第十四章 羧酸衍生物
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第十四章羧酸衍生物酰基碳上的亲核取代反应1.羧酸衍生物的结构酰胺中的C-N键较胺中的C-N键短,原因是:①酰胺中C-N键的碳是用sp2杂化轨道与氮成键,而胺中C-N键的碳是用sp3杂化轨道与氮成键,由于C sp2杂化轨道中s成分较多,故键长较短②由于羰基与氨基的氮共轭,从而使C-N键具有某些双键的性质而造成的,因此酰胺的结构可表示如下:酯中的羰基亦可与烷基氧的孤电子对共轭,因此酯中C-O键也具有某些双肩的性质。
酰氯中C-Cl键却并不比氯代烷中的C-Cl键短,这是因为氯有较强的电负性,在酰氯中主要表现为强的吸电子诱导效应,而与羰基的共轭效应很弱。
酰胺、酯、酰氯的共振式如下:在酰胺中具有相反电荷的偶系结构是主要的,酯中次之,而在酰氯中这种偶极结构很少。
2.羧酸衍生物的物理性质低级酰氯与酸酐是有刺激气味的液体。
高级的为固体。
低级酯具有芳香的气味,存在于水果中,可用作香料。
十四碳以下的甲酯/乙酯均为液体。
酰胺除甲酰胺外,均是固体,只是因为分子中形成氢键,如果氮上的氢逐个被取代,则氢键缔合减少,因此脂肪族的N-取代酰胺常为液体。
酰氯和酯的沸点因分子中没有缔合,比相应的羧酸低,酸酐与酰胺的沸点,比相应的羧酸高。
(乙酰氯bp:51℃乙酸酐bp:140℃乙酸乙酯bp:77℃乙酰胺bp:222℃)酰氯和酸酐不溶于水,低级的遇水分解;酯在水中的溶解度很小;低级的酰胺可溶于水,N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺是很好的非质子性溶剂,可与水以任何比例混合。
乙酸乙酯是很好的有机溶剂,大量用于油漆工业。
3.羧酸衍生物的反应1)酰基碳上的亲核取代反应①酰基碳上的亲核取代反应概述基团离去能力的次序是:I- > Br- > Cl- > -OCOOR > -OR > -OH > -NH2(氨基的碱性比氢氧根强)不管是酸催化还是碱催化的机理,羧酸衍生物亲核取代反应性顺序都是:卤酐醛酮(活泼)酯酸胺腈(较稳定)②羧酸衍生物的水解——形成羧酸a)酰卤的水解在羧酸衍生物中,酰卤的水解速率很快,低分子酰卤水解很猛烈,如乙酰氯在湿空气中会发烟,这是因为乙酰氯水解产生盐酸。
第14章羧酸衍生物
1.推测下列化合物的结构。
提示:
答:各化合物的结构如下:
2.分离下列混合物。
(1)丁酸和丁酸丁酯
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离,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。
(2)苯甲醚、苯甲酸和苯酚。
(3)丁酸、苯酚、环己酮和丁醚。
(4)苯甲醇、苯甲醛和苯甲酸。
答:(1)略。
(2)分别用NaHCO3,NaOH溶液使三者分开,再各自分离提纯。
(3)分别用NaHCO3,NaOH和饱和NaHSO3溶液使四者分开,再各自分离提纯。
(4)分别用NaHCO3,饱和NaHSO3溶液使三者分开,再各自分离提纯。
3.推测下列反应的机理。
(提示:分子内的Claisen反应称为Dieckmann反应,它与Claisen反应都是可逆反应。
)
答:
(3)
4.下列化合物应如何合成?
答:(1)
(2)略。
(3)略。