当前课程知识点:有机化学 > 第十章 羧酸及其衍生物 > 10.4 羧酸的化学性质 > 10.4.2 羧酸衍生物的生成
第二小节是合成羧酸衍生物的反应
羧酸如果跟卤素 酰氧基 烷氧基
或者氨基反应
就可以得到羧酸相应的衍生物
分子中的这样一个基团
我们把它称为酰基
那么酰基化反应是一种亲核取代反应
反应的这个框的右边
我们都称为它为一个亲核的试剂
它像这个羧酸的羰基羧基
进行一个取代反应
如果是用醇反应
那么就取代一个羟基
如果用氨反应
也是取代一个羟基
这是一系列的羧酸衍生物的一个生成
分别生成酯 酰胺 酰卤 酸酐和酮
这是一个有机金属化合物
M代表一个金属
首先看一下酰卤的合成
酰卤呢可以有这样三个反应
可以用三氯化磷 五氯化磷
和亚硫酰氯来进行反应
他们同样得到酰卤化合物
那么同学可以看一下
在这三个反应当中
哪一个反应比较好
羧酸在三氯化磷的存在下
可以变成酰卤和亚磷酸
第二个反应生成一个三氯氧磷
第三个反应我们生成的是二氧化硫
那么从这三个副产物来看
二氧化硫是比较容易挥发的
因此第三个反应是比较有利的反应
酰卤极其怕水
它遇到水已经就会迅速的水解
所以我们在酰卤的合成当中
在酰卤的储存当中
如果在潮湿的空气下
它就会冒烟
请同学们一定要注意
它冒出来的烟就是氯化氢
酸酐可以通过相同的和不同的
分子的羧酸来进行脱水合成
五氧化二磷是一个非常好的脱水剂
如果是不同化学结构的羧酸进行脱水
那它得到的一个酸酐就是一个混酐
乙酸酐本身具有较强的脱水能力
因此常作为一个脱水剂
比如说下面这个反应
就用乙酸酐作为一个脱水剂
如果这个R是一个苯环的话
那它就是一个苯甲酸
它跟这个乙酸酐反应
得到的呢就是一个二苯甲酸的酸酐
然后它脱一个2分子的乙酸
我们可以看到
这个醋酸酐的沸点比较高
醋酸酐的沸点在143度
而乙酸的沸点在117度
所以这样一个反应
如果在130度进行的话
那么乙酸就可以很好的从体系中分离
很容易得到这样一个酸酐
它的收率大概是83%
如果要制备混合酸酐的话
那么我们可以用羧酸的钠盐
与酰卤进行反应
因为酰卤是非常活泼的
它脱1分子的氯化钠就得到了一个混酐
酯化反应是有机化学反应里面
非常重要的一个反应
一般用羧酸跟醇来反应
一定要在酸的催化下
由于它是一个平衡的反应
那么为了移去反应体系中存在的水
使得平衡向右移动
我们在实验室里面合成酯时
通常采用的一个分水的装置
使得反应体中出现的水
能够很好的来进行一个分离
使得反应趋于完全
刚才由李老师介绍了酯化反应
接下来由我给大家演示一下
乙酸正磷子(音)合成的实验
作这个反应中
最重要的仪器就是这个分水装置
这个分水器这一端连接的是
一个反应瓶子反应瓶上方我们
因为这次使用的是一个
带温控系统的油浴(音)
所以我们这边直接加一个磨口塞
如果是用一些其他的
不带温控系统的加热器的话
这边应该使用的是一个温度计
这一端是分水装置
我们在反应开始前
先加入一定量的水
这个水是加入到接近支管口的高度
并做好一个标记
然后上面是一个冷磷回流管
当反应开始之后
从反应体系中会有一些溶液蒸发出来
并从冷磷管回流
回流之后的这个溶液
一部分酯化反应生成的水
直接进入水向
还有一部分就是未反应的反应液
未反应的反应液
由于有机项比水轻
它会在水向上方
当回流的溶液积累到一定程度时
有机项会高出这个支管口
并从这个支管流回反应体系
这就是这个分水器
在这个反应体系中起到的作用
接下来是投料
首先将此酯放入反应器
在不能使用磁力搅拌的加热器的时候
我们则需要加入沸石防止报沸
接下来我们将在体系中加入
正磷醇和冰醋酸
接下来我们需要滴加浓硫酸
滴加浓硫酸的时候
需要注意边滴加边摇晃
防止局部过热碳化
如果有明显的局部过热现象
我们还需要用冷水来冷却这个反应瓶
投完料以后我们就按照根据所说的
搭起反应装置
并且在分水器的这一侧加好水
并做好标记线
然后检查好安全性之后
我们就开启反应装置
然后开始时设定温度是80度
先让它在80度反应一段时间之后
再将温度升至回流温度
在80度反应一段时间之后
体系中已经生成了一定量的酯
接着我们升高反应温度
使反应体系能够回流
随着回流的进行
反应体系中的一部分水
已经被带出来了
这时候水的液面高度
已经快要到支管口的地方
那么我们从分水器这里
放出一些水
将它使液面高度降到了
我们开始画的那个线上
并且我们可以用两桶分出来的水
量出体积
以便于我们可以估计反应的效率
下面我们看一下
酸催化的酯化反应的机理
首先看一下双分子的历程
一个羧酸在酸催化下
它的羧基首先被质子化
那么另外一个亲核试剂可以向羧基
进行一个亲核的加成
亲核加成以后
这样一个双键有一个转移
这个质子可以进行这个醇
进行一个质子化
质子化的醇就是一个比较好的
离去基团
那么这个羟基作为一个亲核试剂
这个水离去
就得到一个质子化的羧基
羧基上的氢质子离去
就得到了一个酯
单分子反应是在酸的存在下
首先羧基的羟基质子化
然后脱去一分子的水
生成一个碳的正离子
它的机理式
所以这个碳形成一个正离子
它发生一个共振的一个作用
然后醇作为一个亲核试剂
向这个碳的正离子进行一个
亲核的加成
脱去一个酸性的质子
得到化合物
这是一个单分子的反应的历程
酰胺的生成是由羧酸和氨进行反应
生成的铵盐一般不稳定
所以不用羧酸来合成酰胺
那么制备酰胺呢
通常也是用反应性比较好的
酰卤和氨进行反应
来制备酰胺
-1.1 概论
--1.1.1 引言
-1.2 有机化学基本知识
-第一章 绪论--1.2 有机化学基本知识
-1.3 有机化合物命名的基本原则
-第一章 绪论--1.3 有机化合物命名的基本原则
-1.4 酸碱理论
-第一章 绪论--第一章章节测试题
-2.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.1 引言
-2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--HW-第二章章节测试题
-3.1 不饱和烃的概述
-3.2. 烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.2. 烯烃的化学反应
-3.3 炔烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.3 炔烃的化学反应
-3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--HW-第三章章节测试题
-4.1 芳烃概论
--4.1 芳烃概论
-4.2 芳烃的分类和命名
-4.3 苯的物理性质
-4.4 苯的结构
-4.5 单环芳烃的化学性质
--4.5.5.6 Friedel-Crafts 烷基化反应
--4.5.5.7 Friedel-Crafts 酰基化反应
-4.6 芳环上亲电取代反应的定位效应
-4.7 稠环芳烃
-4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--HW-第四章章节测试题
-5.1 手性和对称性
-第五章 对映异构--5.1 手性和对称性
-5.2 含一个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.2 含一个不对称碳的化合物
-5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-5.4 环状手性化合物
-第五章 对映异构--5.4 环状手性化合物
-5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--HW-第五章章节测试题
-6.1 卤代烃的概述
--题目要求
-6.2 亲核取代反应
-第六章 卤代烃--6.2 亲核取代反应
-6.3 消除反应
-第六章 卤代烃--6.3 消除反应
-6.4 与金属的反应
-6.5 不饱和卤代烃
-第六章 卤代烃--HW-第六章章节测试题
-7.1 本章引言
-7.2 核磁共振谱
--7.2.2 核磁共振氢谱——7.2.2.4 氢谱的基本解析
-7.3 质谱
-7.4 红外光谱
--7.4.2 红外光谱与分子结构——7.4.2.1 特征官能团的红外吸收
-7.5 有机波谱综合解析
-第七章 波谱分析在有机化学中的应用--HW-第七章章节测试题
-8.1 引言
--8.1引言
-8.2 醇
-第八章 醇酚醚--8.2 醇
-8.3 酚
-第八章 醇酚醚--8.3 酚
-8.4 醚
-第八章 醇酚醚--8.4 醚
-第八章 醇酚醚--HW-第八章章节测试题
-9.1 引言
--9.1 引言
-第九章 醛和酮--9.1 引言
-9.2 醛、酮的物理性质
-第九章 醛和酮--9.2 醛、酮的物理性质
-9.3.1 醛、酮的反应概述
-9.3.2 醛、酮的亲核加成
-第九章 醛和酮--9.3.2 醛、酮的亲核加成
-9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-第九章 醛和酮--9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-第九章 醛和酮--9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-第九章 醛和酮--9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-9.5 醛、酮的制备
-第九章 醛和酮--HW-第九章章节测试
-10.1 概论
--10.1 概论
-10.2 羧酸的结构、分类和命名
-10.3 羧酸的物理性质和波谱特征
-10.4 羧酸的化学性质
-10.5 羧酸衍生物的结构与命名
-10.6 羧酸衍生物的物理性质和波谱特征
-10.7 羧酸衍生物的化学性质
-10.8 羟基酸的分类和命名
-10.9 羟基酸的化学性质
-10.10 β-二羰基化合物
-10.11 α-卤代酸及其衍生物
-10.12 羧酸的制备
-10.13 专题:油脂 蜡 磷脂
-11.1 绪论
--本章引言
-11.2 胺
--11.2.1
--11.2.2
--11.2.3.1
--11.2.3.2
--11.2.3.3
--11.2.3.4
-11.3 硝基化合物
-11.4 腈
-11.5 异腈
-11.6 重氮化合物
-11.7 偶氮化合物
-11.8 本章小结
-12.1 杂环化合物概述
--12.1概述
-12.2 吡咯、呋喃、噻吩
-12.3 吲哚 (苯并吡咯)
-12.4 吡啶
-12.5 喹啉、异喹啉 (苯并吡啶)
-12.6 含氧六元杂环
-12.7 多杂原子五元环、六元环介绍
-第十二章 杂环化合物--HW-第十二章章节测试题
-13.1 有机合成基础-part 1
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 1
-13.1 有机合成基础-part 2
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 2
-13.2 重排反应在实际有机合成中的应用
-13.3 碳水化合物-part 1
-13.3. 碳水化合物-part 2
--13.3.3.4 单糖的反应——醛糖的递升与递降反应及酮糖的特殊反应
-13.3. 碳水化合物-part 3
-13.3 碳水化合物-part 4
-13.4 氨基酸与多肽
-期中考试--二、 选择题
-期中考试--一、判断题
-期末考试--期末考试试题