【文章內(nèi)容簡介】 β鹵代酸：(1) 羥醛縮合→ 羥基醛→ β羥基酸，(2) β氯醇與NaCN反應(yīng)，再水解。(3) 用瑞佛爾馬斯基反應(yīng)，然后將酯基水解。 (4) 用β羰基酯還原，水解合成。瑞福爾馬斯基（Reformatsky）反應(yīng)（1）定義：α－溴代酸酯和鋅與醛或酮在惰性溶劑中得到β－羥基酸酯的反應(yīng)。（2）反應(yīng)：（3）、反應(yīng)過程：（4）、反應(yīng)特點：I、反應(yīng)需在惰性溶劑中進(jìn)行；II、不能用BrMgCH2CO2Et代替BrZnCH2CO2Et；因生成的格氏試劑太活潑，而有機鋅較穩(wěn)定，選擇性地與酯反應(yīng)而不與醛酮反應(yīng)III、225。α－溴代酸酯的α－碳上的取代基空阻太大時，反應(yīng)不能進(jìn)行。IV、該反應(yīng)定向性好。 V、β－酮酸酯容易加熱失水形成α，β－不飽和酯。（5）、反應(yīng)的應(yīng)用反應(yīng)主要用來制備：I、β羥基酸酯, II、β羥基酸 , III、α, β不飽和酸酯IV、α,β不飽和酸以及由它們的衍生物。實例：合成：化學(xué)性質(zhì)（1）受熱反應(yīng)（在H+中進(jìn)行）羥基酸分子中有羥基和羧基兩個反應(yīng)性基團，可以發(fā)生分子內(nèi)或分子間的反應(yīng)。當(dāng)受熱后，可發(fā)生不同情況的失水反應(yīng)，生成不同化合物。α羥基酸：分子間失水形成交酯： 丙交酯 聚丙交酯（外科手術(shù)縫合線）β羥基酸：分子內(nèi)失水形成α，β不飽和酸：*若無αH，則形成β丙內(nèi)酯γ或δ羥基酸：分子內(nèi)失水形成內(nèi)酯： γ內(nèi)酯 δ內(nèi)酯大于6員環(huán)的內(nèi)酯很難形成。除五元環(huán)內(nèi)酯外，其它內(nèi)酯在催化劑的作用下，均可開環(huán)發(fā)生聚合。聚ε己內(nèi)酯羥基和羧基相隔五個或五個以上碳原子的羥基酸，受熱后發(fā)生分子間的酯化脫水生成鏈狀結(jié)構(gòu)的聚酯。其它羥基酸在合適的催化劑作用下，并不斷除去反應(yīng)生成的水，可得相對高分子量的聚酯，如：天然產(chǎn)物中有很多大環(huán)內(nèi)酯，某些大環(huán)內(nèi)酯，具有抗菌和抗腫瘤活性。（2）分解脫羧反應(yīng)在有機合成上可用來使碳鏈縮短，制備少一個碳的高級醛。β羥基酸用堿性高錳酸鉀氧化則分解生成酮。重要的羥基酸 （自學(xué)） 水楊酸（鄰羥基苯甲酸） 沒食子酸分子中含有羰基，有含有羧基的化合物稱為羰基酸，如丙酮酸、3丁酮酸等。1． 1．羰基酸具有羰基和羧酸的典型反應(yīng)。2． 2．酮酸的特性反應(yīng)α與稀硫酸共熱時，脫羧生成醛。β酮酸受熱易脫羧生成酮。第十章 羧酸及其衍生物2 羧酸衍生物羧酸分子中的羧基OH被X,OCOR,OR,NH2（R）等取代后的化合物稱羧酸衍生物。重要的衍生物有四種：酰鹵、酸酐、酯和酰胺。一、物理性質(zhì)沸點℃ 118 51 77 140 222熔點℃ 112 83 73 81正丁酸 乙醇 丙酰胺 N甲基丙酰胺 N，N甲基丙酰胺沸點℃ 213 153物態(tài)：低級的酰氯和酸酐是有刺鼻氣味的液體，高級的為固體；低級的酯具有芳香的氣味，可作為香料；十四碳酸以下的甲酯和乙酯均為液體；酰胺除甲酰胺外，由于分子內(nèi)形成氫鍵，均是固體；而當(dāng)酰胺的氮上有取代基時為液體；羧酸衍生物可溶于有機溶劑；酰氯和酸酐不溶于水，低級的遇水分解；酯在水中溶解度很小；低級酰胺可溶于水。二、光譜性質(zhì)IR： 酰鹵RCOX 酸酐RCOOCOR’ 酯RCOOR’ 酰胺RCONH2(R) υC=O ~1800 1750~1800,1800~1860 1735~1750 1650~1690 υCO 1045~1310 1050~1300(2個峰)υN－H 3180～3520（NH2）3440~3300(NHR)δN－H 1600，1640（NH2）1530～1550(NHR)羧酸衍生物的C=O伸縮振動擴大到了1650~1928 cm1。酰鹵、酸酐、酯和酰胺的C=O伸縮振動為何如此變化？可根據(jù)其結(jié)構(gòu)，利用誘導(dǎo)效應(yīng)和電子效應(yīng)可以解釋。NMR： RCH2CO RCOOCH2 RCONH2 RHδppm 2~3 ~ 5~8 ＜ 實例分析：例1：乙酸乙酯的紅外光譜例2：乙酸乙酯的核磁共振譜 羧酸衍生物的制備方法各論一、酰鹵的制備酰鹵中最重要的是酰氯，其常用的制備方法是用羧酸與SOCl2，PCl3，PCl5反應(yīng)而得。如：說明：（?。┓磻?yīng)需在無水條件下進(jìn)行；（ii）產(chǎn)物酰鹵通常都通過蒸餾方法提純，所以試劑、副產(chǎn)物與產(chǎn)物的沸點要有較大的差別；（iii）反應(yīng)機制與醇的鹵代類似。三種方法可相互補充使用。酰氯易水解，一般通過蒸餾法提純。酰溴常用PBr3制備。二、酸酐的制備單酐的制備羧酸脫水（甲酸除外）——制備單純的羧酸酐。常用脫水劑：常用P2O5，Al2O3，濃硫酸，乙酐也是脫水劑。有的高級酸酐是由羧酸與乙酰氯或乙酸酐一起加熱轉(zhuǎn)化而得，乙酸酐作為脫水劑，將體系中的醋酸不斷蒸出反應(yīng)體系，使平衡右移：二員酸脫水可以合成環(huán)酐(五、六元環(huán))順丁烯二酸酐芳烴氧化工業(yè)上一些重要的酸酐通過芳烴進(jìn)行氧化制得，通常用廉價的空氣或氧氣在高溫進(jìn)行氧化，如：苯氧化成順丁烯二酸酐、萘氧化成苯酐等。制備增塑劑、醇酸樹脂、油漆工業(yè)等合成高分子單體混合酸酐法：酰鹵與羧酸鹽的反應(yīng)CH3COONa + CH3CH2COCl → CH3COOCOCH2CH3 60%醋酐的特殊制法（工業(yè)用）乙?；噭⒅埔宜崂w維。染料、醫(yī)藥、香料工業(yè)三、酯的制備酯廣泛存在于自然界，是油脂、蠟的主要成分，許多水果的香味由酯引起。如乙酸異戊酯具有香蕉的香味，正戊酸異戊酯有蘋果香味，丁酸丁酯有菠蘿香味，乙酸辛酯有柑桔香味等。因此，酯常用于食品或化妝品中的香料。酯的合成方法很多，羧酸與醇直接酯化法、羧酸鹽與活潑鹵代烷的反應(yīng)、羧酸與重氮甲烷的反應(yīng)、酰鹵或酸酐或腈的醇解、酯交換反應(yīng)等。羧酸對烯、炔的加成：如：58%~60%在有機合成中重要的試劑——丙二酸二乙酯通過下列方法合成：丙二酸二乙酯四、酰胺的制備 酰胺可通過銨鹽加熱部分失水、酰氯/酸酐/酯的氨（胺）解、腈的部分水解等方法制備。－OOH是一個特別有效的親核試劑，可與氰基發(fā)生親核加成，生成酰胺。酰胺交換（注意平衡移動）：酸酐氨解…… 酰鹵、酸酐、酯、酰胺的化學(xué)性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化一、 羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性能比較１、結(jié)構(gòu)：２、α－H的活性 由于羧酸衍生物中羧基取代基的+C和－I共同作用的結(jié)果，使其α－H的活性一般不如醛酮活潑，只酰氯的α－H的活性大于醛酮。酯較小，酰胺更小。但它們均可形成烯醇負(fù)離子。所以，α－H的活性大小順序為：酰氯 醛酮 酯 酰胺CH3COCl CH3CHO CH3COCH3 CH3COOCH3 CH3CON(CH3)2pKa ～16 17 20 25 ～30 ３、羧羰基的親核取代(親核加成－消除)反應(yīng)活性羧羰基的親核取代反應(yīng)同羧酸相同，在酸或堿的作用下，親核試劑進(jìn)攻羰基碳，生成四面體中間體，然后再發(fā)生消除，得取代產(chǎn)物。反應(yīng)分二步進(jìn)行，實質(zhì)為親核加成－消除歷程。表觀上親核取代：實質(zhì)：親核加成—消除反應(yīng)（歷程后面再講） L 誘導(dǎo)效應(yīng)（I） Pπ共軛效應(yīng)（+C） L的穩(wěn)定性 反應(yīng)活性 Cl 最大 最小 最大 最大OCOR 大 小 大 大OR 中 中 中 中NH2 小 大 小 小決定反應(yīng)活性的因素：R上取代基的性質(zhì)。若帶吸電子基，則不僅增加羰基碳的正性，易于發(fā)生親核加成，而且有利于穩(wěn)定四面體中間體而有利于加成。R的空間體積。空間體積增大，則因空間擁擠，不利于加成。離去基團的性質(zhì)。離去基團越容易離去，反應(yīng)越易于進(jìn)行。離去基團的離去傾向為：I－Br－Cl－－OCOORRO－HO－NH2－。因此，綜合各種因素，對于羧酸衍生物，無論酸催化或堿催化，其親核取代的反應(yīng)活性順序為：酰鹵 酸酐 酯～羧酸 酰胺～腈。一、 羧酸衍生物的親核取代（加成—消除）反應(yīng)羧酸衍生物的反應(yīng)既有很多相同之處，又有一些獨特性。其相同之處的反應(yīng)機理大多相同，只是在反應(yīng)活性上有所差異。羧酸衍生物水解生成酸 酰鹵的水解：水解迅速，低級酰氯水解劇烈，在濕空氣中發(fā)煙，分子量增大，水溶性降低，水解速率減慢。酸酐的水解：可在中性、酸性或堿性介質(zhì)中水解，因不溶于水而反應(yīng)速率很慢，常加熱或使其成為均相水解。酯的水解: 羧酸酯化反應(yīng)的逆反應(yīng)，需在酸、堿催化條件下進(jìn)行。酸性水解是可逆的，堿性水解為不可逆。堿性水解用于制皂工業(yè)。酯的水解反應(yīng)的應(yīng)用制備羧酸和醇B 測定酯的結(jié)構(gòu)在油脂工業(yè)中非常重要。很多天然存在的油、脂肪、蠟等常用水解方法得到相應(yīng)的羧酸和醇。酯的水解也應(yīng)用于分析酯的結(jié)構(gòu)，通過水解產(chǎn)物就得知是什么結(jié)構(gòu)的酯。酰胺的水解：在酸、堿條件下長時間加熱回流水解。酸催化：使羰基氧質(zhì)子化，并中和產(chǎn)生的氨（胺），使平衡右移。堿催化：HO－進(jìn)攻羰基碳，并中和形成的酸成鹽，同樣使平衡右移。酰胺與過氧化鈉水溶液在50～80℃條件下共熱，水解得到羧酸——溫和水解法：有較大空阻的酰胺較難水解，亞硝酸可催化水解，通過形成?；氐}：酰胺的堿性水解放