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《羧酸及其衍生物Carboxylicacidsandcarboxylicacidderivativ》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第八章羧酸及其衍生物(CarboxylicAcidandCarboxylicAcidDerivative)目的要求:掌握羧酸及其衍生物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與命名;熟悉羧酸及其衍生物的化學(xué)性質(zhì)。第一節(jié)羧酸一、羧酸的結(jié)構(gòu)與命名1.羧酸的結(jié)構(gòu):123pm2.羧酸的命名:2-丁烯酸(巴豆酸)4-溴戊酸(γ-溴代戊酸)丁二酸(琥珀酸)反丁烯二酸(延胡索酸)環(huán)己基乙酸對(duì)苯二甲酸9,12-十八碳二烯酸(△9,12-十八碳二烯酸簡(jiǎn)寫為:18:2△9,12)二、羧酸的化學(xué)性質(zhì)羥基氫的酸性羥基被親核取代羧基脫去α–H被取代1.酸性:共振結(jié)構(gòu)共振雜化體影響酸性強(qiáng)弱的因素:電子效應(yīng):R為吸電子基團(tuán),酸性
2、增強(qiáng);R為斥電子基團(tuán),酸性減弱。pKa2.863.774.76>>pKa3.404.034.17>≈>pKa1pKa2HOOCCOOHHOOCCH2COOHHOOC(CH2)2COOHHOOC(CH2)3COOH1.272.854.214.344.275.705.645.41空間效應(yīng):Ka1.24×10-46.3×10-5>場(chǎng)效應(yīng):誘導(dǎo)效應(yīng)應(yīng)用:利用羧酸能與NaHCO3反應(yīng)的性質(zhì)可分離、鑒別羧酸與酚;或利用羧酸的鈉鹽增強(qiáng)藥物的水溶性。2.羧基中羥基被取代的反應(yīng):(1)生成酰鹵(酰氯)(2)生成酸酐(酸酐)(3)生成酯(酯)(4)生成酰胺(酰胺)以上反應(yīng)的親核試劑分別為:
3、反應(yīng)過程:(羧酸衍生物)酯化反應(yīng)機(jī)理:SN2機(jī)理慢快SN1機(jī)理酯化反應(yīng)活性:酸相同時(shí),甲醇>伯醇>仲醇>叔醇;醇相同時(shí),HCOOH>CH3COOH>RCH2COOH>R2CHCOOH>R3CCOOH.3.α–H的鹵代反應(yīng)應(yīng)用:是合成取代羧酸的重要途徑。氨基乙酸(甘氨酸)4.脫羧反應(yīng):5.羧基的還原:不飽和鍵不受影響6.二元羧酸的受熱反應(yīng):(1)脫羧:說(shuō)明羧基上連有吸電子基團(tuán)時(shí)易脫羧(2)脫水(丁二酐)(戊二酐)(鄰苯二甲酸酐)(3)脫羧、脫水重要的羧酸:1.低級(jí)脂肪酸:甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等。2.高級(jí)脂肪酸:(1)必需脂肪酸:亞油酸:9,12-十八碳二烯酸(18:2△
4、9,12十八碳二烯酸)亞麻酸:9,12,15-十八碳三烯酸花生四烯酸:5,8,11,14-二十碳四烯酸第二節(jié)羧酸衍生物一、結(jié)構(gòu)和命名1.結(jié)構(gòu)通式:L=-X酰鹵L=-OCOR’酸酐L=-OR’酯L=-NH2酰胺2.命名:酰基:丙酰氯苯甲酰溴苯乙酰胺N,N-二甲基甲酰胺(DMF)N-甲基-N-乙基乙酰胺δ–戊內(nèi)酰胺乙酸酐鄰苯二甲酸酐乙酸異戊酯(香蕉水)丙三醇三硝酸酯二、羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì)1.水解反應(yīng):酸活性依次減弱2.醇解反應(yīng):酯酯交換活性依次減弱3.氨解反應(yīng):酰胺活性依次減弱反應(yīng)通式:機(jī)理:(加成)(消除):L-的離去傾向:X->RCOO->RO->NH2-親核取代反應(yīng)
5、活性順序:酰鹵>酸酐>酯>酰胺羧酸衍生物的親和取代比飽和碳原子上的親和取代容易羧酸衍生物的親核取代比飽和碳原子上的親核取代容易。飽和碳上的親核取代:羧酸衍生物的親核取代:4.酯縮合反應(yīng)(Claisen縮合)機(jī)理:乙酰乙酸乙酯(“三乙”)反應(yīng)通式:酯、酰鹵或酸酐(提供?;?、醛或酮(提供α–氫)β–羰基化合物用于合成β–酮酸酯或β–二酮類化合物ββ例如:(主)(85%)αβ輔酶A乙酰輔酶A用于合成生物體中的長(zhǎng)鏈脂肪酸及其他一些化合物5.還原反應(yīng):Rosenmund(羅森默德)還原6.酰胺的特性:(1)酸堿性:通常顯示中性pKa=9.6pKa=7.4(2)與亞硝酸的反應(yīng):
6、(3)Hofmann降解反應(yīng):伯胺是縮短碳鏈及制備伯胺的好方法第三節(jié)碳酸衍生物一、碳酰氯(又名光氣)(碳酰氯,劇毒!)碳酸酯(碳酰胺)二、碳酰胺(又名脲、尿素,urea)1.弱堿性:(白色沉淀)(2)水解:(3)與亞硝酸的反應(yīng):(4)縮二脲的生成及縮二脲反應(yīng):(縮二脲)藍(lán)紫色或紫紅色物質(zhì)縮二脲反應(yīng)主要用于鑒別多肽和蛋白質(zhì)(5)酰脲的生成(巴比妥類藥物):丙二酰脲酮式烯醇式(pKa=3.98)(巴比妥酸,barbituricacid)R1=R2=-C2H5,巴比妥,長(zhǎng)效;R1=-C2H5,R2=-C6H5,苯巴比妥,長(zhǎng)效;R1=-C2H5,R2=-CH2CH2CH(CH3
7、)2,異戊巴比妥,中效。三、胍(亞氨基脲,quanidine)胍胍基脒基(強(qiáng)堿性)重要的胍衍生物: