羧酸及其衍生物

羧酸及其衍生物第一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一羧酸衍生物:酰鹵酸酐酯酰胺羧酸:的化合物.分子中含有羧基第二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一本章內(nèi)容第一節(jié)羧酸第二節(jié)羧酸衍生物第三節(jié)碳酸衍生物第三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)羧酸羧酸的分類和命名羧酸的物理性質(zhì)羧酸的化學(xué)性質(zhì)重要代表物第四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一1.分類按羧基所連烴基的不同：按分子中羧基的數(shù)目的不同：一元酸二元酸三元酸乙酸2-丁烯酸環(huán)戊烷甲酸苯甲酸

脂肪族羧酸

脂環(huán)族羧酸芳香族羧酸雜環(huán)羧酸第五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一甲酸蟻酸2.命名俗名

乙酸

醋酸

丁酸

酪酸十八酸

硬脂酸第六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一系統(tǒng)命名法A.脂肪族羧酸選含羧基(和不飽和鍵)在內(nèi)的最長碳鏈為主鏈：-X\-OH等均為取代基，含不飽和鍵的稱之為“烯酸”，含兩個羧基的稱之為“二酸”：

4321543214-溴丁酸4-丁基-2,4-戊二烯酸2-甲基-3-乙基丁二酸(Z)-丁烯二酸第七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一B.含環(huán)羧酸：羧基與環(huán)相連:芳烴(或脂環(huán)烴)名稱+“甲酸”.對甲基苯甲酸2,4-環(huán)戊二烯甲酸羧基與側(cè)鏈相連:將苯環(huán)作為取代基.3-苯基丙烯酸1,2-苯二乙酸3-環(huán)戊基丁酸第八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)羧酸羧酸的分類和命名羧酸的物理性質(zhì)羧酸的化學(xué)性質(zhì)重要代表物第九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一狀態(tài)：氣味:由于羧酸能與水形成氫鍵,甲酸至丁酸與水互溶.

水溶性:C1～C9為液體，C10以上為固體。C1～

C3有刺激性氣味，C4～

C9有腐敗氣味。熔點:隨著分子量的增加呈鋸齒形地增高。第十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一比相對分子質(zhì)量相同的醇的沸點高,因為羧酸分子之間可形成兩個氫鍵,締合成穩(wěn)定的二聚體.例如:沸點:第十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)羧酸羧酸的分類和命名羧酸的物理性質(zhì)羧酸的化學(xué)性質(zhì)重要代表物第十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一斷O-H鍵酸性羰基生成羧酸衍生物還原為亞甲基斷C-C鍵

脫羧，失去CO2α氫鹵代第十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一1.羧酸的酸性①羧基的結(jié)構(gòu)與羧酸酸性羰基C,O原子均為sp2雜化，存在p-π共軛體系，O-H鍵電子密度減小，羧酸的酸性比醇強._一些化合物的酸性:

4~5~15.7416~19~25~34~50兩個C-O鍵等長第十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一任何使羧酸根負(fù)離子穩(wěn)定的因素將增加其酸性,反之酸性減弱.主要討論誘導(dǎo)效應(yīng)的影響.影響酸性的因素__吸電子基

供電子基酸性增強酸性減弱第十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一吸電子基的影響實例2.662.812.873.310.701.292.814.753.324.314.354.82不同原子不同數(shù)目不同雜化/pKa距羧基不同距離2.864.04.52第十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一供電子基的影響實例3.754.755.07pKa*飽和一元羧酸中，甲酸的酸性最強。第十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一二元羧酸的酸性：ka1：因吸電子基羧基的存在而變大；ka2：COO-的存在而變小；但隨著兩個羧基距離的增大，這一影響將變?nèi)酢５谑隧?，共五十八頁，編輯?023年，星期一②成鹽羧酸的酸性（pKa=4~5）比無機酸弱，比碳酸（pKa=6.36）強,可以與氫氧化物、金屬氧化物反應(yīng)

利用羧酸的酸性和羧酸鹽可溶于水的性質(zhì)，可把羧酸與非酸性化合物分開.第十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一2.羧酸衍生物的生成①酰鹵的生成鹵化試劑:PCl3PCl5SOCl2即羧基中的羥基被取代亞硫酰氯或二氯亞砜此方法最常用第二十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一②酸酐的生成脫水劑作用下的分子間脫水反應(yīng)常見脫水劑：P2O5第二十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一③酰胺的生成I.酸堿中和生成羧酸銨;II.加熱脫水生成酰胺;III.若結(jié)構(gòu)允許，進一步脫水得到腈。第二十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一不同酰胺及腈的生成：RC≡N腈的水解則是其逆反應(yīng)△第二十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一④酯的生成酯化反應(yīng)可逆,可采取使一種原料過量,或反應(yīng)過程中除去一種產(chǎn)物的方法來提高酯的產(chǎn)率.

機理不同于無機酸與醇的反應(yīng).＊＊第二十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一酯化反應(yīng)歷程如下：第二十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一3.還原羧酸可被四氫鋰鋁還原為醇：羧酸很難被還原，只能用強還原劑LiAlH4

才能將其還原為相應(yīng)的伯醇。H2/Ni、NaBH4等都不能使羧酸還原。

第二十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一4.α-氫的反應(yīng)在日光或少量紅磷存在下，氯或溴可取代α-氫原子.第二十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一5.

二元羧酸的受熱反應(yīng)①乙二酸、丙二酸加熱：脫羧丙二酸的脫羧反應(yīng)是所有在羧基的β位有-C=O基團的化合物，如烷基丙二酸、β-酮酸等共有的反應(yīng)。

第二十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一②丁二酸、戊二酸加熱：分子內(nèi)脫水，成環(huán)狀酸酐丁二酸酐第二十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一③已二酸、庚二酸加熱：既脫羧又脫水，成環(huán)酮Ba(OH)2Ba(OH)2第三十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一6.苯環(huán)上的取代反應(yīng)第三十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)羧酸羧酸的分類和命名羧酸的物理性質(zhì)羧酸的化學(xué)性質(zhì)重要代表物第三十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一⑴甲酸的酸性顯著高于其它飽和一元酸。⑵甲酸具有還原性，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。⑶甲酸也能使高錳酸鉀溶液退色。

⑷甲酸具有殺菌力，可作消毒或防腐劑。⑸甲酸與濃硫酸加熱，則分解生成一氧化碳和水。1.甲酸特性

氧化成碳酸第三十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一2.丁烯二酸：順反異構(gòu)體

①熔點:反式〉順式（反式晶格排列更緊密）②酸性：Ka1：順式〉反式；Ka2：反式〉順式

（與誘導(dǎo)效應(yīng)和氫鍵有關(guān)）③

順、反的關(guān)系：第三十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一脫羧：還原性：3.草酸第三十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一本章內(nèi)容第一節(jié)羧酸第二節(jié)羧酸衍生物第三節(jié)碳酸衍生物第三十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)羧酸衍生物羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)和命名羧酸衍生物的物理性質(zhì)羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì)第三十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一1.羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)酰鹵酸酐酯酰胺它們經(jīng)簡單的水解反應(yīng)可轉(zhuǎn)變?yōu)轸人?第三十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一2.羧酸衍生物的命名酰鹵和酰胺:根據(jù)相應(yīng)的?；?乙酰氯環(huán)己基甲酰氯對苯二甲酰氯N-乙基丁二酰胺鄰苯二甲酰胺第三十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一酸酐：相應(yīng)酸名+“酐”丙(酸)酐乙酸苯甲酸酐鄰苯二甲酸酐酯：氯乙酸異戊酯丁炔二酸二乙酯β-萘甲酸乙烯酯酸名+醇母體名+“酯”第四十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一第四十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)羧酸衍生物羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)和命名羧酸衍生物的物理性質(zhì)羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì)第四十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一酰胺有分子間氫鍵締合作用,故:狀態(tài)除甲酰胺外,其他酰胺均為固體.沸點和熔點氮上氫被取代后,由于氫鍵消失而顯著降低.

b.p.82℃28℃-20℃m.p.221℃204℃165℃水溶性低級酰胺溶于水.N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺可與水混溶,是很好的極性溶劑.低級酸酐為無色液體，具有不愉快的氣味；高級酸酐為固體，沒有氣味。酰氯為無色液體或低熔點固體，具有強烈的刺激性。揮發(fā)的酯具有芳香氣味。第四十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一第二節(jié)羧酸衍生物羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)和命名羧酸衍生物的物理性質(zhì)羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì)第四十四頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一羰基親核取代反應(yīng)還原反應(yīng)RHHOZα氫Claisen酯縮合羧酸衍生物的球棒模如下(Z=Cl,OCR,OR’,NH2等):第四十五頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一氧負(fù)離子中間體2親核取代反應(yīng)機理第四十六頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一與水猛烈反應(yīng)并放熱加熱下易反應(yīng)需催化劑存在下進行催化劑存在并長時間回流1.水解NH3特點：a.均有羧酸生成。

b.活性：酰鹵>酸酐>酯>酰胺第四十七頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一2.醇解酯交換反應(yīng)特點：a.醇解產(chǎn)物是酯。

b.酯的醇解為酯交換.第四十八頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一3.氨解產(chǎn)物是酰胺第四十九頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一4.酰胺的酸堿性酰胺二酰亞胺氫原子受兩個?；挠绊?易以質(zhì)子的形式被堿奪去,酸性比酰胺強,形成的鹽穩(wěn)定.p-π共軛使得酰胺N原子電子密度降低，成為中性物質(zhì).即堿性消失第五十頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一5.酯縮合反應(yīng)——Claisen縮合

兩分子酯在EtONa作用下起縮合反應(yīng)生成β—酮酸酯.第五十一頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一注意：克來森酯縮合一般是在兩個相同的酯間進行。

又如：第五十二頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一本章內(nèi)容第一節(jié)羧酸第二節(jié)羧酸衍生物第三節(jié)碳酸衍生物第五十三頁，共五十八頁，編輯于2023年，星期一碳酸碳酸很不穩(wěn)定，不能以游離狀態(tài)存在什么是碳酸第五十四頁，共五十