第十章 羧酸及其衍生物.ppt

1、第十章羧酸及其衍生物學習目標和要求，1了解羧酸及其衍生物的結(jié)構(gòu)、分類和系統(tǒng)命名；掌握飽和一元酸及其衍生物的化學性質(zhì)；掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有機合成中的應(yīng)用；了解幾種常見羧酸及其衍生物的性質(zhì)和用途。第10章：羧酸及其衍生物，第1節(jié)：羧酸，第2節(jié)：羧酸及其衍生物，第3節(jié)：丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯在有機合成中的應(yīng)用，第1節(jié)：羧酸的結(jié)構(gòu)、分類和命名。由烴基(或氫原子)與羧基連接而成的化合物稱為羧酸，其通式為RCOOH，羧基是羧酸的官能團。第一部分是羧酸的結(jié)構(gòu)，1羧酸，根據(jù)羧酸分子中烴基的類型分為脂肪族羧酸和芳香族羧酸；根據(jù)烴基是否飽和分為飽和羧酸和不飽和羧酸；根據(jù)羧酸分子中羧基的數(shù)量，羧酸

2、分為一元酸和多元酸。2分類、3命名、常用名稱、HCOOH HOOCCOOH HOOCCH2CH2COOH甲酸草酸琥珀酸、一些常用羧酸有常用名稱，這些名稱是根據(jù)它們的來源來命名的。例如，在系統(tǒng)命名法中，對于脂肪族羧酸，選擇含羧基的最長碳鏈作為主鏈，主鏈中的碳原子從羧基中的碳原子開始編號，取代基的順序用阿拉伯數(shù)字表示。有時希臘字母被用來表示取代基的順序，從與羧基相鄰的碳原子開始，它們是，等等。例如，2-巴豆酸(-巴豆酸，巴豆酸)、芳香羧酸和脂環(huán)族羧酸可以用芳香環(huán)和脂環(huán)族環(huán)作為取代基來命名。例如，在命名脂肪族二羧酸時，應(yīng)選擇含有兩個羧基的最長碳鏈作為主鏈，稱為某一二元酸。例如，鄰苯二甲酸正丙基丙二酸

3、，對-甲基環(huán)己基乙酸4-甲基-3-(2-萘)丙酸，當二羧酸被命名時，包含兩個羧基的最長碳鏈被選為主鏈，根據(jù)主鏈中的碳原子數(shù)被稱為“特定二酸”。己二酸，馬來酸，鄰苯二甲酸，2。物理屬性。常溫下，C1C3為無色透明液體，有刺激性氣味，C4C9為油狀液體，有腐敗氣味，C10以上的直鏈一元酸為無嗅無味的白色蠟狀固體。脂肪族二元酸和芳香族羧酸都是白色晶體。羧酸的沸點高于分子量相近的醇。羧酸分子可以與水形成氫鍵，因此低級羧酸可以與水混溶。隨著碳原子的增加，非極性烴基越來越大，使得羧酸的溶解度逐漸降低，飽和一元羧酸的相對密度隨著碳原子的增加而降低。3.羧酸的化學性質(zhì)羧酸分子中容易發(fā)生化學反應(yīng)的主要部分如下：

4、1酸性，但羧酸的酸性比無機酸弱，因此當無機酸加入羧酸鹽中時，羧酸又自由了。利用這一性質(zhì)，我們不僅可以鑒別羧酸和苯酚，還可以分離純化相關(guān)化合物。2、羥基取代反應(yīng)(一氧化碳鍵斷裂)、酰鹵形成、酸酐形成、酯形成，以及羧酸和醇在酸的催化下形成酯的反應(yīng)稱為酯化反應(yīng)。羧基是吸電子基團，它使分子中其它碳原子上的-H原子比氫更活潑，并在少量紅磷、碘或硫的作用下被氯或溴取代，形成-鹵代酸。3。-氫原子，一氯乙酸，二氯乙酸，三氯乙酸，4的鹵化反應(yīng)。脫羧反應(yīng)，羧酸的堿金屬鹽用堿石灰加熱，脫羧反應(yīng)發(fā)生。-碳原子上帶有吸電子基團的羧酸在加熱時容易脫羧；5.紅色在第二部分，羧酸衍生物，即通過用其他原子或原子基團取代羧酸分

5、子中的羥基而產(chǎn)生的化合物，稱為羧酸衍生物。它主要包括被鹵原子取代的酰鹵、被酰氧基取代的酸酐、被烷氧基取代的酯和被氨基取代的酰胺。除去羧酸分子中的羥基后剩余的基團稱為酰基。例如，乙酰丙?；郊柞?，1。分類和命名，1。酰鹵的通式是：(X=F，Cl，Br，I)酰鹵的名稱是相應(yīng)的?；望u素名稱中的“某些酰鹵”。例如：2甲基丙酰溴苯甲酰溴，丙酰氯丙烯酰氯，命名為：是由相應(yīng)的羧酸加“酸酐”，乙酸酐(純酸酐)，乙酸酐(混合酸酐)，馬來酸酐(內(nèi)酸酐)，鄰苯二甲酸酐(內(nèi)酸酐)，2酸酐，通式：3酯，通式：乙酰胺苯甲酰胺，酰胺分子含有取代的氨基，連接到氮原子上的烴基用作取代基，當名稱寫時，其等級用“N”表示，N乙基

6、乙酰胺N，N二甲基甲酰胺，2。物理性質(zhì)：大多數(shù)酰氯是有刺激性氣味的液體或熔點低的固體。低級酸酐是無色有刺激性氣味的液體，高級酸酐是固體。酸酐不溶于水，但溶于有機溶劑。酸酐的沸點也低于分子量相近的羧酸。低級酯是無色液體，有水果味。酯的相對密度小于水，因此它不溶于水，但溶于有機溶劑，如乙醇和乙醚。沸點低于相應(yīng)的羧酸。除了液態(tài)的甲酰胺外，其他酰胺都是固態(tài)的，它們的沸點高于相應(yīng)的羧酸。三?；瘜W性質(zhì)，1水解，水解反應(yīng)的難易順序為酰氯酐酯酰胺，2醇解，3氨解，4酯還原反應(yīng)，酰氯、酸酐和酯可被氫化鋁鋰還原生成相應(yīng)的伯醇，酰胺可被還原生成胺。酯可以被氫化鋁鋰或金屬鈉的醇溶液還原，而不影響分子中的碳=碳雙鍵。月

7、桂酸月桂酸甲酯月桂醇(十二醇)，5?？巳R森酯縮合反應(yīng)，酯分子中的氫更活躍。當用強堿或醇鈉處理時，兩個分子的酯可以除去一個分子的醇，形成酮酸酯，這稱為克萊森酯縮合反應(yīng)。6。酰胺的特性(1)酸堿酰胺的堿性比氨弱。在脫水劑(如P2O5、二氯乙烷、(CH3CO)2O、五氯苯酚)的作用下，酰胺發(fā)生分子內(nèi)脫水形成腈。例如，在：霍夫曼降解反應(yīng)中，酰胺與次鹵酸鈉或次溴酸鈉反應(yīng)，并失去羰基，形成比原胺少一個碳原子的伯胺。這個反應(yīng)叫做霍夫曼降解反應(yīng)。2-甲基-3-苯基丙酰胺-異丙胺，4-重要的羧酸衍生物，1-乙酰氯，2-乙酸酐，3-馬來酸酐，4-乙酸乙酯，5-甲基丙烯酸甲酯，第三節(jié)。丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯在有機合成中的應(yīng)用。丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯是分子中有兩個羰基被亞甲基分開的化合物，稱為二羰基化合物。1.丙二酸二乙酯的制備。丙二酸二乙酯的性質(zhì)。丙二酸二乙酯在有機合成中的應(yīng)用。丙二酸酯主要用于合成取代的乙酸和二羧酸。實施例10-1 3-甲基戊酸由丙二酸二乙酯合成。分析3-甲基戊酸可視為仲丁基取代的乙酸。仲丁基溴可用作烷基化試劑。反應(yīng)式如下：實施例10-3琥珀酸由丙二酸二乙酯合成。分析琥珀酸可以看作是由乙酸的兩個碳原子連接在一起形成的化合物。由于氯乙酸不穩(wěn)定，氯乙酸常被用作烷基化試劑來制備二元酸。反應(yīng)公式如下：2。乙酰乙酸酯，1。乙酰乙