羧酸及衍生物 ppt課件

1、目的要求：掌握羧酸及衍生物的構(gòu)造和命名。掌握羧酸及其衍生物的性質(zhì)。了解羧酸及其衍生物的相互轉(zhuǎn)化。 了解羧酸及其衍生物的用途。 RCOOHRCOXRCOORRCONH2RCOOCOR羧酸酯酸酐酰鹵酰胺一、一、羧酸的構(gòu)造、分類(lèi)和命名羧酸的構(gòu)造、分類(lèi)和命名構(gòu)造 羰基C原子以SP2雜化軌道成鍵 鍵長(zhǎng)： C=O 0.1245nm COH 0.1312nm 普通的：C=O 0.1203nm COH 0.1430nm p 共軛 COO 構(gòu)造OOHc羧基 分類(lèi) 按烴基的種類(lèi)可分為：a、脂肪族羧酸：飽和羧酸、不飽和羧酸 b、 脂環(huán)族羧酸c、 芳香族羧酸 按羧基數(shù)目可分為：一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸 飽和酸不飽

2、和酸芳香酸一元酸乙酸丙烯酸苯甲酸二元酸乙二酸順丁烯二酸鄰二苯甲酸OOCOOCRCOOH命名 據(jù)來(lái)源命名CHOOH 蟻酸CH3COOH醋酸HOOCCOOH草酸HOOCCH2CH2COOH琥珀酸 系統(tǒng)命名a含羧基的最長(zhǎng)碳鏈。b編號(hào)。從羧基C原子開(kāi)場(chǎng)編號(hào)。用阿拉伯?dāng)?shù)字或希臘字母。CH3CHCHCH2COOH 3，4F二甲基戊酸CH3CH3或： ， 二甲基戊酸5 4 3 2 1 c. 如有不飽和鍵角要標(biāo)明烯或炔鍵的位次。并主鏈包括雙鍵和叁鍵。CH3（CH2）7CH=CH（CH2）7COOH 9十八碳烯酸（俗稱(chēng)油酸）d. 脂環(huán)族羧酸。簡(jiǎn)單的在脂環(huán)烴后加羧酸二字，復(fù)雜的環(huán)可作為取代基。e.芳香酸可作脂肪酸

3、的芳基取代物命名。f.多元羧酸：選擇含兩個(gè)羧基的碳鏈為主鏈，按C原子數(shù)目稱(chēng)為某二酸。 COOHCH2CH2CH2COOH4苯基丁酸苯甲酸CH2COOH 萘乙酸COOHCH2CH2CH2COOH環(huán)已基甲酸4環(huán)已基丁酸二、二、羧酸的性質(zhì)羧酸的性質(zhì)物理性質(zhì) 沸點(diǎn)：高于分子量相近的醇。 乙醇分子間氫鍵鍵能為25KJ/mol；甲酸分子間氫鍵鍵能為30 KJ/mol。溶解性：隨著烴基的增大溶解度水中減小。氣味：甲、乙、丙酸有較強(qiáng)的刺鼻氣味，水溶液有酸味。形狀： 十個(gè)碳原子以下的飽和一元酸是液體。 高級(jí)脂肪酸是蠟狀固體。 二元脂肪酸和芳香酸都是結(jié)晶固體。比重：一元羧酸：甲酸、乙酸比艱苦于1；其它羧酸的比重小

4、于1。 二元羧酸、芳香羧酸的比艱苦于1。2化學(xué)性質(zhì) 酸性 羧酸能使蘭色石蕊試紙變紅色。 a. 與堿中和生成鹽和水OCROHOCROHCH3COOHCH3COONaNaOHCaO2RCOOH（RCOO）2Ca+CH2COHOR 還原酸性 H反應(yīng)脫羧反應(yīng)羥基被取代RCOOH?；然鵦. 誘導(dǎo)效應(yīng)對(duì)羧酸酸性的影響b. PKa 甲酸的甲酸的PKa=3.76；乙酸的；乙酸的 PKa=4.76； 其它飽和一元酸的其它飽和一元酸的PKa=4.765之間之間。HCOOH CH3COOHCH3CH2COOHMe2CHCOOHMe3CCOOHPKa 3.76 4.76 4.78 4.86 5.03RHOCOCH3

5、OCO甲基的供電性，使負(fù)電荷更集中而不穩(wěn)定。ClOCOCl的吸電性，使負(fù)電荷分散而穩(wěn)定。+I效應(yīng)使羧酸酸性減弱，I效應(yīng)使羧酸酸性加強(qiáng)。誘導(dǎo)效應(yīng)隨間隔的添加而迅速下降苯甲酸的乙醚溶液醚層水層苯甲酸H+Na2CO3溶液靜置PKa 2.81 4.05 4.50 4.81CH3CH2CHCOOHCH3CHCH2COOHClCH2CH2CH2COOHCH3CH2CH2COOHClCl2RCOOH+ Na2CO32RCOONaCO2H2O+ Cl3CCOOH Cl2CHCOOH ClCH2COOH CH3COOHPKa 0.64 1.30 2.86 4.76 羧酸中羥基的反響HOOCCH2COOH PKa

6、1 2.83 ; PKa2 5.69二元羧酸酸性比一元羧酸酸性強(qiáng)，且 PKa2 Pka1 a. 酰鹵的生成OHRCO 酯酰胺酰鹵酸酐XRCONH2RCOORRCOOCORRCOCOHORCClOR+SOCl2SO2HCl+COHOR+PCl3H3PO3亞磷酸CClOR+200分解COHOR+POCl3三氯氧磷PCl5CClORHCl沸點(diǎn)107b. 酸酐的生成一元羧酸的分子間脫水產(chǎn)物二元羧酸的分子內(nèi)脫水產(chǎn)物酸酐COHORCOHOR+或乙酸酐P2O5COORCORH2O+COOHCOOHCOOCOCOOHCOOHH2CH2CH2CH2CCOOCOc. 酯化的生成 酸催化下，酯化反響普通按酰氧鍵斷裂

7、歷程進(jìn)展。酯化反響不是簡(jiǎn)單的取代反響，而是酸催化的加成消除反響歷程。COHORCOR+H2OROH+ORH2SO4濃H2O+COHORH+C OHR+OHC OHR+OH+OHR：COHOHRR OH+COHROROH2：+CRORCORORH+OH+OHCH3COO CH2CH3H+18OCROCH2CH318+H2O 復(fù)原反響d.酰胺的生成CH3COOHCH2COOHBr2Br2PBr3紅磷PBr2紅磷PBr2紅磷PCBr3COOHBr紅磷 P+ 二元羧酸酸性：第一個(gè)酸性：第一個(gè)H+電離常數(shù)比第二個(gè)大。電離常數(shù)比第二個(gè)大。HOOCCOOH，Ka 1=3.5*102 , Ka2=4*106受

8、熱分解受熱分解A 草酸、丙二酸加熱失羧COOHCOOH150HCOOHCO2+CH3COOH+NH3CH3COONH4CH3CONH2羧酸銨鹽酰胺腈H2ORCNH2ORCOOHRCH2OHLiAlH4COOH+Br2FeCl3COOHBr 烴基上的取代反響 AH的鹵代反響(紅磷或光照)B芳烴上取代COOHH2CCOOHCO2CH3COOH熔點(diǎn)以上時(shí)分解140160+B 丁二酸、戊二酸加熱失水成環(huán)酸酐COOHH2CCOOHH2COOOCCH2O+COOHH2CCH2H2CCOOHOOOCCH2O+C 已二酸、庚二酸加熱同時(shí)脫羧失水，成環(huán)酮COOHCH2COOHH2CH2CH2COH2O+CO2+

9、CO OHCH2CO OHH2CH2CCH2H2COH2O+CO2+三、重要的羧酸三、重要的羧酸甲酸 構(gòu)造HCOHO特性特性 甲酸的酸性顯著高于其它飽和一元酸。 甲酸具有復(fù)原性，能發(fā)生銀鏡反響。 甲酸也能使高錳酸鉀溶液退色。 甲酸與濃硫酸加熱，那么分解生成一氧化碳和水。 甲酸具有殺菌力，可作消毒或防腐劑。2 乙二酸草酸：具有復(fù)原性，易被氧化成二氧化碳和水3丁烯二酸：順?lè)串悩?gòu)體。 熔點(diǎn) 反式 順式 熄滅熱 順式 反式 順式?jīng)]有反式穩(wěn)定 順、反的關(guān)系 酸性： Ka1 順式 反式 Ka2 反式 順式 HXH2OH2O200,H2OCOOHHOOCHHCOOHCOOHHHOOOCC300一、一、命名命

10、名酰鹵：CClO苯甲酰氯H3CCClO乙酰氯H3CHCH2CH2CCClOH3C 4甲基戊酰氯 甲基戊酰氯酸酐： 稱(chēng)“酐或“某酸酐或“某酐 酯： 根據(jù)相應(yīng)的羧酸和醇來(lái)命名。酸的部分包括?；鵆原子。COCOO鄰苯二甲酸酐OCOOC苯甲酸酐OOOCCH3CH3C乙酸酐OOOCC丁二酸酐 酰胺：和酰鹵類(lèi)似，據(jù)相應(yīng)的?；鶃?lái)命名。HCOCH2CH3OH3CCO CH2CH3OH3CCO CH=CHOH3CCCH2OCH2CH3OCOOCH2CH3EtOCOH2CCOH2CCHCH2ONO2ONO2ONO2甲酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙烯酯丙二酸二乙酯乙酰乙酸乙酯 丙三醇三硝酸酯（或甘油三硝酸酯）H H CNH2

11、OCNH2O苯甲酰胺CNMe2ON，N二甲苯甲酰胺甲酰胺二、物理性質(zhì)二、物理性質(zhì)密度：酸酐的密度密度：酸酐的密度1；脂肪族一元羧酸酯的密度均；脂肪族一元羧酸酯的密度均1；二元羧酸酯和芳酸酯的密度均二元羧酸酯和芳酸酯的密度均1。水溶性：酰氯劇烈水解，放出大量的水溶性：酰氯劇烈水解，放出大量的HCl及熱量。及熱量。低級(jí)酰胺可溶于水。低級(jí)酰胺可溶于水。特點(diǎn)： a.產(chǎn)物均有羧酸生成。 b.活性：酰鹵酸酐 酯 酰胺三、化學(xué)性質(zhì)三、化學(xué)性質(zhì)?；姆错?水解 R CClOR COR CNH2ORCOOR CORO+RCOOHHClNH4+ H2O+ H2O劇烈反應(yīng)+ H2O+ H2OH+或OH H+或OH

12、H+或OH ,長(zhǎng)時(shí)間回流+2RCOOHRCOOHRCOOH減慢ROH沸點(diǎn)：NCROHNCROHHH酰鹵、酸酐和酯，由于它們分子間不能構(gòu)成氫鍵，所以沸點(diǎn)普通比分子量相近的羧酸低。 由于酰氨分子間締合才干較強(qiáng)，因此沸點(diǎn)甚至比相應(yīng)的羧酸還要高。特點(diǎn)：a.醇解產(chǎn)物是酯。 醇解R CClOR COR CNH2ORCOOR CORO+減慢劇烈反應(yīng)CH3CH2OHNH3HClRCOOH+R COOC2H5R COCH3CH2OHCH3CH2OHCH3CH2OHOC2H5R COOC2H5ROHR COOC2H5 b.反響活性： 酰鹵酸酐 酯 酰胺 c.酰氯和酸酐是活潑的?；瘎?。氨解氨解特點(diǎn)：a. 產(chǎn)物是酰

13、胺。 b. 反響活性: 酰鹵酸酐 酯 酰胺 c. 重要的溴化試劑NBSOOO+NH3NHOOBr2NOOBrN溴代丁二酰亞胺(NBS)R CClOR COR CNH2ORCOOR CORO+NH32NH3NH3RNH2(過(guò)量)R CNH2OR CNH2ORCNH2O+NH4ClH3C C NH2ORCNHROCH3CH2OHNH3水解、醇解、氨解的歷程加成消除可表示為：2酰胺的特殊反響 酸堿性R CONH2：CH3 CONH2HClNaCH3CONH2 HClCH3CONHNaH2+乙醚+乙醚CH3 CONH2+COCONHNa+乙醚COCON- Na+H2O+ N H 3 N H 2 C O

14、 R NH(COR)2 酸 性 增 強(qiáng), 堿 性 減 弱 Hofmam降解反響 可制備少一個(gè)C原子的伯胺。RCONH2NaOX2NaOHRNH2Na2CO3NaX+H2OR COANu+加成R C NuAO-消除+R CONuA3酯縮合反響Claisen縮合 兩分子乙酸乙酯在EtONa作用下起縮合反響生成羰基酯。H3C COEtO+-H2C COEtOH3C COEt-OCH2COOEtH3C COCH2COOEt+ EtO乙酰乙酸乙酯CH3COOC2H5HCH2COOEtEtONaCH3COCH2COOEtEtOH+1、與金屬鈉作用發(fā)出、與金屬鈉作用發(fā)出H2；生成鈉鹽；生成鈉鹽；2、使溴水褪

15、色；、使溴水褪色；3、與、與FeCl3作用顯色。作用顯色。OOCCHCOHOCH3OC2H5CH3CCH2COC2H5將以下化合物按酸性加強(qiáng)的順序陳列：CH3CH2CHBrCO2H b. CH3CHBrCH2CO2H c. CH3CH2CH2CO2H d. CH3CH2CH2CH2OH e. C6H5OH f. H2CO3 g. Br3CCO2H h. H2O酸性排序 g a b c f e h d a.Na2Cr2O7-H2SO4b.(CH3)2CHOH+COClH3Cc.HOCH2CH2COOHLiAlH4d.NCCH2CH2CN+H2ONaOHH+e.CH2COOHCH2COOHBa(O

16、H)2f.CH3COCl+CH3無(wú)水 AlCl3g.(CH3CO)2O+OHh.CH3CH2COOC2H5NaOC2H5i.CH3COOC2H5+CH3CH2CH2OHH+j.CH3CH(COOH)2k.COOH+HCll.2+HOCH2CH2OHH+m.COOHLiAlH4COOHn.HCOOH+OHH+o.CH2CH2COOC2H5CH2CH2COOC2H5NaOC2H5p.NCONH2OHq.CH2(COOC2H5)2+H2NCONH2 用簡(jiǎn)單化學(xué)方法鑒別以下各組化合物：a.COOHCOOH與與CH2COOHCH2COOHb.COOHOCH3OHCOOCH3與c. (CH3)2CHCH=

17、CHCOOH與COOHd.COOHCH3OHCOCH3OHOHCH=CH2與 a. KMnO4 c. Br2 or KMnO4 完成以下轉(zhuǎn)化：a .OCOOHOHb .CH3CH2CH2BrCH3CH2CH2COOHc .(CH3)2CHOH(CH3)2CCOOHOHd .CH3CH3OOOOOOe .( CH3)2C= CH2(CH3)3CCOOHa .OCOOHOHb .CH3CH2CH2BrCH3CH2CH2COOHc .(CH3)2CHOH(CH3)2CCOOHOHd .CH3CH3OOOOOOe .( C H3)2C = C H2(CH3)3CCOOHf.COOHBrg.HCCHCH3COOC2H5h.OOi .CH3CH2COOHCH3CH2CH2CH2COOHj .CH3COOHCH2(COOC2H5)2k.OOOCH2COONH4CH2CONH2l .CO2CH3OHCOOHOOCCH3m.CH3CH2COOHCH3CH2COOn.CH3CH(COOC2H5)2CH3CH2COOHh .OOi.CH3CH2COOHCH3CH2CH2CH2COOHj.CH3COOHCH2(COOC2H5)2k .OOOCH2COONH4CH2CONH2l.CO2CH3OHCOOHOOCCH3m .CH3CH2COOHCH3CH2COOn .CH3CH(C