羧酸衍生物的亲核取代反应在线视频

同学们好！

上节课我们学习了羧酸的一些性质

这节课我们学习羧酸衍生物的性质

上节课我们学习了羧酸的酸性羧酸的亲核取代反应

在学习羧酸的亲核取代反应的过程中

反应产生四类有机化合物酰氯酸酐酯和酰胺

那么这四类化合物统称为羧酸衍生物

羧酸衍生物的亲核取代反应

羧酸衍生物的性

（1）结构与反应活性

酰氯、酸酐、酯和酰胺

同样化学性质是以它的结构密切相关

在酰氯分子中

我们可以清楚地看到在同样有羰基的条件下

酰氯中碳原子和卤素原子氯相连

而酸酐可以看作是以一个羧基氧的负离子相连

而酯呢是与一个烷氧基相连

酰胺是与一个胺基相连

那么也就是说

如果一个分子中的化合物中

原子之间的键能越小极性越大

那么这个部位就容易断裂

酰氯氯原子与碳原子不在同一周期

那么它们的匹配性要差一些碳氯键相对要弱

另外氯元素的电负性比较大

碳氯键的极性比较大极性大键能弱

自然这个键是非常容易断裂

在酸酐中是氧碳原子处于同一周期

氧碳键的键能很大极性也比较大

所以它的反应活性就比酰氯要弱

那么在酯类化合物当中也存在氧碳键

对比酸酐和酯

酸酐分子中因为含有另一个羰基的

吸电子诱导性而酯分子没有

所以说酸酐的活性要比酯的活性大

在酰胺当中

由于碳和氮在同一周期原子半径接近键能比较大

同时氮原子的电负性小于氧或氯

碳氮的极性要小于碳氯键碳氧键

那么碳氮键就不容易发生断裂

所以羧酸四大衍生物的活性趋势就是

酰氯大于酸酐大于酯大于酰胺

羧酸衍生物的亲核取代反应类型

羧酸衍生物容易与下列几类物质发生作用

与水发生的作用我们称之为水解

与醇发生的作用称之为醇解

与胺发生的作用我们称之为胺解

羧酸衍生物在发生亲核取代反应时

那么有酸催化和碱催化两种机理

在羧酸衍生物当中由于羰基碳带有一定的正电性

羰基碳和另外一类原子或者原子团相连

被亲核试剂进攻

带正电荷的羰基碳与另外一个基团断裂得到新的产物

从分子结构来看

仍然是一个亲核取代反应

它类似于我们前面讲的羧酸的亲核加成

再消去的一个过程

那么最终的得到的是一个取代产物

我们总称为亲核取代反应

有的物质活性高可以不用催化

而有的物质活性低则需要催化

例如酰氯酸酐活性很高就不需要催化

而酯与酰胺反应就很慢那么则需要催化

酸催化机理

实际上是羧酸与羰基中的氧结合

加大了它的极性

从而使得亲核试剂便于被羰基碳进攻

发生亲核加成然后再消去最终得到取代产物

羧酸衍生物的水解

我们先来看一下水解

酰氯水解得到了羧酸

酸酐水解得到了酸羧酸酯水解得到了羧酸

另外一个有机物就是醇

酰胺水解得到了羧酸和胺

因为这个在酸性条件下就得到了铵盐

羧酸衍生物的醇解：酰氯和醇作用得到羧酸的酯

酸酐和醇作用任然得到羧酸的酯和另一分子的羧酸

而羧酸的酯与醇反应得到了酯和另一分子的醇

这个反应也叫做酯的交换

特殊酯的制备举例

乙酰氯和一个三级醇很容易得到羧酸的三级醇的酯

酰氯如果和苯酚作用也可以比较方便的得到乙酸苯酯

羧酸衍生物的胺解

酰氯和胺反应得到酰胺

酸酐和胺反应得到酰胺

酯和胺反应得到酰胺

那么这是酰胺和有机胺作用

得到有机的酰胺和释放出胺

那么这个反应呢我们也可以看作胺的交换

酰氯和胺反应制备酰胺实例

酰氯和胺反应很方便的就得到了酰胺

在这个反应条件比较温和产率高

思考题解答

三级醇酯、酰胺的制备方法举例

因为这里面不涉及脱水

前面我们学习过在羧酸

制备羧酸酯的尤其叔醇酯的情况下

由于三级醇位阻比较大反应速度比较慢

如果升温和增大酸的浓度

那么这种情况下往往会产生脱水副产物

用直接酯化的方法是比较困难，也是不方便的

用酰氯和醇作用就很好的可以制备

同样类似的是酰胺的制备

羧酸与胺反应制备酰胺

高温脱水不容易控制易发生脱水产生腈

我们学习了的羧酸衍生物后解决这个问题就变得容易了

我们可以采用反应活性更高的酰氯或者酸酐来与胺反应

可以得到我们的目标产物酰胺

小结羧酸的亲核取代反应

氯化反应产物与氯化试剂的种类有关

酯化反应与醇的种类有关

酰胺化反应与反应温度有关

羧酸衍生物的亲核取代反应

酰氯的活性大于酸酐大于酯大于酰胺

这两类物质都发生了亲核取代反应

但反应的机理和反应的条件有所差异

同学们这节课我们就学习到这儿