第11章羧酸衍生物

乙酸-4-羟基环己基甲酯 乙酸 羟基环己基甲酯
原因： 原因：空间位阻影响
3.氨解反应 氨解反应
酰卤与氨（或胺）迅速反应， 酰卤与氨（或胺）迅速反应，
生成酰胺（或取代酰胺）。这是合成酰胺的一个常 生成酰胺（或取代酰胺）。这是合成酰胺的一个常 ）。 用方法。反应中有 生成， 成盐。 用方法。反应中有HX生成，会与氨（胺）成盐。 生成 会与氨（ 为了避免消耗与酰卤反应的氨（ ），反应常在碱 为了避免消耗与酰卤反应的氨（胺），反应常在碱 性条件下进行，以中和反应产生的酸。 性条件下进行，以中和反应产生的酸。常用的碱如 NaOH、吡啶和三乙胺等。 、吡啶和三乙胺等。
R R R R
NHR NR 2
所取代,故 反应结果是离去基团 L 被亲核试剂 Nu 所取代 故 这类反应称为酰基的亲核取代反应。 这类反应称为酰基的亲核取代反应 酰基的亲核取代反应。
羧酸衍生物可以在酸性和碱性条件下与许多 亲核试剂发生酰基亲核取代反应 酰基亲核取代反应。 亲核试剂发生酰基亲核取代反应。 在取代过程中 经历了亲核加成 消除反应两个步骤。 亲核加成和 经历了亲核加成和消除反应两个步骤。 反应两个步骤
O CH 3 C Cl + HOCH2 CH2 CH 2CH 3
吡啶
O CH 3 C OCH 2CH2 CH2 CH 3 + HCl
乙酸丁酯 醇与酰氯反应速率：伯醇＞仲醇＞ 醇与酰氯反应速率：伯醇＞仲醇＞叔醇
O O CH 3 C Cl + OH HOH 2C
吡啶
CH 3 C O CH 2 + HCl OH
O O R C O C R + HNH2 O R C NH2 + RCOOH
酰胺
O O R C O C R + HNHR' O R C NHR' + RCOOH
取代酰胺
O O CH3COCCH3 + HO
NH2 NaOH H2O HO
H N
O O C + CH3 CH3CO-
醋氨酚，退热净
酸酐和酰卤的氨解也是氨（或胺） 酸酐和酰卤的氨解也是氨（或胺）的酰化反 应。酰化反应在有机合成和药物改性方面具有重 要意义。药物合成中通过在－ 要意义。药物合成中通过在－NH2上引入酰基可 以降低－ 的毒性。 以降低－NH2的毒性。有机合成中常利用酰化反 应保护氨基，例如，欲由对甲苯胺制备 甲基 应保护氨基，例如，欲由对甲苯胺制备4-甲基 对甲苯胺制备 甲基-2溴苯胺， 溴苯胺，由于氨基是强邻对位定位基使苯环活
羧酸分子中羧基中的-OH被其它原子或基团 被其它原子或基团 羧酸分子中羧基中的 被其它 取代后所生成的化合物，称为羧酸衍生物。 取代后所生成的化合物，称为羧酸衍生物。 羧酸衍生物
O R C O O R C OH R R C O C O R C NH2(R) OR' O X O C R
酰卤 酸酐 酯 酰胺
亲核取代：水解、醇解、氨解。 亲核取代：水解、醇解、氨解。
δO
O
R
R R R R
O C O C O C O C
C
δ+
L
δ + :Nu
-
R
C
O C O C O C O C
Nu
OH OR
+ L: (H-L)
H Cl O H O CR H OR' H NH2
Cl O O CR O R' NH 2
H :OH H :OR H :NH2 H :NHR H :NR2
（一）酰卤 1.水解反应 水解反应 和卤化氢。 和卤化氢。
O R C X
O H3 C C Cl + HOH
酰卤与水立即反应， 酰卤与水立即反应，生成羧酸 与水立即反应
+ HOH
O R C OH
O H 3 C C OH
+ HX
+ HCl
酰卤水解速率很快，低级酰卤水解剧烈， 酰卤水解速率很快，低级酰卤水解剧烈，如 乙酰氯在潮湿的空气中会产生烟雾， 乙酰氯在潮湿的空气中会产生烟雾，这是因为乙 酰氯水解产生HCl的缘故。随着相对分子质量的增 的缘故。 酰氯水解产生 的缘故 大，酰卤在水中的溶解度减小，水解速率减慢。 酰卤在水中的溶解度减小，水解速率减慢。 但是若加入能使酰卤与水均溶的溶剂， 但是若加入能使酰卤与水均溶的溶剂，水解反应 也可顺利进行，因为卤素负离子是很好的离去基 也可顺利进行， 团。
化，直接溴代时，在各个可能的邻位或对位上都 直接溴代时， 有发生取代反应的倾向，得不到目标产物。 有发生取代反应的倾向，得不到目标产物。但是 可以利用酰化反应先将氨基保护起来， 可以利用酰化反应先将氨基保护起来，然后再进 行取代，生成一溴代物， 行取代，生成一溴代物，最后把酰胺水解成所要 的取代胺。 的取代胺。
四、酰胺的命名
伯酰胺
仲酰胺
叔酰胺
伯酰胺： 酰基名” 称为“某酰胺” 伯酰胺：“酰基名” + “胺”称为“某酰胺” 仲酰胺： 某基” 酰基名” N-某基某酰胺 仲酰胺：“N-某基” + “酰基名” + “胺” 某基 酰基名 胺 某基某酰胺 叔酰胺： 二某基某酰胺; 某基 某基-N-某基某酰胺 叔酰胺：N,N-二某基某酰胺 N-某基 某基某酰胺 二某基某酰胺
O L ＋ : Nu
-加成
O R C
R Nu
C
消去
O ＋ : LC Nu R
L
羧酸衍生物在碱性条件 碱性条件下的亲核取代反应通式 羧酸衍生物在碱性条件下的亲核取代反应通式
:L- = Cl-,Br-; RCOO-; RO-; H2N-,RHN-,R2N-
羧酸衍生物分子中的电子效应和空间效应影 羧酸衍生物分子中的电子效应和空间效应影 电子效应 响酰基的亲核取代反应速率。 响酰基的亲核取代反应速率。
O R C ＋ : Nu L
-
AN
R Nu
O C L
E
O ＋ : LC Nu R
羰基的正电性越强、位阻越小 越有利于亲核加成 羰基的正电性越强、位阻越小, 越有利于亲核加成 离去基碱性越弱, 基团越易离去, 越有利于消去 离去基碱性越弱 基团越易离去 越有利于消去 离去基的离去能力： 离去基的离去能力：X- > RCO2- > RO- > NH2羧酸衍生物酰化反应活性: 羧酸衍生物酰化反应活性 酰卤 > 酸酐 > 酯 > 酰胺
O R C X + 2HNH 2 O R C NH2 + NH4 X
CH3
O C Cl + 2 NH3
CH3
O C NH2 + NH4+Cl-
（二）酸酐 1.水解反应 水解反应 酸酐的水解生成羧酸，反应较 酸酐的水解生成羧酸， 酰卤稍缓和一些。由于酸酐不溶于水， 酰卤稍缓和一些。由于酸酐不溶于水，在室温 下水解较慢，但若加热或选择合适的溶剂使其 下水解较慢， 成均相，则水解速率明显加快。 成均相，则水解速率明显加快。
O CH3 C NH2 O CH3 C NHPh
乙酰胺
乙酰苯胺 N-苯基乙酰胺
O
O H C N
CH3 CH3
CH3 C
N
CH3 CH3
N,NN,N-二甲基甲酰胺 N,N-dimethylformamide(DMF)
N,NN,N-二甲基乙酰胺
O CH 3CH2 C N CH 2CH3 CH3
N-甲基 乙基丙酰胺 甲基-N-乙基丙酰胺 甲基
O Ph C OC 2H5
乙酸乙酯
苯甲酸乙酯
O C2H5O
O OC2H5 H3C
O C CH2
O C OC2H5
C CH2 C
丙二酸二乙酯
乙酰乙酸乙酯
一元羧酸与多元醇形成的酯，称为“ 一元羧酸与多元醇形成的酯，称为“某醇某 酸酯” 酸酯”。 O
CH2 O C CH3 CH O CO CH3 CH2 O C CH3 O
2.醇解反应 醇解反应
O
酰卤与醇反应生成酯和卤化氢
O R C OR' + HX
R C X + HO
R'
酰卤与醇能很快反应成酯。 酰卤与醇能很快反应成酯。这是合成酯的常 用方法，通常用来制备难以直接用酯化反应得到 用方法， 的酯，反应中常加一些碱性物质例如 的酯，反应中常加一些碱性物质例如NaOH、吡啶 、 或叔胺来中和反应生成的卤化氢， 或叔胺来中和反应生成的卤化氢，以加快反应速 度。如：
O O CH 3 C O C CH3 COOH + HO H2 SO4 80℃ ～85℃ ℃ ℃ O H3 C C O COOH + CH 3COOH
3.氨解反应 3.氨解反应
酸酐与氨（或胺） 酸酐与氨（或胺）反应生成
酰胺（或取代酰胺）和羧酸。 酰胺（或取代酰胺）和羧酸。酸酐与胺的反应主 要用于各种胺特别是芳香伯胺或仲胺的酰化。 要用于各种胺特别是芳香伯胺或仲胺的酰化。
O O R C O C R + HOR'
RCOOR' + RCOOH
O O H 3C C O C CH3
+ HOCH3
CH 3COOCH 3 + CH 3COOH
酸酐和酰卤的醇解是在醇中引入酰基， 酸酐和酰卤的醇解是在醇中引入酰基，所以 酰基 酰化反应。 酰化试剂， 又称酰化反应 提供酰基的试剂为酰化试剂 又称酰化反应。提供酰基的试剂为酰化试剂，酸 酐和酰卤是常用的非常好的酰化试剂。 酐和酰卤是常用的非常好的酰化试剂。酰化反应 具有重要的生物学意义。在有些药物分子中引入 具有重要的生物学意义。 酰基后毒性降低，同时增大了药物的脂溶性， 酰基后毒性降低，同时增大了药物的脂溶性，提 高了疗效。 高了疗效。
第一节
羧酸衍生物的命名