第七章羧酸衍生物（课件）-《有机化学》同步教学（北京出版社）

羧酸衍生物 第七章 1 1. 掌握羧酸衍生物的命名； 2. 熟悉羧酸衍生物化学性质的共性； 3. 了解重要的羧酸衍生物。 学习目标 2 羧酸衍生物与医药 具有羧酸衍生物结构的药物，如尿素、青霉素和巴比妥类。分子中都含有酰胺键，盐酸普鲁卡因分子中含有酯键。 巴比妥类药物（又称巴比妥酸盐，Barbiturate）是一类作用于中枢神经系统的镇静剂，属于巴比妥酸的衍生物，其应用范围可以从轻度镇静到完全麻醉，还可以用作抗焦虑药、安眠药、抗痉挛药。长期使用则会导致成瘾性。不过，在全身麻醉或癫痫的治疗中仍会使用巴比妥类药物。 【走进医药】 3 羧酸衍生物通常指的就是这四类有机化合物。 羧酸分子中的羟基被其他原子或原子团取代后生成的化合物称为羧酸衍生物。羧酸分子中的羟基被卤原子、酰氧基、烷氧基、氨基取代生成的化合物，分别称为酰卤、酸酐、酯和酰胺。 第七章 羧酸衍生物 课堂活动一 观察巴比妥与青霉素的结构，请指出它们属于羧酸衍生物中的哪一类。 1. 酰卤的命名 根据酰基的名称，称为某酰卤。 2. 酰胺的命名 根据酰基的名称，称为“某酰胺”。酰胺分子中氮原子上的氢原子被烃基取代后所生成的取代酰胺称为N―烃基“某”酰胺。 3. 酸酐的命名 酸酐是根据它水解后生成相应的羧酸来命名。酸酐中含有两个相同或不同的酰基时，分别称为单酐或混酐。混酐的命名与混醚相似。 4. 酯的命名 根据酯水解后生成相应的羧酸和醇，称为“某”酸“某”酯。但多元醇的酯，一般把酸放在后面，称“某”醇“某”酸酯。 一、羧酸衍生物的命名 课堂活动二 命名下列化合物或写出结构式： 1. CH3CH2CH2COBr 2. 丙酰氯 课堂活动三 命名下列化合物或写出结构式： 课堂活动四 命名下列化合物： 课堂活动五 命名下列化合物或写出结构式： 低级酰卤、酸酐是具有刺激性气味的液体，高级酰卤、酸酐是固体。酰卤、酸酐的沸点低于原来的羧酸。低级酯为无色、具有果香味的液体，许多花果的香味就是酯所引起的（例如乙酸异戊酯有香蕉气味，苯甲酸甲酯有茉莉花香味等）。高级酯为蜡状固体。除甲酰胺（熔点3 ℃）是液体外，其余酰胺（N- 烷基取代酰胺除外）都是固体。 酰卤、酸酐不溶于水，低级酰卤遇水容易分解，如乙酰氯在空气中即与空气中的水作用而分解。低级酯、酰胺微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 二、羧酸衍生物的物理性质 酰卤、酸酐、酯和酰胺都可以和水反应，生成相应的羧酸。 （一）水解反应 三、羧酸衍生物的化学性质 酰氯遇冷水即能迅速水解，酸酐需与热水作用，酯的水解需加热，并使用酸或碱催化剂，而酰胺的水解则在酸或碱的催化下，经长时间的回流才能完成。因此，羧酸衍生物水解反应的活性次序是：酰卤＞酸酐＞酯＞酰胺。 人体内蛋白质、多肽的酰胺键水解则是在酶作用下进行，这一反应是体内蛋白质、多肽的一种降解方式。 巴比妥和青霉素结构中均含有酰胺键，只能制成粉针剂，临床给药时临时配成溶液，以避免结构中酰胺键的水解。 （一）水解反应 三、羧酸衍生物的化学性质 酰氯、酸酐、酯和酰胺与醇反应，生成相应的酯。 酰卤、酸酐可直接和醇作用生成酯。酯和醇需要在酸或碱催化下发生反应，酰胺的醇解反应，需用过量的醇才能生成酯并放出氨。酰胺的醇解反应难以进行。 酯的醇解反应可生成另一种酯 ，这个反应称为酯交换反应。常用于工业生产中。 （二）醇解反应 三、羧酸衍生物的化学性质 酰氯、酸酐和酯与氨作用生成相应的酰胺。 酰氯的氨解过于剧烈，并放出大量的热，操作难以控制，生成的酰胺易含杂质，难以提纯，故工业生产中常用酸酐的氨解来制取酰胺。 （三）氨解反应 三、羧酸衍生物的化学性质 酸酐、酯和酰伯胺能与羟胺作用可生成异羟肟酸，异羟肟酸再与三氯化铁作用生成红紫色的异羟肟酸铁： 酰卤须先转为酯后才能发生此反应，异羟肟酸铁盐试验是鉴别这类化合物的一种常用方法。 （四）异羟肟酸铁盐试验 三、羧酸衍生物的化学性质 酰胺分子中由于氨基直接与羰基相连，氮原子上的孤对电子与羰基π 电子形成p-π共轭，电子云向羰基氧方向偏移，降低了氮原子上的电子云密度，从而氮原子接受质子能力降低，接近中性，其水溶液不显碱性，也不能使石蕊试纸变色。 1. 酸碱性 酰胺的氨基被羟基取代，生成羧酸，同时放出N2。 2. 与HNO2反应 酰伯胺与次卤酸钠在碱性溶液中反应，酰胺脱去羰基，生成少一个碳原子的伯胺，此反应称为霍夫曼降解反应。 3. 霍夫曼降解反应 （五）酰胺的特性 四、重要的羧酸衍生物 乙酰氯 乙酸酐 尿素 CO(NH2)2 丙二酰脲与巴比妥类药物 乙酰氯为无色有刺激性气味的液体，沸点52 ℃。在空气中因被水解为氯化氢而冒白烟。乙酰氯是常用的乙酰化试剂。 乙酸酐俗称醋酸酐，具有刺激性的无色液体，沸点139.6 ℃，是良好的溶剂。它与热水作用生成乙酸。乙酸酐具有酸酐的通性，是重要的乙酰化试剂