有機化學(xué)羧酸及其衍生物

1、 羧 酸,1）羧酸：,一、羧酸、羧基的結(jié)構(gòu),2）羧基的結(jié)構(gòu)：,R,形式上看，羧基由羰基和羥基組成。羥基氧原子的未共用電子對所占據(jù)的p軌道和羰基的鍵形成p-共軛。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高。因此，羧酸中羰基對親核試劑的活性降低，不利于HCN等親核試劑反應(yīng)。,二、 羧酸的分類,按烴基分類 按羧基數(shù)目分類,1）俗名 根據(jù)其來源命名，如：,三、命名,2）羧酸的系統(tǒng)命名：,a 選擇含有羧基的最長碳鏈作為主鏈，編號從羧基開始,b 對于含不飽和鍵的不飽和羧酸，則取包括羧基和不飽和鍵的最長碳 鏈為主鏈，稱某烯酸，并注明不飽和鍵的位置,c 命名二元酸時，最長碳鏈應(yīng)包括兩個羧基,d 命

2、名含脂碳環(huán)羧酸和芳香羧酸時，則把脂碳環(huán)和芳環(huán)當(dāng)作取代基,3乙基己酸,3丙基4戊烯酸,乙基丙二酸,鄰苯二甲酸,環(huán)戊基甲酸,四、物理性質(zhì),羧酸的沸點比相近分子質(zhì)量的其它有機物要高：,乙 酸（60）：117.9 正丙醇（60）： 97.4 丙 醛（58）： 48.8 甲乙醚（60）： 8 ,羧酸能以氫鍵結(jié)合，而且兩分子羧酸間可以形成兩個氫鍵：,五、化學(xué)性質(zhì),1）酸性：羧酸屬弱酸，比硫酸、鹽酸等無機強酸弱，但其酸性比水、醇 要強的多，也比酚、碳酸強,羧酸酸性較強的原因分析：,羧酸根負(fù)離子穩(wěn)定：,羧基氫容易電離：,.,所以有助于降低氫氧間電子云密度、有助于羧酸根負(fù)離子穩(wěn)定性提高的 因素會增加羧酸的酸性,

3、4.75,3.12,2.86,2.82,2.66,2.82,1.30,0.64,2.80,4.08,4.87,3.75,1.83,1.23,2）羧羥基的取代反應(yīng),?；?可以被羧酸根，鹵素、烷氧基或氨基取代， 生成酸酐、酰鹵、酯或酰氨,生成酸酐:,酸酐,酰氯,或,生成酰鹵:,生成酰胺及腈：,羧酸銨鹽,酰胺,腈,生成酯：,酯,羧酸中羥基的置換取代反應(yīng)，屬于親核取代反應(yīng)：,Nu=X, RCOOH, HOR, NH3,4） 鹵代反應(yīng),光,光,光,5）二元羧酸的受熱反應(yīng),3）還原反應(yīng)：,23個C的二元羧酸加熱脫羧,所有位有羰基的羧酸加熱，都會脫羧,位為吸電子基團的羧酸，同樣易脫羧： CCl3COOH C

4、l3CH + CO2,如,烷基丙二酸 -酮酸,45個C的二元羧酸加熱分子內(nèi)脫水成環(huán)狀酸酐,67個C的二元羧酸在氫氧化鋇存在下，加熱同時失水、脫羧生成環(huán)酮,7個C的二元羧酸在加熱條件下，可生成聚酐,兩個羧基間隔5個以上碳原子的脂肪二元酸加熱，得不到分子內(nèi)失水或同時失水、脫羧而成的環(huán)狀產(chǎn)物，只能分子間脫水成酸酐。以上事實說明，在有可能形成環(huán)狀化合物的條件下，總是比較容易形成五元環(huán)或六元環(huán)。, 羧酸的衍生物,羧基的一部分換成其它原子或原子團，并能水解得到羧酸的化合物，稱為 羧酸的衍生物，包括酰氯、酐、酯、酰胺等,1）酰氯、酰胺以它們所含的?；?乙酰氯,3,3二甲基丁酰氯,乙酰胺,N,N二甲基4

5、氯丁酰胺,一、命名,2）酸酐根據(jù)水解所得的酸命名：,乙酸酐,乙酸丙酸酐,鄰苯二甲酸酐,3）酯按照形成它的羧酸和醇來命名：,乙酸乙酯,苯甲酸異丙酯,味道 酰氯和酸酐都對粘膜有刺激性，酯有香味。 沸點 酰氯、酸酐和酯由于不能形成氫鍵，熔沸點與分子量相近的羧酸低，酰胺分子間可形成氫鍵，沸點相當(dāng)高，一般為固體。 溶解性 酰氯和酸酐遇水分解；酯難溶于水，酰胺易溶于水。,二、物理性質(zhì),二、化學(xué)性質(zhì),1）水解：酰氯、酸酐、酯和酰胺都能水解，生成相應(yīng)的羧酸,反應(yīng)活性比較：酰氯和酸酐的活性較高，酯和酰胺的活性較低，一般需酸 或堿的催化,2）醇解：酰氯、酸酐、酯和酰胺都能醇解，主要產(chǎn)物為酯,酯的醇解也稱為酯交換反應(yīng),3）氨解：酰氯、酸酐、酯都能進行氨解，主要產(chǎn)物為酰胺,羧酸衍生物的水解、醇解和氨解反應(yīng)，稱為羧酸衍生物的“三解” 反應(yīng)：,羧酸衍生物的“三解” 反應(yīng)的反應(yīng)機理屬于親核取代：,AX, RCOO, OR, NH2；Nu=H2O, HOR, NH3,例如：酯在堿催化下的水解：,總結(jié)：羧酸衍生物的反應(yīng)活性,4）C