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大学二年级有机化学A课件-第十四章-羧酸衍生物

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15 第十四章 羧酸衍生物

15 第十四章 羧酸衍生物
O R C NH2
+ H O C R'
O 'R C
O 'R C NH2
+
OR'
30
用途：① 酰氯在吡啶存在下酸解可以制备单酐
O
O
例：Cl
CCl
+ Cl
C5H5N
COH
O Cl C 2 O
+
HCl
96%~98%
酰氯和羧酸盐反应可以制备混合酐：
O R C Cl
O O
+
R'COONa
R C O C R'
O R O R'
13
碱性水解： BAc2：碱性双分子酰氧断裂
O R
O R C 'RO OH
OR'
+
OH
慢
R
O C 'RO OH
快
R
O
+
OH
OR'
O
+
R OH
OR'
快
O
+
R O
HOR'
注意：酯的碱性水解是不可逆的；碱既是催化剂又是试剂。
14
酸性水解：
AAc2：酸性双分子酰氧断裂
O
+
R OR'
OH R
OH R C OR' OH2
H
快
OH R OR'
OH R C OR' OH2
+ H2O
慢
OR'
快
R OH
C OR' + OH
H
15
OH R C OR' OH

有机化学-羧酸及其衍生物

有机化学-羧酸及其衍生物

O CH3OC
O
H+
COCH3 + 2HOCH2CH2OH -2CH3OH
酯交换
O
O
O HOCH2CH2 OC
O
CH3OC
COCH3
COCH2CH2OH
HOCH2CH2OH
酯交换
O
O
C
C OCH2CH2O n n=80100
( 涤纶 )
16
4、酰胺的反应
酰胺的反应活性更小，需在酸或碱催化下长时间
加热回流才能水解
O
或 其它试剂
R CH
醛
水解反应 醇解反应 胺解反应
还原反应
11
1、酰氯的取代反应
H—OH O
R—C—Cl + H—OR'
H—NH2
O
R—C—OH O
HCl 水解
R—C—OR' + HCl 醇解
O
R—C—NH2 NH4Cl 氨解
(酰氯活性大是个优良的酰基化试剂)
O CH3CCl + CH3CH2CH2OH
RCH2
O CX
O
O
RCH2 C O C R
O RCH2 C OR'CH C
H
有弱酸性
可加成至 饱和
L
可被亲核 试剂取代
L: 离去基团 (Leaving group)
9
一、羧酸衍生物的取代反应
这类反应是羧酸衍生物与羧酸、以及羧酸衍生物 之间的相互转化。
O RCL
HOH
R C OH
RCOOH
OO
O
RC O C R HOR'
R C OR' RCOOH

有机化学课件--羧酸衍生物涉及碳负离子的反应及在合成中应用

有机化学课件--羧酸衍生物涉及碳负离子的反应及在合成中应用

碳负离子的形成反应
通过质子化、脱质子化和分子内断裂等反应，碳负离子可以由碳中心引起的 电子重新组合而形成。
碳负离子的反应类型
1
加成反应
2
碳负离子可以与底物中的亲电中心发生
加成反应，以构建更复杂的有机分子结
3
构。
亲核取代反应
碳负离子可与亲核试剂发生取代反应， 用于构建新的碳-碳和碳-其他原子键。
脱质子化反应
有机化学课件--羧酸衍生 物涉及碳负离子的反应及 在合成中应用
本课件将深入探讨羧酸衍生物的结构、碳负离子的反应以及其在有机合成中 的重要应用。
羧酸衍生物的基本结构
了解羧酸衍生物的结构是理解其反应及应用的基础。羧酸的含氧官能团带有 一对孤对电子，使其成为独特的化学实体。
碳负离子是什么
碳负离子是具有孤对电子的碳原子，其带负电荷的性质使其成为化学反应中 的重要中间体。
碳负离子通过脱质子化反应与质子酸反 应，生成分子的亲核部分。
羧酸衍生物中碳负离子的应用
酮合成
通过脱羧或其他反应，碳负离子可用于酮的合成， 提供新的药物和材料研究领域的突破。
酯化反应
碳负离子参与酯化反应，用于合成酯类化合物， 广泛应用于食品、香料和涂料行业。
烯烃合成
醋酸根离子的脱羧反应可生成烯烃，为制备高附 加值化学品提供了一种高效方法。
总结和要点
通过了解羧酸衍生物中碳负离子的反应和应用，我们能够更好地理解有机合 成中的关键步骤和策略，为创新和发展提供重要的参考。
卤代反应
通过卤代反应，羧酸衍生物中的碳负离子可ຫໍສະໝຸດ 与 卤代试剂发生反应，生成有机卤化物。
合成中使用碳负离子的案例
苯甲酸的醇合成
碳负离子参与醇形成反应，将苯 甲酸转化为苯甲醇，用于生产香 料和药物。

《羧酸衍生物》课件

《羧酸衍生物》课件

酰化反应
通过羧酸与醇反应，生成 酯类羧酸衍生物。
羧酸衍生物的应用领域
1
医药领域
羧酸衍生物在药物合成和制剂中具有
化工领域
2
重要应用，例如抗生素、消炎药等。
羧酸衍生物可以作为有机合成的重要
中间体和催化剂。
3
食品领域
羧酸衍生物可以用作食品添加剂和调 味剂，增加食品的口感和保鲜效果。
羧酸衍生物的生物活性
性质
羧酸衍生物具有一定的化学活性和反应性。它 们可以参与酯化、酰化、酰胺化等多种反应。
物理性质
羧酸衍生物通常呈固体或液体状态，具有一定 的熔点和沸点。它们在溶剂中的溶解性和稳定
羧酸衍生物的制备方法
酰基化反应
通过酯、醛、酮等化合物 与羧酸反应，生成羧酸衍 生物。
酰胺化反应
酰基氯与胺类化合物反应， 生成羧酸酰胺。
羧酸衍生物在生物学活性方面具有广泛的应用和研究价值，包括植物生长素、草酸途径、代谢产物等。
羧酸衍生物的前景与展望
前景
随着有机合成和化学工艺的发展，羧酸衍生物在 医药、化工、食品等领域的应用前景广阔。
展望
对羧酸衍生物的研究将为新的合成方法和新型化 合物的发现提供机会。
《羧酸衍生物》PPT课件
在这个PPT课件中，我们将深入了解羧酸衍生物的定义、结构与性质、制备 方法、应用领域、生物活性以及前景与展望。
羧酸衍生物的定义
羧酸衍生物是一类有机化合物，含有一个或多个羧酸基。它们在化学结构上与羧酸相似，但具有不同的 官能团。
羧酸衍生物的结构与性质
பைடு நூலகம்结构
羧酸衍生物的结构包括羧酸基和官能团的结合。 它们可以由酯、醛、酮等化合物通过酰基化反 应制备而成。

(二) 羧酸衍生物

(二) 羧酸衍生物
总的反应历程可以用下式表示：
Nu-：进攻的亲核试剂，即H2O、ROH、NH3、RNH2或R2NH等。
L-：离去基团，即X、-OOCR 、-OR、-NH2、-NHR或-NR2
总的反应速度和两步反应的速度都有关系，但第一步更为重要。酰基中羰基碳原子是sp2杂化，三个σ键是平面形分布。羰基碳上如果连有吸电子基团，将增加羰基碳的正电性，有利于亲核试剂的进攻；反之，如果连有供电子基团，将不利于亲核试剂的进攻。亲核加成生成的中间体，其碳原子为sp3杂化，即四面体结构。如果原来羰基碳原子上连接的基团过于庞大，在四面体结构中就显得过于拥挤而不利于反应进行。上述电子效应和空间效应都将对第一步的反应速度有所影响。第二步反应易否进行，取决于离去基团L-的碱性，碱性越弱，越易离去。羧酸衍生物各离去基团离去的难易次序为：
在有机合成中酯的还原是使羧酸间接转变为伯醇的重要方法，因为羧酸的还原比酯困难。
14.8.3 α-氢化反应
羧酸衍生物分子中的α-氢由于受羰基影响（σ-π超共轭和吸电诱导效应），比较活泼，与醛酮相似，在一些碱性试剂催化下可以发生缩合反应。在有机合成中酯缩合反应应用较多。
由于酯的α-H酸性小于醛酮，也小于酰氯（但大于酰胺），所以酯缩合用的碱是醇钠或其他碱性催化剂（如氨基钠）而不是氢氧化钠的水溶液。酯在强碱作用下发生分子间的缩合反应，称为（Claisen）酯缩合反应，在制备β-二羰基化合物时很有用。
一般克莱森酯缩合反应是在两个相同的酯之间进行。虽然我们可以进行混合酯的交叉缩合反应，即采用两种不同的酯，但产物太复杂，没有实用价值，除非一个酯有α-氢，一个酯没有α-氢，才有制备意义。例如草酸乙酯、苯甲酸酯、甲酸酯等都是不含α-氢的酯，可用于交叉酯缩合反应。这时产物比较纯。
己二酸酯和庚二酸酯在醇钠作用下主要是发生分子内的酯缩合反应，称为狄克曼（Dieckmann） 缩合反应，生成环状的β-酮酸酯。

羧酸衍生物-有机化学

羧酸衍生物-有机化学

/
HCl
水解反应的活性次序是： 酰卤 > 酸酐 > 酯 > 酰胺 [提示]
羧酸衍生物易水解，在使用和保存含有该类结构 的药物时应注意防止水解失效。某些易水解的药物， 如含有酰胺结构的氨苄西林钠注射剂，都是在临用 时再加水配成注射液。许多酯类和酰胺类药物在一 定的pH范围内较稳定，配成水溶液时，必须控制溶 液的pH。羧酸衍生物类药物的注射剂消毒灭菌时， 应注意控制温度和时间。
酮式
O H
烯醇式
O
CH3 C CH C OC2H5
★ 凡是具有 H-C-C=O 基本结构的化合物都可能 发生酮式-烯醇式互变异构现象。 ★互变异构现象在其它化合物中也常见。 例如：
H O C N OH C N
S H C N
SH C N
第十章
羧酸衍生物
（carboxylic acid derivatives） 指羧酸分子中的羟基被其他原子或基 团取代后所生成的化合物。 包括 酰卤(acylhalide) 酸酐(anhydride) 酯(ester) 酰胺（amide）等，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
它们的结构通式如下：
O R C O O R C OH R C O R C O R C NH2
CH3 C Cl ＋ H2O
O
O
CH3 C OH ＋ HCl↑
加热
CH3 CH3
C O C O ＋ H2O 2 CH3COOH
加热 酸碱 加热 回流
O R C OR ＋ H2O
O R C NH2 ＋ H2O
NaOH
/
O
NaOH
R C ONa ＋ ROH
O R C O R C ONa ＋ NH3↑ OH ＋ NH4Cl

有机化学羧酸及其衍生物PPT课件


脱羧反应
RCCOH

酸性
H
羧羟基被取代（加成.消除）的反应 (羧酸转化为其衍生物的反应）
α-H被取 代的反应
1、羧酸的酸性
RCO2H H2CO3
OH
ROH
pka ~5
6.4
10
16
RCO2H
RCOO- + H +
由于羧酸根负离子具有很好的稳定性而使羧羟基氢
易于离解使羧酸显酸性。
（1）取代基对羧酸酸性的影响
所以羧酸在水中的溶解度比相应的醇大。 甲酸、乙酸、丙酸、丁酸与水互溶。
而对于醇，从正丁醇起在水中的溶解度显著降低。
随着羧酸相对分子质量的增加，其疏水烃基的比例增大，在水
中的溶解度逐渐减小。
高级脂肪羧酸几乎不溶于水，而易溶于醇、醚等有机溶剂。
芳香羧酸在水中的溶解度都很小。
四、羧酸的化学性质
O
还原反应
丁二酸 (琥珀酸)
顺丁烯二酸(马来酸)
命名芳香族羧酸和脂环族羧酸时，通常将芳环或脂环作为脂肪族羧酸 的取代基来命名。
α-萘乙酸中的“α”是指萘环的α位,而不是乙酸的α-碳原子。
环戊基乙酸
邻苯二甲酸 α-萘乙酸
β-苯基丙烯酸 (肉桂酸)
命名下列化合物或写出结构式
(1)
CH2COOH (2)
COOH (3) CH CCH2COOH
3.54
2.74
c、诱导效应随着碳链的延长迅速减弱
O2NCH2COOH 1.08
CH3CH2CHCOOH Cl
pka 2.86
CH3CHCH2COOH Cl
4.05
CH2CH2CH2COOH Cl
4.52
15

羧酸衍生物-PPT课件


O C H 6 5 O COC H 2 5 C H ONa 2 5 C H CH COOC H CCHCOOC H 65 2 25 + 2 5 COC H 2 5 COC H 2 5 O O
3. 狄 克 曼 酯 缩 合 反 应
二元酸酯若分子中的酯基被四个以上的碳原子隔开时， 就发生分子中的酯缩合反应，形成五员环或更大环的酯，这 种环化酯缩合反应称为狄克曼酯缩合。 实例 1
要在酸或碱催化下加热进行。
O O H o rO H + R ' ' O H + R ' O H R C OR' R C OR'' 酯 醇 新 的 酯
新 的 醇
因为酯的醇解生成另一种酯和醇，这种反应 称为酯交换反应。此反应在有机合成中可用与从 低级醇酯制取高级醇酯（反应后蒸出低级醇）。
COOCH 3 + 2 H O C H C H O H 2 2 COOCH 3 H COOCH CH OH 2 2 + 2 C H O H 3 COOCH CH OH 2 2
（3）氨解
O + N H R C OR' 3 O R C NH + R ' O H 2
酯能与羟氨反应生成羟肟酸。
RCOOC H OH.HCl NH RCONHOH H OH 2 5 + 2 2 5 羟 肟 酸
羟肟酸与三氯化铁作用生成红色含铁 的络合物。这是鉴定酯的一种很好方法。 酰卤、酸酐也呈正性反应。
O 乙 酰 乙 酸 乙 酯
O O O C H ONa 2 5 CH COC H CH COC H + 3 2 5 CH -C-CH -C-OC H H OH C 3 2 5 3 2 2 5 + 2 5

羧酸与羧酸衍生物(食品化学课件)

酯水解为酯化反应的逆反应，生 成一分子羧酸和一分子醇，需在 酸或碱的催化作用下进行。
腈在酸或碱的作用下可水解为 羧酸，控制反应条件，可使腈 水解为酰胺，酰胺也可失一分 子水变为腈。
二、羧酸衍生物的性质-化学性质
（3）羧酸衍生物的醇解
在酸或者碱的催化下，酯与醇反应生成新的酯，也可以称之为酯交换，是合 成酯重要的方法。
食品基础化学
羧酸衍生物
目录
一 认识羧酸衍生物
P03
二 羧酸衍生物的性质
P08
二 羧酸衍生物实例
P21
一 认识羧酸衍生物
一、认识羧酸衍生物-油脂与肥皂
一、认识羧酸衍生物-油脂与肥皂
氢氧化钠/加热
脂肪、植物油
皂化
高级脂肪酸钠 甘油、水
氯化钠/搅拌、静置
盐析
加填充剂（松香、硅酸钠等）
上层：高级脂肪酸钠
2、羧酸的命名
系统命名法
系统命名法，选择含有羧基的最长碳链为主链，从羧基碳开始编号， 母体羧酸前表明取代基的位次和名称，把羧基位次写在名称之前，如：
确定母体
选择主链
编写序号
命名结构
1 2
3 4
8 7 6
5
α1 2
3 4
2、羧酸的命名
系统命名法
练一练：给该化合物命名。
CH3CHCH2CHCOOH CH3 CH2CH3
酰卤易醇解。羧酸与二氯亚砜、草酰氯等 反应生成酰氯，再与醇反应成酯，效果优 于直接酯化。 酸酐易醇解，生成一分子酯和一分子酸， 是常用的酰化试剂。
酯醇解也称为酯交换反应，在酸或碱的 催化下进行。从一个酯转变成另一个酯。
二、羧酸衍生物的性质-化学性质 （3）羧酸衍生物的醇解
酰卤的醇解

第十四章-羧酸


2.86
Cl2CHCOOH
1.29
Cl3CCOOH
0.65
卤素原子与羧基之间的碳链加长，影响会迅速减弱，相 应卤代算得酸性也随之减弱。
CH3CHCOOH > CH2CH2COOH > CH3CH2COOH
Cl
Cl
pKa： 2.80
4.08
4.87
在烃基上有供电子诱导效应的基团，使酸性减弱，具有 供电子诱导效应的主要是烷基。
1 羧酸的结构
羧基由羰基和羟基组合而成，但实质上并不是简单的组 合，它们相互影响，形成一个p-π共轭体系。
p-π共轭
O
··
RCOH
sp2杂化
·
·O R C ··
OH
由于 p-π共轭，使羧基中的羟基氧原子上的电子云向羰 基移动，增强了O—H键的极性，有利于H的电离。
由于p-π共轭的存在，使羧酸中的羰基对亲核试剂的活 性降低，不能和HCN、NH2OH等加成。
RCOOH C6H5OH
pKa
4.7~5
10
H2CO3的pKa1为6.37。
ROH 17~19
不溶于水的羧酸既溶于NaOH也溶于NaHCO3； 不溶于水的酚能溶于NaOH但不溶于NaHCO3； 不溶于水的醇既不溶于NaOH也不溶于NaHCO3。
3 羧基中羟基的取代反应
羧酸分子中，除去羟基剩下的部分称为酰基。
CH3CH2CH2COOH CH3(CH2)12COOH
酪酸
月桂酸
butyric acid
lauric acid
CH3(CH2)14COOH
软脂酸(棕榈酸)
palmitic acid
CH3(CH2)16COOH
硬脂酸
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【幸遇•书屋】
你来，或者不来 我都在这里，等你、盼你 等你婉转而至 盼你邂逅而遇
你想，或者不想 我都在这里，忆你、惜你 忆你来时莞尔 惜你别时依依
你忘，或者不忘 我都在这里，念你、羡你 念你袅娜身姿 羡你悠然书气
人生若只如初见 任你方便时来 随你心性而去 却为何，有人 为一眼而愁肠百转 为一见而不远千里
晨起凭栏眺 但见云卷云舒 风月乍起 春寒已淡忘 如今秋凉甚好 几度眼迷离
感谢喧嚣 把你高高卷起 砸向这一处静逸 惊翻了我的万卷 和其中的一字一句 幸遇只因这一次
被你拥抱过，览了 被你默诵过，懂了 被你翻开又合起 被你动了奶酪和心思
不舍你的过往 和过往的你 记挂你的现今 和现今的你 遐想你的将来 和将来的你 难了难了 相思可以这一世
解：提纯一个化合物是要去掉其中的杂质。分离一个混合物，则
是要把其中各个组分一一分解，并使其达到一定的纯度。例如，
提纯由丁酸合成的丁酸丁酯，只要用碱洗去其中所含少量丁酸，
而后蒸馏纯化，以得到丁酸丁酯。而分离丁酸和丁酸丁酯的混合
物，两种组分都要分离提纯。
丁酸
乙醚溶解
水层
丁酸丁酯 水层：丁酸钠 H+ 乙醚提取
2.5（s，4H），4.1（q，4H）。 （3）CxHyOz，σmax ：1725cm-1，δH ：1.3（t，3H），
4.3（q，2H），8.1（s，1H），m/z ：74（M+） （4）C12H14O4， σmax /cm-1：1720，1500，840，δH ：1.4（t），
4.4（q），8.1（s），积分曲线高度比为3：2：2。 （5）C12H14O4， σmax /cm-1：1725，1600，1580，760，δH ：
（4）
问题 14.4 写出下列反应的产物。 （1） （2） （3）
（4） 旋光
旋光
1
2017/4/14
问题 14.5 二苯乙烯酮可以由二苯乙酰氯与三乙胺一起加热得到： △
习题 1. 推测下列化合物的结构。 （1）C4H7N， σmax：2260cm-1，δH ：1.3（d，6H），
2.7（七重峰，1H）。 （2）C8H14O4， σmax ：1750cm-1，δH ：1.2（t，6H），
1.4（t）， 4.4（q），7.7（m），积分曲线高度比为3：2：2。 （6）C7H10O3， σmax /cm-1：1816，1768，δH ：1.1（s），
2.6（s），积分曲线高度比为3：2。 提示：
△
（1）（CH3）2CHCN
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
习题 2. 分离下列混合物。 （1）丁酸和丁酸丁酯
厦门大学二年级
有机化学 A
课件
第十四章 羧酸衍生物
2017/4/14
问题 14.1 写出下列化合物的名称。
（1） 环已基甲酸甲酯
（3）(CH3CH2CH2CO)2O 丁酸酐
（2） N-甲基丙酰胺
（4） 苯乙酰氯
（5） 苯丙腈
（6） 乙酸环已基酯
问题 14.2 写出下列化合物的结构式。
（1）丁酸丙酯
有机层： 加水洗涤 干燥
水层
有机层
有机层 干燥 蒸馏 蒸馏
和苯酚 苯甲酸 NaOH 水层（苯甲酸，苯酚）Na2CO3
苯甲醚
苯酚
有机层（苯甲醚）
溶液（苯酚钠） 结晶（苯甲酸）
（3）丁酸、苯酚。环己酮和丁醚
丁酸 苯酚 环已酮 丁醚
NaOH
水层（丁酸钠，苯酚钠）Na2CO3
----------------------------- 谢谢 ------------------------
（2）N-甲基苯甲酰胺
CH3CH2CH2CO2CH2CH2CH3
C6H5CONHCH3
（3）N，N-二乙基乙酰胺 CH3CON(C2H5)2
（5）苯甲酸苄酯
（4）乙酸苯酯 CH3CO2C6H5
（6）对苯二甲酰氯
C6H5CO2CH2C6H5
问题 14.3 推测下列反应机理。 （1）
（2） （3）
（浓）
溶液（苯酚钠） 结晶（丁酸）
有机层（丁醚，环已酮）浓硫酸 水层（丁醚） 有机层（环已酮）
（4）苯甲醇、苯甲醛和苯甲酸
苯甲酸 NaOH 水层（苯甲酸钠，苯甲醇钠N）a2CO3溶 结晶液（（苯苯甲甲酸醇）钠） 苯甲醇
苯甲醛
有机层（苯甲醚）
2
2017/4/14 3
----------------------------- 赠予 ------------------------