一、羧酸衍生物的分类 羧酸衍生物——羧酸分子中-COOH中-OH被其他 基团取代后的产物。
O R C O O R C OH R R C O C O R C NH2(R) OR' O X O C R 酸酐
第11.1节
羧酸衍生物分类与命名
酰卤
酯 酰胺

羧酸衍生物结构共同点：
O R C OR'
酯

羧酸衍生物结构通式：
乙酰氯 乙酰基 苯甲酰基 α-溴丁酰溴
苯磺酸 苯磺酰基
C6H5-SO2OH C6H5-SO2-
苯甲酰氯
草酰氯
2．酸酐的命名 根据生成酸酐的羧酸 名称，当2分子酸相同时， 称为“某酸酐”；
3．酯的命名 根据生成酯的原料羧酸和醇的名称，先酸后 醇，即称为“某酸某(醇)酯”，其中醇字省略。
O
C H 3 C H (C H 3 )C O O C H (C H 3 ) 2
O R C OH
O
+ R'O-
R
C
O-
+ HOR'
羧酸衍生物的水解、醇解和氨解 水解、醇解和氨解反应的活性顺序： 酰卤 酸酐 酯 酰胺
第2步：消除烷氧基，羧基质子转移，形成羧酸负离子和醇
酯的酸性水解
第1步 酯中酰基质子化，增加羰基C正电性，有利于亲核试剂进攻
H or OH O R C OR'' + R'OH 新的酯 新的醇
O R C OR' + R''OH 酯 醇
在医药工业上通过酯交换反应可以将一 些易得的或药用价值较小的酯转变为药用价 值较大的酯。例如：
酯醇解的反应特征： 酯交换反应；需 需 H＋ 或 HO- 催 化；可逆反应，蒸出易挥发的产物，将反应进行到底。 化；可逆反应，
第11章 羧酸衍生物 （ derivatives of carboxylic acid ）
主要内容 羧酸衍生物的分类和命名 羧酸衍生物酰基上的亲核取代反应 羧酸衍生物酰基上的亲核取代反应 羧酸衍生物的亲核取代反应机制
酯缩合反应
学习要求
1. 掌握羧酸衍生物的结构及命名； 2. 掌握羧酸衍生物的化学性质：水解、醇 解、氨解反应及其活性的强弱顺序。 3. 熟悉羧酸衍生物酰基的亲核取代反应机理； 酯的缩合反应及其在生物体内的应用； 4. 了解碳酸衍生物的结构类型及其主要性质。
C 6H 5 CON
CH 3 CH 2CH 3
C
O
C NH
戊内酰胺
O
N-甲基-N-乙基苯甲酰胺
NH
-丁内酰胺
己内酰胺
与医学有关的羧酸衍生物
CH2CONH N O S CH3 CH3 COONa
O H3C CH3 CH3 OH O O CH3 O O OH HO O O
COOH OCCH3 O
乙酰水杨酸（阿司匹 林）（解热镇痛药）
甲胺
N-甲基乙酰胺
★

酰基亲核取代反应的机制
O
羧酸衍生物酰基上的亲核取代反应通式
O Nu L or HNu R O C Nu + L or HL
R C L
羧酸衍生物
+ Nu亲核试剂
亲核 加成
OR C Nu L
负电荷的四面体结构中间体
R
C
第1步：亲核试剂进攻酰基C，发生亲核加成，形成负 电荷的四面体结构中间体 ；
酯
O R C NH 2 (R)
O
H 2O H or OH NH 3 (R)
H 3C C
乙酰氯
+ H2 O
水解
猛烈、 放热反应
Cl
CH 3COOH
+
HCl
酰胺
产生HCl的缘故
4

酸酐的水解
O O O C R O H2O
△

酯的水解
O O H2 O OR' H H2 O R OH O C O R C OH + HOR'
醋酐
乙酸酐
当2分子酸不同时，”简单的羧酸+复杂的羧 酸”——“某某酸酐”。酸字可省略。例如：
H
C
甲酸甲酯
OCH3
异丁酸异丙酯
乙丙酐
乙酸丙酸酐
顺丁烯二酸酐
苯甲酸乙酯
乙酰乙酸乙酯
4．由二元羧酸生成的酯的命名 只有1个-COOH被酯化的称酸性酯；2个 -COOH都被酯化的称中性酯。 多元酸的几个-COOH可以和相同的几分子醇成 酯，也可以和不同的醇成酯，在命名时要加以体 现。
亲核试剂
H 2O R H or O H O R H or O H O R C NHR' C OR' O C OH
反应类型
性质分析
O
水解反应
RCH2
C O
X O O C R
酰基中的-C=O-：可加成至饱和
O R C L R 'O H
醇解反应
RCH2
C O
O RCH C L
L：可被亲核试剂取代
RCH2
C O
O
Δ
+
R C O C R' H OH
O R C OH
羧酸
H+或 OHΔ
R'OH NH 3
(L=X, O C O R'', O R'', N R 2 '')
酰卤
酸酐 酯
酰胺
羧酸衍生物发生水解反应的活性顺序：
羧酸衍生物和醇反应生成酯，称为羧酸衍 生物的醇解（alcoholysis） 。
递减
5

酰氯的醇解反应
COOCH3 + 2HOCH2CH2OH COOCH3
对苯二甲酸二甲酯 乙二醇
COOCH2CH2OH H COOCH2CH2OH
对苯二甲酸二乙二醇酯 甲醇
+ 2CH3OH
对氨基苯甲酸乙酯
N,N-二乙基-2-羟基乙胺
普鲁卡因(局部麻醉剂)
乙醇

酰胺的醇解反应
O H or OH NHR' + R"OH R O C OR" + R'NH2
O C2H5O C O C OH
乙二酸甲乙酯 乙二酸二乙酯
5、酰胺的命名
羧酸分子中-OH 被-NH2或烃氨基取代 后的化合物，称为酰 胺。
(1)酰胺N上没有其它取代基的简单酰胺， 酰基名称 + “胺” —— “某酰胺”。
乙二酸氢乙酯 (ethyl hydrogen ethanedioate)
乙酰胺
乙酰苯胺
沸点
一、羧酸衍生物的物理性质
低级酰卤和酸酐有刺激气味。挥发性酯具有令人愉 快的气味，可用于制造香料。
酰卤、酸酐和酯没有-OH，分 子间不存在氢键，其沸点比 相对分子质量相近的羧酸、 酰胺沸点低得多。
酯在水中的溶解度较小，但能溶于一般的有机溶剂。
二、羧酸衍生物的化学性质

★
酰基的亲核取代反应(Nucleophilic Substitution)
2
(2) 酰胺N上连有取代基时， “N-”或“N,N-” + 取代基 + 某酰胺
取代基直接与N原子相连接
(3) 若同一个N原子上连有2个酰基时，则称为“酰亚 胺”。 O O
C NH C O
C O C NH
丁二酰亚胺 N, NN-二甲基甲酰胺 N, NN-二甲基乙酰胺
邻-苯二甲酰亚胺
(4) 分子的环状结构中含有(-CO-NH-)的酰胺称为内酰 胺。
用于解热、镇痛、抗风湿、促 进痛风患者尿酸的排泄，抗血 小板聚集、肠道蛔虫的治疗
H3C HO H3CH2C H
由链霉菌产生的碱性抗生
N(CH3)2 CH3 OCH3 CH3 OH
素，抗菌谱与青霉素类似，对 军团菌肺炎和支原体肺炎可做 首选药
青霉素G钠（抗生素）
适用于葡萄球菌、链球菌、肺炎 球菌、淋球菌、脑膜炎菌等
R
C
2 R
C
OH
R
C
酸酐活性比酰卤略差，较易反应，需加热。
H3C C H3C C
乙酐
O O O
+ H2 O
水解 △
CH 3COOH
乙酸
+
CH 3 COOH
酯较稳定，水解反应需 需 H＋或 OH－催化，并 催化， － 加热，当 当OH 用量大于化学计量时，反应完全。
乙酸乙酯
乙酸
乙醇
酯水解是醇酯化的逆反应。
生物体内也有酯交换反应:
O CH3
R C
C
S
CoA
+
HOCH2CH2N（CH3）3OH
乙酰辅酶A
O CH3
胆碱
反应相对不易进行 离去能力: 离去能力:
HS CoA
NHR'
C
OCH2CH2N（CH3）3OH
+
<
OR"
乙酰胆碱
辅酶A
合成上意义不大（合成酯类化合物的方法有更 合成上意义不大（合成酯类化合物的方法有更 好的方法）
O R C X H 2O

HX
酰氯的水解
O R C Cl H2O O R C OH
羧酸
O
酰卤
O R C O O C R H or OH or H 2O R C OH O HO C R
+酸酐
O R C OR'
+
H 2O H or OH R O C O HOR'
乙酰氯在潮湿的空气里立即冒白烟？
O R C OR' + H2O H NaOH O R C OH + R'OH 酯化的逆反应