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关于羰基的常见错误:羧酸是酸!

最后更新:2022年10月31日|

羧酸也是酸。

我知道这是显而易见的。但几乎可以肯定的是,第一次参加Org 2课程的学生偶尔会忘记这一点。

以下是我经常看到的两个常见错误。

1)格氏试剂与羧酸的反应。

格利雅试剂(具有一般结构RMgBr)是很好的亲核试剂。它们会加入酮,醛,酯类(两次),酸卤化物(两次),环氧化物,以及其他一些羰基包含的化合物。

给那些刚开始接触的学生羰基化学中,也可以引入格氏试剂羧酸

他们没有。

这是因为羧酸是酸,而格氏试剂是强碱。所以不是加到羰基碳,格氏键首先被质子化。结果是共轭碱羧酸(一个羧酸盐)反应迟钝,无法进一步反应。

首先要注意酸碱反应——羧酸会质子化具有强碱的亲核试剂,如格氏试剂

2)与醇氧化合物(脱质子醇)反应

羧酸等衍生品酯类,酸卤化物与HO-和RO-等亲核试剂反应良好。这种模式很快就为人所熟知:1、2之外,然后是1、2取消.看到这种模式,学生们会产生一种错误的安全感,认为羧酸也会这样反应。

它们不会,原因和格氏试剂一样。羧酸也是酸.它们使强碱(如醇氧化合物)质子化,并留下羧酸盐,同样是无反应性的。

尝试用ch3ch2ona代替强碱从羧酸中脱质子生成酯的例子

重复第三次似乎很愚蠢,但这种情况“一直都在发生”。你可能认为你不会这么做。很有可能,在某些时候,你会。这是一个很容易犯的错误。所以让我们最后再说一遍:

羧酸……酸!

- - -

注意:这是一个很好的经验法则,假设酸碱反应会发生得比亲核攻击的反应快,比如加成反应金属羰基合物.如果你感兴趣,有一个名字可以用来形容:最小运动原理.这就是为什么我们看到格氏试剂质子化在它有时间加入到羰基碳。

评论

评论部分

29个关于“关于羰基的常见错误:羧酸是酸!

    1. 如果你使用有机锂试剂,你可以把烷基加到羧酸上形成酮。它们也会使羧酸脱质子生成羧酸盐,但它们的能量足够大,可以加在一起形成碳碳键。然而,我相信形成的中间体是相当稳定的,在检查之前不会消除酮。要得到三醇,你必须把酮交给另一种等效的有机锂(如果你喜欢,也可以是格氏)。希望这能回答你的问题。

  1. 羧酸+胺是另一个常见的质子转移的例子,学生们错过了。我不知道我见过多少RC(=NR)OH产物——很多。

  2. 嗨,詹姆斯!

    很棒的帖子,当我上学期看到它时,我已经理解了它,但最近我看到了你在评论中提到的有机锂反应。我有点困惑,为什么如果你加入两个等量的有机锂你可以用第一个去质子酸,第二个来加但你不能用两个等量的格氏试剂做同样的事情。仅仅是因为格栅变弱了吗?我一直认为这两种试剂都是非常强的亲核试剂/碱,没有太大区别。

    ——困惑但希望得到启迪(弗兰克W.)

  3. 我是马特,我是有机大师的导师。坦率地回答你的问题,我首先同意,乍一看,格氏酸会简单地去质子化羧酸,而烷基锂通过连续的去质子化/加成不可逆地形成一个锂离子,这似乎有点疯狂。在大多数情况下,格氏和烷基锂的反应方式相同,尽管我注意到,烷基锂在以脱质子化为具体目标时更常用(例如,形成叶立德)。如果你研究了足够多的机制,你最终会遇到许多这种令人沮丧的不一致的例子,必须通过一些挥手来合理化。可能没有人知道确切的答案,这可能与其中任何一个有关:

    1)在此背景下,Li+阳离子的lewis酸略强
    2) C-Li键的亲核性略高于C-Mg键

    这可能是一种过度简化,我欢迎任何知道实验数据或计算研究的人来解释这一点。机制本身可能完全不同,因为这些试剂有时会做一些奇怪的事情,比如单电子转移(SET)自由基机制。

    1. 马特-我想说你的答案(1)是好的,但你的答案(2)是多余的。根据定义,如果R-Li反应性更强那是因为它有更高的亲核性

      但是回到李路易斯酸度。你可以把它和LiAlH4和NaAlH4或者NaBH4和LiBH4的差异进行比较。在这两种情况下,锂盐的反应性更强。很多差异可能是由于刘易斯酸度,但也可能有溶剂化的差异,影响反应性。事实上,溶剂化/Lewis酸性在很大程度上解释了LAH和NaBH4反应性的差异。对裸离子AlH4-和BH4-的热化学研究表明,它们的氢化物结合能没有差异,在无溶剂和反离子的情况下,AlH4-和BH4-还原CO2的活化能相同。

      思考有机金属或有机溶液中的无机盐等物质的结构并不总是那么容易。即使是乙醚和四氢呋喃结构上的细微差异也会改变溶剂化性质,这些东西会对反应性产生很大影响。幸运的是,我们有像Hans Reich和Dave Collum这样的人来帮助我们更好地理解它。

  4. 请说明:格氏试剂+羧酸氯- >酮+ mg -卤化物。

    C-Cl键的反应性是否如此之强,以至于不能进行简单的格氏质子化反应?

  5. 羧酸盐的电荷实际上在两个氧之间,这可能解释了为什么它不喜欢表现得像羧基化合物。

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