羧酸衍生物概念

羧酸衍生物的结构

命名(（1）羧酸衍生物的命名 （2）羟基酸的命名 （3）羰基酸的命名)

羧酸衍生物的化学性质(（1）水解反应 （2）醇解和氨解)

羧酸衍生物的光谱性质

羧酸衍生物的物理性质

重要的羧酸衍生物

羧酸衍生物习题

羧酸衍生物概念

羧酸衍生物 carboxylic acid derivatives

羧酸分子中羧基上的羟基被其它原子或原子团取代的产物叫做羧酸衍生物。羧酸衍生物包括酰卤、酸酐、酯、酰胺等·

注：因为腈并不是由羧羟基取代得到的有机物，故有些时候腈不被认为是羧酸衍生物，这里将其作为羧酸衍生物是因为羧酸可由腈碱性水解得到

羧酸衍生物的结构

重要的羧酸衍生物有酰卤，酸酐，酯，酰胺。羧酸衍生物在结构上的共同特点是都含有酰基

（），酰基与其所连的基团都能形成p-π共轭体系，通常p电子是朝着双键方向转移，呈供电子效应。酰氯、酸酐、酯分子间不能通过氢键而缔合，沸点比相应羧酸低。

（2）乙酰乙酸乙酯的互变异构

乙酰乙酸乙酯不是一个结构单一的物质，在室温下存在酮式与烯醇式的互变异构：

上述结构分别叫做乙酰乙酸乙酯的酮式和烯醇式异构体，在室温下，二者之间以一定比例（92.5%酮式和7.5%烯醇式）呈动态平衡存在；彼此互变的速度极快，不能将二者分离。温度低时互变速度变慢。互变异构现象在生物体内比较常见，烯醇式和酮式的含量随化合物的结构不同而不同，一般以酮式比较稳定，但有时烯醇式为主要形式，甚至完全为烯醇式，如酚。

命名

（1）羧酸衍生物的命名

酰卤和酰胺根据酰基称为“某酰某”。

酸酐的命名是在相应羧酸的名称之后加一“酐”字。

酯的命名是根据形成它的酸和醇称为“某酸某酯”。

（2）羟基酸的命名

醇酸是以羧酸为母体，羟基作为取代基来命名的。酚酸是以芳香酸为母体，羟基为取代基来命名的。自然界存在的羟基酸常按其来源而采用俗名。

（3）羰基酸的命名

羰基酸的命名与醇酸相似，也是以羧酸为母体，羰基的位次用阿拉伯数字或希腊字母表示。

羧酸衍生物的化学性质

（1）水解反应

四种羧酸衍生物都能水解生成相应的羧酸

反应的活性不同。酰氯和酸酐容易水解，酯和酰胺的水解都需要酸或碱作催化剂，并且还要加热。水解的活性次序是：酰氯>酸酐>酯>酰胺

酯在酸催化下的水解，是酯化反应的逆反应，但水解不完全；在碱作用下水解时，产生的酸可与碱生成盐而破坏平衡体系，所以在足够碱的存在下，水解可以进行到底。酯在碱溶液中的水解反应又叫皂化反应。

（2）醇解和氨解

酯的醇解生成另一种酯和醇，这种反应称为酯交换反应。此反应在有机合成中可用于从低级醇酯制取高级醇酯（反应后蒸出低级醇）。

水解、醇解和氨解反应，对于水、醇和氨来说，是其中的活泼氢原子被酰基所取代的反应。这种在化合物分子中引入酰基的反应称为酰化反应，所用试剂叫酰化剂。

羧酸衍生物的酰化能力强弱顺序为：酰卤>酸酐>酯>酰胺。实际应用常选酰氯和酸酐。

羧酸衍生物的光谱性质

IR：醛、酮的羰基吸收峰1740 ~ 1705 cm-1；衍生物的羰基吸收峰1928 ~ 1550 cm-1。从诱导效应来说，吸电子基团降低了双键的极性，增加了羰基的双键性，使吸收频率增高；共轭效应则由于推电子作用削弱了羰基的双键性，使吸收频率降低。 当羰基与不饱和键或芳基共轭时，由于+C效应，频率降低。

羧酸衍生物的物理性质

酰氯大多数是具有强烈刺激性气味的无色液体或低熔点固体.

低级酸酐是具有刺激性气味的无色液体,高级酸酐为无色无味的固体.酸酐难溶于水而溶于有机溶剂.

低级酯是具有水果香味的无色液体.酯的相对密度比水小,难溶于水而易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂

重要的羧酸衍生物

1,乙酰氯:是一种在空气中发烟的无色液体,有窒息性的刺鼻气味.能与乙醚,氯仿,冰醋酸,苯和汽油混溶.

2,乙酐:又名醋(酸)酐,为无色有极强醋酸气味的液体,溶于乙醚,苯和氯仿.

3,顺丁烯二酸酐:又称马来酸酐和失水苹果酸酐.为无色结晶性粉末,有强烈的刺激性气味,易升华,溶于乙醇,乙醚和丙酮,难溶于石油醚和四氯化碳.

4,乙酸乙酯:为无色可燃性的液体,有水果香味,微溶于水,溶于乙醇,乙醚和氯仿等有机溶剂.

5,甲基丙烯酸甲酯:为无色液体,其在引发剂存在下,聚合成无色透明的化合物,俗称有机玻璃.

6,丙二酸二乙酯及其在有机合成中的应用:丙二酸二乙酯,简称丙二酸酯,为无色有香味的液体,微溶于水,易溶于乙醇,乙醚等有机溶剂.常用下面的方法来制取丙二酸酯:

CH2ClCOONa CH2CNCOONa + C2H5OH C2H5OOCCH2COOC2H5

由于丙二酸酯分子中亚甲基上的氢原子受相邻两个酯基的影响,比较活泼,其能在乙醇化钠的催化下与卤代烃或酰氯反应,生成一元取代丙二酸酯和二元取代丙二酸酯.烃基或酰基取代两二酸酯经碱性水解,酸化和脱羧后,可制得相应的羧酸.这是合成各种类型羧酸的重要方法,称为丙二酯酯合成法。

羧酸衍生物习题

1. 说明下列名词:

酯,油脂,皂化值,干性油,碘值,非离子型洗涤剂.

2. 试用方程式表示下列化合物的合成路线:

(1)由氯丙烷合成丁酰胺;

(2)由丁酰胺合成丙胺;

(3)由邻氯苯酚,光气,甲胺合成农药"害扑威"

3. 用简单的反应来区别下列各组化合物:

4.某化合物A的熔点为53°C,MS分子离子峰在480m/e,A不含卤素,氮和硫.A的IR在1600cm-1以上只有3000～2900cm-1和1735cm-1有吸收峰.A用NaOH水溶液进行皂化,得到一个不溶于水的化合物B,B可用有机溶剂从水相中萃取出来.萃取后水相用酸酸化得到一个白色固体C,它不溶于水,m.p.62～63°C,B和C的NMR证明它们都是直链化合物.B用铬酸氧化得到一个相对分子质量为242的羧酸,求A和B的结构.

5.为下述反应提出合理的,可能的,分步的反应机理