第九章+羧酸+newppt課件

1、第九章第九章 羧羧 酸酸Carboxylic AcidsCH3COOHCH3CH2CH2COOH 醋酸丁酸Acetic acidButanoic acid一一 自然界中的羧酸自然界中的羧酸HOOHOHCOOH膽酸 (Cholic acid)C C(CH2)7COOHCH3(CH2)7HH油酸 ( Oleic acid )還可用于化學(xué)工業(yè)中還可用于化學(xué)工業(yè)中, 做乳化劑做乳化劑, 光滑劑光滑劑順式十八烯-9-酸;十八烯酸 花生油中所含的油酸具有特殊作用！油酸可降低血液總膽固醇和有害膽固醇，卻不會降低有益膽固醇。營養(yǎng)學(xué)界把油酸稱為“平安脂肪酸，油酸的含量，是評定食用油質(zhì)量的重要標(biāo)志。 亞油酸具有獨(dú)

2、特的結(jié)合亞油酸具有獨(dú)特的結(jié)合/解離氧的才干，可以協(xié)助解離氧的才干，可以協(xié)助氧的傳輸，提高人體耐缺氧和抗疲勞才干。另外，氧的傳輸，提高人體耐缺氧和抗疲勞才干。另外，亞油酸還可以用于化裝品，作為營養(yǎng)性助劑，加速亞油酸還可以用于化裝品，作為營養(yǎng)性助劑，加速皮膚細(xì)胞的更新，去除皮膚外表的黑色素顆粒，美皮膚細(xì)胞的更新，去除皮膚外表的黑色素顆粒，美白皮膚。還具有保濕、抗過敏、調(diào)理作用。在肥皂白皮膚。還具有保濕、抗過敏、調(diào)理作用。在肥皂配方中參與亞油酸可防浴后昆蟲叮咬，增白乳液中，配方中參與亞油酸可防浴后昆蟲叮咬，增白乳液中，亞油酸可以有效抑制酪氨酸酶的活性，減少黑色素亞油酸可以有效抑制酪氨酸酶的活性，減少

3、黑色素構(gòu)成。構(gòu)成。CCCH2CH3(CH2)4HHCC(CH2)7COOHHH亞油酸 ( Linoleic acid )本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容9.1 9.1 分類和命名分類和命名一一. . 分類分類飽和羧酸飽和羧酸脂肪族羧酸脂肪族羧酸芳香族羧酸芳香族羧酸羧酸羧酸不飽和羧酸不飽和羧酸一元酸，二元酸及多元酸一元酸，二元酸及多元酸RCOOHArCOOHCOOHRRR 二二. . 命名命名 在系統(tǒng)命名時，脂肪酸是選擇含有羧基的最長碳鏈為主在系統(tǒng)命名時，脂肪酸是選擇含有羧基的最長碳鏈為主鏈，從羧基碳原子開場編號，根據(jù)主鏈上碳原子的數(shù)目鏈，從羧基碳原子開場編號，根據(jù)主鏈上碳原子的數(shù)目稱為某酸。稱為某酸。

4、4-甲基戊酸3甲基6乙基辛二酸丙酸CH3CH2COHOCH3CHCH2CH2COHCH3O12345HOCCH2CHCH2CH2CHCH2COHOOCH2CH3CH38 7 6 5 4 3 2 13 3溴環(huán)己烷甲酸溴環(huán)己烷甲酸COOHBrCOOHCH3COOHOH3 3溴丁酸溴丁酸 3 3甲基甲基2 2丁烯酸丁烯酸 3 3羥基丁酸羥基丁酸含有碳環(huán)的羧酸，那么是將環(huán)作為取代基命名。含有碳環(huán)的羧酸，那么是將環(huán)作為取代基命名。COOHBrCOOH123456123451 1環(huán)戊烯甲酸環(huán)戊烯甲酸苯甲酸苯甲酸3 3苯基丁酸苯基丁酸3 3氯苯甲酸氯苯甲酸3 3環(huán)己基丁酸環(huán)己基丁酸COOHCOOHPhCOO

5、HClCOOHHCOOHCH3COOHCH3(CH2)14COOHCH3(CH2)16COOHCOOHH3CCOOHOHOCOOHCH2CH2COOH一些常見羧酸俗名與系統(tǒng)命名CH2COOHCH2COOHCCHHCCOOHCH2COOHHOCH2COOHCOOHCOOHCOOHCOOH一些常見羧酸俗名與系統(tǒng)命名OHOH3CO CHCOOHCH2COOHH2N 9.2 9.2 羧酸的構(gòu)造和物理性質(zhì)羧酸的構(gòu)造和物理性質(zhì) 乙酸的鍵長、鍵角如下：乙酸的鍵長、鍵角如下：醛酮C=O鍵長：122 pm醇C-OH鍵長：143 pm 122 143 方式上看，羧基由羰基和羥方式上看，羧基由羰基和羥基組成。實(shí)踐上

6、，羥基氧原子的基組成。實(shí)踐上，羥基氧原子的未共用電子對所占據(jù)的未共用電子對所占據(jù)的p p軌道和軌道和羰基的羰基的鍵構(gòu)成鍵構(gòu)成p-p-共軛。共軛。 羥基氧上電子云密度有所降羥基氧上電子云密度有所降低，羰基碳上電子云密度有所升低，羰基碳上電子云密度有所升高。因此，羧酸中羰基對親核試高。因此，羧酸中羰基對親核試劑的活性降低，不利于劑的活性降低，不利于HCNHCN等親等親核試劑反響。核試劑反響。 像醇一樣，由于氫鍵使得羧酸分子劇烈地結(jié)合在一同。像醇一樣，由于氫鍵使得羧酸分子劇烈地結(jié)合在一同。大部分羧酸是經(jīng)過氫鍵以環(huán)狀二聚體的方式存在。大部分羧酸是經(jīng)過氫鍵以環(huán)狀二聚體的方式存在。H3C COHOHOCO

7、CH3Acetic acid dimer劇烈的氫鍵作用，導(dǎo)致羧酸沸點(diǎn)較高強(qiáng)的氫鍵對羧酸的沸點(diǎn)有顯著的影響。使得羧酸比相應(yīng)的強(qiáng)的氫鍵對羧酸的沸點(diǎn)有顯著的影響。使得羧酸比相應(yīng)的醇具有更高的沸點(diǎn)。一些羧酸的物理常數(shù)如下：醇具有更高的沸點(diǎn)。一些羧酸的物理常數(shù)如下：形狀形狀: : 十個碳原子以下的飽和一元羧酸為液體，有十個碳原子以下的飽和一元羧酸為液體，有酸味；高級脂肪酸為蠟狀固體；脂肪二元羧酸和芳酸味；高級脂肪酸為蠟狀固體；脂肪二元羧酸和芳香酸為結(jié)晶形固體。香酸為結(jié)晶形固體。溶解性溶解性: : 低級脂肪酸易溶于水，隨著碳原子數(shù)添加低級脂肪酸易溶于水，隨著碳原子數(shù)添加水溶性逐漸降低。水溶性逐漸降低。9.

8、3 9.3 羧酸的酸性羧酸的酸性羧酸能與堿反響生成羧酸鹽和水羧酸能與堿反響生成羧酸鹽和水COROH+ NaOHH2OCORONa+ H2O羧酸解離常數(shù)RCOOH + MgO(RCOO)2MgRCOOH + NaOHRCOONaRCOOH + NaCO3RCOONaCO2+H2O+H2O2+H2O2羧酸的鈉鹽、鉀鹽均溶于水，故可用此法分別提羧酸的鈉鹽、鉀鹽均溶于水，故可用此法分別提純羧酸。純羧酸。思索題思索題:怎樣分別苯甲酸和苯酚怎樣分別苯甲酸和苯酚二元羧酸也可分兩步電離，但第二步電離要二元羧酸也可分兩步電離，但第二步電離要困難得多，可構(gòu)成酸性鹽和中性鹽。困難得多，可構(gòu)成酸性鹽和中性鹽。COOH

9、COOHNaOHCOONaCOOHCOONaCOONaNaOH草酸 草酸氫鈉 草酸鈉羧酸與醇的酸性比較：羧酸與醇的酸性比較：乙酸的酸性比乙醇強(qiáng)，為什么？乙酸的酸性比乙醇強(qiáng)，為什么？CH3CH2OH + H2OCH3CH2O+ H3O+H3C COOH+ H2OH3C COOH3C COO+ H3O+AlcoholUnstabilizedalkoxide ionCarboxylic acidResonance-stabilized carboxylate ion (two equivalent resonance forms)由于由于p-共軛，乙酸解離后生共軛，乙酸解離后生成的乙酸根負(fù)離子中的兩

10、個碳成的乙酸根負(fù)離子中的兩個碳氧鍵的鍵長平均化，乙酸根氧鍵的鍵長平均化，乙酸根負(fù)離子比乙醇解離后生成的乙負(fù)離子比乙醇解離后生成的乙氧基負(fù)離子更穩(wěn)定，因此，乙氧基負(fù)離子更穩(wěn)定，因此，乙酸的酸性比乙醇強(qiáng)。酸的酸性比乙醇強(qiáng)。取代基對羧酸酸性的影響取代基對羧酸酸性的影響取代基對羧酸酸性的影響吸電子基團(tuán)使羧酸根的穩(wěn)定性加強(qiáng)，因此使羧酸的酸性加強(qiáng)。吸電子基團(tuán)使羧酸根的穩(wěn)定性加強(qiáng)，因此使羧酸的酸性加強(qiáng)。并且，吸電子基團(tuán)的吸電子才干越強(qiáng)，羧酸的酸性越強(qiáng)。并且，吸電子基團(tuán)的吸電子才干越強(qiáng)，羧酸的酸性越強(qiáng)。給電子基團(tuán)使羧酸根的穩(wěn)定性降低，因此使羧酸的酸性減弱。給電子基團(tuán)使羧酸根的穩(wěn)定性降低，因此使羧酸的酸性減弱。

11、取代基對羧酸酸性的影響取代基對羧酸酸性的影響誘導(dǎo)效應(yīng)隨間隔的增大而減弱，對酸性的影響也越小。誘導(dǎo)效應(yīng)隨間隔的增大而減弱，對酸性的影響也越小。對位取代苯甲酸酸性取代基對取代苯甲酸酸性的影響取代基對取代苯甲酸酸性的影響將以下化合物按照酸性從小到大的順序進(jìn)展陳列。將以下化合物按照酸性從小到大的順序進(jìn)展陳列。苯甲酸苯甲酸, , 對甲基苯甲酸對甲基苯甲酸, , 對氯苯甲酸對氯苯甲酸對硝基苯甲酸對硝基苯甲酸, , 乙酸乙酸, , 苯甲酸苯甲酸苯甲酸比普通的脂肪酸酸性強(qiáng)甲酸除外，緣由在于：苯環(huán)可以經(jīng)過共軛效應(yīng)穩(wěn)定羧基負(fù)離子，PhCOO-的穩(wěn)定性大于RCOO-.苯甲酸苯甲酸 對甲基苯甲酸對甲基苯甲酸 苯甲酸苯

12、甲酸 乙酸乙酸比較以下三組化合物的酸性比較以下三組化合物的酸性COOHNO2COOHOMeCOOHCH3COOHBrCH2COOHCF3CH2COOHCH3CHCOOHCH3ClCH2COOHICH2COOHHCOOHCH3COOHRCH2COOHR3CCOOH9.4 9.4 羧酸的制備羧酸的制備CH3O2NCOHO2NOKMnO4H2O, 95Cp-Nitrotoluenep-Nitrobenzoic acid (88%)CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOHKMnO4H3O+CH3(CH2)7COOH + HOOC(CH2)7COOHOleic acid Nonanoic acid

13、 Nonanedioic acidCH3(CH2)8CH2OHCrO3H3O+CH3(CH2)8COHO1-Decanol Decanoic acid (93%)CH3CH2CH2CH2CH2CHOAg2ONH4OHCH3CH2CH2CH2CH2CH2COHOHexanal Hexanoic acid (85%)銀鏡反響OCHCH3Br1. NaCN2. H3O+OCHCOHCH3OFenoprofen(an antiarthritic agent)RCH2BrNaCN(SN2)RCH2CNH3O+RCH2COH + NH3O非諾洛芬非諾洛芬解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥制備比制備比 RX 多一

14、碳的羧酸多一碳的羧酸RMgXCO2(RCO2)2MgH2ORCO2HRXMgCOORMgXCOORMgXH2OCOHORH3CBrCH3CH3H3CMgBrCH3CH3H3CCOOHCH3CH3MgEther1. CO2,ether2. H3O+1-Bromo-2,4,6-trimethyl-2,4,6-Trimethylbenzoic acidbenzene( 87% )以溴苯為原料制備苯乙酸？CH2BrCH2COHOH2CC NTHFH3O+NaCNCH2MgBrEtherMg1. CO22. H3O+提問：由鹵代烴制備添加一個碳的羧酸常用如下方法：提問：由鹵代烴制備添加一個碳的羧酸常用如

15、下方法： 方法方法1 1：由鹵代烴轉(zhuǎn)化成腈，水解得到羧酸；：由鹵代烴轉(zhuǎn)化成腈，水解得到羧酸； 方法方法2 2：由鹵代烴轉(zhuǎn)化成：由鹵代烴轉(zhuǎn)化成 Grignard Grignard 試劑，與試劑，與 CO2 CO2 反響反響后水解得到羧酸后水解得到羧酸. . 以下轉(zhuǎn)化應(yīng)選用哪種方法？以下轉(zhuǎn)化應(yīng)選用哪種方法？ 解答解答: : 用方法一，用方法一， Grignard Grignard 試劑可與羰基反響。試劑可與羰基反響。 用方法二，乙烯鹵不發(fā)生親核取代。用方法二，乙烯鹵不發(fā)生親核取代。 用方法二，叔鹵代烴在堿性條件下易發(fā)生消除。用方法二，叔鹵代烴在堿性條件下易發(fā)生消除。 用方法一，用方法一， Grig

16、nard Grignard 試劑遇活潑氫分解。試劑遇活潑氫分解。 9.5 9.5 羧酸的化學(xué)反響羧酸的化學(xué)反響CHCOOHRHRCOOHRCOXRCOORCOORRCONH2(R)CRO1 1、轉(zhuǎn)變成酯、轉(zhuǎn)變成酯( (酯化反響酯化反響) )在濃硫酸或干氯化氫存在下，羧酸和醇反響生成酯。在濃硫酸或干氯化氫存在下，羧酸和醇反響生成酯。RCOORRCOOHHOR H2O+H+CH3COOH +CH2OHH+CH3COOCH2Ph+ H2OCOOH+ CH3OHH+COOCH3+ H2ORCOORRCOOHHOR H2O+H+RCOOHHRCOHOHRCOHOHHOR親親核核加加成成RCOHOHHOR

17、RCOHOHORH- - H2ORCOORHRCOOR+ + H3OH2O HORH2OR- - H2ORRCOOHRCOOHRRCOORRCOORHHH2O+ + H3OROOH ROOH OH2OOOORROHH+ROOH OOOHORROH H+OOH ROHH+OOR2 2、 轉(zhuǎn)變成酰鹵轉(zhuǎn)變成酰鹵將羧酸與將羧酸與SOCl2, PCl3SOCl2, PCl3或或PCl5 PCl5 一同加熱，那么生成一同加熱，那么生成酰氯。酰氯。COOH+ PCl5n-C17H35COOH+SOCl2Refluxn-C17H35COClSO2 + HCl100oCCOCl+ POCl3 + HCl+ROH

18、SOCl2RClPBr3RBrCH3CH3H3CCOHOCH3CH3H3CCClOCHCl3SOCl2+ HCl + SO22,4,6-Trimethylbenzoic acid2,4,6-Trimethylbenzoyl chloride (90%)OCROHOCROSOClCl -SOClClOCROSHO -ClClBaseOCROSOCl+ HClCarboxylic acidA chlorosulfiteO -COSClOClROCRCl+ SO2 + Cl-Acid chloride3 3、 轉(zhuǎn)變成酸酐轉(zhuǎn)變成酸酐羧酸與強(qiáng)脫水劑一同加熱生成酸酐。羧酸與強(qiáng)脫水劑一同加熱生成酸酐。+ H

19、2OCOOHCOOH200oCOOO2 F3CCOOHP2O5FFFOFFFOO74% H2ORHCCORCH2COOHRHCCOOCCH2ROHP2O5RCHCOOHRCH2COOCCH2RORHCCOHOCCH2ROH加熱反響即發(fā)生加熱反響即發(fā)生COOHCOOHOOOCOOHCOOHOOO+H2O+H2O COOHCOOHCOOHCOOH+H2OO+CO2O +H2O+CO2 4 4、 轉(zhuǎn)變成酰胺轉(zhuǎn)變成酰胺羧酸與氨在較低溫度下生成銨鹽，銨鹽在較高溫度下脫水羧酸與氨在較低溫度下生成銨鹽，銨鹽在較高溫度下脫水生成酰胺。生成酰胺。+ H2OCOOHCO2H+25oCCOONH4NH3185oCCONH2+NH2225oCCONH+80-84%RNH2RCONHRRCOClRCOOCRORCOOHSOCl2P2O5由于直接加熱的方法溫度較高，通常采用羧酸衍生