南昌大学有机化学16 不饱和羧酸和取代羧酸

1第十六章不饱和羧酸和取代羧酸戴延凤博士[e-mail]216.1不饱和羧酸一、不饱和羧酸的制法芳醛的缩合反应PhCHOCH2(COOH)2phCHCHCO2H+吡啶，六氢吡啶回流PhCHO(CH3CO)2OphCHCHCO2HCH3CO2Na+180oC5hPhCHOCH3COOEtphCHCHCO2EtEtONa+oC0.52h3二、α,β-不饱和羧酸的反应CH2CHCOOH1,4-加成（共轭体系）狄尔斯-阿德尔反应（亲双烯体系）三、α,β-不饱和羧酸的用途甲基丙烯酸甲酯：有机玻璃的原料丙烯腈：合成纤维原料416.2卤代酸一、卤代酸的制法α-卤代酸的制备赫尔-沃耳霍德-泽林斯基反应（羧酸的α-H卤化）酰氯α-溴代酰氯α-溴代酸酯NBSROH二、卤代酸的反应1.α-卤代酸SN2反应Nu-2.γ-,δ-,ε-卤代酸内酯碱516.3醇酸兼有醇和羧酸的性质一、脱水α-醇酸Δ酯醛β-醇酸Δ不饱和酸γ-醇酸Δγ-内酯（五元环）6二、与醛反应α-醇酸β-醇酸醛环状化合物三、α-醇酸和β-醇酸的降解α-醇酸醛或酮（脱羧）H2SO4β-醇酸逆羟醛缩合酸或碱7四、醇酸的制法1.氰醇的水解2.Reformatsky：α-卤代酸酯与醛或酮的混合物在惰性溶剂中与锌粉反应，产物水解后得到β-醇酸酯。BrCH2COEtOC6H5CCH3OZnH2OC6H5CCH2COOEtCH3OH+(1)(2)通式：OCXCH2COOEtZn++苯或乙醚H2OCH2COOEtOHCCH2COOEtCOZnX8机理：BrCH2COEtOZnCH2COEtOCH2COC2H5O-BrZn2+OCZnOCH2COC2H5BrOCH2OCH2COOEtCHOOZnCOCH2COC2H5Br93.环酮的氧化（Baeyer-Villiger氧化）五、醇酸的用途16.5羰基酸16.6β-酮酸酯CH3CCH2COEtOOCH3CH2CCHCOEtOCH3O10一、β-酮酸酯的合成克莱森缩合反应（交叉克莱森缩合、迪克曼缩合，酮酯缩合）二、β-酮酸酯的酮-烯醇平衡β-酮酸酯以酮式为主，但要受活性亚甲基上取代基的影响。三、β-酮酸酯的烃化和酰化OEtNaOEtOOOEtOOOEtOO-Na+11OEtOONa+-E+O-烃化（酰化）C-烃化（酰化）OEtOOEOEtOOE进一步二烃化（酰化）OEtOOEER+E=,(RX),RCO(RCCl)O+12四、β-酮酸酯的水解1.成酮水解OEtOOROEtOORR'R''条件：稀碱（冷）水解，酸化，加热脱羧得酮eg.OCH3CCH2COOEtH2OKOHH3O+(1)(2)(3)CH3COCH3132.成酸水解OEtOORR'R''OEtOOR条件：浓碱中加热，酸化得两分子酸eg.OCH3CCHCOOEtH3OCH3NaOH+(1)(2)40%CH3COOHCH3CH2COOHC2H5OH++1416.7乙酰乙酸乙酯合成法和丙二酸酯合成法1.乙酰乙酸乙酯的烃化，水解和脱羧结合进行，可得到各种甲基酮CH3COCH2R和CH3COCHRR’，若成酸水解，则可得到RCH2COOH2.其他β-酮酸酯经烃化，水解和脱羧后，生成各种结构的酮、环酮OORCH2COEtRCH2CCH2R克莱森缩合酮式分解ORRCH2CCHCOOEt15练习：以乙酰乙酸乙酯为原料合成OCH3CH3CCHCH2CH3解：CH3CCH2COOEtOC2H5ONaC2H5OHC2H5Br(1)(2)OCH3CCHCOOEtC2H5C2H5ONaC2H5OHCH3Br(1)(2)OCH3CCCOOEtCH3C2H5H3ONaOH+(1)(2)稀(3)T.M16补充：1,3-二羰基化合物的γ-烷基化及γ-酰基化一分子1,3-二羰基化合物在二分子强碱（如KNH2，NaNH2，RLi等）作用下，形成双负离子，再与一分子卤代烷或酯反应，可在γ位烷基化，酰基化，反应有区域选择性：CH3CCH2COC2H5OONaNH2CH2CCHCOC2H5OOCH2CCHCOC2H5OO2液氨--αβγαγRCOOEtNH4ClRCCH2CCH2COC2H5OOONH4ClRXRCH2CCH2COC2H5OO17注：对于不对称的β-二酮，有两个γ位，在质子酸性较大的γ位发生反应练习：完成下列反应，写出主要产物OOCH2CCH2CCH2CH2CH2CH3（1）OOKNH2NH4ClCH2CCH2CCH3CH3CH2CH2Br2液氨(1)(2)18OH3CCOOC2H5CH2CH3（3）KNH2ONH4ClCH3CH2BrH3CCOOC2H5液氨(1)(2)（2）KNH2ONH4ClH3CCOOC2H5CH3I2液氨(1)(2)OH3CCOOC2H5H3C193.丙二酸酯合成法（1）丙二酸酯的制法ClCH2CO2HNCCH2CO2NaNaCNNaOHCO2C2H5CH2C2H5OHH2SO4CO2C2H5（2）合成上的应用：制备羧酸丙二酸酯也具有活性亚甲基，可引入烃基R或酰基RCO，然后再水解CH2(CO2Et)2EtONaEtOHRX(1)(2)CH(CO2Et)2RH3ORCH2COOH+20•引入烃基R，水解得RCH2COOH•引入两烃基R，R’，再水解、脱羧则得RR’CHCOOH•用二卤代烷作烃化剂，再水解、脱羧，则可得到酯环族羧酸•用卤代酸作烃化剂，再水解、脱羧，则可得到二元羧酸16.9碳酸衍生物21练习：1.以丙二酸二乙酯为原料，合成CH2COOHCH2COOH2.以丙二酸二乙酯为原料，合成CH2CH2COOHCH2CH2COOH3.以丙二酸二乙酯为原料，合成COOHCOOH分析CH2(CO2Et)2EtONaEtOHClCH2COOC2H5(1)(2)CH(CO2Et)2CH2COOC2H5H3ONaOH(1)(2)+T.M分析CH2(CO2Et)2EtONaEtOHBrCH2CH2Br2(1)(2)H3ONaOH(1)(2)+T.M22分析：CH2(CO2Et)2EtONaEtOHBr(CH2)3Br2(1)(2)CH(CO2Et)2CH(CO2Et)2(CH2)3EtONaEtOHCH2I2(1)(2)CO2EtCO2EtCO2EtCO2EtH3ONaOH(1)(2)+T.M234.应用乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯、环己酮和不超过4个碳的简单有机原料及必要的无机试剂合成下列化合物。（1）（2）（3）（4）CCH3OHO2CCO2HCOOHHOHOCO2C2H5CO2C2H5241.分析CH3CCH2COC2H5OOBr(CH2)4Br+OCCH32.分析HO2CCO2HBrBrBrBrCH2(CO2Et)22OHOHHOHOCH3CHOHCHO+43.分析COOHCH2(CO2Et)2ClCl+①OH-②H+Δ25ClClOHOHSOCl2①LiAlH4②H2OCOOC2H5COOC2H5BrBrCH2(CO2Et)2+BrBr4.分析①2NaCN②H+3O③LiAlH4④HBrHOHOCO2C2H5CO2C2H5OOCH2(CO2Et)22+①C2H5ONa②H+3O③NaOH④H+，Δ⑤C2H5OH，H+26OOCH3CCH2CH2COEtOOEtONaOCH3CCH=CH2HCN+CH2(CO2Et)2OCH3CCH2Br+①C2H5ONa②OH-③H+Δ④H+,C2H5OH27eg.1.完成反应式CH3COCH2CH2COC2H5OOC2H5ONaC2H5OHABCH2Cl2OOOOOO-AOOOOOOB28eg.2.完成反应式OOABCCC2H5H5C6CHCHCH3H2OH+CD18+++（）（）（）AOCOHBHOCH5C6C2H5CH=CHCH318DHOH5C6C2H5CCHCHCH318CHOH5C6C2H5CCHCHCH31829eg.3.完成反应式ABCCCCNNCCNHH3OH2/NiP2O5CC+140~160O300OACCHHOOCCOOHCOOHBCCHHOOCCOOHHCCHHOOCCOOHH或COOO30eg.4.选用常用的有机原料合成OOC2H5OOC2H5OC2H5EtOOOC2H5CO2Et+CH3CH2CHCHCO2EtCH3CH2CHOBrCH2CO2Et+31eg.5.用萘和丙酮为起始原料合成杀虫药贝浮尔OOOOOCOEtCOEtCH3CC(CH3)3O+OOOV2O5,400~500OCOHHO(CH3)2CC(CH3)2O(CH3)2C2①Mg,苯②H2O32eg.6.用丙二酸二乙酯为起始原料合成OOOOOCC2H5OCCOOC2H5CH2CH2OCH2CH2O--CH2(CO2Et)2OC2H5ONa33eg.7.根据下述实验事实和光谱数据推测（A）~（E）的结构。(B)C4H6O4(A)C5H8O3(C)C8H16O4NaOH+I2H3OCH3OH+HClLiAlH4(D)C7H16O3(E)C5H10O2H3O①②+(过量）（气）+1HNMR：δ:2.3(单峰，面积2)12(单峰，面积1)IR:1710cm-11760cm-12400~3400cm-1IR:1050,1100cm-13400cm-1MS:m/z102（分子离子峰）IR:1710cm-13400cm-34eg.8.有一中性化合物C7H13O2Br，与羟胺与苯肼均无反应，红外光谱在2850~2950cm-1区域有吸收峰，而在3000cm-1以上区域没有吸收峰，另一个较强的吸收峰在1740cm-1。核磁共振δ：1.0（三重峰，3H），1.3（二重峰，6H），2.1（多重峰，2H），4.2（三重峰，1H），4.6（多重峰，1H）。推测化合物的结构。