醋酸羥基的取代反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-05-11
由于羰基的存在,又使得—OH表現(xiàn)出一定的活潑性,可被烷氧基、鹵原子、氨基、羧酸根所取代,生成一系列羧酸的衍生物。
1.酯
當(dāng)乙醇和乙酸在濃H2SO4催化劑作用下加熱,即生成乙酸乙酯:
生成的酯在這種條件下,往往又會(huì)和水相互作用,發(fā)生水解反應(yīng),生成酸和醇(酯的水解在堿存在時(shí),進(jìn)行得更加完全,因?yàn)閴A可與酸作用生成鹽)。這樣,酯化與水解就作為矛盾的雙方共存于一個(gè)統(tǒng)一體系中,因此,酯化反應(yīng)是個(gè)可逆的反應(yīng)。
在反應(yīng)開始時(shí),醇和酸的濃度較大,酯化反應(yīng)進(jìn)行得比較迅速,隨著酯化的進(jìn)行,酯的濃度也越來(lái)越大,酯的水解反應(yīng)也隨之加快。一定時(shí)間后,當(dāng)酯化與水解彼此勢(shì)均力敵時(shí),二者達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡。這里,加熱和使用酸作催化劑都能加速反應(yīng)達(dá)到平衡的速度。然而,絕對(duì)的靜止,無(wú)條件的平衡是不存在的。“個(gè)別運(yùn)動(dòng)趨向于平衡,而整體運(yùn)動(dòng)又破壞個(gè)別的平衡。”(《自然辯證法》)當(dāng)著我們?cè)黾臃磻?yīng)物中任一原料的配比,或者不斷地從反應(yīng)體系中移去水分時(shí),就能不斷打破整個(gè)體系欲要達(dá)到平衡的趨勢(shì),從而使提高酯的產(chǎn)率獲得了可能性。因此,實(shí)際生產(chǎn)中酯化反應(yīng)都不在平衡條件下進(jìn)行的。
2.酰氯
當(dāng)乙酸與PCl3、PCl5或SOCl2(亞硫酰氯)作用后,就能制取乙酰氯:
乙酰氯性質(zhì)非常活潑,在空氣中即水解放出HCl氣體而冒煙霧:
乙酰氯除了被水分解外,還能被氨、醇所分解。如被醇分解:
乙酰氯主要用在藥物、染料、農(nóng)藥等有機(jī)合成工業(yè)上。
3.酰胺
當(dāng)乙酸和氨作用后,首先生成銨鹽,然后醋酸銨在250℃時(shí)失水得到乙酰胺。
乙酰胺是無(wú)味、白色結(jié)晶,能溶于水,其水溶液是種很好的溶劑。一般的酰胺也存在于植物中,當(dāng)作物多施用了氮肥,體內(nèi)就會(huì)有酰胺的積累,成為植物體內(nèi)氮的一種儲(chǔ)藏形態(tài)。
4.酸酐
當(dāng)二分子乙酸在脫水劑作用下失去ー分子水后,就會(huì)變成乙酸酐。實(shí)際生產(chǎn)乙酸酐是用醋酸銅、醋酸鈷為催化劑,通入氧氣,使乙醛氧化而成:
生成的乙酸酐(簡(jiǎn)稱乙酐)又會(huì)繼續(xù)水解成醋酸,故在反應(yīng)過(guò)程中要設(shè)法移去水分,控制水解反應(yīng)的進(jìn)行,以提高乙酐的得率。
乙酐是無(wú)色具有刺激臭味的液體,沸點(diǎn)140℃,它的化學(xué)性質(zhì)和乙酰氯相似,也能水解、氨解和醇解,但不如乙酰氯活潑,作用比較緩慢。
水解:
氨解:
醇解:
當(dāng)比較了酯、酰氯、酰胺、酸酐等羧酸衍生物后,可以發(fā)現(xiàn)它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上都有共同的部分
,這個(gè)部分也就是乙酸分子中除去羥基后剩余的部分,我們稱這個(gè)基團(tuán)為乙?;贼人嵫苌镉挚山凶鲺;衔铩T谟袡C(jī)合成工業(yè)上,它們(除酰胺外)常被用作乙酰化劑,也就是使其他化合物中氫原子被取代,同時(shí)引入一個(gè)乙?;?,以改變?cè)瓉?lái)的化合物的性質(zhì)。
例如:當(dāng)用乙酸酐在少量濃硫酸存在下,使水楊酸中引入?;?,變成乙酰水楊酸后就可降低原來(lái)水楊酸的毒性,成為一種解熱鎮(zhèn)痛的藥——“阿司匹林”。