羧酸公開課課件

按羧基所連接的烴基種類脂肪族羧酸脂環(huán)族羧酸芳香族羧酸

按烴基是否飽和飽和羧酸不飽和羧酸

按所含羧基的數(shù)目一元羧酸二元羧酸三元羧酸10.1羧酸的分類和命名一、羧酸的分類Ⅰ羧酸第十章羧酸及其衍生物俗名——根據(jù)天然來源(蟻酸(甲酸)、醋酸(乙酸)等)系統(tǒng)命名法(與醛類似)(1)選含有羧基的最長碳鏈，不飽和羧酸選含羧基和不飽和鍵在內(nèi)的最長碳鏈為主鏈，母體名稱為“某酸”、“某烯酸”、“某二酸”等。

(2)主鏈編號(用阿拉伯?dāng)?shù)字或希臘字母），從羧基碳原子開始。

(3)其它同烴的命名規(guī)則。二、羧酸的命名654321

脂肪族一元羧酸的命名2,3-二甲基丁酸或,-二甲基丁酸δ

γβα3-甲基-2-戊烯酸或

-甲基--戊烯酸12-羥基-9-十八碳烯酸2-丁烯酸（巴豆酸）

芳香族羧酸的命名：芳基作取代基苯甲酸（安息香酸）對甲苯甲酸4-甲基苯甲酸苯乙酸3-苯丙烯酸（-苯丙烯酸，肉桂酸）-萘乙酸對苯二甲酸（或1,4-苯二甲酸）脂環(huán)族羧酸的命名環(huán)己烷甲酸10.2羧酸的構(gòu)性相關(guān)分析-p-π共軛大π鍵，鍵長完全平均化1.C=O失去典型的羰基性質(zhì)，羰基碳的電正性減弱。2.-COOH中O-H鍵極性較大，酸性較強(qiáng)。10.3羧酸的性質(zhì)物態(tài)：氣味羧酸能與水形成氫鍵,甲酸至丁酸與水互溶.水溶性一、羧酸的物理性質(zhì)高于相對分子質(zhì)量相同的醇,因?yàn)轸人岱肿又g形成兩個氫鍵,締合成穩(wěn)定的二聚體.例如:沸點(diǎn)二、羧酸的化學(xué)性質(zhì)羧酸的化學(xué)反應(yīng)包括：(1)O—H鍵的酸性;(2)—OH取代反應(yīng);(3)C=O的還原(4)脫羧反應(yīng)(5)—H取代反應(yīng)思考題：如何將以下三種化合物進(jìn)行分離：強(qiáng)無機(jī)酸>羧酸>碳酸>酚>醇pKa 4~56.351016~17

吸電子基使羧酸的酸性增強(qiáng)，吸電子能力越強(qiáng)，酸性越強(qiáng)；給電子基使羧酸的酸性減弱，給電子能力越強(qiáng)，酸性越弱。結(jié)論：2.662.862.913.310.641.262.864.76pKa:2.864.04.52吸電子基越多，距離羧基越近，酸性越強(qiáng)。給電子基越多，距離羧基越遠(yuǎn)，酸性越弱。3.還原為醇的反應(yīng)

用強(qiáng)的還原劑氫化鋁鋰4.脫羧反應(yīng)

堿金屬鹽與堿石灰共熱反應(yīng)特點(diǎn)——副產(chǎn)物多:C2H5COONaC2H6+CH4+H2+不飽和化合物NaOH44%20%33%-C上連有強(qiáng)吸電子基容易脫羧一、甲酸（蟻酸）10.4羧酸的代表化合物

甲酸乙二酸苯甲酸鄰苯二甲酸α-萘乙酸甲酸的性質(zhì)一般氧化劑

能生成Cu2O↓

(與費(fèi)林試劑)

能生成銀鏡

(與托倫斯試劑)使KMnO4溶液褪色！較強(qiáng)酸性！HCOOH+[O]CO2+H2O二、乙二酸（草酸）加熱分解氧化使KMnO4溶液褪色！酸性較甲酸及其他二元酸強(qiáng)5(COOH)2+2KMnO4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2OCOOHCOOHCO2+HCOOHΔL:鹵原子(X),酰氧基(－

OCOR),烷氧基(－OR),氨基(－NH2,－NHR,－NR2)Ⅱ羧酸衍生物羧酸衍生物:羧基中的羥基被其他原子或基團(tuán)取代后所生成的化合物。羧酸和羧酸衍生物中都含有酰基，因此也統(tǒng)稱為酰基化合物。丁二酰亞胺ε-己內(nèi)酰胺苯甲酰胺鄰苯二甲酰亞胺苯乙酰胺（N-苯基乙酰胺）乙酰苯胺酸酐相應(yīng)酸名+酐：某酸酐丙(酸)酐乙酸苯甲酸酐鄰苯二甲酸酐乙(酸)酐甲乙(酸)酐羧酸衍生物的反應(yīng)部位：α-氫原子羰基親核取代反應(yīng)還原反應(yīng)=O二、羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì)酯縮合反應(yīng)1.?；忌系挠H核取代（加成-消除）反應(yīng)（a）（b）親核加成消除反應(yīng)R的性質(zhì)影響

堿性越弱越易離去

在親核取代反應(yīng)中，酰氯的活潑性最大，酸酐次之。所以酰氯、酸酐在有機(jī)合成中常用為?；瘎?。例如：傅-克?；磻?yīng)酰鹵>酸酐>醛>酮>羧酸~酯>酰胺

親核反應(yīng)活性與水發(fā)生加成-消除反應(yīng)生成相應(yīng)的羧酸：水解反應(yīng)的難易次序：酰氯酸酐酯酰胺(1)羧酸衍生物的水解鑒別：乙酰氯、乙酸酐、乙酸乙酯與水猛烈反應(yīng)并放熱加熱下易反應(yīng)催化劑存在下進(jìn)行催化劑存在并長時間回流

酸催化的反應(yīng)歷程：

堿催化的反應(yīng)歷程：(2)羧酸衍生物的醇解——酯的生成

一般難以制備的酯和酰胺，可通過酰氯來合成：可逆反應(yīng)(3)羧酸衍生物的氨解——酰胺的生成可逆反應(yīng)，得到N-烷基酰胺，實(shí)際意義不大。2.酯的還原反應(yīng)（常用的還原劑為鈉加乙醇）：3.酰胺的霍夫曼(Hofmann)降解反應(yīng)伯胺(減少一個碳)

用于8個碳以下的酰胺降解反應(yīng).例1：例2——芳香族酰胺的降解有時用NaOH，X2RCONH2+NaOX+2NaOHRNH2+Na2CO3+NaX+H2O思考：由丁酸合成丙胺PhCH3PhNH2丙烯丙胺乙烯N-甲基乙酰胺10.7羧酸衍生物的代表化合物一、乙酰乙酸乙酯及其互變異構(gòu)現(xiàn)象1.乙酰乙酸乙酯的合成Claisen酯縮合反應(yīng)乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯(75%)

(β–丁酮酸乙酯)(3–丁酮酸乙酯)Claisen縮合機(jī)理：（同種酯的縮合）堿進(jìn)攻α–H親核加成離去基團(tuán)的消除β–酮酸酯脫質(zhì)子反應(yīng)特點(diǎn)：底物：含有α–氫的酯，碳鏈增長,α-C連酯基C，生成含兩個官能團(tuán)的產(chǎn)物分子：β–酮酸酯β–酮酸酯的去質(zhì)子化與酸化寫出丙酸乙酯的Claisen酯縮合反應(yīng)2.乙酰乙酸乙酯的分解反應(yīng)乙酰乙酸乙酯的H+-CO2-OH（稀）(1)酮式分解

在稀堿或稀酸的作用下水解生成β–酮酸，β–酮酸加熱脫羧生成酮(2)酸式分解H2OH2OC2H5OH-OH（濃）與濃堿共熱，C―C鍵斷裂得2分子羧酸鹽3.乙酰乙酸乙酯的α-烷基化、α-酰基化CH3COOC2H5C2H5ONa-C2H5OHNa+CH3INaH-H2Na+CH3COCl4.乙酰乙酸乙酯在合成上的應(yīng)用酮式分解，合成甲基酮酸式分解，合成α–烴基取代羧酸烷基化甲基酮甲基酮一元酸練習(xí)：由乙醇合成2-戊酮?；椒纸狻铣搔篓C二酮：研究互變異構(gòu)最典型的例子是乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯苯肼FeCl3(黃)顯色

實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明什么？乙酰乙酸乙酯究竟是什么結(jié)構(gòu)？5.互變異構(gòu)

由實(shí)驗(yàn)事實(shí)推知：乙酰乙酸乙酯不是一種化合物，是兩種異構(gòu)體的混合物。

烯醇式一般是不穩(wěn)定的，而乙酰乙酸乙酯的烯醇式異構(gòu)體在平衡體系中卻有一定的份量，主要有3個原因：

(a)α–H活潑。

(b)形成π–π共軛體系使能量降低。(c)形成分子內(nèi)氫鍵，增加其穩(wěn)定性。乙酰乙酸乙酯(β–丁酮酸乙酯)：1 : 0.09:互變異構(gòu)92.5％7.5％烯醇式酮式溶液中兩種和多種構(gòu)造異構(gòu)體，自動互相轉(zhuǎn)變，以動態(tài)平衡共存的現(xiàn)象?；プ儺悩?gòu)通常伴有氫原子和雙鍵的轉(zhuǎn)移。寫出乙酰丙酮(α–

H

更活潑)的互變異構(gòu)體。二、丙二酸二乙酯1、丙二酸二乙酯的制法：2、丙二酸二乙酯在合成上的應(yīng)用：（略）

與乙酸乙酰乙酯不同，可以一次導(dǎo)入兩個相同R基。例：例：

如果二鹵代烴取代，根據(jù)條件不同，可以生成二酸或環(huán)狀羧酸。例：

三、氨基甲酸酯四、碳酰胺(俗稱尿素或脲)第一步:第二步:2.碳酰胺的化學(xué)性質(zhì)(1)成鹽

(脲呈極弱堿性,只能與強(qiáng)酸成鹽)例1:CO(NH2)2+HNO3

CO(NH2)2.HNO3硝酸脲1.工業(yè)上生產(chǎn)尿素的方法:例2:(2)水解——生成氨或銨鹽(3)與亞硝酸作用——生成CO2和N2用于消除殘留的亞硝酸。(4)加熱反應(yīng)——生成縮二脲

縮二脲或含兩個以上的—CO—NH—基的有機(jī)化合物,都能和硫酸銅的堿溶液生成紫色（縮二脲反應(yīng)）。(5)酰基化——脲與酰氯、酸酐或酯作用可生成相應(yīng)的酰脲：乙酰脲二乙酰脲Ⅲ取代酸10.8取代酸的命名鹵代酸，羥基酸，醛酸，酮酸，氨基酸等——羥基酸是分子中同時含有羥基和羧基的化合物

分類醇酸酚酸

命名(1)以羧酸為母體，羥基為取代基;(2)碳鏈編號時,從羧基的碳原子開始;(3)也可從連接羧基的碳原子開始，用，，等;(4)也常用俗名命名；例：例：2-羥基丙酸（乳酸）3,4,5-三羥基苯甲酸2-羥基苯甲酸鄰羥基苯甲酸（沒食子酸）（水楊酸）一、物理性質(zhì)羥基酸、羰基酸一般為結(jié)晶固體或粘稠液體；在水中的溶解度高于相應(yīng)的醇和羧酸；熔點(diǎn)高于相應(yīng)的羧酸。10.9取代酸的性質(zhì)二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì)1.酸性——羥基使酸性增強(qiáng)——酸性——脫水反應(yīng)——脫羧反應(yīng)對羥基苯甲酸—pKa=4.57間羥基苯甲酸—pKa=4.08鄰羥基苯甲酸的酸性高于苯甲酸——分子內(nèi)氫鍵鄰羥基苯甲酸負(fù)離子可隨水蒸氣蒸出！注意這種能形成分子內(nèi)的結(jié)構(gòu)。2.脫水反應(yīng)——與羥基和羧基的相對位置有關(guān)

-羥基酸——兩分子間的羧基和羥基脂化生成內(nèi)脂例如：

-羥基酸——分子內(nèi)脫水生成，-不飽和酸

-和-羥基酸——分子內(nèi)脫水生成五元環(huán)和六元環(huán)3.分解脫羧反應(yīng)——與羥基和羧基的相對位置有關(guān)-羥基酸——羧基和碳原子之間的鍵斷裂，分解脫羧生成醛、酮或羧酸

碳鏈縮短一個碳的反應(yīng)-羥基酸——分解生成酮（堿性高錳酸鉀）

乳酸水楊酸10.10取代酸的代表化合物一、乳酸——-羥基丙酸（來自于酸牛乳而得名）

工業(yè)制法——葡萄糖在乳酸菌下發(fā)酵。

乳酸性質(zhì)和用途無色粘稠液體，溶于水，乙醇和乙醚中。是典型的具有立體化學(xué)異構(gòu)的化合物。