酯与氨或胺的置换反应生成酰胺,机理与水解是一样的:第30页,共51页,星期日,2025年,2月5日酯的氨解是碱催化的、碱有助于减退质子,而中间体上的负电荷促进了R“O—的离去第31页,共51页,星期日,2025年,2月5日酰胺的水解第32页,共51页,星期日,2025年,2月5日酸性溶液中:第33页,共51页,星期日,2025年,2月5日电荷转移使羰基氧具有一定的碱性,易接受质子。质子化发生在羰基氧上。羰基与烷氧基不发生p-?共轭,质子化发生在哪个原子上?答:发生在烷氧基的氧原子上,因为烷氧基的氧原子是sp3杂化,给电子的能力强,得到质子的能力强第34页,共51页,星期日,2025年,2月5日七、亲核的含氧和含氮基团——酰基化反应第35页,共51页,星期日,2025年,2月5日醇的酰基化常用吡啶作溶剂为什么?第36页,共51页,星期日,2025年,2月5日第1页,共51页,星期日,2025年,2月5日一、概论羰基的性质羰基在有机物中是一种极为常见的官能团,这里主要是指醛和酮,它们的反应历程已得到广泛的研究。它们在合成上的应用也是多种多样的,它们自己的极性双键呈现很多加成活性,而且还影响到附近的α—C—H键上,使“碳的氢活化,而使质子发生移变。同时使α碳成为碳负离于。本章将讨论碳负离子的一般活性,羰基的活性,和各种条件对它们的性能的影响,为后面讨论有机合成时提供理论基础。从羰基化合物移变成的碳负离子常以烯醇定名。这是羰基的互变异构形式,在碱性条件下,这一互变异构可以迅速达到平衡:第2页,共51页,星期日,2025年,2月5日第3页,共51页,星期日,2025年,2月5日烯醇互变的测定方法1氢-氘交换第4页,共51页,星期日,2025年,2月5日
2测量羰基化合物的卤代反应速度。
醛、酮以羰基结构与卤素反应是不快的,而它们的烯醇式同卤素的反应却是瞬时完成的。因而测量卤代反应速度等于间接地测量互变的速度:
第5页,共51页,星期日,2025年,2月5日第6页,共51页,星期日,2025年,2月5日第7页,共51页,星期日,2025年,2月5日第8页,共51页,星期日,2025年,2月5日在碱性介质中不对称酮的不受位阻的“α—C—H离解最快第9页,共51页,星期日,2025年,2月5日羰基的亲核加成反应机理:碱催化:慢①试剂进攻羰基上C原子,生成氧负离子的一步是决定反应速率的一步。②为使亲核试剂的负电荷裸露出来,增加亲核性,常需碱催化:第10页,共51页,星期日,2025年,2月5日酸催化:羰基质子化,可以提高羰基的反应活性,羰基质子化后,氧上带有正电荷,很不稳定,π电子发生转移,使碳原子带有正电荷。决定反应速率的一步,是Nu-进攻中心碳原子的一步。第11页,共51页,星期日,2025年,2月5日酸除了活化羰基外,还能与羰基形成氢键:质子性溶剂也起到同样作用:都使羰基活化。二.羰基的活性1.底物反应活性取决于羰基的中心碳原子带有正电荷的多少。Cl3C—CHOCl2CHCHOClCH2CHOCH3CHO第12页,共51页,星期日,2025年,2月5日与硼氢化钠的反应速度1.环酮羰基的碳向外突出,使位阻变小,故速度快2.环戊酮变成醇以后,除了角张力以外,还有很大的扭张力,故速度不快第13页,共51页,星期日,2025年,2月5日角张力缓解:sp2杂化,键角应为120°,实际为60°,角张力较大;反应中,键角由60°转化为109°28′,角张力得到缓解。这里,角张力缓解程度不大。第14页,共51页,星期日,2025年,2月5日第15页,共51页,星期日,2025年,2月5日醛酮与氨衍生物反应:第16页,共51页,星期日,2025年,2月5日pH:4-8第17页,共51页,星期日,2025年,2月5日五、酯的水解和有关反应。酯在酸性或碱性水溶液中都能发生水解反应。在酸性介质中反应是可逆的,平衡点取决于水和醇的相对浓度。水多时发生水解,醇多时发生酯化,质量作用定律起着支配的作用:第18页,共51页,星期日,2025年,2月5日三.反应实例1.酯的水解酰氧键的断裂烷氧基的断裂无论是酸催化还是碱催化,一般发生酰氧键断裂。反应机理:酸催化:第19页,共51页,星期日,2025年,2月5日当R’为:时,由于发生酰氧键断裂,所以,得到构型保留产物。RO-比ROH不易离去碱催化:羧酸根离子的生成,使碱催化下的酯水解反应