(A r)R C
O
O H..
O
C
(A r )R
O H
..
.
.
p-? 共轭羧基中键长平均化降低了羰基碳的电正性 羰基活性下降不易发生亲核加成反应非典型的羰基
O-H键极性增大，羧基阴离子稳定性增强 羧酸的酸性
(A r)R C
O
O
R C
H
C O H
O
针对羰基的反应 ——
亲核取代；还原反应羧酸的酸性
-卤代反应脱羧反应烃基反应羧酸可以发生的化学反应
Chapter 12 Carboxylic Acid Derivatives (羧酸衍生物 )
羧酸衍生物
R C X
O 酰卤 (-X,卤素 )
R C
O
CR
O
O
酸酐 ( RCO2-,酰氧基 )
R C O R '
O 酯 (R’O-,烷氧基 )
R C NH 2
O 酰胺 (氨基,胺基,-NH2,NHR’,NR’2)
一,Nomenclature (命名 )
酰卤、酸酐及酰胺，根据相应的羧酸命名
H 3 C C O C C 2 H 5
O O
H 3 C C H
B r
C B r
O
H 3 C C H = C H C
O
l
HC
HC
O
O
O
C
C
O
O
O
C 6 H 5 C O C C 6 H 5
O O
C H 2 C N H 2O
H 3 C C H 2 C N H 2
O H
3 C C N H
O
-溴丙酰溴?-对甲苯丙烯酰氯 乙 (酸 )丙 (酸 )酐苯甲酸酐丁烯二酸酐 邻苯二甲酸酐苯乙酰胺 乙酰苯胺丙酰胺
H C N C H 3C H
3
O NH
O
CH3
N H
O
H 3 C
甲酰二甲胺
(N,N-二甲基甲酰胺,DMF)
(S)-?-戊内酰胺 (R)-?-甲基 -?-戊内酰胺
酯
H C O C 2H 5
O
H 3 C C O
O
C
C
O C 2 H 5
O C 2 H 5
O
O
C O C H 3
O
C
C
O C 2 H 5
O H
O
O
O
CH3
O
O
OH3C
甲酸乙酯 乙酸苯酯邻苯二甲酸二乙酯邻苯二甲酸乙酯
-戊内酯 ( R )-?-甲基 -?-丁内酯苯甲酸甲酯得自相应的酸和醇，“某酸某酯”；多元醇的酯，“某醇某酸酯”
C H 2
C H
C H 2
O
O
O
C
C
C
C H 3
C H 3
C H 3
O
O
O
C H 2
C H
C H 2
O
O
O
C
C
C H 3
C H 3
O
O
H
丙三醇三乙酸酯 丙三醇 -1,3-二乙酸酯
多功能基化合物的命名选择一个优先功能基作为母体化合物，而把其他功能基作为取代基,
母体化合物选择的优先顺序：
R C O H
O
羧 酸
R S O 3 H
磺 酸
( R C O ) 2 O
酸 酐
R C O R '
O
R C X
O
R C N H R '
O
酯 酰 氯 酰 胺
> > > > > >
R C N R C H
O
R C R '
O
R O H A r O H R N H R ' R O R '
腈 醛 酮 醇 酚 胺 醚
> > > > > >
羧酸衍生物功能团作为取代基：
C OCH 3
O O C C H
3
O C NH
2
O
C Cl
O
甲氧甲酰基 乙酰氧基 氨甲酰基 氯甲酰基
C H 2 C O 2 H
C O 2 C H 3
CO2H
CN
CH3
OH
CO2CH3
OCH3
H 3 C C H 2 C H
C H O
C H 2 C H 2 C
O
N H 2
H 3 C C H 2 C H C H 2 C H 2 C C l
C
O
O N H 2
3-甲氧羰基环己烷乙酸 3-氰基 -4-甲基苯甲酸 4-氨甲酰基己酰氯
3-羟基 -4-甲氧基苯甲酸甲酯 4-甲酰基己酰胺二,Physical Properties (物理性质 )
性状 酰卤、酸酐 酯类 酰胺
b,p,酰卤、酸酐、酯 酰胺
Solubility 酰卤、酸酐 酰胺 酯
IR?C=O –1700 cm-1
NMR
三,Structures and Chemical Properties (结构与化学性质 )
R C
L
O
s p 2 杂 化
p -共 轭
L = Cl,Br,I,OOCR’,OR’,NH2,NHR’
键长的平均化；
羰基碳的正性，可以接受亲核试剂进攻 ;
羰基的存在增加了?-H的酸性,
(一 ) Nucleophilic Substitution(亲核取代反应 ) 羰基化合物
R C
R '
O
+ N u R C
N u
R '
O - H +
R C
N u
R '
O H
三角形 四面体醛酮的亲核加成
R C
L
O
+ N u R C
N u
L
O -
R C N u
OL -
三角形 三角形酰基化合物的亲核取代反应得到质子失去 L
醛、酮和酰基化合物最终发生亲核加成或亲核取代反应的决定因素 ----- L的碱性强弱酰氯,L= Cl-,Br-
酸酐,L= RCOO-
酯,L = R’O-
酰胺,L = NH2-,-NHR
醛、酮,L= H-,R’-
碱性增大醛、酮总是发生加成反应，
而不是取代反应,
离去能力减弱酰基化合物的亲核取代反应机理：
R
C
L
O
N u
R C
L
N u
O
R C
O -
N u
LR C N u
O
+ L
反应物三角形
SP2
过渡态四面体形部分负电荷
SP3
中间体四面体形负电荷
SP3
产物三角形
SP2
离去基碱性
Step 1:与醛酮亲核加成历程一致影响因素，电性因素及空间因素
---慢反应，限速步骤
Step 2,取代 or 加成？
---取决于 L的碱性强弱
---快反应
离去基的离去能力：
羧酸衍生物的反应活性：
羧酸衍生物的相对稳定性：
R C O
O
X - R O - R H N -> > >
酰卤 >酸酐 >酯 >酰胺酰卤 <酸酐 <酯 <酰胺
产物稳定性的真正原因？
共振稳定化作用 R C
O
L R C
O
L
a,酰氯与酸酐的亲核取代反应
R C Cl
O
R C
O
CR
O
O
or
H O H R C
O H
O + H C l o r R C
O H
O
R 'O H
R C O R 'O + H C l o r R C O HO
O H R C
O
O
+ H C l o r R C O H
O
H S R' R C
S R '
O + H C l o r R C
O H
O
H N H 2
R C N H
2
O + H C l o r R C
O H
O
H N H R '
R C N H R 'O + H C l o r R C O HO
H N R '2
R C N R '
2
O + H C l o r R C
O H
O
羧酸酯酚酯硫醇酯酰胺
N’-取代酰胺
N’,N’-二取代酰胺水解醇解胺解
e.g.
C C l
O
+ H 2 OC O HO + H C l
C C l
O
+ N H 32 C N H 2O + N H 4 C l
C C l
O
+ C 2 H 5 O H
P y r i d i n e ( P y r,) 吡 啶
C O C 2 H 5
O
+ H C l
C C l
O
+ H O N a O H 溶 液或 P y r,
C O
O
+ H C l
C H 3 C O 2 H2
H 3 C C O N H 2 + C H 3 C O O - N H 4 +
CH 2 C
H 2 C C
O
O
O
N H 32+ C H 2
C H 2
C O N H 2
C O 2 N H 4
H + C H 2
C H 2
C O N H 2
C O 2 H
C H 3 C O O C H 3 + H 3 C C O 2 H
C
C O
O
O
+ H 3 C C H 2 C H C H 3
O H
C O O C H C H 2 C H 3
C H 3
C O O H
( C H 3 C O ) 2 O N H 32+
( C H 3 C O ) 2 O + 2 O
( C H 3 C O ) 2 O + C H 3 O H
b,酯的反应
R C O O R ' + H 2 O H
+
H O -
R C O 2 H + R 'O H
R C O 2 - N a + + R 'O H
水解
R C
O
O R 'H O - +
C
O -
O R '
R O H R CO O H R ' O - R C O O - R ' O H++
R C
O
O R ' + H + R C
O
O R '
H +
HOH R C
O H
O R '
O H 2
R C
O H
O R '
O H
H
+
R C
O H
O H +
+
R ' O H- R CO O H H +
碱水解酸水解影响水解速度的因素酯水解的部位及产物的立体化学
R C O C H R 'R ''
O
*R C O C R 'R ''R '''
O
*
酰氧键断裂 烷氧键断裂立体化学,保持 消旋化
R C O O C * R ' R ' ' R ' ' '
+
H 3 O
1 8
R C O O H + R ' R ' ' R ' ' ' C O
1 8
H
3
o
- （ 部 分 外 消 旋 ）
R C O O C * H R ' R ' '
+
H 3 O
1 8
R C O O
1 8
H + R ' R ' ' H C O H
2
o
- （ 构 型 保 持 ）
问题？
R C O O R ' + N H 3 +R C O N H 2 C 2 H 5 O H氨解
R C O O R ' + R '' O H 酸 或 碱R C O O R '' + R 'O H酯交换
H +
H O -
C O C 2 H 5
O
+ N H 3C H 3 C O 2 C 2 H 5
R C O 2 C H 3
R 'C O 2 C H 3
R '' C O 2 C H 3
+
C H 2
C H 2
C H 2
O H
O H
O H
R C O O C H 2
R ' C O O C H
R ' ' C O O C H 2
+ C H 3 O H A c i d o r B a s e
C,酰胺的水解
R C O N H 2 + H 2 O H + / R C O O H + N H 4 +
H O - / R C O O - + N H 3
C N H 2
O H 2 S O 4 / H 2 O
C O H
O
+ N H 4 H S O 4
H 3 C C H 2 C H 2 C O N H 2 N a O H / H 2 OC H 3 C H 2 C H 2 C O - N a + + N H 3
水解机理
d,睛的水解
C N C O
R C N H
+ o r O H -
H 2 O R C N H 2
O H + o r O H -
H 2 O R C O H
O
R C N + O H - R C
O H
N - H 2 O R C
O H
N H R C N H 2
O
R C N + H + R C + N H H 2 O R C
O + H 2
N H R C N H 2
O
R C
O H
N HH
+-
碱催化水解酸催化水解
d,酯缩合反应酯分子中?-氢的酸性?-碳负离子的生成
C H 3 C O O C H 2 C H 32 N a O C 2 H 5C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5
+ C 2 H 5 O H
乙酰乙酸乙酯
-酮酸酯酯缩合反应 / Claisen Condensation
亲核取代
-酮酸酯碱
( 1 ) C H 3 C O O C H 2 C H 3 - O C 2 H 5+ C 2 H 5 O H + C H 2 C O O C H 2 C H 3
( 2 ) C H 3 C O C 2 H 5
O
+ C H 2 C O O C H 2 C H 3 C H 3 C
O C 2 H 5
O -
C H 2 C O O C H 2 C H 3
C H 3 C
O C 2 H 5
O -
C H 2 C O O C H 2 C H 3（ 3 ） C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5 - O C 2 H 5+
-O C
2 H 5
C H 3 C C H C O C H 2 C H 3
O O
C H 3 C C H 2 C O C H 2 C H 3
O O
缩合反应机理酯分子中?-氢的酸性碱的强度交叉的 Claisen缩合 (Crossed Ester Condensation) 不含?-氢的酯
C C H
2
C O
2
C
2
H
5
O
H C
O
C H
2
C O
2
C
2
H
5
C
O
C H
2
C O
2
C
2
H
5
H
5
C
2
O
2
C
C
O
C H
2
C O
2
C
2
H
5
H
5
C
2
O
-氢的 酯分子 A +?-氢的 酯分子 B 4 种产物
C O 2 C 2 H 5
H C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
C O C 2 H 5H 5 C 2 O
O
C H 3 C O C 2 H 5
O
N a O C 2 H 5
N a O C 2 H 5C H 2 C H 2
C H 2 C H 2
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
O
C O 2 C 2 H 5
C H 2
C
C O 2 C 2 H 5
O O C
2 H 5
N a O C 2 H 5
O
C O 2 C 2 H 5 Dieckmann缩合二元酸酯的缩合分子内
C 2 H 5 O 2 C C H 2 C H 2 C H C H C H 3
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
( 1 ),N a O C 2 H 5
( 2 ) H +
C O 2 C 2 H 5
C H 3
OC 2 H 5 O 2 C 9 2 %
二元酸酯的缩合
C O O C 2 H 5
O C 2 H 5O C O O C 2 H 5
O C 2 H 5O
+
( 1 ),N a O C 2 H 5
( 2 ) H +
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
O
O
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
( 1 ),N a O C 2 H 5
( 2 ) H +
+
O
O
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
分子间酯缩合较短的二元羧酸酯 (< 5 C) 分子间缩合较长的二元羧酸酯 (>5C) 分子内缩合形成 5,6元环状酮酯酯与酮可发生交叉的缩合反应
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5 +
O
N a O C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
+ N a O C 2 H 5C C H 3
O
+ N a O C 2 H 5C H 3 C H 2 C O 2 C 2 H 5 H 3 C C C H 3
O
C C H 2
O
C
O
H 3 C C C H 2O C C H 2 C H 3O
Claisen Condensation / Aldol Condensation
O
C
O
C O 2 C 2 H 5
酯缩合反应在合成中应用
R C C H 2 C O O R '
O
1 3
R C C H 2 C R '
O O
1 3
R 'O C C H C O R ''
R
O O
31
-酮酸酯
1,3-二酮
1,3-二酯
1,3-官能团化合物
C
O
C H 2 C C H 3
O
a b
酯缩合反应在合成中应用
-酮酸酯水解
-酮酸脱羧酮类化合物
2 C H 3 C H 2 C O 2 C 2 H 5 C H 3 C H 2 C O C H 2 C H 3A B
O
O
C H 2 C H 2 C O 2 C 2 H 5
C H 2 C H 2 C O 2 C 2 H 5
O
A B
O
C 2 H 5
1,3-二酮
C H 3 C ( C H 2 ) 3 C O 2 C 2 H 5
O N a O C
2 H 5
H +
O
O
N a O C 2 H 5
C lC H 2 C H = C H 2
O
O
(二 ) 羰基?-H的酸性与互变异构
C H 3 C H 3 H + + C H
3 C H 2
C H 3 C C H 3
O
C H 3 C C H 2
O
C H 3 C C H 2
O
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
H
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
pKa 42
pKa 20
pKa 11
结构因素：吸电子基团负离子的共振稳定乙酰乙酸乙酯
C H 3 C C H 2 C O 2 C 2 H 5
O
H C N
N aH S O 4
H 2N O H
O 2N
O 2N
N HN H2 CO
Br2/CCl4
FeCl3
O H
enol(烯醇式 )keto(酮式 )
Tautomerism
(互变异构 )
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
H
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
H
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
质子的转移
-H的酸性烯醇式的稳定因素
C H
3
C C C O C
2
H
5
O O
H
H
C H
3
C C C O C
2
H
5
O O
H
H
C H
3
C C C C H
3
O O
H
H
C H
3
C C C C H
3
O O
H
H
C
6
H
5
C C C C H
3
O O
H
H
C
6
H
5
C C C C H
3
O O
H
H
7,5 %
7 6,0 %
9 0,0 %
影响互变异构的因素
-C = C - O - H
Enol 较强的酸
- C … C …O - + H+
- C - C = O
H
keto 较弱的酸
CH2 = CH
OH
enol(烯醇式 )
CH3CHO
Tautomerism
(互变异构 )
keto(酮式 )
(三 )、羧酸衍生物之含酸性 H化合物的?-碳负离子
—— 亲核取代反应
C C L
O
Y
H
H
酸性?-碳负离子
C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
HH
C H 3 C C C O C 2 H 5
O OH
H
丙二酸二乙酯
Diethyl malonate
乙酰乙酸乙酯
Ethyl acetoacetate
双重?-H?-碳负离子亲核取代反应 亲核取代反应丙二酸二乙酯 Diethyl malonate在合成中的应用
烃基化及产物的脱羧
C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
HH
N a O C 2 H 5
C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
HR X C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
HR 1 ) H O - / H 2 O2 ) H + R C H 2 C O O H
N a O C 2H 5
C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
R
R ' XC
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
R R ' 1 ) H O - / H 2 O
2 ) H +
R C H
2 C O O HR '
二烃基乙酸一烃基乙酸
合成羧酸丙二酸二乙酯 Diethyl malonate在合成中的应用
（ 1）取代乙酸的制备
C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
HH N a O C 2 H 5C H
3 C H 2 C H 2 C H 2 C l
C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H ( C O 2 C 2 H 5 ) 2 1 ) H O - / H 2 O2 ) H + C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H C O 2 H
（ 2）二元羧酸的制备 C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
HH
2 N a O C 2 H 5
B r C H 2 C H 2 B r
2 2 ( C 2 H 5 O 2 C C H C O 2 C 2 H 5 )
C H 2 C H 2 C H ( C O 2 C 2 H 5 ) 2( C 2 H 5 O 2 C ) 2 C H
1 ) H O - / H 2 O
2 ) H +
C H 2 C H 2 C H 2 C O 2 H 5H O 2 C C H 2
丙二酸二乙酯 Diethyl malonate在合成中的应用
环烷羧酸
C H 2
H 5 C 2 O 2 C
H 5 C 2 O 2 C
2 N a O C 2 H 5C
H 5 C 2 O 2 C
H 5 C 2 O 2 C
B r C H 2 C H 2 C H 2 B r C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
1,O H - / H 2 O
2,H +,C O 2 H
制备含 3,4,5和 6元环的环烷羧酸丙二酸二乙酯 Diethyl malonate在合成中的应用
1,4—— 官能团化合物制备
1,O H - / H 2 O
2,H +,
R C C H 2 C l
O
C H ( C O O C 2 H 5 ) 2+ R C C H 2 C H 2 C O O H
O
14
1,O H - / H 2 O
2,H +,C H ( C O O C 2 H 5 ) 2+H 5 C 2 O 2 C C H 2 C l 14H O 2 C C H 2 C H 2 C O O H
Sumarry
1,Diethyl malonate烷基化 取代羧酸
2,卤代烃的选择
3,Diethyl malonate C C O O HH
乙酰乙酸乙酯 (Ethyl acetoacetate)烃基化及应用
C H 3 C C H 2 C O 2 C 2 H 5
O N a O C
2 H 5 C H 3 C C H C O 2 C 2 H 5
OR X
C HR
C O 2 C 2 H 5
C O C H 3
1 ),O H
-
/ H 2 O
2 ),H
+
R C H 2 C C H 3
O
N a O C 2H 5
CR
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
R 'XCR
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
R ' 1 ),O H
- / H
2 O
2 ),H +R C H C C H
3
O
R '
二取代丙酮一取代丙酮乙酰乙酸乙酯 (Ethyl acetoacetate)烃基化及应用
C H C C H 3
O
取代丙酮 ; 甲基酮烷基化试剂,卤代烷,?-卤代物
C H 3 C H 2 C H 2 C H C C H 3
O
C H 3
C H 2 C H 2 C C H 3
O
C H 3 C C H 2
O
C C H 3
O
C H 2 C C H 3
O
C H 3 C C H 2
O
羧酸的烃基化反应
R C H 2 C O O H 2 L i N [ C H ( C H 3 ) 2 ] 2R C H C O 2 -L i+
L i+ 1,R' X2,H2O R C H C O 2 HR '
直接烷基化
C H 3 ( C H 2 ) 3 C
C H 3
C H 3
C O 2 H
Y i e l d,8 9 %
2 L i N [ C H ( C H 3 ) 2 ] 2( C H 3 ) 2 C H C O O H
T H F / H e x a n eL i +
1,C H 3 ( C H 2 ) 3 B r X
2,H 2 O
( C H 3 ) 2 C C O O - L i +
( C H 2 ) n C
C H 3
C H 3
C O 2 HC
C H 3
C H 3
H O 2 C
L i +
( C H 3 ) 2 C C O O - L i + B r ( C H 2 ) n C
C H 3
C H 3
C O 2 H+
Y ie ld,6 5 ~ 7 5 %
三取代乙酸实验室 ; 副产物少,收率高羧酸的烃基化反应
R C H 2 C
O
O H +
H O
C H 3
C H 3H 2 N
O
C
N
C H 3
C H 3
R C H 2
2-烷基 口 恶唑啉
(2-Oxazoline)
t - B u - L i +
O
C
N
C H 3
C H 3
R C H
R ' X
O
C
N
C H 3
C H 3
C H
R
R '
H 3 + O C H C O
2 HR
R '
间接烃基化手性 2-烃基 口 恶唑啉 手性羧酸
(四 )、羧酸衍生物之含酸性 H化合物的?-碳负离子
—— 亲核加成反应
Knoevenagel 反应
+R C H O C H 2 ( C O 2 C 2 H 5 ) 2
N
HR C H C ( C O C
2 H 5 )1 ),O H - / H 2 O2 ),H +,R C H = C H C O 2 H
,?-不饱和化合物弱碱（胺、吡啶）
活泼?-H化合物与醛酮缩合
+C H O C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5 ( C 2 H 5 ) 2 N H C H C C C H 3
C O 2 C 2 H 5
O
7 8 %
C H 2 ( C O 2 H ) 2C H 3 ( C H 2 ) 5 C H O P y r i d i n e C H 3 ( C H 2 ) 5 C H C ( C O 2 H ) 2 C H 3 ( C H 2 ) 5 C H C H C O 2 H+
7 5 ~ 8 5 %
+O C H 2 C O 2 C 2 H 5N C C H 3 C O O - + N H 4 C C O 2 C 2 H 5
C N 1 0 0 %
Michael 加成
+C H 2 ( C O 2 C 2 H 5 ) 2 C H 2 C H C H O N a O C 2 H 5H O C 2 H 5 ( H 5 C 2 O 2 C ) 2 C H C H 2 C H 2 C H O
活泼?-H化合物?,?-不饱和化合物 1,4— 加成
+C H 2 ( C O 2 C 2 H 5 ) 2 N a O C 2 H 5 H O C 2 H 5+ C H ( C O 2 C 2 H 5 ) 2
( C 2 H 5 O 2 C ) 2 C H C H 2 C H C
O
H
+ ( C 2 H 5 O 2 C ) 2 C H C H 2 C H C
O
H
H O C 2 H 5
( C 2 H 5 O 2 C ) 2 C H C H 2 C H 2 C H O
机理碱,-OC2H5,-OH,季铵碱
,?-不饱和化合物,?,?-不饱和酯、醛、酮、腈活泼?-H化合物,Y-CH2-Y’,Y,Y’
Michael 加成
C H 2 ( C O 2 C 2 H 5 ) 2 N a O C 2 H 5+ C H 2 C C O 2 C 2 H 5
C 6 H 5
( H 5 C 2 O 2 C ) 2 C H C H 2 C H
P h
C O 2 C 2 H 5
5 5 ~ 6 6 %
+P h C H
C N
C O 2 C 2 H 5 C H 2 C H C N K O H
M e 3 C O H
P h C H
C N
C O 2 C 2 H 5
C H 2 C H 2 C N
6 8 ~ 8 3 %
+
C O 2 C 2 H 5
C H 3 C C H 2 C O 2 C 2 H 5
O
R 4 N + O H -
C O 2 C 2 H 5
C H
C O 2 C 2 H 5
C O C H 3
8 5 %
C H 2 ( C O 2 C 2 H 5 ) 2 + 2 C H 2 C H C C H 3
O
O H -
C H 3 C O C H 2 C H 2
C H 3 C O C H 2 C H 2
C
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 58 5 %
1,5—— 双功能团化合物的生成
Michael 加成 1,5—— 双功能团化合物的合成
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C O O H
O
a b
C H 3 C O C H 2 C O 2 C 2 H 5
C H 2 C H C O 2 C 2 H 5
C H 2 ( C O 2 C 2 H 5 ) 2
C H 3 C
O
C H C H 2
+
O
O
C H 3 C H 2 C H C
O
C H 3 N a O C 2 H 5
o r K O H / C 2 H 5 O H
O
O
C H 3
C H 2 C H 2 C C H 3
O
N a O C 2 H 5
o r K O H / C 2 H 5 O H
O
C H 3
O
碱的用量 -控制反应程度
Reformatsky 反应
R
C O
R '
( H )
+ B r C H 2 C O 2 C 2 H 51,Z n /e th e r
2,H +
R
C
O H
R '
C H 2 C O 2 C 2 H 5
( H )?-羟基酸酯机理
+C 2 H 5 O 2 C C H 2 Z n B r R C
R '
O C 2 H 5 O 2 C C H 2 C
R '
R
O Z n B r
有机锌化合物 活性 类似 Grignard 试剂
Reformatsky 反应
+ B r C H C O 2 C 2 H 5
C H 3
1,Z n / e t h e r
2,H +
C H 3 ( C H 2 ) 3 C H
C H 2 C H 3
C H O C H 3 ( C H 2 ) 3 C H
C H 2 C H 3
C H C H
C H 3
C O 2 C 2 H 5O H
8 7 %
+ B r C H 2 C O 2 C 2 H 5 1,Z n / B e n z e n e
2,H +
O
O H
C O 2 C 2 H 5
9 5 %
+ B r C H 2 C O 2 C 2 H 5C H O 1,Z n2,H + C H
O H
C H 2 C O 2 C 2 H 5 O H - / H 2 OH + C H C H C O O H
-羟基酸酯?-羟基酸衍生物?,?-不饱和化合物
Darzen 反应
R C R ' ( H )
O
+ C l C H 2 C O 2 C 2 H 5 N a O C 2 H 5C H C O 2 C 2 H 5
O
C
R
( H ) R '
-环 氧 酸 酯
C l C H 2 C O 2 C 2 H 5 N a O C 2 H 5 C l C H C O 2 C 2 H 5R C R '
O
R C
R '
O
C H
C l
C O 2 C 2 H 5
C H C O 2 C 2 H 5
O
C
R
R '
机理
C 6 H 5 C H O + C 6 H 5 C H
C l
C O 2 C 2 H 5 K O C ( C H 3 ) 3
Darzen 反应
C l C H 2 C O 2 C 2 H 5+ K O C ( C H 3 ) 3O C H C O 2 C 2 H 5
O
83~85%
B r C H 2 C O 2 C 2 H 5
N a O C 2 H 5
+C C H 3
O
C H C O 2 C 2 H 5
O
P h
C H 3
( 1 ) O H -/H 2 O
( 2 ) H +
C H
O
P h
C H 3
C O H
O
C
C H 3
C H
O H
C H
C H 3
C H O
C C O 2 C 2 H 5
O
H C C 6 H 5
P h
Perkin 反应
+C H
O
C H 3 C O C C H 3
O O
C H 3 C O O N aC H C H C O O H + C H 3 C O 2 H
+ C H 3 C O 2 HC H 3 C O C C H 3
O O C H 3 C O 2
C H 3 C O C C H 2
O O
C H 3 C O C C H 2
O O C
H
O
C H C H 2 C O C C H 3
O OO -
C H C H C O O HC H C H 2 C O C C H 3
O OO H
C H 3 C O 2 H + C H
3 C O 2 H
机理芳香醛 酸酐?,?-不饱和芳香酸
Perkin 反应
( R C H 2 C O ) O C
H
O
G
C H 3 C O O N a
+ C H 3 C O C C H 3
O OC H O
O H O O
香豆素的合成
C H C C O O H
( C H 2 ) 1 3 C H 3
+
C H O
[ C H 3 ( C H 2 ) 1 3 C H 2 C ] 2 O
O
C H 3 ( C H 2 ) 1 3 C H 2 C O 2 N a
5 5 %
,?-不饱和酸的合成方法你掌握几种？
(五 ) 碳酸衍生物
C
O
C l C l C
O
H 2 N N H 2 C
S
H 2 N N H 2 CH 2 N N H 2
N H
C
O
C l O C C l3
C
O
C l 3 C O O C C l 3
碳酰氯光气 (Phosgene)
碳酰胺，脲
(Urea)
硫代碳酰胺硫脲 (thiourea) 亚氨基脲胍 (guanidine)
双光气
(diphosgene)
三光气
(triphosgene)
(六 )酰胺的性质
C N
O R
R '
C
O
N H
C
O
C
O
N H
C
O
酰胺 酰亚胺酰亚胺
酸碱性
Hofmann 降解
R C N H 2
O B r
2 / O H - R N H 2
未取代酰胺 伯胺降解机理 迁移基团的构型 应用
脱水反应
R C N H 2
O
R C NR C O - N H 4 +
O
(七 ) Reduction (还原反应 )
酯的还原
LiAlH4
R C O O R ' L i A l H 4
无 水 乙 醚
R C H 2 O H + R ' O H
C H 3 ( C H 2 ) 7 C H = C H ( C H 2 ) 7 C O 2 C 2 H 5 L i A l H 4无 水 乙 醚 H +C H 3 ( C H 2 ) 7 C H = C H ( C H 2 ) 7 C H 2 O H
油酸乙酯
Cis-9-十八烯酸甲酯 油醇
Na/ROH Bouveault-Blanc 还原法
C H 3 ( C H 2 ) 8 C O 2 C 2 H 5 N a / C 2 H 5 O H C H 3 ( C H 2 ) 8 C H 2 O H + C 2 H 5 O H
7 0 %
酯的还原缩合
C H 3 C H 2 C H 2 C O C 2 H 5
O
2 N a
乙 醚
H + C H
3 C H 2 C H 2 C
O
C H C H 2 C H 2 C H 3
O H
-羟基酮
Acyloin(偶姻 )缩合
R C O R '
O
N a
R C O R '
O
R C O R '
O
R C C R
O R ' O R '
O O
R C C R
O O
2 N a
R C C R
O O
H
+
R C
O
C H R
O H
单电子转移自由基机理酰氯的还原
C O 2 H
( 1 ) L i A l H 4
( 2 ) H + / H 2 O
C H 2 O H
C C l
O
S O C l 2 ( 1 ) L i A l H 4
( 2 ) H + / H 2 O
C H 3 O 2 C C H 2 C H 2 C O C l H 2P d / B a S O
4 / S - 喹 啉
C H 3 O 2 C C H 2 C H 2 C H O
Rosenmund 反应
C C l
O L i [ O C ( C H
3 ) 3 ] 3 A l H
H 2 O C H
O
酰胺、腈的还原：
LiAlH4
R C N H 2
O
R C N H R '
O
R C N R ' 2
O
L i A l H 4 H +
R C H 2 N H 2
R C H 2 N H R '
R C H 2 N R '2
伯胺仲胺叔胺
P h C H 2 C N H 2 / N i
1 2 0 0 C 压 力
P h C H 2 C H 2 N H 2
8 3 ~ 8 7 %
( 1 ) L i A l H 4
( 2 ) H + / H 2 OC H 3 C H 2 C H 2 C N C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 N H 2
Stephen reduction
R C N S n C l 2 / H C l ( R C = N + H 2 ) 2,( S n C l 6 ) 2 - H 2 O R C H O
SnCl2/HCl
(八 ) 与金属试剂的作用
RMgX,R2CuLi,R2Cd 亲核试剂
R C
O
C l R 'M g X R C
O
R 'R 'M g X R C
O H
R '
R '
( C H 3 ) 3 C C O C l + ( C H 3 ) 2 C u L i e t h e r- 7 8 o C ( C H 3 ) 3 C C O C H 3 6 0 %
C H 3 O 2 C C H 2 C H 2 C O C l + ( C H 3 C H 2 C H 2 ) 2 C d C H 3 O 2 C C H 2 C H 2 C O C H 2 C H 2 C H 37 5 %
酰氯酯
2 R ' ' M g X+R C O 2 R ' R C R ' '
O
R C R ' '
R ' '
O H
3o,两个烷基相同
H O C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C C 2 H 5
C 2 H 5
O H
( 2 ) H + / H 2 O
O O
C 2 H 5 M g X
腈
H + / H 2 OR C N R ' M g X
R C R '
N M g X
R C R '
O
H + / H 2 O
C N
C 6 H 5 M g B r C P h
O
7 3 %
羧酸及衍生物的转换关系
( R C O )
2
O
R C O N H
2R C O 2 H
R C O
2
R '
R C O C l
氨 解氨 解氨 解醇 解醇 解水 解水 解水 解酯 化卤 化 ( S O C l
2
,P C l
3
,P C l
5
)
R C N
R M g X + C O 2
水 解水 解水 解脱 水
( a ) 羧 酸
C H
3
C O O H + C H
3
O H
C H
3
C O O
-
N a
+
+ C H
3
I
H
+
C H
3
C O C l + C H
3
O H
( C H
3
C O )
2
O + C H
3
O H
C H
3
C O O R + C H
3
O H
C H
3
C O O C H
3
( b ) 酰 氯
( c ) 酸 酐
( d ) 酯
+ H
3
O
+
C H
3
C O O H + C H
3
O H
C H
3
C O O
-
N a
+
+ C H
3
O H+ N a O H
( 1 ) L i A l H
4
( 2 ) H
2
O
C H
3
C H
2
O H + C H
3
O H
( 1 ) 2 R M g X
( 2 ) H
2
O
+ C H
3
O HC H
3
C
R
R
O H
+ N H
3
C H
3
C O N H
2
+ C H
3
O H
酯 缩 合 反 应 ( C l a i s e n,D i e c k m e n,C r o s s e d
e s t e r c o n d e n s a t i o n )
酸 性 ( 卤 代,互 变 异 构,负 碳 离 子 )
水 解 （ 皂 化 ）
还 原与 G r i g n a r d 试 剂 反 应形 成 酰 胺制 备性 质酯的性质
C H
3
C O O H + C H
3
O H
( 1 ) L i A l H
4
( 2 ) H
2
O
C H
3
C H
2
O H + C H
3
O H
( 1 ) 2 R M g X
( 2 ) H
2
O
+ C H
3
O HC H
3
C
R
R
O H
C H
3
C O N H
2
制 备性 质
C H
3
C O O H +
S O C l
2
P C l
3
P C l
5
C O C l
C O C l
C H
3
C C l
O
H
2
O
R O H
N H
3
A r H
A l C l
3
C H
3
C O A r
R
2
C u L i
C H
3
C R
O
H
2
P d / B a S O
4
/ S
C H
3
C O O R
C H
3
C H O
R o s e n m u n d 反 应酰氯的性质
( C H
3
C O )
2
OC H
3
C O O H
A l P O
4
7 0 0
o
C
H
2
O
R O H
N H
3
P e r k i n 反 应
C
C
O
O
O
H
2
O
R O H
N H
3
P e r k i n 反 应
C
C
O
O
O H
O H 1 5 0
o
C
制 备性 质酸酐的性质酰胺的性质
C H
3
C O N H
2
C H
3
C O
2
H
N H
3
C H
3
C O
2
-
N H
4
+
C H
3
C O C l
N H
3
( C H
3
C O )
2
O
N H
3
C H
3
C O O
2
C H
3
N H
3
C H
3
C N
H
3
O
+
肟
H
3
O
+
( B e c k m a n 重 排 )
H
3
O
+
C H
3
C O
2
H
N a O H
L i A l H
4
H
2
O
B r
2
/ N a O H
缩 水
C H
3
C N
制 备性 质
H o f m a n n 降 解
C N O H
R
R '
C H
3
C O
2
H
O
O H..
O
C
(A r )R
O H
..
.
.
p-? 共轭羧基中键长平均化降低了羰基碳的电正性 羰基活性下降不易发生亲核加成反应非典型的羰基
O-H键极性增大，羧基阴离子稳定性增强 羧酸的酸性
(A r)R C
O
O
R C
H
C O H
O
针对羰基的反应 ——
亲核取代；还原反应羧酸的酸性
-卤代反应脱羧反应烃基反应羧酸可以发生的化学反应
Chapter 12 Carboxylic Acid Derivatives (羧酸衍生物 )
羧酸衍生物
R C X
O 酰卤 (-X,卤素 )
R C
O
CR
O
O
酸酐 ( RCO2-,酰氧基 )
R C O R '
O 酯 (R’O-,烷氧基 )
R C NH 2
O 酰胺 (氨基,胺基,-NH2,NHR’,NR’2)
一,Nomenclature (命名 )
酰卤、酸酐及酰胺，根据相应的羧酸命名
H 3 C C O C C 2 H 5
O O
H 3 C C H
B r
C B r
O
H 3 C C H = C H C
O
l
HC
HC
O
O
O
C
C
O
O
O
C 6 H 5 C O C C 6 H 5
O O
C H 2 C N H 2O
H 3 C C H 2 C N H 2
O H
3 C C N H
O
-溴丙酰溴?-对甲苯丙烯酰氯 乙 (酸 )丙 (酸 )酐苯甲酸酐丁烯二酸酐 邻苯二甲酸酐苯乙酰胺 乙酰苯胺丙酰胺
H C N C H 3C H
3
O NH
O
CH3
N H
O
H 3 C
甲酰二甲胺
(N,N-二甲基甲酰胺,DMF)
(S)-?-戊内酰胺 (R)-?-甲基 -?-戊内酰胺
酯
H C O C 2H 5
O
H 3 C C O
O
C
C
O C 2 H 5
O C 2 H 5
O
O
C O C H 3
O
C
C
O C 2 H 5
O H
O
O
O
CH3
O
O
OH3C
甲酸乙酯 乙酸苯酯邻苯二甲酸二乙酯邻苯二甲酸乙酯
-戊内酯 ( R )-?-甲基 -?-丁内酯苯甲酸甲酯得自相应的酸和醇，“某酸某酯”；多元醇的酯，“某醇某酸酯”
C H 2
C H
C H 2
O
O
O
C
C
C
C H 3
C H 3
C H 3
O
O
O
C H 2
C H
C H 2
O
O
O
C
C
C H 3
C H 3
O
O
H
丙三醇三乙酸酯 丙三醇 -1,3-二乙酸酯
多功能基化合物的命名选择一个优先功能基作为母体化合物，而把其他功能基作为取代基,
母体化合物选择的优先顺序：
R C O H
O
羧 酸
R S O 3 H
磺 酸
( R C O ) 2 O
酸 酐
R C O R '
O
R C X
O
R C N H R '
O
酯 酰 氯 酰 胺
> > > > > >
R C N R C H
O
R C R '
O
R O H A r O H R N H R ' R O R '
腈 醛 酮 醇 酚 胺 醚
> > > > > >
羧酸衍生物功能团作为取代基：
C OCH 3
O O C C H
3
O C NH
2
O
C Cl
O
甲氧甲酰基 乙酰氧基 氨甲酰基 氯甲酰基
C H 2 C O 2 H
C O 2 C H 3
CO2H
CN
CH3
OH
CO2CH3
OCH3
H 3 C C H 2 C H
C H O
C H 2 C H 2 C
O
N H 2
H 3 C C H 2 C H C H 2 C H 2 C C l
C
O
O N H 2
3-甲氧羰基环己烷乙酸 3-氰基 -4-甲基苯甲酸 4-氨甲酰基己酰氯
3-羟基 -4-甲氧基苯甲酸甲酯 4-甲酰基己酰胺二,Physical Properties (物理性质 )
性状 酰卤、酸酐 酯类 酰胺
b,p,酰卤、酸酐、酯 酰胺
Solubility 酰卤、酸酐 酰胺 酯
IR?C=O –1700 cm-1
NMR
三,Structures and Chemical Properties (结构与化学性质 )
R C
L
O
s p 2 杂 化
p -共 轭
L = Cl,Br,I,OOCR’,OR’,NH2,NHR’
键长的平均化；
羰基碳的正性，可以接受亲核试剂进攻 ;
羰基的存在增加了?-H的酸性,
(一 ) Nucleophilic Substitution(亲核取代反应 ) 羰基化合物
R C
R '
O
+ N u R C
N u
R '
O - H +
R C
N u
R '
O H
三角形 四面体醛酮的亲核加成
R C
L
O
+ N u R C
N u
L
O -
R C N u
OL -
三角形 三角形酰基化合物的亲核取代反应得到质子失去 L
醛、酮和酰基化合物最终发生亲核加成或亲核取代反应的决定因素 ----- L的碱性强弱酰氯,L= Cl-,Br-
酸酐,L= RCOO-
酯,L = R’O-
酰胺,L = NH2-,-NHR
醛、酮,L= H-,R’-
碱性增大醛、酮总是发生加成反应，
而不是取代反应,
离去能力减弱酰基化合物的亲核取代反应机理：
R
C
L
O
N u
R C
L
N u
O
R C
O -
N u
LR C N u
O
+ L
反应物三角形
SP2
过渡态四面体形部分负电荷
SP3
中间体四面体形负电荷
SP3
产物三角形
SP2
离去基碱性
Step 1:与醛酮亲核加成历程一致影响因素，电性因素及空间因素
---慢反应，限速步骤
Step 2,取代 or 加成？
---取决于 L的碱性强弱
---快反应
离去基的离去能力：
羧酸衍生物的反应活性：
羧酸衍生物的相对稳定性：
R C O
O
X - R O - R H N -> > >
酰卤 >酸酐 >酯 >酰胺酰卤 <酸酐 <酯 <酰胺
产物稳定性的真正原因？
共振稳定化作用 R C
O
L R C
O
L
a,酰氯与酸酐的亲核取代反应
R C Cl
O
R C
O
CR
O
O
or
H O H R C
O H
O + H C l o r R C
O H
O
R 'O H
R C O R 'O + H C l o r R C O HO
O H R C
O
O
+ H C l o r R C O H
O
H S R' R C
S R '
O + H C l o r R C
O H
O
H N H 2
R C N H
2
O + H C l o r R C
O H
O
H N H R '
R C N H R 'O + H C l o r R C O HO
H N R '2
R C N R '
2
O + H C l o r R C
O H
O
羧酸酯酚酯硫醇酯酰胺
N’-取代酰胺
N’,N’-二取代酰胺水解醇解胺解
e.g.
C C l
O
+ H 2 OC O HO + H C l
C C l
O
+ N H 32 C N H 2O + N H 4 C l
C C l
O
+ C 2 H 5 O H
P y r i d i n e ( P y r,) 吡 啶
C O C 2 H 5
O
+ H C l
C C l
O
+ H O N a O H 溶 液或 P y r,
C O
O
+ H C l
C H 3 C O 2 H2
H 3 C C O N H 2 + C H 3 C O O - N H 4 +
CH 2 C
H 2 C C
O
O
O
N H 32+ C H 2
C H 2
C O N H 2
C O 2 N H 4
H + C H 2
C H 2
C O N H 2
C O 2 H
C H 3 C O O C H 3 + H 3 C C O 2 H
C
C O
O
O
+ H 3 C C H 2 C H C H 3
O H
C O O C H C H 2 C H 3
C H 3
C O O H
( C H 3 C O ) 2 O N H 32+
( C H 3 C O ) 2 O + 2 O
( C H 3 C O ) 2 O + C H 3 O H
b,酯的反应
R C O O R ' + H 2 O H
+
H O -
R C O 2 H + R 'O H
R C O 2 - N a + + R 'O H
水解
R C
O
O R 'H O - +
C
O -
O R '
R O H R CO O H R ' O - R C O O - R ' O H++
R C
O
O R ' + H + R C
O
O R '
H +
HOH R C
O H
O R '
O H 2
R C
O H
O R '
O H
H
+
R C
O H
O H +
+
R ' O H- R CO O H H +
碱水解酸水解影响水解速度的因素酯水解的部位及产物的立体化学
R C O C H R 'R ''
O
*R C O C R 'R ''R '''
O
*
酰氧键断裂 烷氧键断裂立体化学,保持 消旋化
R C O O C * R ' R ' ' R ' ' '
+
H 3 O
1 8
R C O O H + R ' R ' ' R ' ' ' C O
1 8
H
3
o
- （ 部 分 外 消 旋 ）
R C O O C * H R ' R ' '
+
H 3 O
1 8
R C O O
1 8
H + R ' R ' ' H C O H
2
o
- （ 构 型 保 持 ）
问题？
R C O O R ' + N H 3 +R C O N H 2 C 2 H 5 O H氨解
R C O O R ' + R '' O H 酸 或 碱R C O O R '' + R 'O H酯交换
H +
H O -
C O C 2 H 5
O
+ N H 3C H 3 C O 2 C 2 H 5
R C O 2 C H 3
R 'C O 2 C H 3
R '' C O 2 C H 3
+
C H 2
C H 2
C H 2
O H
O H
O H
R C O O C H 2
R ' C O O C H
R ' ' C O O C H 2
+ C H 3 O H A c i d o r B a s e
C,酰胺的水解
R C O N H 2 + H 2 O H + / R C O O H + N H 4 +
H O - / R C O O - + N H 3
C N H 2
O H 2 S O 4 / H 2 O
C O H
O
+ N H 4 H S O 4
H 3 C C H 2 C H 2 C O N H 2 N a O H / H 2 OC H 3 C H 2 C H 2 C O - N a + + N H 3
水解机理
d,睛的水解
C N C O
R C N H
+ o r O H -
H 2 O R C N H 2
O H + o r O H -
H 2 O R C O H
O
R C N + O H - R C
O H
N - H 2 O R C
O H
N H R C N H 2
O
R C N + H + R C + N H H 2 O R C
O + H 2
N H R C N H 2
O
R C
O H
N HH
+-
碱催化水解酸催化水解
d,酯缩合反应酯分子中?-氢的酸性?-碳负离子的生成
C H 3 C O O C H 2 C H 32 N a O C 2 H 5C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5
+ C 2 H 5 O H
乙酰乙酸乙酯
-酮酸酯酯缩合反应 / Claisen Condensation
亲核取代
-酮酸酯碱
( 1 ) C H 3 C O O C H 2 C H 3 - O C 2 H 5+ C 2 H 5 O H + C H 2 C O O C H 2 C H 3
( 2 ) C H 3 C O C 2 H 5
O
+ C H 2 C O O C H 2 C H 3 C H 3 C
O C 2 H 5
O -
C H 2 C O O C H 2 C H 3
C H 3 C
O C 2 H 5
O -
C H 2 C O O C H 2 C H 3（ 3 ） C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5 - O C 2 H 5+
-O C
2 H 5
C H 3 C C H C O C H 2 C H 3
O O
C H 3 C C H 2 C O C H 2 C H 3
O O
缩合反应机理酯分子中?-氢的酸性碱的强度交叉的 Claisen缩合 (Crossed Ester Condensation) 不含?-氢的酯
C C H
2
C O
2
C
2
H
5
O
H C
O
C H
2
C O
2
C
2
H
5
C
O
C H
2
C O
2
C
2
H
5
H
5
C
2
O
2
C
C
O
C H
2
C O
2
C
2
H
5
H
5
C
2
O
-氢的 酯分子 A +?-氢的 酯分子 B 4 种产物
C O 2 C 2 H 5
H C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
C O C 2 H 5H 5 C 2 O
O
C H 3 C O C 2 H 5
O
N a O C 2 H 5
N a O C 2 H 5C H 2 C H 2
C H 2 C H 2
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
O
C O 2 C 2 H 5
C H 2
C
C O 2 C 2 H 5
O O C
2 H 5
N a O C 2 H 5
O
C O 2 C 2 H 5 Dieckmann缩合二元酸酯的缩合分子内
C 2 H 5 O 2 C C H 2 C H 2 C H C H C H 3
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
( 1 ),N a O C 2 H 5
( 2 ) H +
C O 2 C 2 H 5
C H 3
OC 2 H 5 O 2 C 9 2 %
二元酸酯的缩合
C O O C 2 H 5
O C 2 H 5O C O O C 2 H 5
O C 2 H 5O
+
( 1 ),N a O C 2 H 5
( 2 ) H +
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
O
O
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
( 1 ),N a O C 2 H 5
( 2 ) H +
+
O
O
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
分子间酯缩合较短的二元羧酸酯 (< 5 C) 分子间缩合较长的二元羧酸酯 (>5C) 分子内缩合形成 5,6元环状酮酯酯与酮可发生交叉的缩合反应
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5 +
O
N a O C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
+ N a O C 2 H 5C C H 3
O
+ N a O C 2 H 5C H 3 C H 2 C O 2 C 2 H 5 H 3 C C C H 3
O
C C H 2
O
C
O
H 3 C C C H 2O C C H 2 C H 3O
Claisen Condensation / Aldol Condensation
O
C
O
C O 2 C 2 H 5
酯缩合反应在合成中应用
R C C H 2 C O O R '
O
1 3
R C C H 2 C R '
O O
1 3
R 'O C C H C O R ''
R
O O
31
-酮酸酯
1,3-二酮
1,3-二酯
1,3-官能团化合物
C
O
C H 2 C C H 3
O
a b
酯缩合反应在合成中应用
-酮酸酯水解
-酮酸脱羧酮类化合物
2 C H 3 C H 2 C O 2 C 2 H 5 C H 3 C H 2 C O C H 2 C H 3A B
O
O
C H 2 C H 2 C O 2 C 2 H 5
C H 2 C H 2 C O 2 C 2 H 5
O
A B
O
C 2 H 5
1,3-二酮
C H 3 C ( C H 2 ) 3 C O 2 C 2 H 5
O N a O C
2 H 5
H +
O
O
N a O C 2 H 5
C lC H 2 C H = C H 2
O
O
(二 ) 羰基?-H的酸性与互变异构
C H 3 C H 3 H + + C H
3 C H 2
C H 3 C C H 3
O
C H 3 C C H 2
O
C H 3 C C H 2
O
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
H
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
pKa 42
pKa 20
pKa 11
结构因素：吸电子基团负离子的共振稳定乙酰乙酸乙酯
C H 3 C C H 2 C O 2 C 2 H 5
O
H C N
N aH S O 4
H 2N O H
O 2N
O 2N
N HN H2 CO
Br2/CCl4
FeCl3
O H
enol(烯醇式 )keto(酮式 )
Tautomerism
(互变异构 )
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
H
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
H
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
C H 3 C C C O C 2 H 5
O O
H
质子的转移
-H的酸性烯醇式的稳定因素
C H
3
C C C O C
2
H
5
O O
H
H
C H
3
C C C O C
2
H
5
O O
H
H
C H
3
C C C C H
3
O O
H
H
C H
3
C C C C H
3
O O
H
H
C
6
H
5
C C C C H
3
O O
H
H
C
6
H
5
C C C C H
3
O O
H
H
7,5 %
7 6,0 %
9 0,0 %
影响互变异构的因素
-C = C - O - H
Enol 较强的酸
- C … C …O - + H+
- C - C = O
H
keto 较弱的酸
CH2 = CH
OH
enol(烯醇式 )
CH3CHO
Tautomerism
(互变异构 )
keto(酮式 )
(三 )、羧酸衍生物之含酸性 H化合物的?-碳负离子
—— 亲核取代反应
C C L
O
Y
H
H
酸性?-碳负离子
C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
HH
C H 3 C C C O C 2 H 5
O OH
H
丙二酸二乙酯
Diethyl malonate
乙酰乙酸乙酯
Ethyl acetoacetate
双重?-H?-碳负离子亲核取代反应 亲核取代反应丙二酸二乙酯 Diethyl malonate在合成中的应用
烃基化及产物的脱羧
C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
HH
N a O C 2 H 5
C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
HR X C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
HR 1 ) H O - / H 2 O2 ) H + R C H 2 C O O H
N a O C 2H 5
C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
R
R ' XC
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
R R ' 1 ) H O - / H 2 O
2 ) H +
R C H
2 C O O HR '
二烃基乙酸一烃基乙酸
合成羧酸丙二酸二乙酯 Diethyl malonate在合成中的应用
（ 1）取代乙酸的制备
C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
HH N a O C 2 H 5C H
3 C H 2 C H 2 C H 2 C l
C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H ( C O 2 C 2 H 5 ) 2 1 ) H O - / H 2 O2 ) H + C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C H C O 2 H
（ 2）二元羧酸的制备 C
C O O C 2 H 5
C O O C 2 H 5
HH
2 N a O C 2 H 5
B r C H 2 C H 2 B r
2 2 ( C 2 H 5 O 2 C C H C O 2 C 2 H 5 )
C H 2 C H 2 C H ( C O 2 C 2 H 5 ) 2( C 2 H 5 O 2 C ) 2 C H
1 ) H O - / H 2 O
2 ) H +
C H 2 C H 2 C H 2 C O 2 H 5H O 2 C C H 2
丙二酸二乙酯 Diethyl malonate在合成中的应用
环烷羧酸
C H 2
H 5 C 2 O 2 C
H 5 C 2 O 2 C
2 N a O C 2 H 5C
H 5 C 2 O 2 C
H 5 C 2 O 2 C
B r C H 2 C H 2 C H 2 B r C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
1,O H - / H 2 O
2,H +,C O 2 H
制备含 3,4,5和 6元环的环烷羧酸丙二酸二乙酯 Diethyl malonate在合成中的应用
1,4—— 官能团化合物制备
1,O H - / H 2 O
2,H +,
R C C H 2 C l
O
C H ( C O O C 2 H 5 ) 2+ R C C H 2 C H 2 C O O H
O
14
1,O H - / H 2 O
2,H +,C H ( C O O C 2 H 5 ) 2+H 5 C 2 O 2 C C H 2 C l 14H O 2 C C H 2 C H 2 C O O H
Sumarry
1,Diethyl malonate烷基化 取代羧酸
2,卤代烃的选择
3,Diethyl malonate C C O O HH
乙酰乙酸乙酯 (Ethyl acetoacetate)烃基化及应用
C H 3 C C H 2 C O 2 C 2 H 5
O N a O C
2 H 5 C H 3 C C H C O 2 C 2 H 5
OR X
C HR
C O 2 C 2 H 5
C O C H 3
1 ),O H
-
/ H 2 O
2 ),H
+
R C H 2 C C H 3
O
N a O C 2H 5
CR
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
R 'XCR
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 5
R ' 1 ),O H
- / H
2 O
2 ),H +R C H C C H
3
O
R '
二取代丙酮一取代丙酮乙酰乙酸乙酯 (Ethyl acetoacetate)烃基化及应用
C H C C H 3
O
取代丙酮 ; 甲基酮烷基化试剂,卤代烷,?-卤代物
C H 3 C H 2 C H 2 C H C C H 3
O
C H 3
C H 2 C H 2 C C H 3
O
C H 3 C C H 2
O
C C H 3
O
C H 2 C C H 3
O
C H 3 C C H 2
O
羧酸的烃基化反应
R C H 2 C O O H 2 L i N [ C H ( C H 3 ) 2 ] 2R C H C O 2 -L i+
L i+ 1,R' X2,H2O R C H C O 2 HR '
直接烷基化
C H 3 ( C H 2 ) 3 C
C H 3
C H 3
C O 2 H
Y i e l d,8 9 %
2 L i N [ C H ( C H 3 ) 2 ] 2( C H 3 ) 2 C H C O O H
T H F / H e x a n eL i +
1,C H 3 ( C H 2 ) 3 B r X
2,H 2 O
( C H 3 ) 2 C C O O - L i +
( C H 2 ) n C
C H 3
C H 3
C O 2 HC
C H 3
C H 3
H O 2 C
L i +
( C H 3 ) 2 C C O O - L i + B r ( C H 2 ) n C
C H 3
C H 3
C O 2 H+
Y ie ld,6 5 ~ 7 5 %
三取代乙酸实验室 ; 副产物少,收率高羧酸的烃基化反应
R C H 2 C
O
O H +
H O
C H 3
C H 3H 2 N
O
C
N
C H 3
C H 3
R C H 2
2-烷基 口 恶唑啉
(2-Oxazoline)
t - B u - L i +
O
C
N
C H 3
C H 3
R C H
R ' X
O
C
N
C H 3
C H 3
C H
R
R '
H 3 + O C H C O
2 HR
R '
间接烃基化手性 2-烃基 口 恶唑啉 手性羧酸
(四 )、羧酸衍生物之含酸性 H化合物的?-碳负离子
—— 亲核加成反应
Knoevenagel 反应
+R C H O C H 2 ( C O 2 C 2 H 5 ) 2
N
HR C H C ( C O C
2 H 5 )1 ),O H - / H 2 O2 ),H +,R C H = C H C O 2 H
,?-不饱和化合物弱碱（胺、吡啶）
活泼?-H化合物与醛酮缩合
+C H O C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 5 ( C 2 H 5 ) 2 N H C H C C C H 3
C O 2 C 2 H 5
O
7 8 %
C H 2 ( C O 2 H ) 2C H 3 ( C H 2 ) 5 C H O P y r i d i n e C H 3 ( C H 2 ) 5 C H C ( C O 2 H ) 2 C H 3 ( C H 2 ) 5 C H C H C O 2 H+
7 5 ~ 8 5 %
+O C H 2 C O 2 C 2 H 5N C C H 3 C O O - + N H 4 C C O 2 C 2 H 5
C N 1 0 0 %
Michael 加成
+C H 2 ( C O 2 C 2 H 5 ) 2 C H 2 C H C H O N a O C 2 H 5H O C 2 H 5 ( H 5 C 2 O 2 C ) 2 C H C H 2 C H 2 C H O
活泼?-H化合物?,?-不饱和化合物 1,4— 加成
+C H 2 ( C O 2 C 2 H 5 ) 2 N a O C 2 H 5 H O C 2 H 5+ C H ( C O 2 C 2 H 5 ) 2
( C 2 H 5 O 2 C ) 2 C H C H 2 C H C
O
H
+ ( C 2 H 5 O 2 C ) 2 C H C H 2 C H C
O
H
H O C 2 H 5
( C 2 H 5 O 2 C ) 2 C H C H 2 C H 2 C H O
机理碱,-OC2H5,-OH,季铵碱
,?-不饱和化合物,?,?-不饱和酯、醛、酮、腈活泼?-H化合物,Y-CH2-Y’,Y,Y’
Michael 加成
C H 2 ( C O 2 C 2 H 5 ) 2 N a O C 2 H 5+ C H 2 C C O 2 C 2 H 5
C 6 H 5
( H 5 C 2 O 2 C ) 2 C H C H 2 C H
P h
C O 2 C 2 H 5
5 5 ~ 6 6 %
+P h C H
C N
C O 2 C 2 H 5 C H 2 C H C N K O H
M e 3 C O H
P h C H
C N
C O 2 C 2 H 5
C H 2 C H 2 C N
6 8 ~ 8 3 %
+
C O 2 C 2 H 5
C H 3 C C H 2 C O 2 C 2 H 5
O
R 4 N + O H -
C O 2 C 2 H 5
C H
C O 2 C 2 H 5
C O C H 3
8 5 %
C H 2 ( C O 2 C 2 H 5 ) 2 + 2 C H 2 C H C C H 3
O
O H -
C H 3 C O C H 2 C H 2
C H 3 C O C H 2 C H 2
C
C O 2 C 2 H 5
C O 2 C 2 H 58 5 %
1,5—— 双功能团化合物的生成
Michael 加成 1,5—— 双功能团化合物的合成
C H 3 C C H 2 C H 2 C H 2 C O O H
O
a b
C H 3 C O C H 2 C O 2 C 2 H 5
C H 2 C H C O 2 C 2 H 5
C H 2 ( C O 2 C 2 H 5 ) 2
C H 3 C
O
C H C H 2
+
O
O
C H 3 C H 2 C H C
O
C H 3 N a O C 2 H 5
o r K O H / C 2 H 5 O H
O
O
C H 3
C H 2 C H 2 C C H 3
O
N a O C 2 H 5
o r K O H / C 2 H 5 O H
O
C H 3
O
碱的用量 -控制反应程度
Reformatsky 反应
R
C O
R '
( H )
+ B r C H 2 C O 2 C 2 H 51,Z n /e th e r
2,H +
R
C
O H
R '
C H 2 C O 2 C 2 H 5
( H )?-羟基酸酯机理
+C 2 H 5 O 2 C C H 2 Z n B r R C
R '
O C 2 H 5 O 2 C C H 2 C
R '
R
O Z n B r
有机锌化合物 活性 类似 Grignard 试剂
Reformatsky 反应
+ B r C H C O 2 C 2 H 5
C H 3
1,Z n / e t h e r
2,H +
C H 3 ( C H 2 ) 3 C H
C H 2 C H 3
C H O C H 3 ( C H 2 ) 3 C H
C H 2 C H 3
C H C H
C H 3
C O 2 C 2 H 5O H
8 7 %
+ B r C H 2 C O 2 C 2 H 5 1,Z n / B e n z e n e
2,H +
O
O H
C O 2 C 2 H 5
9 5 %
+ B r C H 2 C O 2 C 2 H 5C H O 1,Z n2,H + C H
O H
C H 2 C O 2 C 2 H 5 O H - / H 2 OH + C H C H C O O H
-羟基酸酯?-羟基酸衍生物?,?-不饱和化合物
Darzen 反应
R C R ' ( H )
O
+ C l C H 2 C O 2 C 2 H 5 N a O C 2 H 5C H C O 2 C 2 H 5
O
C
R
( H ) R '
-环 氧 酸 酯
C l C H 2 C O 2 C 2 H 5 N a O C 2 H 5 C l C H C O 2 C 2 H 5R C R '
O
R C
R '
O
C H
C l
C O 2 C 2 H 5
C H C O 2 C 2 H 5
O
C
R
R '
机理
C 6 H 5 C H O + C 6 H 5 C H
C l
C O 2 C 2 H 5 K O C ( C H 3 ) 3
Darzen 反应
C l C H 2 C O 2 C 2 H 5+ K O C ( C H 3 ) 3O C H C O 2 C 2 H 5
O
83~85%
B r C H 2 C O 2 C 2 H 5
N a O C 2 H 5
+C C H 3
O
C H C O 2 C 2 H 5
O
P h
C H 3
( 1 ) O H -/H 2 O
( 2 ) H +
C H
O
P h
C H 3
C O H
O
C
C H 3
C H
O H
C H
C H 3
C H O
C C O 2 C 2 H 5
O
H C C 6 H 5
P h
Perkin 反应
+C H
O
C H 3 C O C C H 3
O O
C H 3 C O O N aC H C H C O O H + C H 3 C O 2 H
+ C H 3 C O 2 HC H 3 C O C C H 3
O O C H 3 C O 2
C H 3 C O C C H 2
O O
C H 3 C O C C H 2
O O C
H
O
C H C H 2 C O C C H 3
O OO -
C H C H C O O HC H C H 2 C O C C H 3
O OO H
C H 3 C O 2 H + C H
3 C O 2 H
机理芳香醛 酸酐?,?-不饱和芳香酸
Perkin 反应
( R C H 2 C O ) O C
H
O
G
C H 3 C O O N a
+ C H 3 C O C C H 3
O OC H O
O H O O
香豆素的合成
C H C C O O H
( C H 2 ) 1 3 C H 3
+
C H O
[ C H 3 ( C H 2 ) 1 3 C H 2 C ] 2 O
O
C H 3 ( C H 2 ) 1 3 C H 2 C O 2 N a
5 5 %
,?-不饱和酸的合成方法你掌握几种？
(五 ) 碳酸衍生物
C
O
C l C l C
O
H 2 N N H 2 C
S
H 2 N N H 2 CH 2 N N H 2
N H
C
O
C l O C C l3
C
O
C l 3 C O O C C l 3
碳酰氯光气 (Phosgene)
碳酰胺，脲
(Urea)
硫代碳酰胺硫脲 (thiourea) 亚氨基脲胍 (guanidine)
双光气
(diphosgene)
三光气
(triphosgene)
(六 )酰胺的性质
C N
O R
R '
C
O
N H
C
O
C
O
N H
C
O
酰胺 酰亚胺酰亚胺
酸碱性
Hofmann 降解
R C N H 2
O B r
2 / O H - R N H 2
未取代酰胺 伯胺降解机理 迁移基团的构型 应用
脱水反应
R C N H 2
O
R C NR C O - N H 4 +
O
(七 ) Reduction (还原反应 )
酯的还原
LiAlH4
R C O O R ' L i A l H 4
无 水 乙 醚
R C H 2 O H + R ' O H
C H 3 ( C H 2 ) 7 C H = C H ( C H 2 ) 7 C O 2 C 2 H 5 L i A l H 4无 水 乙 醚 H +C H 3 ( C H 2 ) 7 C H = C H ( C H 2 ) 7 C H 2 O H
油酸乙酯
Cis-9-十八烯酸甲酯 油醇
Na/ROH Bouveault-Blanc 还原法
C H 3 ( C H 2 ) 8 C O 2 C 2 H 5 N a / C 2 H 5 O H C H 3 ( C H 2 ) 8 C H 2 O H + C 2 H 5 O H
7 0 %
酯的还原缩合
C H 3 C H 2 C H 2 C O C 2 H 5
O
2 N a
乙 醚
H + C H
3 C H 2 C H 2 C
O
C H C H 2 C H 2 C H 3
O H
-羟基酮
Acyloin(偶姻 )缩合
R C O R '
O
N a
R C O R '
O
R C O R '
O
R C C R
O R ' O R '
O O
R C C R
O O
2 N a
R C C R
O O
H
+
R C
O
C H R
O H
单电子转移自由基机理酰氯的还原
C O 2 H
( 1 ) L i A l H 4
( 2 ) H + / H 2 O
C H 2 O H
C C l
O
S O C l 2 ( 1 ) L i A l H 4
( 2 ) H + / H 2 O
C H 3 O 2 C C H 2 C H 2 C O C l H 2P d / B a S O
4 / S - 喹 啉
C H 3 O 2 C C H 2 C H 2 C H O
Rosenmund 反应
C C l
O L i [ O C ( C H
3 ) 3 ] 3 A l H
H 2 O C H
O
酰胺、腈的还原：
LiAlH4
R C N H 2
O
R C N H R '
O
R C N R ' 2
O
L i A l H 4 H +
R C H 2 N H 2
R C H 2 N H R '
R C H 2 N R '2
伯胺仲胺叔胺
P h C H 2 C N H 2 / N i
1 2 0 0 C 压 力
P h C H 2 C H 2 N H 2
8 3 ~ 8 7 %
( 1 ) L i A l H 4
( 2 ) H + / H 2 OC H 3 C H 2 C H 2 C N C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 N H 2
Stephen reduction
R C N S n C l 2 / H C l ( R C = N + H 2 ) 2,( S n C l 6 ) 2 - H 2 O R C H O
SnCl2/HCl
(八 ) 与金属试剂的作用
RMgX,R2CuLi,R2Cd 亲核试剂
R C
O
C l R 'M g X R C
O
R 'R 'M g X R C
O H
R '
R '
( C H 3 ) 3 C C O C l + ( C H 3 ) 2 C u L i e t h e r- 7 8 o C ( C H 3 ) 3 C C O C H 3 6 0 %
C H 3 O 2 C C H 2 C H 2 C O C l + ( C H 3 C H 2 C H 2 ) 2 C d C H 3 O 2 C C H 2 C H 2 C O C H 2 C H 2 C H 37 5 %
酰氯酯
2 R ' ' M g X+R C O 2 R ' R C R ' '
O
R C R ' '
R ' '
O H
3o,两个烷基相同
H O C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C C 2 H 5
C 2 H 5
O H
( 2 ) H + / H 2 O
O O
C 2 H 5 M g X
腈
H + / H 2 OR C N R ' M g X
R C R '
N M g X
R C R '
O
H + / H 2 O
C N
C 6 H 5 M g B r C P h
O
7 3 %
羧酸及衍生物的转换关系
( R C O )
2
O
R C O N H
2R C O 2 H
R C O
2
R '
R C O C l
氨 解氨 解氨 解醇 解醇 解水 解水 解水 解酯 化卤 化 ( S O C l
2
,P C l
3
,P C l
5
)
R C N
R M g X + C O 2
水 解水 解水 解脱 水
( a ) 羧 酸
C H
3
C O O H + C H
3
O H
C H
3
C O O
-
N a
+
+ C H
3
I
H
+
C H
3
C O C l + C H
3
O H
( C H
3
C O )
2
O + C H
3
O H
C H
3
C O O R + C H
3
O H
C H
3
C O O C H
3
( b ) 酰 氯
( c ) 酸 酐
( d ) 酯
+ H
3
O
+
C H
3
C O O H + C H
3
O H
C H
3
C O O
-
N a
+
+ C H
3
O H+ N a O H
( 1 ) L i A l H
4
( 2 ) H
2
O
C H
3
C H
2
O H + C H
3
O H
( 1 ) 2 R M g X
( 2 ) H
2
O
+ C H
3
O HC H
3
C
R
R
O H
+ N H
3
C H
3
C O N H
2
+ C H
3
O H
酯 缩 合 反 应 ( C l a i s e n,D i e c k m e n,C r o s s e d
e s t e r c o n d e n s a t i o n )
酸 性 ( 卤 代,互 变 异 构,负 碳 离 子 )
水 解 （ 皂 化 ）
还 原与 G r i g n a r d 试 剂 反 应形 成 酰 胺制 备性 质酯的性质
C H
3
C O O H + C H
3
O H
( 1 ) L i A l H
4
( 2 ) H
2
O
C H
3
C H
2
O H + C H
3
O H
( 1 ) 2 R M g X
( 2 ) H
2
O
+ C H
3
O HC H
3
C
R
R
O H
C H
3
C O N H
2
制 备性 质
C H
3
C O O H +
S O C l
2
P C l
3
P C l
5
C O C l
C O C l
C H
3
C C l
O
H
2
O
R O H
N H
3
A r H
A l C l
3
C H
3
C O A r
R
2
C u L i
C H
3
C R
O
H
2
P d / B a S O
4
/ S
C H
3
C O O R
C H
3
C H O
R o s e n m u n d 反 应酰氯的性质
( C H
3
C O )
2
OC H
3
C O O H
A l P O
4
7 0 0
o
C
H
2
O
R O H
N H
3
P e r k i n 反 应
C
C
O
O
O
H
2
O
R O H
N H
3
P e r k i n 反 应
C
C
O
O
O H
O H 1 5 0
o
C
制 备性 质酸酐的性质酰胺的性质
C H
3
C O N H
2
C H
3
C O
2
H
N H
3
C H
3
C O
2
-
N H
4
+
C H
3
C O C l
N H
3
( C H
3
C O )
2
O
N H
3
C H
3
C O O
2
C H
3
N H
3
C H
3
C N
H
3
O
+
肟
H
3
O
+
( B e c k m a n 重 排 )
H
3
O
+
C H
3
C O
2
H
N a O H
L i A l H
4
H
2
O
B r
2
/ N a O H
缩 水
C H
3
C N
制 备性 质
H o f m a n n 降 解
C N O H
R
R '
C H
3
C O
2
H
