exit
止
于
至
善
厚
德
博
学
exit
第十六章 不饱和羧酸和取代羧酸
Unsaturated and Substituted Carboxylic Acid
第一节 不饱和羧酸
不饱和羧酸包括烯酸和炔酸,就是分子内含有烯键和炔键
的羧酸。分子内含有两类官能团，即,=, ≡ 和 –COOH,
根据不饱和键和羧基相对位置的不同,不饱和羧酸可分为
α,β- 和 β,γ-不饱和羧酸, 我们主要讨论 羧基和烯键直
接相连的 α,β-不饱和羧酸 。
一, 不饱和羧酸的结构
交叉共轭体系
(π,π共轭和 P,π共轭 )
由于羟基氧原子上的 P 电子已与 C=O 共轭,
使其不再与烯键共轭，而使稳定性增加的
不是十分显著。
O
O H
R C C C
H H
β,γ-不饱和羧酸 酯 α,β-不饱和羧酸酯
ΔHf (KJ/mol) -387.7 -389.4
C
C
H C H
3
H C H 2
C O 2 E t
C
C
E t H
H C O 2 E t
一些 α,β-不饱和羧酸有顺反异构体,
反式比顺式能更紧密地排列在晶格中，所以其熔点较高。
(巴豆酸 m.p,72℃ ) (异巴豆酸 m.p,15℃ )
(肉桂酸 m.p,133℃ ) (异肉桂酸 m.p,68℃ )
C C
H
C O 2 H
H 3 C
H
C C
H
C O 2 H
H
H 3 C
C C
H
C O 2 H
C 6 H 5
H
C C
C O 2 H
H
C 6 H 5
H
二, 不饱和羧酸的制备,
1,水解法
2,卤代酸酯去卤化氢
3,芳环的缩合反应：类似于羟醛缩和反应
Perkin 反应, 醛作为受者，酸酐以负离子的形式作为给者，亲和
加成，脱去一分子羧酸。
C HH 2 C C N
H 2 O
C HH 2 C C O O H
C HH 2 C C H 2 B r
M g
C HH 2 C C H 2 M g B r
1 ) C O 2
2 ) H 3 O
+
C HH 2 C C O O HN B S
N H 3 + O 2
C HH 2 C C H 3
C H 3 ( C H 2 ) 9 C
C H 3
B r
C O 2 C H 3
喹 啉
N
C H 3 ( C H 2 ) 8 C H C
C H 3
C O 2 C H 3
C H O + ( C H 3 C O ) 2 O C H 3 C O 2 N a
5 h
H C C H C O O H?
Knoevenagel 反应,有机碱催化，较低温度下进行，产率较高。
4,Witting 反应
C H O + C H C H C O O H
?
C H 2 ( C O O H ) 2 N
N
+
1 h
+ C O 2 + H 2 O
P h 3 P B r C H 2 C O O C 2 H 5 P h 3 P + C H 2 C O O C 2 H 5 B r _
C 2 H 5 O N a
C 2 H 5 O H
P h 3 P C H C O O C 2 H 5+
P h C H O
P h C H C H C O O C 2 H 5 + P h 3 P = O
C H O + ( C H 3 C H 2 C O ) 2 O C H 3 C O 2 N a?H C C C O O H
C H 3
NO2 NO
2
三, 不饱和羧酸的反应
分子中含有共轭双键体系，容易起 1,4 加成 反应和 Diels-Alder 反应
1,1,4 加成反应,
C C C
O
O H
1
234
+ H L
1,4 加 成
C C C
O H
O H
L
C C H C
O
O H
L
C H
2
C H C O O H
H X
H
2
O
H C N
N H
3
X C H
2
C H
2
C O O H
O H C H
2
C H
2
C O O H
C N C H
2
C H
2
C O O H
N H
2
C H
2
C H
2
C O O H
? ? 卤 代
? ? 羟 基
? ? 氰 基
? ? 氨 基
2,Diels-Alder 反应,
四, 不饱和羧酸的用途
丁炔二酸 是良好的亲二烯体，可以用来合成结构特殊的化合物。
C H 2 C H C O O C H 3 +
? C O O C H
3
亲 二 烯 体 二 烯
H O C C H C H C O H
O O
B rB r
( 1 ) K O H,C H 3 O H
( 2 ) H 3 O +
?
H O C C C C O H
O O
C H 2 C H C O O H + H N ( C H 2 C H 2 C O O H ) 2 N ( C H 2 C H 2 C O O H ) 3
O
C
6
H
5
C
6
H
5
+
C
C
C O O H
C O O H
O
C
6
H
5
C
6
H
5
C O O H
C O O H
O
C
6
H
5
C
6
H
5
C O O H
C O O H
O
C
6
H
5
C
6
H
5
O
C
6
H
5
C
6
H
5
O
C
6
H
5
C
6
H
5
C O O H
C O O H
+
第二节 卤代酸
本节只讨论卤素在碳链上的卤代酸。卤代酸我们并不陌生。
例如,ClCH2COOH 是工业上常用的合成中间体。
FCH2COONa 是一种威力极大的杀鼠剂等。
人们习惯于用希腊字母来表示卤素在碳链上的位置。如,
α,β - 卤代酸 。 卤素在羧基另一端的，称为 ω- 卤代酸。
C H 3 C H C H C
O
O H
B r B r
2,3 – 二溴丁酸
α,β -二溴丁酸
4 – 溴丁酸
ω - 溴丁酸
B r C H 2 C H 2 C H 2 C
O
O H
一, 卤代酸的合成
1,α - 卤代酸的合成,
C H 3 ( C H 2 ) 3 C H 2 C O O H + B r 2
P C l 3
8 9 % C H 3 ( C H 2 ) 3 C H C O O H
B r
B r 2
C H 3 ( C H 2 ) 3 C C O O H
B r
B r
1),Hell-Volhard-Zelinski 反应,反应可能是通过酰卤进行的
2),
C 6 H 5 C H 2 C
O
C l
N B S
H B r
C 6 H 5 C H C
O
C l
B r
R O H
C 6 H 5 C H C
O
O R
B r
( 1 0 0 % )2,β - 卤代酸的合成,
R C H = C H C
O
O H + H X R C H C H 2 C
O
O H
X
二, 卤代酸的反应
卤代酸具有卤代烃和羧酸的双重反应。由于卤素的影响，卤代酸的
酸性比相应的羧酸 强 。 α- C 上卤原子的累积使 羧基更容易失去了 ；
在羧基的影响下，卤原子的性质也有一些变化,卤素更容易被取代了 。
C H 2 C
O
O R
C l
+ N u
-
C H 2 C
O
O R
N u
+ C l
-
N u = - O H,- C N,- N H R '
如,
五元环内酯最稳定
O
O HB r ( C H 2 ) 5 C
H 2 O,A g O O
O
6 - 己 内 酯
+
O
O HH O ( C H 2 ) 5 C
双分子亲核取代
R C H C H 2 C H 2 C O H
X
O H - ?
内 酯
O
第三节, 醇 酸
羧酸分子中饱和碳原子上有羟基的酸成为醇酸。除
IUPAC 的命名法则外,醇酸可根据羟基与羧基的相对位置称
为 α-,β- 和 γ- 羟基酸 。与卤代酸一样，羟基连在碳链末端时，
称为 ω–羟基酸。由于许多醇酸做为生化过程的中间体而存在
与天然产物中，所以，在生物科学中，以 俗名命名 也很常见。
C H 3 C H C O O H
O H
2-羟基丙酸
α- 羟基丙酸 乳酸
3-羟基 -3-羧基戊二酸
β-羟基 -β-羧基戊二酸 柠檬酸
C
C H 2 C O O H
C O O H
C H 2 C O O H
H O
一, 醇酸的合成
1,二元醇的控制氧化
H O C H 2 C H 2 O H H N O 3,H 2 O H O C H 2 C O H
O
2,卤代酸的水解
C H 3 C H 2 C H C O O H
B r
1 ) K 2 C O 3,H 2 O
2 ) H +,6 9 %
C H 3 C H 2 C H C O O H
O H
3,羟基睛的水解 分子中同时含有 -OH 和 -CN,如何制备？
H +
C H 3 C H 2 C
C H 3
O H
C O O H
C H 3 C H 2 C C H 3
O
N a H S O 3,N a C N
C H 3 C H 2 C
C H 3
O H
C N
C H 2 C H 2
O H C N
C H 2 C H 2
O H C l
N a C N H + C H
2 C H 2 C O O H
O H
4,Reformatsky 反应
α- 卤代酸酯与醛或酮的混合物在乙醚，苯，甲苯等惰性溶剂中
与锌粉反应产物水解后得到 β- 醇酸酯
B r C H 2 C O E t + C 6 H 5 C C H 3
OO
1 ) Z n
2 ) H 2 O
C 6 H 5 C
C H 3
O H
C H 2 C O E t
O
Z nB r C H 2 C O E t +
O
C H 2 C O E t
Z n B r?
?
? - O
C H 2 C
O Z n B r
O E t
反应机理
合成 β- 羟基酸酯和 β- 羟基酸的重要方法
C
C 6 H 5
H 3 C
O
B r
Z n
O
C O E t
C H 2
C
C 6 H 5
H 3 C
O
Z n
B r
C H 2
C
O H 2 O
C 6 H 5 C
C H 3
O H
C H 2 C O E t
O
+
O E t
请问：在 Reformataky 反应中，能否用金属镁代替锌？
在 Reformataky 反应中,生成烯醇盐的一步并不完全。如果用活性较高
的镁代替锌，生成的烯醇镁盐不仅可以和活性高的醛，酮分子中的羰基反
应，甚至还会与溶液中的原料酯反应，影响产物的纯度和产率。
方法改进,
二异丙氨基锂 (LDA)
碱性强，位阻大的 LDA使烯醇化完全，而其本身又不与酯反应
O H
C H C O 2 C H 3
C H 3
？
( C H 3 ) 2 C
O
L i
O
C O E t
C H 2
+ ( C H 3 ) 2 C C H 2 C O E t
O L i
O
( C H 3 ) 2 C C H 2 C O E t
O H
O
H 2 O
C H 3 C O E t
O
[ ( C H 3 ) 2 C H ] 2 N L i
+-
C H 2 C
O L i
O E t
[ ( C H 3 ) 2 C H ] 2 N H+ +
T H F
5,环酮的氧化
O
C H 3
C F 3 C O O H
O
C H 3 O C H C N
O H
C H 3 O C H O
H O C H 2 ( C H 2 ) 4 C O O H
O
O
C H 3 ( C H 2 ) 4 C O C H 3
O ( 1 ) L D A,T H F,- 7 8 C°
( 2 ) C H 3 I
C H 3 ( C H 2 ) 3 C H C O C H 3
O
C H 3
O
O
H
C H 3
N a O H,C 2 H 5 O H
H 3 O +
C H 3 C H ( C H 2 ) 4 C O H
O H
O
C H 3 O C H C O 2 H
O H
H O C H 2 ( C H 2 ) 4 C O O C 2 H 5
练习
二, 醇酸的性质和反应
1,酸性,醇酸含有羟基和羧基两种官能团，由于羟基具有 吸电子效
应 并能生成 氢键,醇酸的酸性较母体羧酸 强,水溶性也较大。羟基
离羧基越近，其酸性越强。
C H 3 C H 2 C O O H C H 3 C H C O O H
O H
C H 2 C H 2 C O O H
O H
pKa,4.86 3.87 4.51
2,脱水反应
1).α- 醇酸,两分子相互酯化，生成六元环交酯
C H 3 C H O H
C O HO
C OH O
C H C H 3H O
C H 3 C H O C O
CO O C H C H 3
+ 2 H 2 O
2),β- 醇酸,分子内脱水生成 α,β-不饱和酸
C H 2 C H C H 2 O O H
H O H
C H 2 C H C O O H + H 2 O
3),γ- 醇酸 受热易发生分子内的脱水反应，生成内酯
3,与醛的反应,α- 和 β- 醇酸 与醛一起加热，生成环状化合物
R C H C
O H
O
O H + R ' C H O
?
R C H
O
C H
R '
O
C O
相当于羟醛缩和反应
C H 2 C H 2 C H 2 C O
O HO H
?
O
O
N a O H
H O C H 2 C H 2 C H 2 C O O N a
4,α- 和 β- 醇酸的降解
R R ' C C O H
O H
O
H 2 S O 4 R C R '
O
+ C O + H 2 O
R R ' C C O H
O H
O
H 2 S O 4,H 2 O R C R '
O
+ H C O 2 H
R C H 2 C O O H R C H O？
R C H C O O H
X
R C H C O H
O H
O
合成比原料少一个碳原子的醛酮
3,醇酸的用途
C
C H 2 C O O H
H O C O O H
C H 2 C O O H
C
C O O H
H O H
C H 3
乳酸
C
C O O H
H O H
C H 2 C O O H
苹果酸
C
C O O H
H O H
CH O H
C O O H
酒石酸 柠檬酸
第四节, 酚 酸
羟基和羧基连在芳环上的羟基酸称为酚酸。酚酸以芳香酸为
母体，羟基作为取代基。
酸性的比较,
C O O H
O H
C O O H C O O H
O H
> >
C O O H
O H >
O H
C O O H
O
C
H
O
O
-
羟基和羧基邻位效应；共轭
碱能生成分子内氢键，其稳
定性增加。
pKa = 2.69
一, 酚酸的合成,Kolbe-Schmidt 反应
二, 酚酸的反应
O H
C O O H
?
O H
脱羧反应
O H
C O O H + ( C H 3 C O ) 2 O N
O C O C H 3
C O O H
酰化反应
阿斯匹林
O N a
C O 2 ?
O H
C O 2 N a
O
C
O N a
O
第五节, 羰 基 酸
羰基酸是分子中同时含有羰基和羧基的一类化合物。
一, 羰基酸的分类和命名
根据羰基的结构，羰基酸可分为 醛酸 和 酮酸 ；按照羰基
和羧基的相对位置，酮酸又可分为 α- 酮酸和 β- 酮酸。
羰基酸的普通命名，是 选择包括羰基和羧基的最长链为主
链,称为“某酮（醛）酸”。若是酮酸，需用阿拉伯数字或希腊
字母 标记羰基的位置 （习惯上多用希腊字母）。也可用酰基
命名，称为“某酰某酸”。例如,
H C C H 2 O O H
O 乙醛酸 β-丁酮酸,乙酰乙酸
C H 3 C C H 2 C O O H
O
二, 羰基酸的化学性质
1,α- 酮酸, 丙酮酸是最简单的 α- 酮酸
α- 酮酸的特征反应
生物体内，丙酮酸在缺氧时，在酶的作用下也会发生脱羧
反应生成乙醛
C H 3 C C O 2 H
O
A g ( N H 3 ) 2 +
C H 3 C O H
O
+ C O 2
C H 3 C C O 2 H
O
C H 3 C H
O
+
C O 2
H 2 S O 4,H 2 O
?
C H 3 C C O 2 H
O
H 2 S O 4
C H 3 C O H
O
+
C O
2,β- 酮酸
最简单的 β- 酮酸是 乙酰乙酸 。 β- 酮酸是不稳定的化合物,
容易脱羧成酮。
C H
3
C C H
3
O
H
3
C C C O
O
H
O
H
3
C C C O
O
H
O
C
H
3
C C H
2
O H
C O
2+
?
C H 3 C C H 2 C O 2 H
O
C H 3 C C H 3
O
C O 2+
β- 酮酸酯是稳定的，在合成上有重要的用途。
第六节, β- 酮 酸 酯
β- 酮酸酯是一类稳定的化合物，在有机合成上有重要意
义。 β- 酮酸酯分子中羰基和酯基之间的 亚甲基,受两个羰基
的影响，具有很高的反应活性，称 活性亚甲基 。 β- 酮 酸 酯
可以在活性亚甲基起 酰化 和 烃化 反应，从而转化为多种类型的
化合物。
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O R
一, β- 酮酸酯的合成
Claisen Condensation,
C H 3 C O C 2 H 5
O
2
1 ) N a O C 2 H 5 / C 2 H 5 O H
2 ) C H 3 C O O H,H 2 O
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5 + C 2 H 5 O H
含有两个 α- H 的羧酸酯在乙醇钠作用下,
起分子间缩合反应，酸化后得到 β- 酮酸酯
C H
3
C O C
2
H
5
O -
O C
2
H
5
-
C H
2
C
O
O E t C H
2 C
O
O E t
-
H
3
C C
O
O C 2 H 5
+
-
C H
2
C
O
O E t H
3
C C
O
C H
2
C
O
O C
2
H
5
O C
2
H
5
H
3
C C
O
C H
2
C
O
O C
2
H
5
O C
2
H
5
-
-
H
3
C C
O
C H
2
C
O
O C
2
H
5
反应机理
C H 3 C H 2 C O C 2 H 5
O
2
1 ) N a O C 2 H 5 / C 2 H 5 O H
2 ) C H 3 C O O H,H 2 O
C
O
C H C
O
O C 2 H 5 + C 2 H 5 O HC H 3 C H 2
C H 3
乙酰乙酸乙酯较强的酸性是推动 Claisen Condensation 的真正动力
+ - O C 2 H 5 C
O
O E t
-
+ C 2 H 5 O H
p K a = 1 1 p K a = 1 5
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5 C H 3 C H C
O
C H 3 C O C 2 H 5
O
+ - O C 2 H 5 C H 2 C
O
O E t
-
+ C 2 H 5 O H
p K a = 2 4, 5 p K a = 1 6
( C H 3 ) 2 C H C O C 2 H 5
O
- O C 2 H 5
( C H 3 ) 2 C H C O C 2 H 5
O
+ ( C H 3 ) 2 C C O C 2 H 5
O
-
( C H 3 ) 2 C H C
O
C
C H 3
C H 3
C
O
O E t + - O C 2 H 5
( C H 3 ) 2 C C O C 2 H 5
O-
( C H 3 ) 2 C H C
O
C
C H 3
C H 3
C
O
O E t
( C 6 H 5 ) 3 C N a ( C H
3 ) 2 C C O C 2 H 5
O-
p K a = 3 1, 5( C 6 H 5 ) 3 C H+
交叉克莱森缩合
两种酯的混合物起克莱森缩合反应，可以得到 四 种 β- 酮酸酯的混
合物，没有什么合成价值。但如果两种酯中有一种没有 α- 氢，只能提
供羰基,那么用 等摩尔 的酯起缩合反应,可以使 交叉缩合产物成为主
产物 。
1 ) N a O E t,E t O H
2 ) H 3 O +
C 6 H 5 C O E t
O
C H 3 C H 2 C O E t
O
+
C 6 H 5 C C H C O E t
O O
C H 3
E t O C C C H 2 C O E t
O O O
E t O C C
O O
O E t + C H 3 C O E t
O
Dieckmann Condensation,己二酸酯和庚二酸酯，分子内酯缩合生 成 环状 β- 酮酸酯
C
O
O E t
H
2
C
H
2
C C H
2
C H
2
C O
2
E t
- C
O
O E t
H
2
C
H
2
C C H
2
C H C O
2
E t
-
C O E t
H
2
C
H
2
C C H
2
C H C O
2
E t
O
O E t
-
C
H
2
C
H
2
C C H
2
C H C O
2
E t
O
O E t
-
C
H
2
C
H
2
C C H
2
C C O
2
E t
O
-
H
3
O
+
C
H
2
C
H
2
C C H
2
C H C O
2
E t
O
O E t
-
O E t
反应机理,
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
C 2 H 5 O N a
C O O C 2 H 5
O
C O O C 2 H 5
O
C H 3
二,β- 酮酸酯的酮 -烯醇平衡
乙酰乙酸乙酯是简单的 β- 酮酸酯,具有一些特殊的性质
1) 能和 HCN,NaHSO3等亲核试剂发生加成或缩合反应
2) 能使溴水褪色
3) 有烯醇式结构能使溴水褪色，并能和三氯化铁发生
颜色反应
具有羰基
含有不饱和键
具有烯醇式结构
互变平衡体系可通过下述试验得到证明,
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5 H 3 C C
O
C H C
O
O C 2 H 5
-
出现紫红色
B r 2
H 3 C C
O
C H C
O
O C 2 H 5
-
B r B r
紫红色消失
F eC l3
酮式 92.5% 烯醇式 7.5%
乙酰乙酸乙酯可以形成酮式和烯醇式的互变平衡体系
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5 H 3 C C
O
C H C
O
O C 2 H 5
-OH-
一般烯醇式不稳定，而乙酰乙酸乙酯的烯醇式能稳定存在,为什么？
(1) 酮式中亚甲基上的氢原子同时受羰基和酯基的影响很活泼,
很容易转移到羰基氧上形成烯醇式。
(2) 醇式中的双键的 π键与酯基中的 π键形成 π-π共轭体系,
使电子离域，降低了体系的能量。
(3) 烯醇式通过分子内氢键的缔合形成了一个较稳定的六员环结构
H 3 C C
O H
C H C
O
O C 2 H 5
H 3 C C
O
C H C
O
O C 2 H 5
H
问：活性亚甲基上有大的取代基，或是以 CF3代替 CH3,分别会对烯
醇的含量有什么影响？
三,β- 酮酸酯的烃化和酰化
( 1 ) N a O E t,E t O H
( 2 ) R ' X
H 3 C
C
O
C
C
O
O C 2 H 5
R R
R = 伯卤代烷，而仲卤代烷和叔卤代烷在碱性条件下易发生消去反应
H 3 C
C
O
C H 2
C
O
O C 2 H 5
+ N a O E t
H 3 C
C
O
C H
C
O
O C 2 H 5
-
H 3 C
C
O
C H
C
O
O C 2 H 5
+ R X H
3 C
C
O
C H
C
O
O C 2 H 5
R
H 3 C
C
O R
C H
C
O
O C 2 H 5
+
C 6 H 5 C C l
O
H 3 C
C
O
C H
C
O
O C 2 H 5
C O C 6 H 5
C- 烃化产物 O- 烃化产物
C- 酰化产物
四, β- 酮酸酯的水解
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5
成酸水解 成酮水解
两种水解方式
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5
( 1 ) H 2 O,K O H
( 2 ) H 3 O +
C H 3 C O C H 2 C O O H
?
H 3 C C
O
C H 3
C O 2-
?
-
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5
K O H,E t O H 2 C H
3 C O O
H + 2 C H
3 C O O H
乙酰乙酸乙酯烃基化，酰基化后，与水解，脱羧结合进行，可得到
一系列的化合物
第七节, 乙酰乙酸乙酯的合成法
和丙二酸酯的合成法
一, 乙酰乙酸乙酯 (Ethyl Acetoacetate)的合成法 (EAA)
1) 制备甲基酮
C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5
C 2 H 5 O N a
C H 3 C H 2 C H 2 B r
C H 3 C O C H C O O C 2 H 5
C H 2 C H 2 C H 3
C 2 H 5 O N a
C H 3 I
C H 3 C O C C O O C 2 H 5
C H 2 C H 2 C H 3
C H 3
C H 3 C O C C O O C 2 H 5
C H 2 C H 2 C H 3
C H 3
成 酮 水 解
成 酸 水 解
先大后小
先惰后活
C H 3
C H 3 C H 2 C H 2 C H C O O H
Cl
C H 3 C O C H
C H 3
C H 2 C H 2 C H 3Cl
2) 制备各种二酮
2,6 - 庚二酮
2,5 – 己二酮 C H 3 C O C H C O O C 2 H 52
-
N a
+ C H 2
C l
2
C H
3
C O C H C O O C
2
H
5
C H
2
C H
3
C O C H C O O C
2
H
5
1 ) H
2
O,K O H ; 2 ) H
3
O
+
3 ) ?
C H
3
C O C H
2
C H
2
C H
2
C O C H
3
C H 3 C O C H C O O C 2 H 52
-
N a + I
- N a I
I
C H 3 C O C H C O O C 2 H 5
I
C H 3 C O C C O O C 2 H 5
C H 3 C O C H C O O C 2 H 5
1 ) H 2 O,K O H ; 2 ) H 3 O +
3 ) ?
C H 3 C O C H 2 C H 2 C O C H 3
1- 苯基 - 1,3 -丁二酮
3) 制备环烷基酮
C 2 H 5 O N a
( C H 2 ) 4 C
C O C H 3
C O O C 2 H 5
B r
C H 3 C O C H C O O C 2 H 5 - N a + B r ( C H 2 ) 4 B r ( C H 2 ) 4 C H
C O C H 3
C O O C 2 H 5
B r
1 ) H 2 O,K O H ; 2 ) H 3 O
+
3 ) ?
C
C O C H 3
C O O C 2 H 5
C C O C H 3
C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5
N a H
C H 3 C O C H C O O C 2 H 5
-
N a
+ C 6 H 5 C O C l
C H 3 C O C H C O O C 2 H 5
C O C 6 H 5
1 ) H 2 O,K O H ; 2 ) H 3 O
+
3 ) ?
C H 3 C O C H 2 C O C 6 H 5
C H 3 C C H C H 2 C H 2 C H 3
O
C H 2 C H 3
EAA E t O N a
C H 3 C H 2 C H 2 C l C H 3 C H 2 C l
E t O N a
C H 3 C H 2 C H 2 C C H 2 C H 2 C H 3
O
2 C H 3 C H 2 C H 2 C O E t
O
EtONa
EtOH
O
C H 3
E t O N a,E t O H
C H 3 I
O
C O O E tE t O N a
E t O H
( C H 2 ) 5
C O O E t
C O O E t
1)
2)
3)
O
C H 3
C O O E t
H 3 O +
?
其它结构的 β- 酮酸酯也可以进行烃化，水解和脱羧反应，生成各种结构的酮。
R C H 2 C C H 2 R
O
R C H 2 C O R
O
1 ) O H - H 2 O,-
?2 ) H 3 O +,
1 ) O H - H 2 O,
-
?2 ) H 3 O +,C H 3 C H 2 C H 2 C C H C O E t
C H 2 C H 3
OO
4) 制备高级酮酸
C H
3
C O C H C O O C
2
H
5
-
N a
+ B r ( C H 2 ) n C O O C 2 H 5
C H
3
C O C H C O O C
2
H
5
( C H
2
)
n
C O O C
2
H
5
C H
3
C O C H C O O C
2
H
5
( C H
2
)
n
C O O C
2
H
5
酮 式 分 解
酸 式 分 解
C H
3
C O C H
2
( C H
2
)
n
C O O H
C O O H C H
2
( C H
2
)
n
C O O H
羰基酸
二元酸
二, 丙二酸酯的合成法 (EM)
C H 2 C O O N a
C l
N a C N C H 2 C O O N a
C N
C 2 H 5 O H
H 2 S O 4
H 2 C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
1) 制备取代乙酸
C 2 H 5 O N a C H 3 C H 2 B r
C H 3 I
C H 2 ( C O O C 2 H 5 ) 2 N a
+
[ C H ( C O O C 2 H 5 ) 2 ]
-
C H 3 C H 2 C H ( C O O C 2 H 5 ) 2
C H 3 C H 2 C ( C O O C 2 H 5 ) 2
C H 3
1 ) N a O H,H 2 O
2 ) H
+
C
C H 3 C H 2
H 3 C
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
比较结构
2) 制备二元酸
3) 制备环烷酸 C 2 H 5 O N aC H
2 ( C O O C 2 H 5 ) 2
?
1 ) N a O H,H 2 O
2 ) H
+
B r ( C H 2 ) 4 B r
B r ( C H 2 ) 4 C H ( C O O C 2 H 5 ) 2
C 2 H 5 O N a
B r C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C ( C O O C 2 H 5 ) 2
-
C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
C C O O H
H 2 C C H 2 C O O H
H 2 C C H 2 C O O H
H 2 C C H ( C O O C 2 H 5 ) 2
H 2 C C H ( C O O C 2 H 5 ) 2
N a + [ C H ( C O O C 2 H 5 ) 2 ] -H 2 C B r
H 2 C B r
+ 2 ?1 ) N a O H,H 2 O2 ) H +
C H C O O H
C H 2 C l
C H 2 C l
C H 2 O H
C H 2 O H
C O O C 2 H 5
C
C O O C 2 H 5
CH2Cl
CH2Cl
能否用 EM 法合成下列化合物？
( C H 3 ) 3 C C O O H ( C H 3 ) 3 C C H 2 C O O H
C H 2 ( C O O E t ) 2
R C H 2 C O O HC H C O O H
R
R '
,
O
O
O
O H
O H
O
C H 2 ( C O O E t ) 2
第八节, 迈 克 尔 反 应
(Michael)
碳负离子与活性双键的加成称为迈克尔 (Michael)反应。 C=C 易
接受亲电试剂的进攻，但当 C=C 上连有吸电子的取代基时，其亲电
性减弱,亲核性增加。
H 2 C C H C
O
RN u,
取代基对活性双键的活化能力的大小次序,
C H
O
> C
O
R > C
O
O R > C N > N O 2
乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯等在碱性催化剂的存在下都能与双键起
加成反应
C H 3 C
O
C
H
C H 2 + C H 2 ( C O 2 E t ) 2
K O H,E t O H
O
C H 3 C C H 2 C H 2 C H ( C O 2 E t ) 2
1 ) K O H,E t O H - H 2 O
2 ) H 3 O
+
?
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C O O H
O
1 ) K O H,E t O H
2 ) K O H,E t O H - H 2 O
3 ) H 3 O + ?
O
+ C H 3 C C H 2 C O 2 E t
O
O
C H 2 C C H 3
O
反应机理
C H 2 ( C O 2 E t ) 2 + C H ( C O 2 E t ) 2 + E t O H- -E t O
O C H C H C H 2 + C H ( C O 2 E t ) 2- O C H C H C H 2 C H ( C O 2 E t ) 2-
O C H C H C H 2 C H ( C O 2 E t ) 2- O C H C H 2 C H 2 C H ( C O 2 E t ) 2 + -E t O
O
O
C H 2 C H C O 2 E t+ E t O N a,E t O H
O
O
C H 2 C H 2 C O 2 E t
如,
O
C H 2 C H 2 C O C H 3
C H 3
O
C H 3
O H
O
+
C H 3
H C H 2 C H C O C H 3
E t O N a,E t O H
第九节 碳酸衍生物
H O C O H
O
C l C O H
O
C l C C l
O
H O C O R
O
R O C O R
O
H
2
N C O H
O
H
2
N C N H
2
O H
2
N C N H C N H
2
O O
+ N H 2 N H 2 H
2
N C N H N H
2
O
,
,
,
H
2
N C N + N H
3 H
2
N C N H
2
N H
光气，活性高
尿素
缩二脲
,
氨基脲
胍
二, 硫代碳酸衍生物
一, 碳酸衍生物
本 章 重 点
1,Perkin 反应, 醛与酐反应生成 不饱和酸 的反应。
2,Knoevenagel 反应：醛与丙二酸反应生成 不饱和酸 的反应。
3,Reformatsky 反应, α- 卤代酸酯与醛或酮的混合物和锌粉生成
β- 羟基酸酯和 β- 羟基酸 的反应。
4,Clasien Condensation, 含有两个 α- H 的羧酸酯在碱作用下分子
间缩合，生成 β- 酮酸酯 的反应。
5,DIeckmann Condensation, 二元酸酯分子内缩合生成 环状的 β-
酮酸酯 的反应。
6,Michael 反应：活性双键的加成。
7,EAA 合成法
8,EM 合成法
作业：习题 2,4
学习指导,3,5,6,8
止
于
至
善
厚
德
博
学
exit
第十六章 不饱和羧酸和取代羧酸
Unsaturated and Substituted Carboxylic Acid
第一节 不饱和羧酸
不饱和羧酸包括烯酸和炔酸,就是分子内含有烯键和炔键
的羧酸。分子内含有两类官能团，即,=, ≡ 和 –COOH,
根据不饱和键和羧基相对位置的不同,不饱和羧酸可分为
α,β- 和 β,γ-不饱和羧酸, 我们主要讨论 羧基和烯键直
接相连的 α,β-不饱和羧酸 。
一, 不饱和羧酸的结构
交叉共轭体系
(π,π共轭和 P,π共轭 )
由于羟基氧原子上的 P 电子已与 C=O 共轭,
使其不再与烯键共轭，而使稳定性增加的
不是十分显著。
O
O H
R C C C
H H
β,γ-不饱和羧酸 酯 α,β-不饱和羧酸酯
ΔHf (KJ/mol) -387.7 -389.4
C
C
H C H
3
H C H 2
C O 2 E t
C
C
E t H
H C O 2 E t
一些 α,β-不饱和羧酸有顺反异构体,
反式比顺式能更紧密地排列在晶格中，所以其熔点较高。
(巴豆酸 m.p,72℃ ) (异巴豆酸 m.p,15℃ )
(肉桂酸 m.p,133℃ ) (异肉桂酸 m.p,68℃ )
C C
H
C O 2 H
H 3 C
H
C C
H
C O 2 H
H
H 3 C
C C
H
C O 2 H
C 6 H 5
H
C C
C O 2 H
H
C 6 H 5
H
二, 不饱和羧酸的制备,
1,水解法
2,卤代酸酯去卤化氢
3,芳环的缩合反应：类似于羟醛缩和反应
Perkin 反应, 醛作为受者，酸酐以负离子的形式作为给者，亲和
加成，脱去一分子羧酸。
C HH 2 C C N
H 2 O
C HH 2 C C O O H
C HH 2 C C H 2 B r
M g
C HH 2 C C H 2 M g B r
1 ) C O 2
2 ) H 3 O
+
C HH 2 C C O O HN B S
N H 3 + O 2
C HH 2 C C H 3
C H 3 ( C H 2 ) 9 C
C H 3
B r
C O 2 C H 3
喹 啉
N
C H 3 ( C H 2 ) 8 C H C
C H 3
C O 2 C H 3
C H O + ( C H 3 C O ) 2 O C H 3 C O 2 N a
5 h
H C C H C O O H?
Knoevenagel 反应,有机碱催化，较低温度下进行，产率较高。
4,Witting 反应
C H O + C H C H C O O H
?
C H 2 ( C O O H ) 2 N
N
+
1 h
+ C O 2 + H 2 O
P h 3 P B r C H 2 C O O C 2 H 5 P h 3 P + C H 2 C O O C 2 H 5 B r _
C 2 H 5 O N a
C 2 H 5 O H
P h 3 P C H C O O C 2 H 5+
P h C H O
P h C H C H C O O C 2 H 5 + P h 3 P = O
C H O + ( C H 3 C H 2 C O ) 2 O C H 3 C O 2 N a?H C C C O O H
C H 3
NO2 NO
2
三, 不饱和羧酸的反应
分子中含有共轭双键体系，容易起 1,4 加成 反应和 Diels-Alder 反应
1,1,4 加成反应,
C C C
O
O H
1
234
+ H L
1,4 加 成
C C C
O H
O H
L
C C H C
O
O H
L
C H
2
C H C O O H
H X
H
2
O
H C N
N H
3
X C H
2
C H
2
C O O H
O H C H
2
C H
2
C O O H
C N C H
2
C H
2
C O O H
N H
2
C H
2
C H
2
C O O H
? ? 卤 代
? ? 羟 基
? ? 氰 基
? ? 氨 基
2,Diels-Alder 反应,
四, 不饱和羧酸的用途
丁炔二酸 是良好的亲二烯体，可以用来合成结构特殊的化合物。
C H 2 C H C O O C H 3 +
? C O O C H
3
亲 二 烯 体 二 烯
H O C C H C H C O H
O O
B rB r
( 1 ) K O H,C H 3 O H
( 2 ) H 3 O +
?
H O C C C C O H
O O
C H 2 C H C O O H + H N ( C H 2 C H 2 C O O H ) 2 N ( C H 2 C H 2 C O O H ) 3
O
C
6
H
5
C
6
H
5
+
C
C
C O O H
C O O H
O
C
6
H
5
C
6
H
5
C O O H
C O O H
O
C
6
H
5
C
6
H
5
C O O H
C O O H
O
C
6
H
5
C
6
H
5
O
C
6
H
5
C
6
H
5
O
C
6
H
5
C
6
H
5
C O O H
C O O H
+
第二节 卤代酸
本节只讨论卤素在碳链上的卤代酸。卤代酸我们并不陌生。
例如,ClCH2COOH 是工业上常用的合成中间体。
FCH2COONa 是一种威力极大的杀鼠剂等。
人们习惯于用希腊字母来表示卤素在碳链上的位置。如,
α,β - 卤代酸 。 卤素在羧基另一端的，称为 ω- 卤代酸。
C H 3 C H C H C
O
O H
B r B r
2,3 – 二溴丁酸
α,β -二溴丁酸
4 – 溴丁酸
ω - 溴丁酸
B r C H 2 C H 2 C H 2 C
O
O H
一, 卤代酸的合成
1,α - 卤代酸的合成,
C H 3 ( C H 2 ) 3 C H 2 C O O H + B r 2
P C l 3
8 9 % C H 3 ( C H 2 ) 3 C H C O O H
B r
B r 2
C H 3 ( C H 2 ) 3 C C O O H
B r
B r
1),Hell-Volhard-Zelinski 反应,反应可能是通过酰卤进行的
2),
C 6 H 5 C H 2 C
O
C l
N B S
H B r
C 6 H 5 C H C
O
C l
B r
R O H
C 6 H 5 C H C
O
O R
B r
( 1 0 0 % )2,β - 卤代酸的合成,
R C H = C H C
O
O H + H X R C H C H 2 C
O
O H
X
二, 卤代酸的反应
卤代酸具有卤代烃和羧酸的双重反应。由于卤素的影响，卤代酸的
酸性比相应的羧酸 强 。 α- C 上卤原子的累积使 羧基更容易失去了 ；
在羧基的影响下，卤原子的性质也有一些变化,卤素更容易被取代了 。
C H 2 C
O
O R
C l
+ N u
-
C H 2 C
O
O R
N u
+ C l
-
N u = - O H,- C N,- N H R '
如,
五元环内酯最稳定
O
O HB r ( C H 2 ) 5 C
H 2 O,A g O O
O
6 - 己 内 酯
+
O
O HH O ( C H 2 ) 5 C
双分子亲核取代
R C H C H 2 C H 2 C O H
X
O H - ?
内 酯
O
第三节, 醇 酸
羧酸分子中饱和碳原子上有羟基的酸成为醇酸。除
IUPAC 的命名法则外,醇酸可根据羟基与羧基的相对位置称
为 α-,β- 和 γ- 羟基酸 。与卤代酸一样，羟基连在碳链末端时，
称为 ω–羟基酸。由于许多醇酸做为生化过程的中间体而存在
与天然产物中，所以，在生物科学中，以 俗名命名 也很常见。
C H 3 C H C O O H
O H
2-羟基丙酸
α- 羟基丙酸 乳酸
3-羟基 -3-羧基戊二酸
β-羟基 -β-羧基戊二酸 柠檬酸
C
C H 2 C O O H
C O O H
C H 2 C O O H
H O
一, 醇酸的合成
1,二元醇的控制氧化
H O C H 2 C H 2 O H H N O 3,H 2 O H O C H 2 C O H
O
2,卤代酸的水解
C H 3 C H 2 C H C O O H
B r
1 ) K 2 C O 3,H 2 O
2 ) H +,6 9 %
C H 3 C H 2 C H C O O H
O H
3,羟基睛的水解 分子中同时含有 -OH 和 -CN,如何制备？
H +
C H 3 C H 2 C
C H 3
O H
C O O H
C H 3 C H 2 C C H 3
O
N a H S O 3,N a C N
C H 3 C H 2 C
C H 3
O H
C N
C H 2 C H 2
O H C N
C H 2 C H 2
O H C l
N a C N H + C H
2 C H 2 C O O H
O H
4,Reformatsky 反应
α- 卤代酸酯与醛或酮的混合物在乙醚，苯，甲苯等惰性溶剂中
与锌粉反应产物水解后得到 β- 醇酸酯
B r C H 2 C O E t + C 6 H 5 C C H 3
OO
1 ) Z n
2 ) H 2 O
C 6 H 5 C
C H 3
O H
C H 2 C O E t
O
Z nB r C H 2 C O E t +
O
C H 2 C O E t
Z n B r?
?
? - O
C H 2 C
O Z n B r
O E t
反应机理
合成 β- 羟基酸酯和 β- 羟基酸的重要方法
C
C 6 H 5
H 3 C
O
B r
Z n
O
C O E t
C H 2
C
C 6 H 5
H 3 C
O
Z n
B r
C H 2
C
O H 2 O
C 6 H 5 C
C H 3
O H
C H 2 C O E t
O
+
O E t
请问：在 Reformataky 反应中，能否用金属镁代替锌？
在 Reformataky 反应中,生成烯醇盐的一步并不完全。如果用活性较高
的镁代替锌，生成的烯醇镁盐不仅可以和活性高的醛，酮分子中的羰基反
应，甚至还会与溶液中的原料酯反应，影响产物的纯度和产率。
方法改进,
二异丙氨基锂 (LDA)
碱性强，位阻大的 LDA使烯醇化完全，而其本身又不与酯反应
O H
C H C O 2 C H 3
C H 3
？
( C H 3 ) 2 C
O
L i
O
C O E t
C H 2
+ ( C H 3 ) 2 C C H 2 C O E t
O L i
O
( C H 3 ) 2 C C H 2 C O E t
O H
O
H 2 O
C H 3 C O E t
O
[ ( C H 3 ) 2 C H ] 2 N L i
+-
C H 2 C
O L i
O E t
[ ( C H 3 ) 2 C H ] 2 N H+ +
T H F
5,环酮的氧化
O
C H 3
C F 3 C O O H
O
C H 3 O C H C N
O H
C H 3 O C H O
H O C H 2 ( C H 2 ) 4 C O O H
O
O
C H 3 ( C H 2 ) 4 C O C H 3
O ( 1 ) L D A,T H F,- 7 8 C°
( 2 ) C H 3 I
C H 3 ( C H 2 ) 3 C H C O C H 3
O
C H 3
O
O
H
C H 3
N a O H,C 2 H 5 O H
H 3 O +
C H 3 C H ( C H 2 ) 4 C O H
O H
O
C H 3 O C H C O 2 H
O H
H O C H 2 ( C H 2 ) 4 C O O C 2 H 5
练习
二, 醇酸的性质和反应
1,酸性,醇酸含有羟基和羧基两种官能团，由于羟基具有 吸电子效
应 并能生成 氢键,醇酸的酸性较母体羧酸 强,水溶性也较大。羟基
离羧基越近，其酸性越强。
C H 3 C H 2 C O O H C H 3 C H C O O H
O H
C H 2 C H 2 C O O H
O H
pKa,4.86 3.87 4.51
2,脱水反应
1).α- 醇酸,两分子相互酯化，生成六元环交酯
C H 3 C H O H
C O HO
C OH O
C H C H 3H O
C H 3 C H O C O
CO O C H C H 3
+ 2 H 2 O
2),β- 醇酸,分子内脱水生成 α,β-不饱和酸
C H 2 C H C H 2 O O H
H O H
C H 2 C H C O O H + H 2 O
3),γ- 醇酸 受热易发生分子内的脱水反应，生成内酯
3,与醛的反应,α- 和 β- 醇酸 与醛一起加热，生成环状化合物
R C H C
O H
O
O H + R ' C H O
?
R C H
O
C H
R '
O
C O
相当于羟醛缩和反应
C H 2 C H 2 C H 2 C O
O HO H
?
O
O
N a O H
H O C H 2 C H 2 C H 2 C O O N a
4,α- 和 β- 醇酸的降解
R R ' C C O H
O H
O
H 2 S O 4 R C R '
O
+ C O + H 2 O
R R ' C C O H
O H
O
H 2 S O 4,H 2 O R C R '
O
+ H C O 2 H
R C H 2 C O O H R C H O？
R C H C O O H
X
R C H C O H
O H
O
合成比原料少一个碳原子的醛酮
3,醇酸的用途
C
C H 2 C O O H
H O C O O H
C H 2 C O O H
C
C O O H
H O H
C H 3
乳酸
C
C O O H
H O H
C H 2 C O O H
苹果酸
C
C O O H
H O H
CH O H
C O O H
酒石酸 柠檬酸
第四节, 酚 酸
羟基和羧基连在芳环上的羟基酸称为酚酸。酚酸以芳香酸为
母体，羟基作为取代基。
酸性的比较,
C O O H
O H
C O O H C O O H
O H
> >
C O O H
O H >
O H
C O O H
O
C
H
O
O
-
羟基和羧基邻位效应；共轭
碱能生成分子内氢键，其稳
定性增加。
pKa = 2.69
一, 酚酸的合成,Kolbe-Schmidt 反应
二, 酚酸的反应
O H
C O O H
?
O H
脱羧反应
O H
C O O H + ( C H 3 C O ) 2 O N
O C O C H 3
C O O H
酰化反应
阿斯匹林
O N a
C O 2 ?
O H
C O 2 N a
O
C
O N a
O
第五节, 羰 基 酸
羰基酸是分子中同时含有羰基和羧基的一类化合物。
一, 羰基酸的分类和命名
根据羰基的结构，羰基酸可分为 醛酸 和 酮酸 ；按照羰基
和羧基的相对位置，酮酸又可分为 α- 酮酸和 β- 酮酸。
羰基酸的普通命名，是 选择包括羰基和羧基的最长链为主
链,称为“某酮（醛）酸”。若是酮酸，需用阿拉伯数字或希腊
字母 标记羰基的位置 （习惯上多用希腊字母）。也可用酰基
命名，称为“某酰某酸”。例如,
H C C H 2 O O H
O 乙醛酸 β-丁酮酸,乙酰乙酸
C H 3 C C H 2 C O O H
O
二, 羰基酸的化学性质
1,α- 酮酸, 丙酮酸是最简单的 α- 酮酸
α- 酮酸的特征反应
生物体内，丙酮酸在缺氧时，在酶的作用下也会发生脱羧
反应生成乙醛
C H 3 C C O 2 H
O
A g ( N H 3 ) 2 +
C H 3 C O H
O
+ C O 2
C H 3 C C O 2 H
O
C H 3 C H
O
+
C O 2
H 2 S O 4,H 2 O
?
C H 3 C C O 2 H
O
H 2 S O 4
C H 3 C O H
O
+
C O
2,β- 酮酸
最简单的 β- 酮酸是 乙酰乙酸 。 β- 酮酸是不稳定的化合物,
容易脱羧成酮。
C H
3
C C H
3
O
H
3
C C C O
O
H
O
H
3
C C C O
O
H
O
C
H
3
C C H
2
O H
C O
2+
?
C H 3 C C H 2 C O 2 H
O
C H 3 C C H 3
O
C O 2+
β- 酮酸酯是稳定的，在合成上有重要的用途。
第六节, β- 酮 酸 酯
β- 酮酸酯是一类稳定的化合物，在有机合成上有重要意
义。 β- 酮酸酯分子中羰基和酯基之间的 亚甲基,受两个羰基
的影响，具有很高的反应活性，称 活性亚甲基 。 β- 酮 酸 酯
可以在活性亚甲基起 酰化 和 烃化 反应，从而转化为多种类型的
化合物。
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O R
一, β- 酮酸酯的合成
Claisen Condensation,
C H 3 C O C 2 H 5
O
2
1 ) N a O C 2 H 5 / C 2 H 5 O H
2 ) C H 3 C O O H,H 2 O
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5 + C 2 H 5 O H
含有两个 α- H 的羧酸酯在乙醇钠作用下,
起分子间缩合反应，酸化后得到 β- 酮酸酯
C H
3
C O C
2
H
5
O -
O C
2
H
5
-
C H
2
C
O
O E t C H
2 C
O
O E t
-
H
3
C C
O
O C 2 H 5
+
-
C H
2
C
O
O E t H
3
C C
O
C H
2
C
O
O C
2
H
5
O C
2
H
5
H
3
C C
O
C H
2
C
O
O C
2
H
5
O C
2
H
5
-
-
H
3
C C
O
C H
2
C
O
O C
2
H
5
反应机理
C H 3 C H 2 C O C 2 H 5
O
2
1 ) N a O C 2 H 5 / C 2 H 5 O H
2 ) C H 3 C O O H,H 2 O
C
O
C H C
O
O C 2 H 5 + C 2 H 5 O HC H 3 C H 2
C H 3
乙酰乙酸乙酯较强的酸性是推动 Claisen Condensation 的真正动力
+ - O C 2 H 5 C
O
O E t
-
+ C 2 H 5 O H
p K a = 1 1 p K a = 1 5
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5 C H 3 C H C
O
C H 3 C O C 2 H 5
O
+ - O C 2 H 5 C H 2 C
O
O E t
-
+ C 2 H 5 O H
p K a = 2 4, 5 p K a = 1 6
( C H 3 ) 2 C H C O C 2 H 5
O
- O C 2 H 5
( C H 3 ) 2 C H C O C 2 H 5
O
+ ( C H 3 ) 2 C C O C 2 H 5
O
-
( C H 3 ) 2 C H C
O
C
C H 3
C H 3
C
O
O E t + - O C 2 H 5
( C H 3 ) 2 C C O C 2 H 5
O-
( C H 3 ) 2 C H C
O
C
C H 3
C H 3
C
O
O E t
( C 6 H 5 ) 3 C N a ( C H
3 ) 2 C C O C 2 H 5
O-
p K a = 3 1, 5( C 6 H 5 ) 3 C H+
交叉克莱森缩合
两种酯的混合物起克莱森缩合反应，可以得到 四 种 β- 酮酸酯的混
合物，没有什么合成价值。但如果两种酯中有一种没有 α- 氢，只能提
供羰基,那么用 等摩尔 的酯起缩合反应,可以使 交叉缩合产物成为主
产物 。
1 ) N a O E t,E t O H
2 ) H 3 O +
C 6 H 5 C O E t
O
C H 3 C H 2 C O E t
O
+
C 6 H 5 C C H C O E t
O O
C H 3
E t O C C C H 2 C O E t
O O O
E t O C C
O O
O E t + C H 3 C O E t
O
Dieckmann Condensation,己二酸酯和庚二酸酯，分子内酯缩合生 成 环状 β- 酮酸酯
C
O
O E t
H
2
C
H
2
C C H
2
C H
2
C O
2
E t
- C
O
O E t
H
2
C
H
2
C C H
2
C H C O
2
E t
-
C O E t
H
2
C
H
2
C C H
2
C H C O
2
E t
O
O E t
-
C
H
2
C
H
2
C C H
2
C H C O
2
E t
O
O E t
-
C
H
2
C
H
2
C C H
2
C C O
2
E t
O
-
H
3
O
+
C
H
2
C
H
2
C C H
2
C H C O
2
E t
O
O E t
-
O E t
反应机理,
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
C 2 H 5 O N a
C O O C 2 H 5
O
C O O C 2 H 5
O
C H 3
二,β- 酮酸酯的酮 -烯醇平衡
乙酰乙酸乙酯是简单的 β- 酮酸酯,具有一些特殊的性质
1) 能和 HCN,NaHSO3等亲核试剂发生加成或缩合反应
2) 能使溴水褪色
3) 有烯醇式结构能使溴水褪色，并能和三氯化铁发生
颜色反应
具有羰基
含有不饱和键
具有烯醇式结构
互变平衡体系可通过下述试验得到证明,
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5 H 3 C C
O
C H C
O
O C 2 H 5
-
出现紫红色
B r 2
H 3 C C
O
C H C
O
O C 2 H 5
-
B r B r
紫红色消失
F eC l3
酮式 92.5% 烯醇式 7.5%
乙酰乙酸乙酯可以形成酮式和烯醇式的互变平衡体系
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5 H 3 C C
O
C H C
O
O C 2 H 5
-OH-
一般烯醇式不稳定，而乙酰乙酸乙酯的烯醇式能稳定存在,为什么？
(1) 酮式中亚甲基上的氢原子同时受羰基和酯基的影响很活泼,
很容易转移到羰基氧上形成烯醇式。
(2) 醇式中的双键的 π键与酯基中的 π键形成 π-π共轭体系,
使电子离域，降低了体系的能量。
(3) 烯醇式通过分子内氢键的缔合形成了一个较稳定的六员环结构
H 3 C C
O H
C H C
O
O C 2 H 5
H 3 C C
O
C H C
O
O C 2 H 5
H
问：活性亚甲基上有大的取代基，或是以 CF3代替 CH3,分别会对烯
醇的含量有什么影响？
三,β- 酮酸酯的烃化和酰化
( 1 ) N a O E t,E t O H
( 2 ) R ' X
H 3 C
C
O
C
C
O
O C 2 H 5
R R
R = 伯卤代烷，而仲卤代烷和叔卤代烷在碱性条件下易发生消去反应
H 3 C
C
O
C H 2
C
O
O C 2 H 5
+ N a O E t
H 3 C
C
O
C H
C
O
O C 2 H 5
-
H 3 C
C
O
C H
C
O
O C 2 H 5
+ R X H
3 C
C
O
C H
C
O
O C 2 H 5
R
H 3 C
C
O R
C H
C
O
O C 2 H 5
+
C 6 H 5 C C l
O
H 3 C
C
O
C H
C
O
O C 2 H 5
C O C 6 H 5
C- 烃化产物 O- 烃化产物
C- 酰化产物
四, β- 酮酸酯的水解
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5
成酸水解 成酮水解
两种水解方式
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5
( 1 ) H 2 O,K O H
( 2 ) H 3 O +
C H 3 C O C H 2 C O O H
?
H 3 C C
O
C H 3
C O 2-
?
-
H 3 C C
O
C H 2 C
O
O C 2 H 5
K O H,E t O H 2 C H
3 C O O
H + 2 C H
3 C O O H
乙酰乙酸乙酯烃基化，酰基化后，与水解，脱羧结合进行，可得到
一系列的化合物
第七节, 乙酰乙酸乙酯的合成法
和丙二酸酯的合成法
一, 乙酰乙酸乙酯 (Ethyl Acetoacetate)的合成法 (EAA)
1) 制备甲基酮
C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5
C 2 H 5 O N a
C H 3 C H 2 C H 2 B r
C H 3 C O C H C O O C 2 H 5
C H 2 C H 2 C H 3
C 2 H 5 O N a
C H 3 I
C H 3 C O C C O O C 2 H 5
C H 2 C H 2 C H 3
C H 3
C H 3 C O C C O O C 2 H 5
C H 2 C H 2 C H 3
C H 3
成 酮 水 解
成 酸 水 解
先大后小
先惰后活
C H 3
C H 3 C H 2 C H 2 C H C O O H
Cl
C H 3 C O C H
C H 3
C H 2 C H 2 C H 3Cl
2) 制备各种二酮
2,6 - 庚二酮
2,5 – 己二酮 C H 3 C O C H C O O C 2 H 52
-
N a
+ C H 2
C l
2
C H
3
C O C H C O O C
2
H
5
C H
2
C H
3
C O C H C O O C
2
H
5
1 ) H
2
O,K O H ; 2 ) H
3
O
+
3 ) ?
C H
3
C O C H
2
C H
2
C H
2
C O C H
3
C H 3 C O C H C O O C 2 H 52
-
N a + I
- N a I
I
C H 3 C O C H C O O C 2 H 5
I
C H 3 C O C C O O C 2 H 5
C H 3 C O C H C O O C 2 H 5
1 ) H 2 O,K O H ; 2 ) H 3 O +
3 ) ?
C H 3 C O C H 2 C H 2 C O C H 3
1- 苯基 - 1,3 -丁二酮
3) 制备环烷基酮
C 2 H 5 O N a
( C H 2 ) 4 C
C O C H 3
C O O C 2 H 5
B r
C H 3 C O C H C O O C 2 H 5 - N a + B r ( C H 2 ) 4 B r ( C H 2 ) 4 C H
C O C H 3
C O O C 2 H 5
B r
1 ) H 2 O,K O H ; 2 ) H 3 O
+
3 ) ?
C
C O C H 3
C O O C 2 H 5
C C O C H 3
C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5
N a H
C H 3 C O C H C O O C 2 H 5
-
N a
+ C 6 H 5 C O C l
C H 3 C O C H C O O C 2 H 5
C O C 6 H 5
1 ) H 2 O,K O H ; 2 ) H 3 O
+
3 ) ?
C H 3 C O C H 2 C O C 6 H 5
C H 3 C C H C H 2 C H 2 C H 3
O
C H 2 C H 3
EAA E t O N a
C H 3 C H 2 C H 2 C l C H 3 C H 2 C l
E t O N a
C H 3 C H 2 C H 2 C C H 2 C H 2 C H 3
O
2 C H 3 C H 2 C H 2 C O E t
O
EtONa
EtOH
O
C H 3
E t O N a,E t O H
C H 3 I
O
C O O E tE t O N a
E t O H
( C H 2 ) 5
C O O E t
C O O E t
1)
2)
3)
O
C H 3
C O O E t
H 3 O +
?
其它结构的 β- 酮酸酯也可以进行烃化，水解和脱羧反应，生成各种结构的酮。
R C H 2 C C H 2 R
O
R C H 2 C O R
O
1 ) O H - H 2 O,-
?2 ) H 3 O +,
1 ) O H - H 2 O,
-
?2 ) H 3 O +,C H 3 C H 2 C H 2 C C H C O E t
C H 2 C H 3
OO
4) 制备高级酮酸
C H
3
C O C H C O O C
2
H
5
-
N a
+ B r ( C H 2 ) n C O O C 2 H 5
C H
3
C O C H C O O C
2
H
5
( C H
2
)
n
C O O C
2
H
5
C H
3
C O C H C O O C
2
H
5
( C H
2
)
n
C O O C
2
H
5
酮 式 分 解
酸 式 分 解
C H
3
C O C H
2
( C H
2
)
n
C O O H
C O O H C H
2
( C H
2
)
n
C O O H
羰基酸
二元酸
二, 丙二酸酯的合成法 (EM)
C H 2 C O O N a
C l
N a C N C H 2 C O O N a
C N
C 2 H 5 O H
H 2 S O 4
H 2 C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
1) 制备取代乙酸
C 2 H 5 O N a C H 3 C H 2 B r
C H 3 I
C H 2 ( C O O C 2 H 5 ) 2 N a
+
[ C H ( C O O C 2 H 5 ) 2 ]
-
C H 3 C H 2 C H ( C O O C 2 H 5 ) 2
C H 3 C H 2 C ( C O O C 2 H 5 ) 2
C H 3
1 ) N a O H,H 2 O
2 ) H
+
C
C H 3 C H 2
H 3 C
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
比较结构
2) 制备二元酸
3) 制备环烷酸 C 2 H 5 O N aC H
2 ( C O O C 2 H 5 ) 2
?
1 ) N a O H,H 2 O
2 ) H
+
B r ( C H 2 ) 4 B r
B r ( C H 2 ) 4 C H ( C O O C 2 H 5 ) 2
C 2 H 5 O N a
B r C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C ( C O O C 2 H 5 ) 2
-
C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
C C O O H
H 2 C C H 2 C O O H
H 2 C C H 2 C O O H
H 2 C C H ( C O O C 2 H 5 ) 2
H 2 C C H ( C O O C 2 H 5 ) 2
N a + [ C H ( C O O C 2 H 5 ) 2 ] -H 2 C B r
H 2 C B r
+ 2 ?1 ) N a O H,H 2 O2 ) H +
C H C O O H
C H 2 C l
C H 2 C l
C H 2 O H
C H 2 O H
C O O C 2 H 5
C
C O O C 2 H 5
CH2Cl
CH2Cl
能否用 EM 法合成下列化合物？
( C H 3 ) 3 C C O O H ( C H 3 ) 3 C C H 2 C O O H
C H 2 ( C O O E t ) 2
R C H 2 C O O HC H C O O H
R
R '
,
O
O
O
O H
O H
O
C H 2 ( C O O E t ) 2
第八节, 迈 克 尔 反 应
(Michael)
碳负离子与活性双键的加成称为迈克尔 (Michael)反应。 C=C 易
接受亲电试剂的进攻，但当 C=C 上连有吸电子的取代基时，其亲电
性减弱,亲核性增加。
H 2 C C H C
O
RN u,
取代基对活性双键的活化能力的大小次序,
C H
O
> C
O
R > C
O
O R > C N > N O 2
乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯等在碱性催化剂的存在下都能与双键起
加成反应
C H 3 C
O
C
H
C H 2 + C H 2 ( C O 2 E t ) 2
K O H,E t O H
O
C H 3 C C H 2 C H 2 C H ( C O 2 E t ) 2
1 ) K O H,E t O H - H 2 O
2 ) H 3 O
+
?
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C O O H
O
1 ) K O H,E t O H
2 ) K O H,E t O H - H 2 O
3 ) H 3 O + ?
O
+ C H 3 C C H 2 C O 2 E t
O
O
C H 2 C C H 3
O
反应机理
C H 2 ( C O 2 E t ) 2 + C H ( C O 2 E t ) 2 + E t O H- -E t O
O C H C H C H 2 + C H ( C O 2 E t ) 2- O C H C H C H 2 C H ( C O 2 E t ) 2-
O C H C H C H 2 C H ( C O 2 E t ) 2- O C H C H 2 C H 2 C H ( C O 2 E t ) 2 + -E t O
O
O
C H 2 C H C O 2 E t+ E t O N a,E t O H
O
O
C H 2 C H 2 C O 2 E t
如,
O
C H 2 C H 2 C O C H 3
C H 3
O
C H 3
O H
O
+
C H 3
H C H 2 C H C O C H 3
E t O N a,E t O H
第九节 碳酸衍生物
H O C O H
O
C l C O H
O
C l C C l
O
H O C O R
O
R O C O R
O
H
2
N C O H
O
H
2
N C N H
2
O H
2
N C N H C N H
2
O O
+ N H 2 N H 2 H
2
N C N H N H
2
O
,
,
,
H
2
N C N + N H
3 H
2
N C N H
2
N H
光气，活性高
尿素
缩二脲
,
氨基脲
胍
二, 硫代碳酸衍生物
一, 碳酸衍生物
本 章 重 点
1,Perkin 反应, 醛与酐反应生成 不饱和酸 的反应。
2,Knoevenagel 反应：醛与丙二酸反应生成 不饱和酸 的反应。
3,Reformatsky 反应, α- 卤代酸酯与醛或酮的混合物和锌粉生成
β- 羟基酸酯和 β- 羟基酸 的反应。
4,Clasien Condensation, 含有两个 α- H 的羧酸酯在碱作用下分子
间缩合，生成 β- 酮酸酯 的反应。
5,DIeckmann Condensation, 二元酸酯分子内缩合生成 环状的 β-
酮酸酯 的反应。
6,Michael 反应：活性双键的加成。
7,EAA 合成法
8,EM 合成法
作业：习题 2,4
学习指导,3,5,6,8
