第十章羧酸及其衍生物ppt课件

1、第十二章 羧酸及其衍生物n羧酸及其衍生物广泛存在于自然界和动、植物体中。n一、羧酸n 分子中含有羧基的化合物为羧酸：RCOOHRCOOH羧酸 羧基 命名 1、含羧基的最长碳链； 2、羧基的编号最小，总为1，故省略。COOHHCH3COOHCH3CHCH2COOHCH3HOOCCHCHCOOHHOOCCOOHCOOHCOOH甲酸 乙酸蚁酸 醋酸3-甲丁酸苯甲酸安息香酸环戊基甲酸反-丁烯二酸富马酸乙二酸草酸CH316CH215CH214CH213CH212CH211CH10CH9CH28CH27CH26CH25CH24CH23CH22COOH19-十六碳烯酸棕榈油酸CH318CH217CH216C

2、H215CH214CH13CH12CH211CH10CH9CH28CH27CH26CH25CH24CH23CH22COOH19，12- 十八碳二烯酸亚油酸CHCHCOOHCOOHCOOHHOOCCHCOOHCH2CH33-苯基丙烯酸 邻苯二甲 乙基丙二酸 肉桂酸命名：CH3CH2CHCHCHCH3COOHCH2CCH2OHCOOHCCCHCHCCHCOOHC2H5O2NHOOCCH2CHCH2COOHCOOH物理性质n1、沸点：、沸点：n十个碳以下的羧酸为液体；十个碳以上十个碳以下的羧酸为液体；十个碳以上的高级羧酸为蜡状固体；而多元酸和芳的高级羧酸为蜡状固体；而多元酸和芳香酸为结晶固体。液体羧

3、酸的沸点高于香酸为结晶固体。液体羧酸的沸点高于相近分子量的烃、醛、醇等，由于分子相近分子量的烃、醛、醇等，由于分子中存在二聚体。分子间有两个氢键：中存在二聚体。分子间有两个氢键：n 乙酸乙酸 正丙醇正丙醇 丙醛丙醛 甲乙醚甲乙醚nM 60 60 58 60n沸点沸点 117.9 97.4 48.8 4CH3COOHCH3COOH.2、熔点 普通趋势是熔点随分子量上升, 先下降后上升. 但含偶数C的羧酸的熔点高于相邻两个含奇数C的羧酸的熔点。分子的构造严密，那么熔点高。CH3CH2COOHCH3CH2CH2COOHCH3CH2CH2CH2COOHCH3CH2CH2CH2CH2COOH3、溶解度低

4、级羧酸易溶于水，高级羧酸那么不溶，但高级羧酸盐在水中的溶解度大大添加。RCOOH非极性基团 极性基团 亲油基 亲水基RCOONa非极性基团 极性基团 亲油基 亲水基构造及反响性 羧基由羟基与羰基组合而成，故既有OH的特性：酸性，且酸性强于OH；又有羰基的特性：亲核加成，且亲核性弱于羰基；同时COOH是一个完好的吸电基，故其-H也呈现出酸性。CHCOORHHCH2COO-RNu -酸性图示脱酸反应 化学性质O-H键的断裂 1、酸性羧酸在水中电离出H+：RCOOHOH2RCOO-OH3+ +羧酸与醇、酚酸性的比较：RCOOHOHROHNaHCO3RCOO-Na+CO2 + H2O 溶解澄清分层OH

5、ROHNaOH O-Na+分层ROH 溶解澄清KaPKa = - lg Ka例：用两种方法鉴别以下化合物OHOHCOOHA B Cn羧酸的酸性比较：羧酸的酸性比较：n n酸性普通以酸性电离常数酸性普通以酸性电离常数Ka来衡量，来衡量，Ka大那么酸性大：大那么酸性大：n 丁酸丁酸 乙酸乙酸 苯甲酸苯甲酸 乙二酸乙二酸 nKa 1.54 X10-5 1.76 X10-5 6.46 X10-5 5.9X10-2 6.4 X10-5 n 二元酸分两步电离，故有两个电离常数二元酸分两步电离，故有两个电离常数Ka1，Ka2。PKa= -lgKan人体的人体的PH值约为值约为7.4，故体内的多数羧酸呈阴离子

6、形，故体内的多数羧酸呈阴离子形状，可以羧酸盐的方式携带金属离子保送到体内不同状，可以羧酸盐的方式携带金属离子保送到体内不同部分。部分。CH3COOHCH3CH2CH2COOHCHCHCCHCHCHCOOHHOOCCOOHC-O键的断裂2、OH的取代反响：RCOOHRCOOHRCORCOO- H2OP2O5OH2+1、分子间脱水生成酸酐2、与卤化剂作用生成酰卤RCOOHSOCl2二氯亚砜PCl5PCl3RCOCl+SO2 + HClPOCl3 + HClH3PO3酰氯RCOOHR1OH+H+RCOOR1OH2+3、酸与醇脱水生成酯可逆反应，无机酸催化：例：乙酸乙酯的生成：CH3COOHCH3CH

7、2OHCH3COOCH2CH3+OH2H+香味4、酸与氨脱水生成酰胺RCOOHNH3RCOO-NH4+RCONH2OH2+加热加热RCN-脂酰胺羧酸衍生物酰卤、酸酐、脂和酰胺的生成：RCOOHSOCl2HOOCRR1-OH，H+NH3加热RCOClRCOORCORCO OR1RCONH2酰卤酸酐酯酰胺举例：HCOOHCH2CHCH2CH2CH2OH+H+CH3CH2COOH+SOCl2CCCHCHCHCHCCOOHOHOCH3COOH+NH33、复原n 相对含氧有机物醇，醛酮而言，羧酸为有机物中C的最高氧化态，特别稳定。普通的复原剂难以复原，但可用负氢复原：LiAlH4。RCOOHRCH2OH

8、LiAlH44、烃基上的反响1-H的卤代CH3CH2COOHCl2 光照CH3CHCOOHClCH3CCOOHClCl（2）芳环上的取代反应CH3CH2COOHCH3CHCOOHClCH3CCOOHClCl羧酸的结构与酸性：CH2CH2COOHCl 羰基的活性取决于Y的吸电作用与供电作用的相对大小。CONHC2H5CH3COOCCH3OCH3COOCH2CHCH2CH2CH2OCHO 乙酐N-乙基苯甲酰胺乙酸烯丙酯 甲酸-2-环已基乙酯物理性质 波谱性质：P449n酯分子中无氢键，沸点低，有明显香味。n酰卤、酸酐、酯的沸点比分子量相近的羧酸要低。因后者有氢键。n 乙酸 乙酰氯 乙酰胺 乙酸酐

9、戊酸 nM 60 78. 5 59 102 102nB.P. 117.9 50. 9 221.2 187 n 乙酸乙酯 丁酸 nM 88 88 nB.P. 77 166.5n酰胺在N上有H，能构成分子间氢键，结合力大，故多为固体。如：乙酰胺的沸点为221.2度，熔点为82. 3度。化学性质n酰基上亲核取代反响机理CH3LO+Nu-CH3O-NuLCH3NuO+L- 一、酰基上亲核取代反响1、水解：RCOOCOCH3RCClORCOR1ORCNH2OHOH+RCOHO+ClHCH3COOHR1OHNH3小节：水解相当于酰基取代水上的氢，也可看成对水的酰化反应。 即羧酸衍生物作为酰化剂。CH3CO

10、CH3OH+OH2酸水解CH3COOHCH3OH+OH-OH2碱水解CH3COO-CH3OH+酸水解为可逆反应；碱水解为不可逆反应，也叫皂化。CH3CNH2O+OH2HClNaOHCH3COOHNH4Cl+CH3CCO-Na+ NH3酰胺是极稳定的化合物，只有在酸或碱的催化下才会发生水解反应。RCOOCOCH3RCClORCOR2O+RCOR1O+ClHCH3COOHR2OH小节：醇解相当于酰基取代醇上的氢，也可看成对醇的酰化反应。 即羧酸衍生物作为酰化剂。2、醇解：H-O R1CH3COOCOCH3COOHOH+COOHOCOCH3CH3COOH+此反应相当于酸酐的醇（酚）解，生成酯与羧酸。

11、CH3COCH3O+CH3CH2OHH+CH3COCH2CH3OCH3OH+此反应称为酯交换，相当于从一种酯生成另一种酯。酸催化下的可逆反应。RCOOCOCH3RCClORCOR2O+RCNH2O+ClHCH3COOHR2OH小节：氨解相当于酰基取代氨上的氢，也可看成对氨的酰化反应。 即羧酸衍生物作为酰化剂。3、氨解：HNH2NH2CH3COOCOCH3+NHCOCH3CH3COOH+乙酰苯胺的合成。相当于酸酐的氨解。完成以下反响：CH3OCH3OO+NH2CH3H+OOCH3+OH2OH-CH3ClOCH3OH+NH2O+OH2二、复原反响CH3ClOOOO1、LiAlH4 乙醚2、H2OC

12、H3OHCH2OHCH2OH三、与格氏试剂反响 反响能否停留在酮的阶段取决于反响物的活性及反响条件。CH3OCH3OCH3C2H5OMgBrOCH3CH3CH2MgBr苯 回流CH3C2H5O-MgBrOCH3CH3CH2MgBr苯 回流CH3C2H5OMgBrC2H5OH2H+CH3C2H5OHC2H5酰胺的酸碱性CH3CONH2n酰胺中N上的孤对电子被羰基吸引，不能提供出来，故酰胺无碱性；酰胺中的H极难电离出H+，故不呈现酸性。故酰胺是中性化合物。尿素为白色晶体，是哺乳动物体内蛋白质代谢的最终产物。熔点135度，易溶于水和乙醇，1、水解：尿素实为酰二胺，化学性质稳定，只有在酸、碱催化下才能水解。NH2CNH2OOH2+ClHNa+OH-OHCOHONH4+O-CO-ONH3+CO2CO3-2NH3+OH2