1、第十六章第十六章 羧酸衍生物及羧酸衍生物及其碳負離子的反應其碳負離子的反應有機化學有機化學一、一、氫的酸性和互變異構氫的酸性和互變異構1、一些化合物、一些化合物氫的酸性氫的酸性H3CCCH3OH3CCCH2OH3CCCH2O+ HH3CCH2COYH3CCCHOYH3CCHCOY+ HYRCO,COOR，CN，NO2，氫酸性增大。氫酸性增大。化合物化合物pKa值值HCOCH2CHO5CH3COCH2COCH39CH3CH2NO29NCCH2CN11CH3COCH2COOC2H511C2H5OOCCH2COOC2H513RCH2COCl16C6H5COCH2R19RCOCH2R2021RCH2C

2、OOR24.5RCH2CN25一些化合物一些化合物氫的氫的pKa值值2、互變異構、互變異構H3CCCH3OH3CCCH2OH在酮式烯醇式的平衡中，烯醇式只占很少的比例在酮式烯醇式的平衡中，烯醇式只占很少的比例H3CCH2COH3CCCHOHCCOOC2H5OOC2H5烯醇式酮式1：0.091：81083、碳負離子的生成、碳負離子的生成H3CCH2COYH3CCHCOYB常用的堿常用的堿nPh3CNa / 苯，醚苯，醚nNaH /苯，醚苯，醚nNaNH2 /苯，甲苯，醚，液氨苯，甲苯，醚，液氨nt-BuOK /t-BuOHnEtONa /EtOHnRLi /醚醚羧酸一般與強堿二異丙基氨基鋰（羧酸

3、一般與強堿二異丙基氨基鋰（LDA）作用生成碳負）作用生成碳負離子，繼而進行下一步反應離子，繼而進行下一步反應RCH2COOHLDARCHCOOLiLiRXH2ORCHCOOHR腈的腈的氫酸性小，也需與氫酸性小，也需與LDA等強堿作用才可生成碳負離子等強堿作用才可生成碳負離子羧酸與羧酸與1，3和和1，2氨基醇反應可生成噁唑啉結構，其氨基醇反應可生成噁唑啉結構，其氫在強氫在強堿作用下可失去，形成碳負離子。堿作用下可失去，形成碳負離子。RCH2COOH+NH2OHNOCH2RNOCH2RRLiTHFCH3CH2CH2CNLDA/THFCH3ICH3CH2CHCNCH34、碳負離子的反應、碳負離子的反

4、應（1）烴基化反應）烴基化反應H3CCH2COYH3CCHCOYBRXH3CCHCOYROO+1) EtONaH2CCHCH2BrOOCH2CHCH2+1) EtONaCH3CH2BrOCOOEtOCOOEtCH2CH3碳負離子的烴基化反應是有機合成中碳鏈增長的重要反應碳負離子的烴基化反應是有機合成中碳鏈增長的重要反應（2）對羰基的親核加成羥醛縮合等）對羰基的親核加成羥醛縮合等二、酯縮合反應及其在合成上的應用二、酯縮合反應及其在合成上的應用1、酯縮合反應、酯縮合反應Claisen酯縮合酯縮合酯分子中酯分子中 的的-碳上的氫被酯基活化，具有一定的酸性。在某碳上的氫被酯基活化，具有一定的酸性。在某

5、些堿性試劑的存在下，與另外一分子的酯反應失去一分子醇些堿性試劑的存在下，與另外一分子的酯反應失去一分子醇得到得到-酮基酯，稱為酯縮合反應（酮基酯，稱為酯縮合反應（ester condedsation reaction）。）。COH3COC2H5COH3COC2H5+COH3CCOH2COC2H5C2H5ONaC2H5OH+COH3COC2H5COH2COC2H5C2H5O +HCOH2COC2H5C2H5OH +COH2COC2H5+COH3CCOH2COC2H5OC2H5COH3CCOH2COC2H5OC2H5COH3CCOH2COC2H5+ C2H5OH反應機理：反應機理：乙酰乙酸乙酯（三

6、乙）乙酰乙酸乙酯（三乙）2RCH2COORRCH2COCHCO2RR1)EtONa2)H有兩個有兩個氫的酯用醇鈉處理，一般都很容易發(fā)生酯縮合。氫的酯用醇鈉處理，一般都很容易發(fā)生酯縮合。只含一個只含一個H的酯縮合時需用更強的堿促使平衡移動。的酯縮合時需用更強的堿促使平衡移動。2、Deckmann酯縮合反應酯縮合反應C2H5ONa- C2H5OCOOC2H5OC2H5OCOOC2H5OC2H5OCOOC2H5OC2H5OOCOOC2H5適當位置的開鏈雙酯在醇鈉存在下的分子內縮合反應適當位置的開鏈雙酯在醇鈉存在下的分子內縮合反應常用來合成五元環(huán)和六元環(huán)常用來合成五元環(huán)和六元環(huán)3、交叉酯縮合、交叉酯縮

7、合無無-H的酯有甲酸酯、苯甲酸酯、碳酸酯和草酸酯。的酯有甲酸酯、苯甲酸酯、碳酸酯和草酸酯。利用甲酸酯和草酸酯是在酯的利用甲酸酯和草酸酯是在酯的-位引入醛基和酯基的重要方法。位引入醛基和酯基的重要方法。C6H5COOC2H5 + CH3CH2COOC2H5C6H5COCHCOOC2H5CH3NaHC6H5CH2COOC2H5+(COOC2H5)2COCOOC2H5C2H5ONaC6H5CH2COOC2H5+HCOOC2H5CHOC6H5CHCOOC2H5C2H5ONaC6H5CHCOOC2H5酮的酮的-氫比酯的氫比酯的-氫更活潑，因此當酮與酯進行縮合時就可以氫更活潑，因此當酮與酯進行縮合時就可以

8、得到得到-羰基酮。羰基酮。COH3COC2H5+COH3CCOH2CCH3C2H5ONaC2H5OH+COH3CCH3無無的酯與酮反應產物更單一。的酯與酮反應產物更單一。NaHO +COH3COOCH3OCOOCH34、酯縮合在合成中的應用、酯縮合在合成中的應用酯縮合反應是酯縮合反應是CC鍵形成的重要反應，主要用于合成鍵形成的重要反應，主要用于合成1，3二羰基官能團化合物如，二羰基官能團化合物如，1，3二酮、二酮、1，3二酯二酯等。等。C2H5OCH2CCOC2H5OORCH2CCROORCH2CCOC2H5OO酮酸酯酮酸酯1，3二酮二酮1，3二酯二酯RCHCCYOORRCOOC2H5H2CC

9、YOR+abRCCH2OR+CYOOC2H5如果如果Y-OC2H5，直接選，直接選a方法進行。方法進行。PhH2CCHCCOC2H5OOPh例、試合成化合物例、試合成化合物分析：分析：PhH2CCHCCOC2H5OOPhPhH2CCOOC2H52合成路線合成路線PhH2CCOOC2H52PhH2CCHCCOC2H5OOPh1)EtONa2) HCOOC2H5O例、試合成化合物例、試合成化合物COOC2H5OCOOC2H5+ CH3COOC2H5COOHCNClClCH2OHClAlCl3CNNaCNC2H5OHHCOOC2H5CH3COOC2H5EtONaTM合成路線合成路線1：合成路線合成路

10、線2：OC2H5O+CNC2H5ONaCNO(63%73%)HCl+C2H5OHCOOC2H5NHH2SO4+H2OCOOC2H5O三、三、“三乙三乙”的性質及其在合成中的應用的性質及其在合成中的應用2、烴基化、烴基化H3CCOH2CCOOEtH3CCOHCCOOEtR-XH3CCOHCCOOEtREtONaEtONaH3CCOCCOOEtRR-XH3CCOCCOOEtRR1、互變異構、互變異構CH3CCH2COC2H5OO濃NaOHH+2 CH3COOH + C2H5OHCH3CCH2COC2H5OOOH-CH3C-CH2COC2H5O-OHOCH3COOH + -CH2COC2H5OCH3

11、COO- + CH3COC2H5OOH- H+2 CH3COOH + C2H5OH CH3CCH2COC2H5OO稀NaOHCH3CCH2CONaOOH+CH3CCH2COHOOCH3CCH3O-C2H5OH3、酮式分解和酸式分解、酮式分解和酸式分解酮式分解：在稀堿條件下酮式分解：在稀堿條件下酸式分解：在濃堿條件下酸式分解：在濃堿條件下4、在合成上的應用、在合成上的應用CH3CCH2COOC2H5OC2H5ONaCH3CCHCOOC2H5O-CH3CH2CH2BrCH3CCHCOOC2H5OCH2CH2CH31) C2H5ONa2) CH3ICH3CCCOOC2H5OCH2CH2CH3CH31

12、) 稀OH-2）H+ 3）1) 濃OH-2）H+ 3）ABCH3CCHCH2CH2CH3 BOCH3CH3COOH + CH3CHCOOHCH2CH2CH3A（1）乙酸乙酯在合成上的應用主要是制備）乙酸乙酯在合成上的應用主要是制備取代的甲基酮取代的甲基酮由三乙及三碳以下的有機物合成由三乙及三碳以下的有機物合成H3C CHCOH2CCHCH2CH3CH2例例分析：分析：H3C CHCOH2CCHCH2CH3CH2H3C CCOH2CCHCH2CH3COOC2H5CH2H3CCCH2COOC2H5O+BrCH2CH3+H2CCHCH2Br合成路線：合成路線：H3CCCH2COOC2H5OC2H5O

13、H3C CCOH2CCHCH2CH3H3CCHCOH2CCHCOOC2H5C2H5OBrCH2CH3COOC2H51）OH()2）加熱TMH2CCHCH2BrCH2CH2CH3CCH2COOC2H5OC2H5ONaCH3CCHCOOC2H5O-BrCH2CH2CH2CH2BrBrCH2CH2CH2CH2CHCOOC2H5CCH3OC2H5ONaCH2CH2CH2CH2CCOOC2H5CCH3OBr-COOC2H5COCH31) OH- 2) H+3)CCH3OCH3CCH2COOC2H5OCCH3O例例三乙不適合合成三、四元環(huán)三乙不適合合成三、四元環(huán)（2）合成）合成1，4二羰基化合物二羰基化合

14、物H3CCCH2COOC2H5O+H3C CH2COClC2H5OH3C CHCOH2CCCO2EtCH3O1）OH()2）加熱H3C CH2COH2CCCH3O四、四、 丙二酸二乙酯的性質及應用丙二酸二乙酯的性質及應用1、烴基化反應基及脫羧反應、烴基化反應基及脫羧反應H2CCO2EtCO2EtEtONaHCCO2EtCO2EtR-XCHCO2EtCO2EtREtONaCCO2EtCO2EtRR-XCCO2EtCO2EtRR1, OH2, HCCO2HCO2HRRCH CO2HRR(1)制備取代乙酸制備取代乙酸CH2COOC2H5COOC2H5C2H5ONaCHCOOC2H5COOC2H5_C

15、H3CH2BrCH3CH2CHCOOC2H5COOC2H51) C2H5ONa2) CH3ICH3CH2CCH3COOC2H5COOC2H51) OH-2) H+CH3CH2CCH3COOHCOOH-CO2CH3CH2CHCOOHCH32、在合成中的應用、在合成中的應用2 CH2(COOC2H5)2C2H5ONa2 CH(COOC2H5)2_BrCH2CH2BrCH2CH(COOC2H5)2CH2CH(COOC2H5)2CH2CH2COOHCH2CH2COOH1) OH-2) H+-CO2（2）制備二元羧酸）制備二元羧酸CH2(COOC2H5)22 C2H5ONaBr(CH2)4BrCOOC2

16、H5COOC2H51) OH-2) H+COOH(3)制備環(huán)烷酸制備環(huán)烷酸可制備三、四、五及六元環(huán)的環(huán)烷酸可制備三、四、五及六元環(huán)的環(huán)烷酸COOH例、試合成例、試合成H2CCOOEtCOOEt2 EtONaBrCH2CH2CH2BrCCOOEtCOOEtLiAlH4CCH2OHCH2OHPBr3CCH2BrCH2Br2 EtONaH2CCOOEtCOOEtCCOOEtCOOEt1）OH()2）加熱COOHClCH2COOHNaCNNaOHNCCH2COOHC2H5OHH2SO4H2CCO2EtCO2Et(4) 丙二酸二乙酯的制備丙二酸二乙酯的制備（4）1，4二羰基化合物的制備二羰基化合物的制備

17、H2CCOOEtCOOEtEtONaH3C CH2COCl+CHCOOEtCOOEtH3C CH2CO1）OH(稀)2）加熱H2CCOOHH3C CH2CO五、碳負離子的其他親核加成反應五、碳負離子的其他親核加成反應1、Knoevenagel（克腦文蓋爾）反應（克腦文蓋爾）反應醛酮在弱堿（胺、吡啶）催化下與具有活潑醛酮在弱堿（胺、吡啶）催化下與具有活潑氫的化合物的縮氫的化合物的縮合反應較合反應較Knoevenagel反應反應RCHO +CH2(COOC2H5)2NHRHCC(COOC2H5)21）OH()2）H, 加熱RHCCHCOOHOHCHO+CH2(COOC2H5)2piperidine

18、OOCO2Et2、麥克爾（、麥克爾（Michael）加成）加成碳負離子對碳負離子對，不飽和羰基化合物的不飽和羰基化合物的1，4加成反應加成反應CH2(COOC2H5)2H2CCH2CHOEtONaEtOHCH(COOC2H5)H2CCHCHO+機理機理H2CCHCHOCH2(COOC2H5)2EtONaCH(COOC2H5)2H2CCHCH(COOC2H5)CHOEtOHH2CCH2CHOCH(COOC2H5)+(Me)2CCHCO2C2H5NCCH2COOC2H5EtONaEtOH(Me)2CCH2COOC2H5CHCOOC2H5CNAH2CACCAAHCCCHAA+A為吸電子基團，為吸電子

19、基團，CHO，COR，COOR，CONH2，CN，NO2，SO3RCO2C2H5+H3CCH2CCO2C2H5OR4NOHCO2C2H5CHCOCH3COOC2H5Michael反應在有機合成上的應用反應在有機合成上的應用（1）合成）合成1，5二官能團化合物二官能團化合物H3CCH2CH2CH2CYOH3CCH2COCO2EtH2CCHY+H3CCCHCH2O+H2CYEtO2Cab例、試合成例、試合成OO分析OOCOOOEtCH3COOEtH3CCCHCOCH3CH3+CH2(COOC2H5)2OCCH3CH32OCCH3CH3EtONaEtOHH3CCCHCOCH3CH3CH3COOEtEtONaCOOOEtOO合成路線合成路線（2）合成環(huán)）合成環(huán)Robinson環(huán)合反應環(huán)合反應O+CH3OEtONaEtOHOH2CCH2CH3OO3、Reformatsky反應反應惰性溶劑中，惰性溶劑中，溴代乙酸酯與鋅和醛酮作用生成溴代乙酸酯與