《有机与药物合成化学》课程教学课件（讲稿）羧酸衍生物——羧酸的亲核取代产物

第十三章 羧酸衍生物 羧酸的亲核取代产物 王鹏 1 山东科枝大学化学与材料工程学院

王鹏 山东科技大学化学与材料工程学院 1 第十三章 羧酸衍生物 羧酸的亲核取代产物

>羧酸衍生物是羧酸中的羟基被取代后的产物， 主要有： 9 0 R一C一X R-C-O-C一R R-C-O-R R一C三N 酰卤 酸酐 酯 腈 0 R-C-NH2 R-C-NHR R- C-NR2 酰胺 山东科技大学 化学与环境工程学院

山东科技大学 王鹏 化学与环境工程学院 ➢羧酸衍生物是羧酸中的羟基被取代后的产物， 主要有： R X O R O R O O R O R O R N R NH2 O R NHR O R NR2 O C C C C C C C C 酰卤 酸酐 酯 腈 酰胺 R X O R O R O O R O R O R N R NH2 O R NHR O R NR2 O C C C C C C C C

13.1羧酸衍生物的命名 >一、酰氯和酰胺：以所含的酰基命名 O- HgC-c-CI c-cl O= HC-C-NH2 C-NH2 乙酰氯 苯甲酰氯 乙酰胺 苯甲酰胺 CH3 (DMF)H-C-N< HC-C-NH-CH,CH2 CH3 N,N-二甲基甲酰胺 N-乙基乙酰胺 山东科技大学 化学与环境工程学院

山东科技大学 王鹏 化学与环境工程学院 13.1 羧酸衍生物的命名 ➢一、酰氯和酰胺：以所含的酰基命名 H3 C C l O H3 C NH2 O C l O NH2 O H N O CH3 CH3 H3 C NH O CH2 CH3 C C C C C C 乙酰氯 苯甲酰氯 乙酰胺 苯甲酰胺 N,N-二甲基甲酰胺 N -乙基乙酰胺 (DMF)

>二、酸酐：根据成酐的酸命名 -。-cu,e-8.8 9.9 O-C—CH,CH3 乙酸酐 乙丙酐 邻苯二甲酸酐 >三、i 酯：按形成它的酸和醇命名 8 CH COCH,CH: COCH3苯甲酸甲酯 9 乙酸乙酯 0 CHCOCH,CH,CH2CH, (CHa)2CHCH2COCH2 乙酸丁酯 异戊酸苄酯 山东科技大学 化学与环境工程学院

山东科技大学 王鹏 化学与环境工程学院 ➢二、酸酐：根据成酐的酸命名 ➢三、酯：按形成它的酸和醇命名： H3 C O O CH3 O H3 C O O CH2 CH3 O O O C C O C C 乙酸酐 乙丙酐 邻苯二甲酸酐 CH3 COCH2 CH3 CH3 COCH2 CH2 CH2 CH3 (CH3 ) 2 CHCH2 COCH2 COCH3 O O O 乙 酸 乙 酯 O 苯 甲 酸 甲 酯 乙 酸 丁酯 异戊 酸 苄 酯

>四、环状的酰胺和酯：称为内酰胺和内酯 NH 8-己内酰胺 Y丁内酯 邻苯二甲酰亚胺 山东科技大学 化学与环境工程学院

山东科技大学 王鹏 化学与环境工程学院 ➢四、环状的酰胺和酯：称为内酰胺和内酯 ε-己内酰胺 γ-丁内酯 邻苯二甲酰亚胺

13.2羧酸衍生物的物理波谱性质 >一、低级酰氯和酸酐都对粘膜有刺激性，遇水 分解 >二、酰氯、酸酐和酯的熔沸点较羧酸低很多 (为什么？)，但酰胺沸点比羧酸高（如何解 释？)，且酰胺氮原子上氢越少，熔沸点越低。 >三、低级酯有香味；C14以下的羧酸形成的甲 酯和乙酯都是液体 山东科技大学 化学与环境工程学院

山东科技大学 王鹏 化学与环境工程学院 13.2 羧酸衍生物的物理波谱性质 ➢一、低级酰氯和酸酐都对粘膜有刺激性，遇水 分解 ➢二、酰氯、酸酐和酯的熔沸点较羧酸低很多 （为什么？），但酰胺沸点比羧酸高（如何解 释？），且酰胺氮原子上氢越少，熔沸点越低。 ➢三、低级酯有香味；C14以下的羧酸形成的甲 酯和乙酯都是液体

13.2骏酸衍生物的物瘦波谱性质 >一、红外： 口显示强烈的羰基吸收峰： 几种化合物羰基峰的对比 酸酐 酰氯 酯 醛 酮 羧酸 酰胺 -1830 -1790 ~1740-1730 17151710 1680 -1770 双峰 宽峰 尖峰 宽峰 口特点： ·吸电基使吸收峰移向高频区，供电基则使其移向低频区 酯的红外峰尖锐，酸酐存在两个羰基峰，酰氯峰较宽， 位于1700cm以上，酰胺峰较宽，位于1700cm以下 山东科技大学 化学与环境工程学院

山东科技大学 王鹏 化学与环境工程学院 13.2 羧酸衍生物的物理波谱性质 ➢一、红外： 显示强烈的羰基吸收峰： 特点： • 吸电基使吸收峰移向高频区，供电基则使其移向低频区 • 酯的红外峰尖锐，酸酐存在两个羰基峰，酰氯峰较宽， 位于1700 cm-1以上，酰胺峰较宽，位于1700 cm-1以下 几种化合物羰基峰的对比 双峰 宽峰 尖峰 宽峰

13.2发酸衍生物的物理波谱性质 >二、1H-NMR: 口酰胺中的-CONH-吸收峰出现在5~9.4，峰形是宽 而矮的馒头峰，酯的烷氧基在3.7~4.1左右 ▣羧酸衍生物羰基邻位的C-H均移向低场区，如： 0 a-C-H 6H=23 0 R' 酯中烷氧基 R OCH δH=3.7~4.1 R 酰胺的N-H ON δH=59.4 R. 山东科技大学 化学与环境工程学院

山东科技大学 王鹏 化学与环境工程学院 13.2 羧酸衍生物的物理波谱性质 ➢二、1H-NMR： 酰胺中的-CONH-吸收峰出现在5～9.4，峰形是宽 而矮的馒头峰，酯的烷氧基在3.7～4.1左右 羧酸衍生物羰基邻位的C-H均移向低场区，如： α-C-H δ H =2~3 酯中烷氧基 C δ H =3.7~4.1 O R OCH R' R'' 酰胺的N-H δ H =5~9.4

13.3羧酸衍生物的化学性质 >一、酰基上的亲核取代反应： 口羧酸衍生物的化学性质主要体现在酰基碳的亲核取 代反应上： R&L+HN一RN+I-L 0 反应类型： H20 水解反应 HPor OH R'OH Hor ORS 醇解反应 R OR R'NH2 胺解反应 N 山东科技大学 化学与环境工程学院

山东科技大学 王鹏 化学与环境工程学院 13.3 羧酸衍生物的化学性质 ➢一、酰基上的亲核取代反应： 羧酸衍生物的化学性质主要体现在酰基碳的亲核取 代反应上： R–C–L O R–C–Nu O + H–Nu + H–L

13,3機酸饼生物的化学性质 口反应是Nu取代L基团生成新的羧酸衍生物 口根据H-Nu的不同，反应的速度也不同，同一羧酸 衍生物（L固定)的反应活性依次为： -Nu -OH -OR -NH2 反应试剂 水解 醇解 氨解 口对于同样的H-Nu而言（Nu固定)，反应速度则存 在如下关系： -X OCOR -OR -NH2 酰氯 > 酸酐》 酯 酰胺 山东科技大学 化学与环境工程学院

山东科技大学 王鹏 化学与环境工程学院 13.3 羧酸衍生物的化学性质 反应是Nu取代L基团生成新的羧酸衍生物 根据H-Nu的不同，反应的速度也不同，同一羧酸 衍生物（L固定）的反应活性依次为： 对于同样的H-Nu而言（Nu-固定），反应速度则存 在如下关系： 反应试剂 水解 醇解 氨解 –Nu –OH –OR –NH2 ＞ ＞ 酰氯 酸酐 酯 酰胺 –X –OCOR –OR –NH2 ＞ ＞ ＞