( O P r i ) 3
R C
O
H
H 2 O
醛
第十二章 羧酸衍生物 32
R C
O
H
L i A l H ( O P r i ) 3
反 应 较 慢
（ 2）催化氢化还原 ------罗森孟德反应
R C
O
C l
R C
O
O R ' R C H
2
O H
R C
O
H
H
2
,P d - B a S O
4
,硫 - 喹 啉
R o s e n m u n d 反 应
H
2
,C u O C u C r O
4
工 业 化
第十二章 羧酸衍生物 33
（ 3）金属钠还原
R C
O
O R '
R C H
2
O H
N a,N
2
乙 醚 o r 甲 苯
N a
R " O H
R C
O
RC
H
O H
B o u v e a u l t 还 原
a c y l o i n 缩 合 （ 酮 醇 缩 合 ）
第十二章 羧酸衍生物 34
（ 4）腈的还原
C N H 2 / N i
1 2 0 o C,P
C H 2 N H 2
R C N S n C l 2 / H C l R C H N H H C l( ) 2 S n C l 4 H 2 O R C H O
Stephen 反应：
第十二章 羧酸衍生物 35
(四 ) 酯缩合反应 —— 酯的酰基化
R C H 2 C O R '
O
R C H C O R '
O
R C H 2 C
O
C H C O R '
O
RH
+ + H O R '
O R '
? - 羰 基 酯
Claisen （ 酯）缩合（两个相同酯之间的缩合）
碱 用 量
大 于 化 学 计 量, 反 应 可 进 行 完 全 （ 为 什 么？ ）
催 化 量, 反 应 可 逆 （ 为 什 么？ ）
其 它 常 用 碱 （ 弱 亲 核 性 强 碱 ）
N a H,N a N H 2,
L D A,P h 3 C N a,t - B u O K
酯中的 ?- H显弱酸性,在醇钠的作用下可与另一分子酯发
生类似与羟醛缩合的反应,称为 Claisen （ 酯）缩合反应。
第十二章 羧酸衍生物 36
Claisen 缩合举例
C H
3
C
O
O C
2
H
5
2
（ 1 ） N a / C
2
H
5
O H
C
O
O C
2
H
5
C H
3
C
O
乙 酰 乙 酸 乙 酯
（ 2 ） 5 0 % H O A c
C H
2
N a O C
2
H
5
C H
3
( C H
2
)
3
C O C H C O
2
C
2
H
5
C H
2
C H
2
C H
3
2
C H
3
C H
2
C H C O
2
C
2
H
5
C H
3
P h 3 C N a
C H
3
C H
2
C H C
C H
3
C
O C H 3
C H
2
C H
3
C O
2
C
2
H
5
2
C H
3
( C H
2
)
3
C O
2
C
2
H
5
第十二章 羧酸衍生物 37
Claisen 缩合机理
R C H C
O
O R '
H
R ' O
R C H C
O
O R '
R C H
2
C
O
O R '
R C H C
O
O R '
R C H
2
C O
O R '
C C
O
O R 'R C H
2
C
O R
H
R ' O
C C
O
O R 'R C H
2
C
O R
较 稳 定 的 烯 醇 负 离 子
R ' O
第十二章 羧酸衍生物 38
混合酯缩合
C H 2 C
O
O C 2 H 5R ' C H 2 C
O
O C 2 H 5R "+
碱
四 种 产 物
无 合 成 意 义
均 有 ? 氢
C H 2 C
O
O C 2 H 5R '
R " C
O
O C 2 H 5
强 碱 （ 化 学 计 量 ）
R " 无 ? 氢
C H C
O
O C 2 H 5C
O
R "
R '
产 物 单 一
C H C
O
O C 2 H 5R '
第十二章 羧酸衍生物 39
混合酯缩合举例：
C H 2 C O 2 E t
C H 2 C O 2 E t
+
C O 2 E t
C O 2 E t
N a O E t
H C C O 2 E t
H 2 C C O
2 E t
C O C O 2 E t
N
C O 2 C 2 H 5 C H 3 ( C H 2 ) 2 C O 2 E t+
N
C O C H C O
2 E t
C H 2 C H 3
N a H
C H 2 C H 2 C O O C 2 H 5
C H 2 C H 2 C O O C 2 H 5
( 1 ) C 2 H 5 O N a
( 2 ) H 3 O +
O
C O O C 2 H 5
+ C 2 H 5 O H
Dieckman缩合：分子内的酯缩合反应
第十二章 羧酸衍生物 40
S O 2 N H 2
O
O
N H
O
O
N H
p k a ~ 1 0 9, 6 2 8, 3
弱
酸
性
2 Hofmann(霍夫曼 )降解反应
R C N H 2
O N a O H + B r
2 R N H
2
CH 3 CH 3 CH 2 = CH 2 NH 3 CH ? C H C 2 H 5 O H H 2 O
p K a ~ 5 0 ~ 4 0 ~ 3 4 - 3 5 ~ 2 5 ~ 1 6 ~ 1 5, 7
C H 3 C N H 2
O
~ 1 5,1
1,酰胺的酸碱性 碱性 中性
(五 ) 酰胺的特性
第十二章 羧酸衍生物 41
( C H 3 ) 3 C C H 2 C O N H 2 B r 2N a O H ( C H 3 ) 3 C C H 2 N H 2
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
-
3 脱水反应
羧酸
NH 3 铵盐
- H 2 O
? 酰胺
100 o ~200 o C - H 2 O
H 2 O 4 0 o ~50 o C
腈
H 2 O
R N C O H 2 O R N H C
O
O H - C O 2 R N H 2
R C N H 2
O
B r 2
O H - R C N H B r
O
O H -
- H 2 O R - C - N
O
B r
- - B r -
R C
O
N
第十二章 羧酸衍生物 42
第四节 羧酸衍生物的制备
(一 ) 由羧酸制备
(二 ) 由羧酸衍生物之间的相互转化制备
(三 ) 贝克曼重排 (Beckmann rearrangement)
酮肟在酸性试剂作用下,重排为 N-取代酰胺的反应称之。
R
C
R '
N
O H H A
R C
O
N H R '
O + N H 2 O H N O H
H 2 S O 4 N H
O
第十二章 羧酸衍生物 43
(一 ) 酮式 -烯醇式互变异构 （具有酮和烯醇的双重反应性）
C H 3 C C H 2 C O O C 2 H 5
O
C H 3 C
O
C H C
O
O C 2 H 5
H O
C
C H
C
O
H
C H 3 O C
2 H 5
9 2, 5 % 7, 5 %
C H 3 C H 2 O C C H 2 C O C H 2 C H 3
O O
C H 3 C H 2 O C C H C O C H 2 C H 3
O H O
9 9, 9 % 0, 1 %
C H 3 C C H 2 C C H 3
O O
C H 3 C C H
O H
C C H 3
O
2 4 % 7 6 %
第五节 乙酰乙酸乙酯
第十二章 羧酸衍生物 44
(二 ) 酮式分解和酸式分解
1,乙酰乙酸乙酯的酮式分解
OO
C H 3 C - C H 2 - C O C 2 H 5
-
OH （ 稀）
乙酰乙酸乙酯 O HO H
O -O -
C H 3 C - C H 2 - C - O C 2 H 5
H +
OO
C H 3 C - C H 2 - C O H
- CO
2
O
C H 3 C - C H 3
2 乙酰乙酸乙酯的酸式分解
第十二章 羧酸衍生物 45
(三 ) 乙酰乙酸乙酯的 α-烷基化,α-酰基化
OO
C H 3 C C H 2 C O C 2 H 5
C
2
H
5
O N a
- C
2
H
5
OH
OO
C H 3 C C H C O C 2 H 5
OO -
C H 3 C = C H C O C 2 H 5
Na +
CH
3
I
C H 3
OO
C H 3 C - C H - C O C 2 H 5
N a H
- H
2
OO
C H 3 C C H C O C 2 H 5
OO -
C H 3 C = C H C O C 2 H 5
Na +
CH
3
C O C l
OO
C H 3 C O C C H 3
CH
3
C O O C
2
H
5
C O C H 3
OO
C H 3 C - C H - C O C 2 H 5
(四 ) 乙酰乙酸乙酯在合成中的应用实例
eg 1,以乙酸乙酯为原料合成 4-苯基 -2-丁酮 C H
3 C C H 2 C H 2 C 6 H 5
O
第十二章 羧酸衍生物 46
eg 2,选用不超过 4个 碳的 合适原料制备 C C H
3
O
2 CH
3
COOC
2
H
5
C
2
H
5
ON a
N a +
O
C H 3 C C H C O O C 2 H 5
B r (C H
2
)
4
Br
( C H 2 ) 4 B r
O
C H 3 C C H C O O C 2 H 5
分子内的亲核取代 C O O C 2 H 5
O
C H 3 C
O
C H 3 C C C O O C 2 H 5
B r
C
2
H
5
O N a
稀
-
OH H
+
C O O H
O
C H 3 C
- CO
2
O
C C H 3
?
eg 3,乙酰乙酸乙酯与 BrCH2CH2CH2Br在醇钠作用下反应，
主要得到 而不是 。请解释原因。
O
C O O C 2H 5
H 3C C O C H 3
C O O C 2H 5
第十二章 羧酸衍生物 47
C H
3
C C H
2
C O E t
O O
E t O
-
B r ( C H
2
)
3
B r
C H
3
C C H C O E t
O O
E t O
-
C H
2
C H
2
C H
2
B r
B r
C O
2
E t
O
B r
C O
2
E t
C H
3
C
E t O
2
C
O
C H
3
C
O
O H
-
H
+
O O
C O
2
E t
O H
-
H
+ O
C O
2
H
吡喃衍生物
（主要产物）
有张力
无张力
主要
稀
?
第十二章 羧酸衍生物 48
eg 4,制备
C H 3 C H 2 C H 2 C H C O O H
C H 3
O
C H 3 C C H 2 C O O E t
NaOEt
EtOH
CH
3
I NaOE t
EtOH
CH
3
CH
2
CH
2
Br
C H 2 C H 2 C H 3
C H 3O
C H 3 C - C - C O O E t
OH - （ 浓）
酸式分解
H +
?
C H 3
C H 3 C H 2 C H 2 C H C O O H + CH 3 CO O H
eg 5,选用合适的原料制备下列结构的化合物。
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C O H
O O
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C C H 3
O O
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C O H
O O
C H 3 C C H 2 C O E t
O O
E t O
-
C l C H 2 C H 2 C O E t
O
C H 3 C - C H - C O O E t
O
C H 2 C H 2 C O O C 2 H 5
O H
-
H
+
H 2 O
- C O 2
第十二章 羧酸衍生物 49
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C C H 3 + C H 3 C O O H
O O
C H 3 C C H 2 C O E t
O O
E t O
-
C l C H 2 C H 2 C C H 3
O
C H 3 C - C H - C O O E t
O
C H 2 C H 2 C C H 3
O H
-
H
+
H 2 O
- C O 2
O
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C C H 3
O O
Eg 6,用简单的有机原料合成
C O O H
C O O H
2 CH
2
(C O
2
E t)
2
2 E tO -
B rC H
2
CH
2
CH
2
Br
CH( CO
2
Et)
2
CH( CO
2
Et)
2
2 EtO -
I 2
( C O O E t ) 2
( C O O E t ) 2
OH - H
+
?
C O O H
C O O H
第十二章 羧酸衍生物 50
I2的作用
C ( C O 2 E t ) 2
C ( C O 2 E t ) 2
+ I I
- I -
C ( C O 2 E t ) 2
C ( C O 2 E t ) 2
I C O
2 E t
C O 2 E t
C O 2 E t
C O 2 E t
Ex 7,Michael 加成反应
α,β-不饱和醛酮和 亲核的碳负离子进行共轭加成，称为
Micheal加成：
O
O
C H 3
+ C H 2 C H C
O
C H 3
K O H
C H 3 O H
O
O
C H 3
C H 2 C H 2 C
O
C H 3
反应机理：
第十二章 羧酸衍生物 51
C H 3 O H
O
O
C H 3
H
C H 2 C H C
O
C H 3
O
O
C H 3
C H 2 C H C C H 3
O -
O H -
O
O
C H 3
O
O
C H 3
C H 2 C H 2 C C H 3
O
乙酰乙酸乙酯或其它含活泼亚甲基的化合物在碱作用下形成
的碳负离子也可以和 α,β-不饱和羰基化合物进行 Michael加成
第十二章 羧酸衍生物 52
第六节 丙二酸二乙酯在合成中的应用
E t O C C H 2 C O E t + E t O N a
O O
E t O C C H C O E t
O O
-
[ ] E t O C
O
C C
O
O E t
HN a
+
C H 2
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
C 2 H 5 O N a
C H
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
_ C H
3 C H 2 B r C H 3 C H 2 C H
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
1 ) C 2 H 5 O N a
2 ) C H 3 I
C H 3 C H 2 C C H 3
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
1 ) O H -
2 ) H +
C H 3 C H 2 C C H 3
C O O H
C O O H
- C O 2 C H
3 C H 2 C H C O O H
C H 3
第十二章 羧酸衍生物 53
2 C H 2 ( C O O C 2 H 5 ) 2 C 2 H 5 O N a 2 C H ( C O O C 2 H 5 ) 2_ B r C H 2 C H 2 B r
C H 2 C H ( C O O C 2 H 5 ) 2
C H 2 C H ( C O O C 2 H 5 ) 2
C H 2 C H 2 C O O H
C H 2 C H 2 C O O H
1 ) O H -
2 ) H + - C O 2
C H 2 ( C O O C 2 H 5 ) 2 2 C 2 H 5 O N a
B r ( C H 2 ) 4 B r C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
1 ) O H -
2 ) H + C O O H
用于制备脂环羧酸的合成
(04,12,03)
第十二章 羧酸衍生物 54
第七节 碳酸及原酸衍生物
C
O
C l C l H 2 N C
O
N H 2 H 2 N C
S
N H 2 H 2 N C
N H
N H 2
1,碳酸及其衍生物
碳酰氯 (光气 ) 碳酰胺 (脲 ) 硫代碳酰胺 (硫脲 ) 亚氨基脲 (胍 )
碳酸衍生物与羧酸衍生物类似，可发生水解，醇解和氨解：
C l C
O
C l
H 2 O
C O 2 + 2 H C l
R O H
H C l
R O C
O
C l
R O H
N H 3
R O C
O
O R
H 2 N C
O
O R
2 N H 3 H
2 N C
O
N H 2 + 2 H C l
脲
碳 酸 酯
氨 基 甲 酸 酯
第十二章 羧酸衍生物 55
(1) 脲：易水解，具有碱性，为一元碱。
H 2 N C
O
N H 2 + H 2 O
H + o r O H -
尿 素 酶
N H 3 + C O 2
N H 3 + C O 2
C H 2
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
+ C O
H 2 N
H 2 N
C 2 H 5 O N a
- 2 C 2 H 5 O H
N H
N H
O
O
O ( 丙 二 酰 脲 )
N H
N H
O
O
O
N
N
H O
H O
O H
酮式 烯醇式
巴比妥酸
pKa 3.98
第十二章 羧酸衍生物 56
H 2 N C N H 2 + H 2 N
O
C
O
N H 2 H 2 N C
O
N H C
O
N H 2 + N H 3
缩 二 脲
缩二脲可溶于碱，在它的碱性溶液中加入微量硫酸铜即显紫
红色，称缩二脲反应，用于鉴定肽键。
脲在加热下可双分子脱氨：
(2)胍：有机一元强碱（ pKb13.8）
H 2 N C N H 2
N H
H 2 N C
N H
H 2 N C N H
N H
胍 胍 基 脒 基
第十二章 羧酸衍生物 57
H 2 N C N H 2
N H H
2 O H
2 N C N H 2 + N H 3
O
H 2 N S O 2 N H C
N H 2
N H
NO C N H C N H 2
N H N H
对 氨 基 苯 磺 酰 胍 ( 磺 胺 胍 ) 吗 啉 胍
胍不稳定，易水解，特别是在碱性条件下，不稳定：
N H 2
C
N H 2
N H H
+ N H 2
C
N H 2
N H 2+
N H 2
C
N H 2
N H 2
+
N H 2
C
N H 2
N H 2
+
胍的碱性：
保存时，可以盐的形式保存。
第十二章 羧酸衍生物 58
原
甲
酸
三
乙
酯
的
制
备
和
应
用
2,原（某）酸及其衍生物简解
HCCl
3
+ 3C
2
H
5
ONa
O C 2 H 5
O C 2 H 5
H - C - O C 2 H 5
H C O O C
2
H
5
+ 2 C
2
H
5
OH
R
2
C ( O C
2
H
5
)
2
+ H C O O C
2
H
5
RCH
2
C H ( O C
2
H
5
)
2
+C
2
H
5
O M g X
H
3
O +
R
2
C = O
RCH
2
M gX
缩酮
缩醛
H O C O H
O O H
O H
H O - C - O H H C O H
O O H
O H
H - C - O H
C l
C l
R - C - C l
O C H 3
O C H 3
R - C - O C H 3
碳酸 原碳酸 甲酸 原甲酸 原 ( 某 ) 酸 原 ( 某 ) 酸
三酰氯 三甲酯
第十二章 羧酸衍生物
第一节 羧酸衍生物的结构和命名
第二节 羧酸衍生物的物理性质
第三节 羧酸及其衍生物的化学反应
第四节 羧酸衍生物的制备
第五节 乙酰乙酸乙酯
第六节 丙二酸二乙酯在合成上的应用
第七节 碳酸及原酸衍生物
第十二章 羧酸衍生物 2
R C
O
O H
R C
O
X
R C
O
O
R C
O
O R '
R C
O
N H
2
( R )
C R
O
酰 卤
酸 酐
酯
酰 胺
第一节 羧酸衍生物的结构和命名
(一 ) 分类与结构
(1)分类
第十二章 羧酸衍生物 3
碳 -杂原子键具某些双键性质
(2)结构
R C
O
L （ X, O, N ）
s p 2
R C
O
L R C
O -
L
+
R C
O -
L +
第十二章 羧酸衍生物 4
1 酰卤的命名,
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：
?-溴丁酰溴 对氯甲酰苯甲酸
IUPAC 命名法：
2-溴丁酰溴 4-氯甲酰苯甲酸
(二 ) 羧酸衍生物的命名
C H 3 C H 2 C H C B r H O O C
B r O
C O C l
2 - B r o m o b u t y r y l b r o m i d e 4 - C h l o r o c a r b o n y l b e z i o c a c i d
第十二章 羧酸衍生物 5
2 酸酐的命名
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；
环酐：在二元酸的名称后加酐字。
C H 3 C O C C H 3 C H 3 C O C C H 2 C H 3
O O O O
O
O
O
A c e t i c a n h y d r i d e A c e t i c p r o p i o n i c a n h y d r i d e S u c c i n i c a n h y d r i d e
普通命名法：
醋酸酐 乙丙酸酐 丁二酸酐
IUPAC 命名法：
乙酸酐 乙丙酸酐 丁二酸酐
第十二章 羧酸衍生物 6
3 酯的命名
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。内酯命名时，用内酯二字代替酸字并标明羟基的位置。
C H 3 C O C H 2 C 6 H 5
O
O
O
H 3 C
B e n z y l a c e t a t e 2 - M e t h y l - 4 - b u t y r o l a c t o n e
普通命名法：
醋酸苯甲酯 ?-甲基 -?-丁内酯
IUPAC 命名法：
乙酸苯甲酯 2-甲基 -4-丁内酯
第十二章 羧酸衍生物 7
4 酰胺的命名
命名时把羧酸名称放在前面将相应的酸字改为酰胺即可；
( C H 3 ) 2 C H C
O
N H 2
2 - 甲 基 丙 酰 胺
C H 3 C H 2 C H 2 C
O
N ( C H 3 ) 2
N,N - 二 甲 基 丁 酰 胺
N
H
O
δ - 己 内 酰 胺
第十二章 羧酸衍生物 8
5 腈的命名
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号；
氰基作为取代基时，氰基碳原子不计在内。
C H 3 C H 2 C H C H 2 C N C H 3 C H 2 C H C O O H N C ( C H 2 ) 4 C N
C H 3 C N
3 - M e t h y l p e n t a n e n i t r i l e 2 - C y a n o b u t a n o i c a c i d 1,6 - H e x a n e d i n i t r i l e
普通命名法：
?-甲基戊 腈 ?-氰基丁酸 己二 腈
IUPAC 命名法：
3-甲基戊 腈 2-氰基丁酸 己二 腈
第十二章 羧酸衍生物 9
第二节 羧酸衍生物的物理性质 (自学 )
第三节 羧酸衍生物的化学反应
羧酸衍生物化学性质分析
R C H C
O
L
C
O
X
R C H
2
C
O
O
C
O
O R '
C
O
N H
2
( R )
C R
O
L, 离 去 基 团 ( L e a v i n g g r o u p )
R C H
2
R C H
2
R C H
2
H
可 被 亲 核
试 剂 取 代
可 加 成 至
饱 和
有 弱 酸 性
第十二章 羧酸衍生物 10
R C
O
L
N u
R C
O
N u + L
反应机理,加成 -消除
R C
O
L
N u
R C
O
N u
+ LR C
O
N u
L
亲 核 加 成
消 除
（一 ） 酰基上的亲核取代
第十二章 羧酸衍生物 11
亲核取代的速度：
R C
O
X R C
O
O R C
O
O R ' R C
O
N H 2 ( R )C R
O
1、由羰基的亲电性分析（亲核加成步骤）
R C
O
X R C
O
O R C
O
O R ' R C
O
N H 2 ( R )C R
O
羰基的亲电性（与亲核试剂的反应活性）次序：
反应机理分析：
第十二章 羧酸衍生物 12
R C
O
L
电 负 性, C l > O > N
? ?
诱 导 作 用
X O O R ' N H 2 ( R )C R
O
R C
O
O R ' R C
O
O R '
R C
O
N H
2 R C
O
N H
2
R C
O
X R C
O
X
（ 贡 献 较 小 ）
（ 贡 献 较 大 ）
共 轭 作 用
羰 基 的 亲 电
能 力 减 小
2、由离去基团的性质分析（消除步骤）
第十二章 羧酸衍生物 13
羧酸衍生物酰基上的亲核取代反应
R C
O
L
R C
O
O H
H
2
O
H
+
o r O H
水 解 反 应
R ' O H
H
+
o r O R '
R ' N H
2
R ' M
L i H A l ( O P r
i
)
3
或 其 它 试 剂
醇 解 反 应
胺 解 反 应
还 原 反 应
R C
O
O R '
R C
O
N H R '
R C
O
R '
R C
O
H
酯
酸
酰 胺
酮
醛
一 定 条 件
第十二章 羧酸衍生物 14
1、羧酸衍生物的水解反应
R C
O
O H
H 2 O
H + o r O H
R C
O
L + H L
第十二章 羧酸衍生物 15
（ 1）酰氯的水解
R C
O
O H
H 2 O
+ H C lR C
O
C l
H 2 O
R C
O
C l
H 2 O
R C
O
C l
O H
R C
O H
C l
R C
O H
O H
- C l
- H C l
R C
O
O H
易 进 行
C l机理：
（ 2）酸酐的水解
R C
O
O H
H + o r O H
R C
O
O C R
O
H 2 O
2
使 反 应 加 快
第十二章 羧酸衍生物 16
（ 3）酯的水解
R C
O
O H
H + o r O H
R C
O
O R '
H 2 O
H O R '+
酯的酸性水解机理,机理 (a):
H
2
O
R C
O H
O R '
H
2
O
R C
O H
O R '
R C
O H
O H
- H O R '
R C
O
O H
R C
O
O R '
- H
H
H O
R C
O H
O R '
H
第十二章 羧酸衍生物 17
机理 (b)
R C
H O
O
H O R '
R C
O
O HR C
O
O R '
H
R '
R '
R ' 烯 烃
这两种机理分别适合于何种结构的酯类？
酯碱性水解机理（皂化反应 ), 碱用量 > 化学计量，反应可完全。
R C
O
O HR C
O
O R ' R C
O
O R '
H O R '
O H
R C
O
O +
O R ' O H
第十二章 羧酸衍生物 18
（ 4）酰胺的水解
R C
O
O HR C
O
N H R '
H
2
O
H
3
N R '+
H
+
o r O H 的 用 量 均 须 大 于 化 学 计 量
H
+
R C
O
OR C
O
N H R '
H
2
O
H
2
N R '+
O H
第十二章 羧酸衍生物 19
R C
O H
O H
R C
O
O H
H O
R C
O H
N H R '
H
N H 2 R '
+ N H
3 R '
H 2 O
R C
O H
N H R '
H 2 O
R C
O H
N H R 'R C
O
N H R '
H H酰胺的酸性水解机理
第十二章 羧酸衍生物 20
酰胺的碱性水解机理
R C
O
O HR C
O
N H R '
H
2
N R '
O H
R C
O
O +
N H R '
R C
O
N H R '
O H
2、羧酸衍生物的醇解反应
（ 1）酰氯的醇解反应（用于通过酰氯制备酯）
第十二章 羧酸衍生物 21
R ' O H
R C
O
O R 'R C
O
C l +
E t 3 N o r 吡 啶
E t 3 N H C l
N
H C l
o r
优点：反应完全，产率好。
R ' O H
R C
O
O R 'R C
O
C l
E t 3 N o r 吡 啶
R C
O
O H
S O C l 2
碱的作用, 吸收产生的 HCl 和 催化
（ 2）酸酐的醇解反应（合成上用于制备酯）
R C
O
O HR C
O
O C R
O
R ' O H
R C
O
O R ' +
第十二章 羧酸衍生物 22
C
2
H
5
O H
S C H 2 O H
( C H
3
C O )
2
O
C H
3
C O O N a S C H 2 O C C H 3
O
O
O
O
C O O E t
C O O H
二 酸 单 酯
C O O E t
C O O E t
（ 3）酯的醇解反应（酯交换反应）
R C
O
O R "R C
O
O R '
R " O H
H + o r R " O
+ R ' O H
反应可逆，用过量的醇 R”OH 和除去生成的醇 R’OH 使反应进行完全。
酸或碱对反应是必需的。
第十二章 羧酸衍生物 23
H
2
C C H C O O C H
3
n - B u O H
T s O H
H
2
C C H C O O B u
n
+ C H
3
O H
蒸 除
OC
O
H O C H
3
N a O C H
3
C H
3
O O HC
O
C H
3
O C H
3
C O O C H
3
+
C H C H
2
C H C H
2
O A cO A c
n
C H
3
O H
O H
C H C H
2
C H C H
2
O HO H
n
聚 乙 烯 醇
不 溶 于 水,不 能 直 接 水 解
选 择 性 酯 交 换
C C H
3
O
例：
第十二章 羧酸衍生物 24
（ 4）酰胺的醇解反应
R C
O
O R "R C
O
N H R '
R " O H
H + o r R " O
+ R ' N H 2
N H R ' 的 离 去 能 力 比 O R ' 差 ）
合 成 上 意 义 不 大 （ 合 成 酯 类 化 合 物 的 方 法 有 更 好 的 方 法 ）
*
*
反 应 相 对 不 易 进 行 （ 因 为
3、羧酸衍生物的胺解反应
（ 1）酰氯的胺 (氨 )解 R ' N H
2
R C
O
N H R 'R C
O
C l +
E t 3 N o r 其 它 碱
E t 3 N H C l
第十二章 羧酸衍生物 25
（ 2）酸酐的胺 (氨 )解
R C
O
O H N E t 3R C
O
O C R
O
R ' N H 2
R C
O
N H R ' +
E t 3 N o r 其 它 叔 胺
酰氯和酸酐的胺解是制备酰胺的主要方法
比较, 直接由羧酸制备酰胺
R C
O
N H R '
R ' N H 2
R C
O
O N H 3 R 'R C
O
O H
- H 2 O
反应产率较差例,
A r N H 2 C H 3 C O C l
o r ( C H 3 C O ) 2 O
A r N H C O C H 3 氨 基 的 保 护
第十二章 羧酸衍生物 26
（ 3）酯的胺 (氨 )解
R ' N H 2
R C
O
N H R 'R C
O
O R ' + H O R '
条 件, 无 水, 过 量 胺
（ 4）酰胺的胺解 R ' N H 2
R C
O
N H R 'R C
O
N H R " + H N H R "
胺 的 交 换
第十二章 羧酸衍生物 27
羧酸衍生物的相互转换关系
R C
O
O H
R C
O
O R 'R C
O
N H R '
R C
O
C l
R C
O
O C R
O
H
2
O
S
O
C
l 2
R
C
O
O
H
R
'
O
H
P
2
O
5
H
2
O
R
'
N
H
2
R
'
O
H
N
H
2
R
'
R
'
N
H
2,
H
2 O
,
H
+
o
r
O
H
-
R
' O
H
,
H +
R ' N H
2
R ' O H
H
2 O
,
H +
o
r
O
H -
第十二章 羧酸衍生物 28
(二 ) 羧酸衍生物与金属有机试剂的反应
R ' M g X
R C
O
R 'R C
O
L
R ' M g X
R C
O H
R '
R '
酮
叔 醇
( 1 m o l R ' M g X ) ( 2 m o l R ' M g X )
(1) 与 RMgX (活泼金属有机试剂 )的反应：
反应能否控制在中间体酮？
第十二章 羧酸衍生物 29
反应机理：
R '
R C
O
L
M g X
R '
R C
O
L
M g X
R C
O
R '
R ' M g X
R '
R C
O
R '
M g X
H
2
O
R '
R C
O H
R '
A B
H 2 O
R C
O
R '
R '
R C
O H
L
第十二章 羧酸衍生物 30
(2) 与 R2Cd 和 与 R2CuLi （ 不活泼金属试剂）的反应R C
O
C l
H 2 O
R C
O
R '
R ' 2 C d
R ' 2 C u L i
H 2 O
R ' 2 C u L i
R C
O
R '
R C
O
O R '
R ' 2 C d
o r
不 反 应o r
(04,12,01)
第十二章 羧酸衍生物 31
(三 ) 羧酸衍生物的 还原反应
R C
O
L R C H
2
O H
L i A l H
4
R C
O
N H
2
H
2
O
酰 氯, 酸 酐, 酯
L i A l H
4
R C H
2
N H
2
R C
O
H
L i A l H
4
伯 醇
伯 胺
（ 1） LiAlH4 及其衍生物 LiAlH(OPri)3 还原
R C
O
C l
L i A l H ( O P r i ) 3
R C
O
H
H 2 O
醛
第十二章 羧酸衍生物 32
R C
O
H
L i A l H ( O P r i ) 3
反 应 较 慢
（ 2）催化氢化还原 ------罗森孟德反应
R C
O
C l
R C
O
O R ' R C H
2
O H
R C
O
H
H
2
,P d - B a S O
4
,硫 - 喹 啉
R o s e n m u n d 反 应
H
2
,C u O C u C r O
4
工 业 化
第十二章 羧酸衍生物 33
（ 3）金属钠还原
R C
O
O R '
R C H
2
O H
N a,N
2
乙 醚 o r 甲 苯
N a
R " O H
R C
O
RC
H
O H
B o u v e a u l t 还 原
a c y l o i n 缩 合 （ 酮 醇 缩 合 ）
第十二章 羧酸衍生物 34
（ 4）腈的还原
C N H 2 / N i
1 2 0 o C,P
C H 2 N H 2
R C N S n C l 2 / H C l R C H N H H C l( ) 2 S n C l 4 H 2 O R C H O
Stephen 反应：
第十二章 羧酸衍生物 35
(四 ) 酯缩合反应 —— 酯的酰基化
R C H 2 C O R '
O
R C H C O R '
O
R C H 2 C
O
C H C O R '
O
RH
+ + H O R '
O R '
? - 羰 基 酯
Claisen （ 酯）缩合（两个相同酯之间的缩合）
碱 用 量
大 于 化 学 计 量, 反 应 可 进 行 完 全 （ 为 什 么？ ）
催 化 量, 反 应 可 逆 （ 为 什 么？ ）
其 它 常 用 碱 （ 弱 亲 核 性 强 碱 ）
N a H,N a N H 2,
L D A,P h 3 C N a,t - B u O K
酯中的 ?- H显弱酸性,在醇钠的作用下可与另一分子酯发
生类似与羟醛缩合的反应,称为 Claisen （ 酯）缩合反应。
第十二章 羧酸衍生物 36
Claisen 缩合举例
C H
3
C
O
O C
2
H
5
2
（ 1 ） N a / C
2
H
5
O H
C
O
O C
2
H
5
C H
3
C
O
乙 酰 乙 酸 乙 酯
（ 2 ） 5 0 % H O A c
C H
2
N a O C
2
H
5
C H
3
( C H
2
)
3
C O C H C O
2
C
2
H
5
C H
2
C H
2
C H
3
2
C H
3
C H
2
C H C O
2
C
2
H
5
C H
3
P h 3 C N a
C H
3
C H
2
C H C
C H
3
C
O C H 3
C H
2
C H
3
C O
2
C
2
H
5
2
C H
3
( C H
2
)
3
C O
2
C
2
H
5
第十二章 羧酸衍生物 37
Claisen 缩合机理
R C H C
O
O R '
H
R ' O
R C H C
O
O R '
R C H
2
C
O
O R '
R C H C
O
O R '
R C H
2
C O
O R '
C C
O
O R 'R C H
2
C
O R
H
R ' O
C C
O
O R 'R C H
2
C
O R
较 稳 定 的 烯 醇 负 离 子
R ' O
第十二章 羧酸衍生物 38
混合酯缩合
C H 2 C
O
O C 2 H 5R ' C H 2 C
O
O C 2 H 5R "+
碱
四 种 产 物
无 合 成 意 义
均 有 ? 氢
C H 2 C
O
O C 2 H 5R '
R " C
O
O C 2 H 5
强 碱 （ 化 学 计 量 ）
R " 无 ? 氢
C H C
O
O C 2 H 5C
O
R "
R '
产 物 单 一
C H C
O
O C 2 H 5R '
第十二章 羧酸衍生物 39
混合酯缩合举例：
C H 2 C O 2 E t
C H 2 C O 2 E t
+
C O 2 E t
C O 2 E t
N a O E t
H C C O 2 E t
H 2 C C O
2 E t
C O C O 2 E t
N
C O 2 C 2 H 5 C H 3 ( C H 2 ) 2 C O 2 E t+
N
C O C H C O
2 E t
C H 2 C H 3
N a H
C H 2 C H 2 C O O C 2 H 5
C H 2 C H 2 C O O C 2 H 5
( 1 ) C 2 H 5 O N a
( 2 ) H 3 O +
O
C O O C 2 H 5
+ C 2 H 5 O H
Dieckman缩合：分子内的酯缩合反应
第十二章 羧酸衍生物 40
S O 2 N H 2
O
O
N H
O
O
N H
p k a ~ 1 0 9, 6 2 8, 3
弱
酸
性
2 Hofmann(霍夫曼 )降解反应
R C N H 2
O N a O H + B r
2 R N H
2
CH 3 CH 3 CH 2 = CH 2 NH 3 CH ? C H C 2 H 5 O H H 2 O
p K a ~ 5 0 ~ 4 0 ~ 3 4 - 3 5 ~ 2 5 ~ 1 6 ~ 1 5, 7
C H 3 C N H 2
O
~ 1 5,1
1,酰胺的酸碱性 碱性 中性
(五 ) 酰胺的特性
第十二章 羧酸衍生物 41
( C H 3 ) 3 C C H 2 C O N H 2 B r 2N a O H ( C H 3 ) 3 C C H 2 N H 2
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
-
3 脱水反应
羧酸
NH 3 铵盐
- H 2 O
? 酰胺
100 o ~200 o C - H 2 O
H 2 O 4 0 o ~50 o C
腈
H 2 O
R N C O H 2 O R N H C
O
O H - C O 2 R N H 2
R C N H 2
O
B r 2
O H - R C N H B r
O
O H -
- H 2 O R - C - N
O
B r
- - B r -
R C
O
N
第十二章 羧酸衍生物 42
第四节 羧酸衍生物的制备
(一 ) 由羧酸制备
(二 ) 由羧酸衍生物之间的相互转化制备
(三 ) 贝克曼重排 (Beckmann rearrangement)
酮肟在酸性试剂作用下,重排为 N-取代酰胺的反应称之。
R
C
R '
N
O H H A
R C
O
N H R '
O + N H 2 O H N O H
H 2 S O 4 N H
O
第十二章 羧酸衍生物 43
(一 ) 酮式 -烯醇式互变异构 （具有酮和烯醇的双重反应性）
C H 3 C C H 2 C O O C 2 H 5
O
C H 3 C
O
C H C
O
O C 2 H 5
H O
C
C H
C
O
H
C H 3 O C
2 H 5
9 2, 5 % 7, 5 %
C H 3 C H 2 O C C H 2 C O C H 2 C H 3
O O
C H 3 C H 2 O C C H C O C H 2 C H 3
O H O
9 9, 9 % 0, 1 %
C H 3 C C H 2 C C H 3
O O
C H 3 C C H
O H
C C H 3
O
2 4 % 7 6 %
第五节 乙酰乙酸乙酯
第十二章 羧酸衍生物 44
(二 ) 酮式分解和酸式分解
1,乙酰乙酸乙酯的酮式分解
OO
C H 3 C - C H 2 - C O C 2 H 5
-
OH （ 稀）
乙酰乙酸乙酯 O HO H
O -O -
C H 3 C - C H 2 - C - O C 2 H 5
H +
OO
C H 3 C - C H 2 - C O H
- CO
2
O
C H 3 C - C H 3
2 乙酰乙酸乙酯的酸式分解
第十二章 羧酸衍生物 45
(三 ) 乙酰乙酸乙酯的 α-烷基化,α-酰基化
OO
C H 3 C C H 2 C O C 2 H 5
C
2
H
5
O N a
- C
2
H
5
OH
OO
C H 3 C C H C O C 2 H 5
OO -
C H 3 C = C H C O C 2 H 5
Na +
CH
3
I
C H 3
OO
C H 3 C - C H - C O C 2 H 5
N a H
- H
2
OO
C H 3 C C H C O C 2 H 5
OO -
C H 3 C = C H C O C 2 H 5
Na +
CH
3
C O C l
OO
C H 3 C O C C H 3
CH
3
C O O C
2
H
5
C O C H 3
OO
C H 3 C - C H - C O C 2 H 5
(四 ) 乙酰乙酸乙酯在合成中的应用实例
eg 1,以乙酸乙酯为原料合成 4-苯基 -2-丁酮 C H
3 C C H 2 C H 2 C 6 H 5
O
第十二章 羧酸衍生物 46
eg 2,选用不超过 4个 碳的 合适原料制备 C C H
3
O
2 CH
3
COOC
2
H
5
C
2
H
5
ON a
N a +
O
C H 3 C C H C O O C 2 H 5
B r (C H
2
)
4
Br
( C H 2 ) 4 B r
O
C H 3 C C H C O O C 2 H 5
分子内的亲核取代 C O O C 2 H 5
O
C H 3 C
O
C H 3 C C C O O C 2 H 5
B r
C
2
H
5
O N a
稀
-
OH H
+
C O O H
O
C H 3 C
- CO
2
O
C C H 3
?
eg 3,乙酰乙酸乙酯与 BrCH2CH2CH2Br在醇钠作用下反应，
主要得到 而不是 。请解释原因。
O
C O O C 2H 5
H 3C C O C H 3
C O O C 2H 5
第十二章 羧酸衍生物 47
C H
3
C C H
2
C O E t
O O
E t O
-
B r ( C H
2
)
3
B r
C H
3
C C H C O E t
O O
E t O
-
C H
2
C H
2
C H
2
B r
B r
C O
2
E t
O
B r
C O
2
E t
C H
3
C
E t O
2
C
O
C H
3
C
O
O H
-
H
+
O O
C O
2
E t
O H
-
H
+ O
C O
2
H
吡喃衍生物
（主要产物）
有张力
无张力
主要
稀
?
第十二章 羧酸衍生物 48
eg 4,制备
C H 3 C H 2 C H 2 C H C O O H
C H 3
O
C H 3 C C H 2 C O O E t
NaOEt
EtOH
CH
3
I NaOE t
EtOH
CH
3
CH
2
CH
2
Br
C H 2 C H 2 C H 3
C H 3O
C H 3 C - C - C O O E t
OH - （ 浓）
酸式分解
H +
?
C H 3
C H 3 C H 2 C H 2 C H C O O H + CH 3 CO O H
eg 5,选用合适的原料制备下列结构的化合物。
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C O H
O O
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C C H 3
O O
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C O H
O O
C H 3 C C H 2 C O E t
O O
E t O
-
C l C H 2 C H 2 C O E t
O
C H 3 C - C H - C O O E t
O
C H 2 C H 2 C O O C 2 H 5
O H
-
H
+
H 2 O
- C O 2
第十二章 羧酸衍生物 49
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C C H 3 + C H 3 C O O H
O O
C H 3 C C H 2 C O E t
O O
E t O
-
C l C H 2 C H 2 C C H 3
O
C H 3 C - C H - C O O E t
O
C H 2 C H 2 C C H 3
O H
-
H
+
H 2 O
- C O 2
O
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C C H 3
O O
Eg 6,用简单的有机原料合成
C O O H
C O O H
2 CH
2
(C O
2
E t)
2
2 E tO -
B rC H
2
CH
2
CH
2
Br
CH( CO
2
Et)
2
CH( CO
2
Et)
2
2 EtO -
I 2
( C O O E t ) 2
( C O O E t ) 2
OH - H
+
?
C O O H
C O O H
第十二章 羧酸衍生物 50
I2的作用
C ( C O 2 E t ) 2
C ( C O 2 E t ) 2
+ I I
- I -
C ( C O 2 E t ) 2
C ( C O 2 E t ) 2
I C O
2 E t
C O 2 E t
C O 2 E t
C O 2 E t
Ex 7,Michael 加成反应
α,β-不饱和醛酮和 亲核的碳负离子进行共轭加成，称为
Micheal加成：
O
O
C H 3
+ C H 2 C H C
O
C H 3
K O H
C H 3 O H
O
O
C H 3
C H 2 C H 2 C
O
C H 3
反应机理：
第十二章 羧酸衍生物 51
C H 3 O H
O
O
C H 3
H
C H 2 C H C
O
C H 3
O
O
C H 3
C H 2 C H C C H 3
O -
O H -
O
O
C H 3
O
O
C H 3
C H 2 C H 2 C C H 3
O
乙酰乙酸乙酯或其它含活泼亚甲基的化合物在碱作用下形成
的碳负离子也可以和 α,β-不饱和羰基化合物进行 Michael加成
第十二章 羧酸衍生物 52
第六节 丙二酸二乙酯在合成中的应用
E t O C C H 2 C O E t + E t O N a
O O
E t O C C H C O E t
O O
-
[ ] E t O C
O
C C
O
O E t
HN a
+
C H 2
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
C 2 H 5 O N a
C H
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
_ C H
3 C H 2 B r C H 3 C H 2 C H
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
1 ) C 2 H 5 O N a
2 ) C H 3 I
C H 3 C H 2 C C H 3
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
1 ) O H -
2 ) H +
C H 3 C H 2 C C H 3
C O O H
C O O H
- C O 2 C H
3 C H 2 C H C O O H
C H 3
第十二章 羧酸衍生物 53
2 C H 2 ( C O O C 2 H 5 ) 2 C 2 H 5 O N a 2 C H ( C O O C 2 H 5 ) 2_ B r C H 2 C H 2 B r
C H 2 C H ( C O O C 2 H 5 ) 2
C H 2 C H ( C O O C 2 H 5 ) 2
C H 2 C H 2 C O O H
C H 2 C H 2 C O O H
1 ) O H -
2 ) H + - C O 2
C H 2 ( C O O C 2 H 5 ) 2 2 C 2 H 5 O N a
B r ( C H 2 ) 4 B r C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
1 ) O H -
2 ) H + C O O H
用于制备脂环羧酸的合成
(04,12,03)
第十二章 羧酸衍生物 54
第七节 碳酸及原酸衍生物
C
O
C l C l H 2 N C
O
N H 2 H 2 N C
S
N H 2 H 2 N C
N H
N H 2
1,碳酸及其衍生物
碳酰氯 (光气 ) 碳酰胺 (脲 ) 硫代碳酰胺 (硫脲 ) 亚氨基脲 (胍 )
碳酸衍生物与羧酸衍生物类似，可发生水解，醇解和氨解：
C l C
O
C l
H 2 O
C O 2 + 2 H C l
R O H
H C l
R O C
O
C l
R O H
N H 3
R O C
O
O R
H 2 N C
O
O R
2 N H 3 H
2 N C
O
N H 2 + 2 H C l
脲
碳 酸 酯
氨 基 甲 酸 酯
第十二章 羧酸衍生物 55
(1) 脲：易水解，具有碱性，为一元碱。
H 2 N C
O
N H 2 + H 2 O
H + o r O H -
尿 素 酶
N H 3 + C O 2
N H 3 + C O 2
C H 2
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
+ C O
H 2 N
H 2 N
C 2 H 5 O N a
- 2 C 2 H 5 O H
N H
N H
O
O
O ( 丙 二 酰 脲 )
N H
N H
O
O
O
N
N
H O
H O
O H
酮式 烯醇式
巴比妥酸
pKa 3.98
第十二章 羧酸衍生物 56
H 2 N C N H 2 + H 2 N
O
C
O
N H 2 H 2 N C
O
N H C
O
N H 2 + N H 3
缩 二 脲
缩二脲可溶于碱，在它的碱性溶液中加入微量硫酸铜即显紫
红色，称缩二脲反应，用于鉴定肽键。
脲在加热下可双分子脱氨：
(2)胍：有机一元强碱（ pKb13.8）
H 2 N C N H 2
N H
H 2 N C
N H
H 2 N C N H
N H
胍 胍 基 脒 基
第十二章 羧酸衍生物 57
H 2 N C N H 2
N H H
2 O H
2 N C N H 2 + N H 3
O
H 2 N S O 2 N H C
N H 2
N H
NO C N H C N H 2
N H N H
对 氨 基 苯 磺 酰 胍 ( 磺 胺 胍 ) 吗 啉 胍
胍不稳定，易水解，特别是在碱性条件下，不稳定：
N H 2
C
N H 2
N H H
+ N H 2
C
N H 2
N H 2+
N H 2
C
N H 2
N H 2
+
N H 2
C
N H 2
N H 2
+
胍的碱性：
保存时，可以盐的形式保存。
第十二章 羧酸衍生物 58
原
甲
酸
三
乙
酯
的
制
备
和
应
用
2,原（某）酸及其衍生物简解
HCCl
3
+ 3C
2
H
5
ONa
O C 2 H 5
O C 2 H 5
H - C - O C 2 H 5
H C O O C
2
H
5
+ 2 C
2
H
5
OH
R
2
C ( O C
2
H
5
)
2
+ H C O O C
2
H
5
RCH
2
C H ( O C
2
H
5
)
2
+C
2
H
5
O M g X
H
3
O +
R
2
C = O
RCH
2
M gX
缩酮
缩醛
H O C O H
O O H
O H
H O - C - O H H C O H
O O H
O H
H - C - O H
C l
C l
R - C - C l
O C H 3
O C H 3
R - C - O C H 3
碳酸 原碳酸 甲酸 原甲酸 原 ( 某 ) 酸 原 ( 某 ) 酸
三酰氯 三甲酯
