醛酮,羧酸,及其衍生物
醛、酮、羧羧酸及其衍生物的α-碳上的反应
NaOH C6H5CHO
CH3COCH3 C6H5COCH3
C6H5CH=CHCHO C6H5CH=CHCOCH3 C6H5CH=CHCOC6H5
C6H5CH=CHCOCH=CHC6H5
(2) 羧酸及其衍生物α-碳上的反应
脂肪酸α-卤化反应
• 羧酸的-H酸性比醛、酮小，故而羧酸的-H远比醛和酮的-
7.醛、酮、羧酸及其衍生物的α-碳上的反应
(1) 醛和酮α-碳上的反应 (2) 羧酸及其衍生物α-碳上的反应
(1)醛和酮α-碳上的反应
α-氢的酸性
受羰基吸电子效应的影响，其α-氢表现出一酸性。 解离出一个质子形成碳负离子。 经过共振成为烯醇负离子，得到一个质子并形成烯醇。 （1）和（4）相互转化称为互变异构。
O 2 CH3COC2H5
1. EtONa/EtOH 2. H3+O
OO CH3CCH2COC2H5
迪克曼缩合反应
分子内的酯缩合称为迪克曼（Dieckmann）缩合。这个反应特 别适合于合成五元和六元环型-酮酸酯。
CO2C2H5 1. C2H5ONa
CO2C2H5
2.H3+O
CO2C2H5 O
CO2C2H5 1. C2H5ONa
• 这个反应称为卤仿反应。
O
C
加成
R CX3
HO
O
消除
O
R C CX3 OH
C
+ CX3
R OH
（I）
（II）
O
R
C
+ O-
HCX3
酮的烷基化
-烷基化反应
在强碱作用下，一元酮所形成的碳负离子或烯醇负离子是强的亲核试剂，能够与卤代 烷发生亲核取代，生成烷基化产物
第五章羰基亲核加成及相关反应
羟醛缩合反应历程
碱催化历程
至少要有两个α-氢才可失水，失水后形成共轭 体系α，β-不饱和酮稳定
亲核试剂：
含氧试剂：H2O、ROH、RO 含碳试剂：RC≡C-，C≡N-，R 含氮试剂：NH3，NH2，NH2NH2及NH2OH等
醛与酮：
醛与酮是较强的亲电试剂，易进行亲核加成，醛可与弱亲核 试剂反应（如NH3，CN-）
羧酸及其衍生物：
较弱的亲电试剂（+C） 只与强亲核试剂反应（如：R-，RO-等） 不与弱亲核试剂（如氨）反应
基本上不发生亲核取代反应
CH3 120o C CH3
O
HCN
CH3 C
CN CH3OH, H2SO4
71%~80% CH3109.5oOH
90%
CH3 CH2=C COOCH3
试剂的亲核性越强越易反应
带负电荷的亲核试剂，比其共轭酸亲核性强： OH-＞H2O
极性大的分子比极性小的分子亲核性强： HCN＞ H2O （pH）
亲核试剂可从醛（酮）所在平面的上面或下面进攻，新形 成一个手性中心，产物为外消旋体（对映异构体各占 50%）。
亲核试剂从空阻小的一边进攻羰基
换用仲丁基硼氢化锂，内侧进攻产物99.6%， 外侧产物0.4%
醛酮的简单亲核加成
强酸强碱
仅限醛、脂肪甲基酮及＜8个碳原子的环酮
可极化性及亲核性：
Wittig试剂（磷叶立德）：
内鎓（Onium）正盐（中性分子）R3P+
CHR'
（碳的电负性大于磷），具有相反的电荷在
相邻两个原子上。
硫叶立德：
磷酸 膦酸 氨 胺(C-N) 铵 磷 膦(C-P) 鏻
硫（ ）锍
分离或鉴别有机化合物
三乙胺用稀HCl成盐乙醚提取酰化物，残余物用碱中和后用乙 醚提取然后蒸馏得三乙胺。
PhCH2NH2 、 PhCH2NHCH3 PhCH2N(CH3)2 、 PhNH2 、 PhN(CH3)2 、
PhCH2 NH 2 PhCH2 NHCH3 HNO 3 PhCH2 N(CH 3 ) 2 PhNH2 PhN(CH 3 ) 2 N2 黄色油状 不反应 0-5℃，PhN2 + (没有N2 放出) 绿色对亚硝基化合物
有机层 C6 H5NH2
NaNO 2 + HCl 0～5℃
C6H 5CH2OH + N 2 黄色油状液体
蒸去溶剂 C6H5 NH2
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3. 糖
用化学方法鉴别下列各组化合物： d. D－葡萄糖和D－果糖 f. 蔗糖和淀粉
2. 含氮化合物
C6H5CH2NH2
A B C HNO 2
三乙胺中含有少量乙胺和二乙胺，如何将三乙胺提纯（简述操作过程）。
C6H5CH2NHCH3
黄色油状
× N2
C6H5CH2N(CH3)2
三乙胺 二乙胺 乙胺
乙酐
不反应 、液体
过滤
固体酰胺 固体酰胺
用化学方法鉴别下列各组化合物：c. 乙酰苯胺和对胺基乙酰苯 胺 d.硝基丙烷和苯胺
OH
、
COCH3 OH
NaHCO3 (H2 O)
பைடு நூலகம்
水层
己酸钠
HCl
己酸
CH3
C=CH2
第十章 羧酸及其衍生物
+ H OC2H5
18
H
+
O CH3C
18
OC2H5 + H2O
酰氧断裂
12
O CH3C OH
:OH
+H
+
OH CH3C OH 加成
-H2O
HOC2H5
OH CH3 C OH HOC2H5
OH CH3 C OC2H5
: : : : : : : :
质子迁 移
-H+
O CH3 C OC2H5
1
I 羧酸
一,结构 烃基与羧基相连的物质叫羧酸:一元羧酸通式为 RCOOH;羧基( COOH)就是羧酸的官能团 RCOOH;羧基(-COOH)就是羧酸的官能团. 就是羧酸的官能团.
O
ห้องสมุดไป่ตู้
中碳为SP 杂化, OH 中碳为SP2 杂化,氧原子与羰基双键间存 在着P― 共扼.由于共扼, P―л 在着P―л共扼.由于共扼,使羧基中的羰基失去了典 型的羰基的性质(如不与NH OH作用 作用) 型的羰基的性质(如不与NH2OH作用);―OH 氧原 子上的电子云向羰基偏移,这有利于―OH氢的离解 氢的离解. 子上的电子云向羰基偏移,这有利于―OH氢的离解.
14
Br2 / P
(2)芳香环的取代反应 (2)芳香环的取代反应
COOH Br2 FeBr3
COOH
Br
5. 二元羧酸的受热反应
乙 二 酸 HOOCCOOH 丙 二 酸 HOOCCH 2COOH 丁二酸 CH 2 COOH CH 2 COOH 戊 二 酸 CH 2 CH 2COOH CH 2COOH
CH 3 COOH + C 2H 5 OH : 1 1 1 : 10
第八章 醛、酮和羧酸
1
学习重点 ❖ 醛、酮和羧酸的概念、结构和命 名 ❖ 常见的醛、酮和羧酸在医学上的 用途
2
第一节 醛 和 酮
3
一、醛、酮的结构和命名
在醛和酮分子中，都含有一个共同的官能 团——羰基，故统称为羰基化合物。
羰基：碳原子以双键与氧原子相连形成的原子团。
（
）
R CO
H
( RCHO )
CH2—COOH
苯乙酸
19
二、乙酸的性质
（一）乙酸的物理性质 物态：C1~C3 有刺激性酸味的液体，溶于水。
C4~C9 有酸腐臭味的油状液体（丁酸为脚臭味），难溶于水。 > C9 腊状固体，无气味。
●乙酸是无色、具有强烈刺激性酸味的液体，溶于水。 ●沸点118摄氏度，熔点16.5摄氏度。 ★ 当温度低于16.5摄氏度时，纯净的乙酸很容易凝结成
布洛芬
阿司匹林
15
分类
1.按烃基的种类可分为： a．脂肪族羧酸：饱和羧酸、不饱和羧酸 b、脂环族羧酸
c、芳香酸 2.按羧基数目可分为：一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸
饱和酸 不饱和酸
芳香酸
一元酸 乙酸
丙烯酸
苯甲酸
二元酸 乙二酸 顺丁烯二酸 邻二苯甲酸
16
（二）羧酸的命名
1、俗名 HOOCCH-CHCOOH
7
醛酮的命名
1、普通命名法
根据碳原子的个数称为“某醛”“某 酮”。
O H—C—H
甲醛
O CH3—C—H
乙醛
O CH3—C—CH3
丙酮
8
2、系统命名法 Ⅰ 选择含羰基碳原子在内的最长碳链为主链，支链作取代基，
根据主链碳原子数目称为“某醛”或“某酮” Ⅱ 从靠近羰基的一端开始给主链碳原子编号。 Ⅲ 取代基的位次、数目和名称写在醛或酮名称的前面。 Ⅳ 醛基因位于碳链首端，其位次不必标示；
羧酸及其衍生物
羧酸及其衍生物羧酸及其衍生物Ⅰ 目的要求羧酸是含有羧基(―COOH)的含氧有机化合物，我们平常所说的有机酸就是指的这类化合物。
所谓羧酸衍生物，包括的化合物种类很多，诸如羧酸盐类、酰卤类、酯类(包括内酯、交酯、聚酯等)、酸酐类、酰胺类(包括酰亚胺、内酰胺)等都是羧酸衍生物，有人甚至把腈类也包括在羧酸衍生物的范围之内。
其实，比较常见的而又比较重要的是酰卤、酸酐、酯和酰胺这四类化合物。
羧酸盐与一般无机酸盐在键价类型上没大区别，不作专门介绍。
至于腈类，将放在含氮化合物中加以介绍。
这四类化合物都是羧酸分子中，因酰基转移而产生的衍生物，所以又叫羧酸的酰基衍生物。
羧酸及其衍生物RCOL(L：－OH、－X、－OOCR′、－OR′、－NH2)在许多重要天然产物的构成以及在生物代谢过程中均占有重要地位。
本章将以饱和一元脂肪酸为重点，讨论羧酸及其衍生物的结构和性质。
鉴于乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的重要地位，本章作概括介绍。
希望学生在此基础上，探讨设计合成路线的一般方法。
本章学习的具体要求1、掌握羧酸的结构与性质之间的关系。
2、掌握羧酸衍生物的主要化学性质。
3、了解羧酸衍生物的亲核取代反应机理。
4、掌握羧酸与羧酸衍生物之间相互转变条件。
5、了解卤代酸、羟基酸的特性。
6、掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯的制法、性质和在有机合成上的应用。
这也是本章的重点之一。
Ⅱ 学习提要(一)羧酸一、概述羧酸往往有俗名，希望学生有所了解，尽可能记忆一些，脂肪酸的系统命名原则和醛相β α同。
γCH3－CH－CH2－COOH2 14 3 OH 芳香酸命名是把芳环视作取代基。
76羧酸的沸点比分子量相近的其它有机物高，这是由于羧酸能以氢键缔合。
同时，即使在气态时，羧酸也是双分子缔合的，所以羧酸的沸点比分子量相近的醇还要高。
二、羧酸结构和化学性质亲核取代O 还原R－C－C－O－H α-H反应H 脱羧酸性1、酸性?E O O O +?R－C H + R－C R－C E EO－H O OO O NaOH/Na2CO3/ NaHCO3H2O + R－C E R－C EH+ O－Na O－H应用：①鉴别：与酚不同，与非酸性物质不同。
缩合—醛酮与羧酸及其衍生物的缩合(有机合成课件)
精细有机合成技术
缩缩合合反反应应
精细有机合成技术
缩缩合合反反应应
• 催化剂：氨-乙醇、丁胺、醋酸铵、吡啶、哌啶、甘氨 酸、β-氨基丙酸、碱性离子交换树脂羧酸盐、氢氧化 钠、碳酸钠等。对活性较大的反应物也可不用催化剂。
• 反应时，可用苯、甲苯等有机溶剂来共沸脱水，促使 反应进行完全；同时又可防止含活泼亚甲基的酯类等 化合物水解。
目
录
1
2
3
铂金反应 诺文葛尔-多布纳缩合 达曾斯缩合
缩缩合合反应应
精细有机合成技术
二、诺文葛耳-多布纳缩合
缩缩合合反反应应
1．诺文葛耳-多布纳反应及其反应条件
定义：醛、酮与含活泼亚甲基的化合物在氨、胺或它们 的羧酸盐催化下，发生羟醛型缩合，脱水而形成α、β-不 饱和化合物的反应称为诺文葛耳-多布纳（KnoevenagelDoebner）反应。
缩缩合合反反应应
1．珀金反应及反应历程 芳香醛与脂肪酸酐在碱性催化剂作用下缩合，生成
β-芳丙烯酸类化合物的反应称为珀金（Perkin）反应。 反应如下：
精细有机合成技术
缩缩合合反反应应
反应实质是酸酐的亚甲基与醛进行羟醛型缩合，反 应历程如下：
精细有机合成技术
2．反应主要影响因素
缩缩合合反反应应
珀金反应所用的催化剂为多羧酸酐相应的羧酸钾盐 或钠盐、无水羧酸钾盐的效果比钠盐好，反应速度快、 收率高。叔胺也可催化此反应。
精细有机合成技术
缩缩合合反反应应
• 反应结果在羰基α-碳上引入了亚甲基。其反应式如下：
精细有机合成技术
缩缩合合反反应应
➢ 诺文葛耳-多布纳缩合中，常见的亚甲基化合物有：丙 二酸及其酯类、乙酰二酰及其酯类，氰乙酰胺类，丙 二腈，丙二酰胺类，芳酮类，脂肪硝基化合物等。
3.11 缩合反应资料
4、应用实例：
CH3(CH2)8 CH3 C O + H H C COOEt Cl CH3 C O C2H5ONa -HCl CH3(CH2)8 CH3 C O -CO2 CH3 H CH3(CH2)8 C C O H 2-甲基十一醛 H C COOEt
NaOH
H+
CH3(CH2)8
H C COOH
4、反应分类 （1）酯-酯Claisen缩合 酯自缩合：
CH3 O C + H OC2H5 CH2 O OH2 O C2H5ONa C CH3 C C C OC2H5 + C2H5OH OC2H5
反应历程为：
C2H5ONa + HCH2 O C OC2H5
O Na CH2-C-OC2H5 + C2H5OH
O OH OH
O
茜素（染料）
（二）Knoevenagel – Doebner反应
1、概念：含活泼亚甲基的化合物（如丙二酸、丙二酸酯、氰乙酸酯、 乙酰乙酸酯等）在它们的羧酸盐或吡啶、哌啶等有机碱的催化作用 下，与醛、酮即可发生缩合，生成α,β-不饱和化合物的反应。 2、反应通式：
R1 C O + H2C R2 Y X R1 C R2 C Y X + H2O
（四）反应机理
以乙醛在碱催化下的自缩合为例：
稀 NaOH 2 CH3CHO CH3CH(OH)CH2CHO -羟基丁醛 O CH3 C H O CH3 C H OHH C C H H O C -H2O H CH3CH=CH-CHO + CH2 C H O fast CH3 + OH
-
3、Tollens 缩合（羟基化反应）：由于甲醛不含α-氢，与其他含α-氢
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醛酮，羧酸，及其衍生物
一．羰基的性质
1.与HCN加成（可用于制取α-羟基羧酸）
2.与胺和氨气反应（反应可用来保护羰基，H+可使还原成羰基）：
与伯胺，氨气生成西弗碱
与仲胺生成烯
利用羰基和苯胺反应生成有色沉淀也可用于鉴别羰基
3.与醇反应，生成缩醛，半缩醛，可用于羰基保护（酸性条件恢复）
4.与亚硫酸氢钠的加成：得到α—羟基磺酸钠。
α—羟基磺酸钠是一种盐类化合物，亚
硫酸氢钠水溶液与不溶于水的羰基化合物反应得到的α—羟基磺酸钠会溶入水中，使得反应进度大大加强。
（可用于鉴别醛，甲基酮，8碳以下环酮）
5.α，β-不饱和醛酮的加成反应：
l 与卤素的加成：加成位置是碳碳双键。
l 与质子酸的加成：加成位置是1,4-亲核加成。
l 与格氏试剂，烷基锂的加成：根据羰基附近的位阻效应来判定反应为1,4-加成还是1,2-加成。
可以加入卤化亚铜使得格氏试剂的反应的1,4-加成产物为主产物。
l 与二烷基铜锂的加成：1,4-加成为主要！
l 对加成反应的要注意的三点：酸催化，碱催化，立体构型稳定。
酸和碱的催化过程虽然有一定的不同，但是反应的进行靠的是β-C的正电性得以让亲核试剂进攻！
6.碘仿反应（甲基醛酮，α碳连着甲基的仲醇，α-羟基酸，用于鉴别及少一个碳的羧酸
制备）
7.羰基的还原
a．羰基还原为亚甲基：
Clemmensen还原法：Hg-Zn锌汞齐，HCl，加热。
Wolff-Kishner-Huang minlon 还原法：溶剂：高沸点的一缩二乙二醇，KOH。
还原
剂：二氮烷。
加热！
b．还原为醇：
氢化催化：Pt催化
LiAlH4还原：LiAlH4提供氢负离子，H2O提供氢离子。
可还原酯基。
三（叔丁基
氧基）氢化铝锂可以保证还原羰基的同时不还原酯基。
NaBH4还原：不还原酯基，立体选择性，对水不敏感。
乙硼烷还原：B2H6还原羰基得到硼酸酯，水解得到醇。
羰基优先于碳碳双键被还
原。
Meerwein-Ponndorf还原：Oppenauer氧化的逆反应，反应过程中硝基不受影响。
8.羰基的氧化：
醛的一般氧化：得到羧酸。
Cannizzaro反应：无α活泼氢的醛在碱性作用下发生分子之间的歧化反应。
酮的一般氧化：羰基与α-C断裂（氧化剂可用浓硝酸，KMnO4等）
9.Wittig 反应：仲烃基溴与三苯磷在苯基锂的作用下形成磷叶立德，极性部分可以和羰
基的氧置换。
本反应用于增长碳链。
本反应的过渡态为偶极中间体，不稳定，分解
为烯烃。
10.羟醛缩合，极为重要，用于增长碳链（具体过程仔细看书，在此不叙述）
11．醛酮制备
a．羟基的氧化，主要氧化剂有（Cr2O3，MnO2酸性条件….）
b．炔烃与水加成
c．烯烃的臭氧化
d．酰氯和格式试剂反应
e．付克酰基化
f．……………
12.与格氏试剂反应，理论上可制备除甲醇以外所有醇
13..注：某些常用的鉴别醛酮的反应未列出，详情见物质鉴别的ppt
二．羧酸及其衍生物
1.羧酸的反应：成酯，醇，酸催化
成酰胺，胺，酸催化
成酰卤，亚硫酰氯
α-H的卤代，PBr3催化
2．酯的反应：酯交换
氨解
LiAlH4还原醇（NaBH4不能还原）
酸，碱均可使其水解
可由酸，醇反应制得；可由酸酐，醇反应制得
3.酰胺的反应：酸可使其水解
LiAlH4还原成为胺，仅羰基失去
较稳定，不易被亲核
4.酰卤的反应：由酸和亚硫酰氯反应制备
较活泼，易被亲核
氨解
醇解
傅克反应
与格氏试剂反应
命名题自己总结，在此不赘述。