羧酸衍生物的分类、命名、光谱性质；羧酸衍生物的分类、命名、光谱性质； 羧酸衍生物化学性质的共性与特性；羧酸衍生物化学性质的共性与特性； 乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯；乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯； 酯的水解历程，氨解、醇解历程；酯的水解历程，氨解、醇解历程； 有机合成的方法和合成路线的选择。有机合成的方法和合成路线的选择。 羧酸衍生物的化学性质和水解历程；羧酸衍生物的化学性质和水解历程； 乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯在合成中的应用。乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯在合成中的应用。v羧酸分子中，羧基内的羟基被其他原子或基团取代，羧酸分子中，羧基内的羟基被其他原子或基团取代，所得到的化合物称为羧酸衍生物；所得到的化合物称为羧酸衍生物；v羧酸衍生物主要有酰卤、酸酐、酯、酰胺。羧酸衍生物主要有酰卤、酸酐、酯、酰胺。酰氯酰氯酸酐酸酐 酯酯 酰胺酰胺 氯原子氯原子酰氧基酰氧基烷氧基烷氧基氨基氨基v有时也把腈归入羧酸衍生物。有时也把腈归入羧酸衍生物。 分类和命名分类和命名 v羧酸衍生物，主要有酰卤、酸酐、酯、酰胺，它们的羧酸衍生物，主要有酰卤、酸酐、酯、酰胺，它们的分子中都含有酰基。分子中都含有酰基。 v酰卤：酰卤： 酰氯酰氯 酰溴酰溴(1) 分类分类 v酸酐：酸酐： 单纯酐单纯酐 混合酐混合酐 v酯：酯：v酰胺：酰胺：取代酰胺取代酰胺 (2) 酰卤的命名酰卤的命名 v酰卤的名称，是将酰基的名称放在前面，卤素的名称酰卤的名称，是将酰基的名称放在前面，卤素的名称放在后面结合而成的；放在后面结合而成的； 乙酸乙酸 乙酰氯乙酰氯苯甲酸苯甲酸 苯甲酰氯苯甲酰氯 丙烯酸丙烯酸 丙烯酰溴丙烯酰溴 (3) 酰胺的命名酰胺的命名 v酰胺的名称和酰卤相似，也可以从相应的羧酸名称导出；酰胺的名称和酰卤相似，也可以从相应的羧酸名称导出；乙酰胺乙酰胺 丙烯酰胺丙烯酰胺 N,N-二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺 N-甲基甲基-N-乙基苯甲酰胺乙基苯甲酰胺 v取代酰胺，命名时应标出取代基的名称。取代酰胺，命名时应标出取代基的名称。 己内酰胺己内酰胺 丁二酰亚胺丁二酰亚胺 己二酰胺己二酰胺 (4) 酸酐酸酐的命名的命名 v酸酐是在羧酸的名称后加酸酐是在羧酸的名称后加“酐酐”字字 乙酸酐乙酸酐 乙丙酸酐乙丙酸酐 v二元酸形成的环状酸酐二元酸形成的环状酸酐，也，也是在羧酸的名称后加是在羧酸的名称后加“酐酐”字字。 丁二酸酐丁二酸酐 邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐( (苯酐苯酐) ) (5) 酯的命名酯的命名 v酸的名称在前，醇的名称在后，再加酸的名称在前，醇的名称在后，再加“酯酯”字。字。 乙酸乙酯乙酸乙酯 -甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯 甲酸乙酯甲酸乙酯 v内酯命名时，用内酯二字代替酸字并标明酯化前羟基内酯命名时，用内酯二字代替酸字并标明酯化前羟基的位置。的位置。2-甲基甲基-4-丁丁内酯内酯v羧酸衍生物中的羧酸衍生物中的C=O，伸缩振动吸收在伸缩振动吸收在19281550cm-1。 羧酸衍生物的光谱性质羧酸衍生物的光谱性质 v- -I效应使红外吸收频率升高，效应使红外吸收频率升高，+C效应使红外吸收频率效应使红外吸收频率降低。降低。 v因此，酰卤、酸酐、酯的因此，酰卤、酸酐、酯的C=O红外吸收频率比酮高，红外吸收频率比酮高，酰胺的酰胺的C=O红外吸收频率比酮低。红外吸收频率比酮低。v酸酐：酸酐：C = O 18501800cm-1 17901740 cm-1 ；CO 13101045 cm-1 。v乙酸酐的红外光谱：乙酸酐的红外光谱： v酰氯：酰氯：C = O 1800cm-1 v乙酰氯的红外光谱：乙酰氯的红外光谱： v酯：酯：C = O 17501745cm-1，稍高于酮。稍高于酮。 v乙酸乙酯的红外光谱：乙酸乙酯的红外光谱： v酰胺酰胺：C = O 16901630cm-1 1 NH 35503050 cm-1 v乙酰胺的红外光谱：乙酰胺的红外光谱： v在核磁共振谱中，酯的烷氧部分中的氢比酰氧部分中在核磁共振谱中，酯的烷氧部分中的氢比酰氧部分中的氢的氢值大。酰胺的值大。酰胺的CONH中氢的中氢的值为值为58。 v乙酸乙酯的核磁共振谱：乙酸乙酯的核磁共振谱： a.b.c.a.b.c.酰酰卤卤酰基酰基乙酰氯乙酰氯酸酐酸酐 酰基酰基乙酸酐乙酸酐酰酰氧基氧基 物理性质物理性质 v低级的酰卤低级的酰卤、酸酐，有刺鼻的不愉快气味；酸酐，有刺鼻的不愉快气味；v酰卤酰卤、酸酐、酸酐不溶于水，低级酰卤不溶于水，低级酰卤、酸酐、酸酐遇水分解遇水分解；v酰卤酰卤、酸酐、酸酐的相对密度大于的相对密度大于1 1。 v酰卤酰卤、酸酐的酸酐的沸点低于分子量相近的羧酸沸点低于分子量相近的羧酸；CH3CH2CH2CH2COOH CH3CH2CH2COCl(CH3CO)2O分子量：分子量：102107102bp.186102140v酰卤一般是由羧酸与卤化磷或酰卤一般是由羧酸与卤化磷或SOCl2作用得到。作用得到。 制法制法 v单纯酸酐可以由两分子羧酸分子间脱水制取；混合酸单纯酸酐可以由两分子羧酸分子间脱水制取；混合酸酐可由酰氯与羧酸盐作用得到。酐可由酰氯与羧酸盐作用得到。 化学性质化学性质 (1) 水解、醇解、氨解水解、醇解、氨解 v乙酰氯暴露在空气中即水解，放出乙酰氯暴露在空气中即水解，放出HCl。 v酰氯在常温下立即发生反应，酸酐大多需要加热才发酰氯在常温下立即发生反应，酸酐大多需要加热才发生反应。生反应。 v酰氯和酸酐常用作酰化试剂，在分子中引入酰基。酰氯和酸酐常用作酰化试剂，在分子中引入酰基。 v反应的历程为：反应的历程为： (2) 弗弗- -克酰基化反应克酰基化反应 (3) 和格氏试剂作用和格氏试剂作用 (4) 还原反应还原反应 vRosenmund还原法，可将酰卤还原为醛。还原法，可将酰卤还原为醛。 v酰卤酰卤用用LiAlH4还原或用催化加氢的方法还原，产物是醇。还原或用催化加氢的方法还原，产物是醇。 (5) Perkin反应反应 v酸酐在羧酸钠催化下与醛作用，再脱水生成烯烃。酸酐在羧酸钠催化下与醛作用，再脱水生成烯烃。羧酸酯羧酸酯 乙酸乙酯乙酸乙酯酰基酰基 物理性质物理性质 v低分子量的酯具有芳香气味，存在于花果当中低分子量的酯具有芳香气味，存在于花果当中；v酯的沸点低于分子量相同的羧酸酯的沸点低于分子量相同的羧酸；v酯在水里的溶解度较小，但能溶于一般的有机溶剂酯在水里的溶解度较小，但能溶于一般的有机溶剂；v低分子量的酯，是许多有机化合物的良好溶剂。低分子量的酯，是许多有机化合物的良好溶剂。 CH3CH2CH2COOHCH3COOCH2CH3分子量：分子量：8888CH3CH2COOCH388bp.1647780 制法制法 v羧酸酯可通过羧酸和醇或酚酯化反应制取羧酸酯可通过羧酸和醇或酚酯化反应制取； v酰卤或酸酐的醇解产物是酯酰卤或酸酐的醇解产物是酯；v羧酸盐和卤代烃作用也可得到酯羧酸盐和卤代烃作用也可得到酯，这一，这一反应是按亲核取反应是按亲核取代历程进行的代历程进行的。 化学性质化学性质 (1) 水解、醇解、氨解水解、醇解、氨解 v酯的酸性水解，是酯化的逆反应，最后达到平衡。酯的酸性水解，是酯化的逆反应，最后达到平衡。 v酯的碱性水解，是不可逆的，称为皂化反应。酯的碱性水解，是不可逆的，称为皂化反应。 v酯的醇解，又称酯交换反应。酯的醇解，又称酯交换反应。v酯的氨解，不需加酸碱催化。酯的氨解，不需加酸碱催化。酰肼酰肼v氨的衍生物，也可以和羧酸衍生物发生氨解反应。氨的衍生物，也可以和羧酸衍生物发生氨解反应。 v羟肟酸和羟肟酸和FeCl3作用时，生成红色络合物，可用于酯的作用时，生成红色络合物，可用于酯的鉴别。酰卤和酸酐也呈正反应。鉴别。酰卤和酸酐也呈正反应。 羟肟酸羟肟酸 (2) 与格氏试剂作用与格氏试剂作用 (3) 酯的还原酯的还原 v酯可被催化还原为两分子醇，应用最广的催化剂是铜、酯可被催化还原为两分子醇，应用最广的催化剂是铜、铬的氧化物。铬的氧化物。 v如希望保留碳碳双键，可用如希望保留碳碳双键，可用LiAlH4等化学还原剂。等化学还原剂。 v酯在酯在Na和非质子溶剂中发生缩合反应，生成酮醇。和非质子溶剂中发生缩合反应，生成酮醇。 v酮醇缩合是用二元酯合成大环化合物的好方法。酮醇缩合是用二元酯合成大环化合物的好方法。 v反应历程反应历程(4) 酯缩合反应酯缩合反应( (Claisen缩合缩合) ) v交叉酯缩合：交叉酯缩合： 酮的酮的-氢比酯的氢比酯的-氢活泼，当酮与酯进行缩合时，就得氢活泼，当酮与酯进行缩合时，就得到到-羰基酮。羰基酮。 v分子内酯缩合反应，称为分子内酯缩合反应，称为Dieckmann缩合。缩合。 v缩合产物经酸性水解后，生成缩合产物经酸性水解后，生成-羰基酸，羰基酸，-羰基酸受羰基酸受热容易脱羧，最后产物是环酮。热容易脱羧，最后产物是环酮。 v同一个碳原子的三元醇称为原酸。同一个碳原子的三元醇称为原酸。 原酸酯原酸酯 原酸原酸 原酸酯原酸酯 原酸实际上并不存在，但原酸酯却是相当稳定的。原酸实际上并不存在，但原酸酯却是相当稳定的。v由氯仿和乙醇钠作用得到原甲酸乙酯。由氯仿和乙醇钠作用得到原甲酸乙酯。 v原甲酸乙酯制缩酮不生成水，是制取缩酮的良好试剂。原甲酸乙酯制缩酮不生成水，是制取缩酮的良好试剂。 v油脂是高级脂肪酸与甘油所形成的酯油脂是高级脂肪酸与甘油所形成的酯。 油脂油脂 v油脂中高级脂肪酸常为油脂中高级脂肪酸常为16个碳或个碳或18个碳，不饱和程度高个碳，不饱和程度高时呈液态，不饱和程度低时呈凝固状态。时呈液态，不饱和程度低时呈凝固状态。 (1) 水解水解v油脂的碱性水解称为皂化反应，得到肥皂油脂的碱性水解称为皂化反应，得到肥皂(高级脂肪酸高级脂肪酸盐盐)和甘油。和甘油。v皂化值：是完全皂化皂化值：是完全皂化1克油脂所需的克油脂所需的KOH的毫克数。的毫克数。 (2) 加成反应加成反应 (3) 干性干性 v不饱和高级脂肪酸的甘油酯，可以催化加氢。不饱和高级脂肪酸的甘油酯，可以催化加氢。 v碘值：碘值：100克油脂所能吸收的碘的克数。克油脂所能吸收的碘的克数。v油脂的干性和油脂的不饱和程度有关，根据油脂的不饱油脂的干性和油脂的不饱和程度有关，根据油脂的不饱和程度，可分为干性油、半干性油、不干性油。和程度，可分为干性油、半干性油、不干性油。 (4) 油脂的酸败油脂的酸败 v酸值：为中和酸值：为中和1克有机物质中的酸性成份所用的克有机物质中的酸性成份所用的KOH的的毫克数。毫克数。v肥皂：主要成份是高级脂肪酸的钠盐或钾盐。肥皂：主要成份是高级脂肪酸的钠盐或钾盐。 v合成洗涤剂合成洗涤剂：是人工合成的和肥皂结构相似的具有亲水是人工合成的和肥皂结构相似的具有亲水基和亲油基的化合物。基和亲油基的化合物。 肥皂和合成洗涤剂肥皂和合成洗涤剂 阴离子型阴离子型 十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠 亲水基亲水基亲水基亲水基阳离子型阳离子型 溴化十二烷基二甲基苄基铵溴化十二烷基二甲基苄基铵( (新洁尔灭新洁尔灭) ) 非离子型非离子型 亲水基亲水基亲水基亲水基v磷脂是磷脂酸的衍生物，甘油分子中的三个羟基有两个磷脂是磷脂酸的衍生物，甘油分子中的三个羟基有两个与高级脂肪酸形成酯，另一个与磷酸形成酯，两个脂肪酸与高级脂肪酸形成酯，另一个与磷酸形成酯，两个脂肪酸常常一个是饱和的，一个是不饱和的。常常一个是饱和的，一个是不饱和的。 卵磷脂中卵磷脂中R为为 磷脂磷脂 脑磷脂中脑磷脂中R为为 酰胺酰胺 乙酰胺乙酰胺酰基酰基v除甲酰胺外，酰胺大部分为无色固体。除甲酰胺外，酰胺大部分为无色固体。 物理性质物理性质 v水溶性水溶性：分子量小的酰胺能溶于水，随分子量的增大，分子量小的酰胺能溶于水，随分子量的增大，而溶解度逐渐减小而溶解度逐渐减小。v沸点沸点：比相应的羧酸高，氨基上的氢原子被烃基取代后比相应的羧酸高，氨基上的氢原子被烃基取代后沸点降低。沸点降低。v是有机物和无机物的良好溶剂，最常用的是是有机物和无机物的良好溶剂，最常用的是N,N-二甲基二甲基甲酰胺。甲酰胺。 制法制法 (1) 酸碱性酸碱性 v酰胺的碱性很弱，接近中性。酰胺的碱性很弱，接近中性。 化学性质化学性质 v二酰亚胺，具有弱酸性，能与强碱的水溶液生成盐。二酰亚胺，具有弱酸性，能与强碱的水溶液生成盐。 (2) 水解水解 v酰胺能在酸碱催化下水解，但要比酯困难。酰胺能在酸碱催化下水解，但要比酯困难。(3) 脱水反应脱水反应 (4) 还原还原 v羧酸到腈的关系如下：羧酸到腈的关系如下： v氢化铝锂可以将酰胺还原为胺。氢化铝锂可以将酰胺还原为胺。 (5) Hofmann降级反应降级反应 v酰胺与次氯酸钠或次溴酸钠的碱性溶液作用时，脱去酰胺与次氯酸钠或次溴酸钠的碱性溶液作用时，脱去羧基生成胺。羧基生成胺。 加成加成- -消除历程消除历程 v羧酸衍生物中羧酸衍生物中L同时具有同时具有- -I和和+C效应。效应。v- -I I效应使羰基更容易和亲核试剂起加成反应；而效应使羰基更容易和亲核试剂起加成反应；而+C效效应使羰基不容易和亲核试剂起加成反应。应使羰基不容易和亲核试剂起加成反应。 v在亲核加成步在亲核加成步骤骤中，中，L的电子效应为：的电子效应为：Cl , RCOO：- -I +C； RO：- -I +C；NH2：- -I RCOO- - RO- - NH2- - v羧酸衍生物的羧酸衍生物的活性次序活性次序：酰氯酰氯 酸酐酸酐 酯酯 酰胺。酰胺。 酯的碱性水解酯的碱性水解 v反应的最后一步是不可逆的。反应的最后一步是不可逆的。v称为称为BAC2历程。历程。B：碱催化，：碱催化，AC：酰氧断裂，：酰氧断裂，2：双：双分子。分子。v反应的每一步都是可逆的。反应的每一步都是可逆的。 酯的酸性水解酯的酸性水解 v称为称为AAC2历程。历程。A：酸催化，：酸催化，AC：酰氧断裂，：酰氧断裂，2：双：双分子。分子。v有些特殊结构的酯水解时，酸催化酰氧断裂可以按单分有些特殊结构的酯水解时，酸催化酰氧断裂可以按单分子历程进行。子历程进行。 v称为称为AAC1历程。历程。v叔醇的酯水解时，常按烷氧断裂的历程进行。叔醇的酯水解时，常按烷氧断裂的历程进行。 v称为称为AAL1历程，历程，AL：烷氧断裂：烷氧断裂。 乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯 (1) 互变异构现象互变异构现象 93%7%v原因：原因： 在烯醇式结构中存在共轭体系，降低了体系的内能；在烯醇式结构中存在共轭体系，降低了体系的内能； 烯醇式结构能通过分子内氢键形成较稳定的六元环，烯醇式结构能通过分子内氢键形成较稳定的六元环，使稳定性增加。使稳定性增加。 v由两分子乙酸乙酯发生由两分子乙酸乙酯发生Claisen酯缩合反应制取。酯缩合反应制取。 v在乙酰乙酸乙酯中，加入与酮作用的试剂，酮式发生在乙酰乙酸乙酯中，加入与酮作用的试剂，酮式发生反应；反应； v加入与烯醇式作用的试剂，只要加入足够的试剂，也加入与烯醇式作用的试剂，只要加入足够的试剂，也可以全部起烯醇式的反应。可以全部起烯醇式的反应。 (2) 乙酰乙酸乙酯的性质乙酰乙酸乙酯的性质 v酮式分解和酸式分解：酮式分解和酸式分解： v亚甲基的活泼性：亚甲基的活泼性： v但在合成反应中，一般不使用酸式分解合成羧酸，原因但在合成反应中，一般不使用酸式分解合成羧酸，原因是这样分解所得的产物中，常混有酮式分解的产物。是这样分解所得的产物中，常混有酮式分解的产物。 (4) 乙酰乙酸乙酯在合成上的应用乙酰乙酸乙酯在合成上的应用 v用卤代烃作试剂，可得甲基酮。用卤代烃作试剂，可得甲基酮。 v用酰卤作试剂可得二酮。用酰卤作试剂可得二酮。 v用卤代酸酯作试剂，可得酮酸。用卤代酸酯作试剂，可得酮酸。 (1) 制法制法 丙二酸二乙酯丙二酸二乙酯 v性质和乙酰乙酸乙酯有相似之处，常用于有机合成。性质和乙酰乙酸乙酯有相似之处，常用于有机合成。 v丙二酸二乙酯不能用丙二酸酯化的方法制取。丙二酸二乙酯不能用丙二酸酯化的方法制取。(2) 性质性质 v和乙酰乙酸乙酯相似，亚甲基受到两个羰基的影响，和乙酰乙酸乙酯相似，亚甲基受到两个羰基的影响，活性增大。活性增大。v水解后生成的丙二酸是不稳定的，容易脱羧。水解后生成的丙二酸是不稳定的，容易脱羧。 (3) 丙二酸二乙酯在合成上的应用丙二酸二乙酯在合成上的应用 v用卤代烃为原料引入烃基，可合成一元羧酸。用卤代烃为原料引入烃基，可合成一元羧酸。 v亚甲基上的氢还可以进一步被取代。亚甲基上的氢还可以进一步被取代。v以卤代酸酯为原料，可合成二元羧酸。以卤代酸酯为原料，可合成二元羧酸。 v以二卤代烷为原料，调配不同的反应物比例，可得不以二卤代烷为原料，调配不同的反应物比例，可得不同的产物。同的产物。 v丙二酸酯丙二酸酯: :二卤代烷二卤代烷 = = 1: :1v丙二酸酯丙二酸酯: :二卤代烷二卤代烷 = = 2: :1v合成螺环化合物。合成螺环化合物。 vKnoevenagel反应：反应：在弱碱六氢吡啶、乙二胺等催化下，含有活性亚甲基的在弱碱六氢吡啶、乙二胺等催化下，含有活性亚甲基的化合物和醛或酮发生类似羟醛缩和的反应。化合物和醛或酮发生类似羟醛缩和的反应。 v含有活性亚甲基的化合物容易形成稳定的碳负离子，含有活性亚甲基的化合物容易形成稳定的碳负离子，因此它们还可以和羰基发生一系列亲核加成反应。因此它们还可以和羰基发生一系列亲核加成反应。反应历程为：反应历程为： vMichael加成反应加成反应：含活性亚甲基的化合物在碱性条件下，与含活性亚甲基的化合物在碱性条件下，与,-不饱和醛、不饱和醛、酮进行的共轭加成反应。酮进行的共轭加成反应。 反应历程为：反应历程为： v和两个吸电子基团相连的亚甲基，都是活性亚甲基和两个吸电子基团相连的亚甲基，都是活性亚甲基。-羰基酸酯羰基酸酯 -二酮二酮 丙二酸酯丙二酸酯 氰基乙酸酯氰基乙酸酯 硝基乙酸酯硝基乙酸酯 C-烷基化和烷基化和O-烷基化烷基化 v乙酰乙酸乙酯实际上它有两个反应活中心。乙酰乙酸乙酯实际上它有两个反应活中心。 v-氢酸性大，即烯醇式含量高，容易发生氢酸性大，即烯醇式含量高，容易发生O-烷基化。烷基化。 v在质子溶剂中，容易发生在质子溶剂中，容易发生C-烷基化反应，在非质子溶烷基化反应，在非质子溶剂中，容易发生剂中，容易发生O-烷基化反应。烷基化反应。 54%46%v碳酸在结构上，可以看成羟基甲酸，或是共有一个羰基碳酸在结构上，可以看成羟基甲酸，或是共有一个羰基的二元酸。它的羟基被取代时，可以生成碳酸衍生物。的二元酸。它的羟基被取代时，可以生成碳酸衍生物。 碳酸：碳酸：碳酰氯碳酰氯( (光气光气) )碳酸酯碳酸酯碳酰胺碳酰胺( (尿素尿素) ) 氯代甲酸酯氯代甲酸酯 氨基甲酸酯氨基甲酸酯 光气光气 v又称碳酰氯，为无色有毒气体，熔点又称碳酰氯，为无色有毒气体，熔点-104，沸点，沸点8.3，密度为，密度为1.392 g/cm3，溶于苯、甲苯和乙酸。，溶于苯、甲苯和乙酸。 v工业上，光气是由工业上，光气是由CO和和Cl2在光照或活性碳催化下在光照或活性碳催化下进行反应制取的。进行反应制取的。 v光气是一种活泼的试剂，常用作有机合成的原料。光气是一种活泼的试剂，常用作有机合成的原料。 尿素尿素 v尿素是碳酸的中性酰胺，又叫脲，为白色晶体，熔点尿素是碳酸的中性酰胺，又叫脲，为白色晶体，熔点135，相对密度为，相对密度为1.323，易溶于水和乙醇，易溶于水和乙醇。v工业上，尿素是用二氧化碳和氨直接合成的。工业上，尿素是用二氧化碳和氨直接合成的。 v尿素可在酸、碱作用下加热水解，或在酶的作用下常尿素可在酸、碱作用下加热水解，或在酶的作用下常温水解。温水解。v双缩脲反应双缩脲反应：双缩脲双缩脲 分子链中含有不只一个酰胺键的化合物都能起这个反分子链中含有不只一个酰胺键的化合物都能起这个反应，因此这一反应常用于蛋白质和多肽的定性检验。应，因此这一反应常用于蛋白质和多肽的定性检验。 氨基甲酸酯氨基甲酸酯 v碳酸分子中两个羟基分别被氨基和烷氧基取代后，得碳酸分子中两个羟基分别被氨基和烷氧基取代后，得到的产物是氨基甲酸酯。到的产物是氨基甲酸酯。 v以光气为原料，先部分醇解再氨解，或先部分氨解再以光气为原料，先部分醇解再氨解，或先部分氨解再醇解来制取。醇解来制取。氨基甲酸酯氨基甲酸酯 N-取代氨基甲酸酯取代氨基甲酸酯 v氨基甲酸酯类农药时发展很快的高效低毒农药。氨基甲酸酯类农药时发展很快的高效低毒农药。乌拉坦乌拉坦西维因西维因 灭草灵灭草灵 灭菌灵灭菌灵 v有机合成，是运用有机化学的基本理论、基本反应，从有机合成，是运用有机化学的基本理论、基本反应，从简单易得的原料制取比较复杂的有机化合物的过程。简单易得的原料制取比较复杂的有机化合物的过程。 进行有机合成工作需要丰富的理论知识和实践经验；进行有机合成工作需要丰富的理论知识和实践经验；在实际工作中还要考虑经济价值、反应设备等多种因素。在实际工作中还要考虑经济价值、反应设备等多种因素。 v本课程只就已经掌握的有机反应，讨论有机合成的解题本课程只就已经掌握的有机反应，讨论有机合成的解题方法和思路。方法和思路。 v分析问题的着眼点，是所给的原料和指定产物的相互关分析问题的着眼点，是所给的原料和指定产物的相互关系。包括：系。包括： 碳架的结构是否发生了变化，碳链是增长了还是缩短了；碳架的结构是否发生了变化，碳链是增长了还是缩短了；官能团的位置、数量及类型是否发生了变化。官能团的位置、数量及类型是否发生了变化。 v进行有机合成，必须具备各类有机化合物的综合知识：进行有机合成，必须具备各类有机化合物的综合知识： 熟悉各类有机化合物的基本反应；熟悉各类有机化合物的基本反应；掌握各类有机化合物之间的相互转化；掌握各类有机化合物之间的相互转化；掌握一定的合成技巧。掌握一定的合成技巧。 v合成的要求：合成的要求：v合成的目的：合成的目的：合成的步合成的步骤越少越好；越少越好；通过一定的反应，使原来分子中某一个或几个化学通过一定的反应，使原来分子中某一个或几个化学键断裂，同时形成一个或几个新的化学键，从而使分键断裂，同时形成一个或几个新的化学键，从而使分子发生转变或将几个小分子连接起来。子发生转变或将几个小分子连接起来。每步的每步的产率越高越好；率越高越好；原料越便宜越好。原料越便宜越好。(1) 碳链的增长碳链的增长 碳架的合成碳架的合成 v在碳链上增加一个碳原子。在碳链上增加一个碳原子。卤代烷和卤代烷和NaCN作用；羰基化合物和作用；羰基化合物和HCN加成；格加成；格氏试剂和甲醛或氏试剂和甲醛或CO2作用。作用。 v碳负离子的亲核取代碳负离子的亲核取代 乙酰乙酸乙酯钠盐或丙二酸二乙酯钠盐乙酰乙酸乙酯钠盐或丙二酸二乙酯钠盐( (碳负离子碳负离子) )与与卤代烃的亲核取代卤代烃的亲核取代； 炔化钠、铜锂试剂和卤代烃作用。炔化钠、铜锂试剂和卤代烃作用。 v碳负离子对羰基加成碳负离子对羰基加成格氏试剂、有机锂化合物、有机锌化合物对醛、酮、格氏试剂、有机锂化合物、有机锌化合物对醛、酮、酯的加成；酯的加成； 羟醛缩合反应和羟醛缩合反应和Claisen酯缩合反应。酯缩合反应。 (2) 碳链的缩短碳链的缩短 v甲基酮卤仿反应，酰胺的甲基酮卤仿反应，酰胺的Hofmann降级反应，羧酸或羧降级反应，羧酸或羧酸衍生物的脱羧反应；酸衍生物的脱羧反应； v不饱和键的氧化断键，邻位二醇用高碘酸氧化断键。不饱和键的氧化断键，邻位二醇用高碘酸氧化断键。 (3) 碳链结构的改变碳链结构的改变 v分子重排反应，如碳正离子的重排、醛肟或酮肟的分子重排反应，如碳正离子的重排、醛肟或酮肟的Beckmann重排等。重排等。 (4) 碳环的合成碳环的合成 v三元、四元环：三元、四元环： 分子内碳负离子的烷基化反应；分子内碳负离子的烷基化反应； 四元环还可由丙二酸二乙酯来合成。四元环还可由丙二酸二乙酯来合成。 v五元、六元环五元、六元环 常使用的成环反应有傅常使用的成环反应有傅-克反应，羟醛缩合、克反应，羟醛缩合、 Dieckmann缩合、双烯合成等。缩合、双烯合成等。v大环的合成大环的合成 v在有机化合物的合成中，常常还需要：在有机化合物的合成中，常常还需要： 官能团的引入官能团的引入 碳链的特定位置上引入新的官能团；碳链的特定位置上引入新的官能团；改变官能团的位置和数目。改变官能团的位置和数目。 v如果要引进多个官能团时，还需要把一个官能团保护起如果要引进多个官能团时，还需要把一个官能团保护起来，完成反应后再去掉保护基。来，完成反应后再去掉保护基。 (1) 官能团的互相转变官能团的互相转变 v氧化程度相同的官能团可以通过取代反应互相转变；氧化程度相同的官能团可以通过取代反应互相转变； v烯键和炔键可以通过消除反应得到引入。烯键和炔键可以通过消除反应得到引入。 v氧化程度不同的官能团可以通过还原和氧化互相转变；氧化程度不同的官能团可以通过还原和氧化互相转变； 卤代烃和醇，可以通过亲核取代反应，把卤素或羟基卤代烃和醇，可以通过亲核取代反应，把卤素或羟基转变为其他基团。转变为其他基团。醇羟基离去性能较差，常用磺酰氯和醇作用生成磺酸醇羟基离去性能较差，常用磺酰氯和醇作用生成磺酸酯，再进行取代反应。酯，再进行取代反应。(2) 官能团的保护官能团的保护 v在有机合成反应中经常用到，在选择保护基团时要符在有机合成反应中经常用到，在选择保护基团时要符合三方面的要求：合三方面的要求：易于与被保护基团反应；易于与被保护基团反应；必须经受得起在保护阶段的各种反应条件；必须经受得起在保护阶段的各种反应条件；保护基团易于除去。保护基团易于除去。 v羟基保护：羟基保护：方法之一是用二氢吡喃生成四氢吡喃醚。方法之一是用二氢吡喃生成四氢吡喃醚。 四氢吡喃醚对碱、格氏试剂、烃基锂、催化加氢以及四氢吡喃醚对碱、格氏试剂、烃基锂、催化加氢以及一些氧化剂稳定。一些氧化剂稳定。 它是一个缩醛所以容易被稀酸分解除去。它是一个缩醛所以容易被稀酸分解除去。 v羰基保护：生成缩醛或缩酮。羰基保护：生成缩醛或缩酮。在含水的酸性条件下，很快的分解恢复原来的碳基。在含水的酸性条件下，很快的分解恢复原来的碳基。 缩醛和缩酮在中性和碱性条件下是稳定的，对亲核试缩醛和缩酮在中性和碱性条件下是稳定的，对亲核试剂、有机金属化合物和氢化物等还原剂也是稳定的。剂、有机金属化合物和氢化物等还原剂也是稳定的。(1) 顺反异构体的合成顺反异构体的合成 v顺式或反式烯烃：用顺式或反式烯烃：用Lindlar催化剂加氢可得顺式烯催化剂加氢可得顺式烯烃，在液氨中用钠还原则生成反式烯烃。烃，在液氨中用钠还原则生成反式烯烃。 立体构型立体构型 v顺式或反式邻位二醇：顺式或反式邻位二醇：顺式二醇可用高锰酸钾或四氧化顺式二醇可用高锰酸钾或四氧化锇氧化烯烃而得，通过环氧化物水解则得反式二醇。锇氧化烯烃而得，通过环氧化物水解则得反式二醇。 v烯烃和卤素的加成为反式加成，烯烃的硼氢化反应烯烃和卤素的加成为反式加成，烯烃的硼氢化反应是顺式加成。是顺式加成。 vDiels-Alder反应、碳烯对双键的加成都是顺式加成。反应、碳烯对双键的加成都是顺式加成。 (2) 对映异构体的合成对映异构体的合成 v一个非手性的分子中，引入一个手性中心后，产物往一个非手性的分子中，引入一个手性中心后，产物往往是等量的左旋体和右旋体组成的外消旋体。往是等量的左旋体和右旋体组成的外消旋体。 v不对称合成：原料通过合成反应所得产物为手性分子不对称合成：原料通过合成反应所得产物为手性分子时，其中一种占主导地位。时，其中一种占主导地位。 v反应物含有不对称因素时，可以导致不对称合成。如反应物含有不对称因素时，可以导致不对称合成。如在在SN2反应中手性碳原子的构型发生转化。反应中手性碳原子的构型发生转化。 v使用不对称试剂也可以实现不对称合成。羰基的使用不对称试剂也可以实现不对称合成。羰基的-碳碳是手性碳时，亲核加成反应的产物遵循是手性碳时，亲核加成反应的产物遵循Cram规则。规则。v有机化合物的合成过程，可以用一般通式表示为：有机化合物的合成过程，可以用一般通式表示为： 有机合成的一般步骤和分析方法有机合成的一般步骤和分析方法 式中式中 A、B为起始原料，为起始原料，G、H、I都是中间产物，都是中间产物，P为为目标产物。目标产物。其中其中 I 的碳架及所含的官能团与目的产物已很接近，称的碳架及所含的官能团与目的产物已很接近，称为为关键中间产物关键中间产物。 v关键中间体关键中间体I应具备的基本条件：应具备的基本条件： I 的碳架和产物基的碳架和产物基本相似，本相似， I 所含的官能团与产物比较接近。所含的官能团与产物比较接近。 IPIP由关键中间体合成目标产物：一般通过一步或两步就应由关键中间体合成目标产物：一般通过一步或两步就应完成，最多不能超过三步，若在三步以上，则说明完成，最多不能超过三步，若在三步以上，则说明 I 的选的选择不恰当。择不恰当。 v一般中间产物一般中间产物G、H的合成的合成：在一些简单的合成中，一般中间产物在一些简单的合成中，一般中间产物G、或、或H本身就是本身就是起始原料。起始原料。如果如果G、H和起始原料碳架一样，但所含官能团不同，这和起始原料碳架一样，但所含官能团不同，这时要找到合适的反应，使原料的官能团顺利的转换成时要找到合适的反应，使原料的官能团顺利的转换成G、H所需的官能团。所需的官能团。 如果如果G、H和起始原料的碳链长短、支链多少有较大差和起始原料的碳链长短、支链多少有较大差别，就要选择适当增长或缩短碳链的方法，完成碳架结别，就要选择适当增长或缩短碳链的方法，完成碳架结构的转变。构的转变。 v由丙二酸二乙酯、苯和其他原料合成：由丙二酸二乙酯、苯和其他原料合成： 实例分析实例分析 IPHG合成路线：合成路线：苯乙酮和苯甲醛可由苯合成。苯乙酮和苯甲醛可由苯合成。v用三个或三个碳以下的有机原料和适当的无机试剂合成：用三个或三个碳以下的有机原料和适当的无机试剂合成： IPHG合成路线：合成路线：