一分类分为酰卤酸酐酯酰胺等酰卤是羧酸
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羧酸衍生物的命名和结构羧酸衍生物通式:R C L O根据L 的不同,分为酰卤、酸酐、酯和酰胺,表示如下:R C XO R C O C R(R')OOR C O R(R')OR C NH(R)2O酰卤 酸酐 酯 酰胺一、命名1、酰基:酰基=羧酸-羟基,因此⨯酸形成的酰基就称为⨯酰2、酰卤:称为⨯⨯酰卤(氯,溴,碘)3、酸酐:两分子羧酸、二元酸脱水得酐,故称为⨯(酸)⨯(酸)酐或者⨯⨯二酸酐4、酯:(1)一元酸酯→⨯酸⨯(醇)酯(2)多元酸酯→⨯酸氢⨯酯、⨯酸二⨯酯、……(3)内酯→根据C 个数称为⨯内酯,羟基 、取代基要注位 5、酰胺:(1)称为⨯⨯酰胺(2)N 上有取代→取代基前标注N-(3)内酰胺→根据C 个数称为⨯内酰胺,氨基、取代基要注位 (4)N 上连2个酰基→⨯⨯酰亚胺例如:1、C 6H 5CO2、HOOCCO3、C 6H 5SO 24、C 6H 5COCl5、CH 3C O C O OCH 2CH 3 6、OOO7、CH 2COOH COOC 2H 58、CH 2COOC 2H 5COOC 2H 5 9、CH 2COOCH 3COOC 2H 5 10、OOCH 3O S OCH 311、O OO 12、HCOOCH 2CH 2CH 3 13、CH 3C O OCH 2C 6H 514、C 6H C O OCH 2C 6H 5 15、CH 3COCH 2COOC 2H 516、HOOCCOCH 2COOC 2H 5 17、OO18、OOEt19、CH 3ONH 220、CONH 221、C ONH22、CH 3CH=CHCONH 2323、H 2NSO 2NH 224、HCONH25、CH 3CONH26、CH 2=CHCONH 2 27、CON(CH 3)228、H 2C C H 2O C ONH29、CH 3CHCH 2CONHCH 3330、ONH31、ONH32、O NH33、ONH34、HCON(CH 3)2解:1、苯甲酰基 2、草酰基 3、苯磺酰基 4、苯甲酰氯5、乙丙酐6、邻苯二甲酸酐(苯酐)7、丙二酸氢乙酯8、丙二酸二乙酯9、丙二酸甲乙酯 10、硫酸二甲酯 11、丁烯二酸酐 12、甲酸丙酯 13、乙酸苄酯 14、苯甲酸苄酯 15、乙酰乙酸乙酯16、草酰乙酸乙酯 17、γ-丁内酯 18、β-乙基-γ-丁内酯19、乙酰胺 20、苯甲酰胺 21、苯甲酰苯胺(N-苯基苯甲酰胺) 22、3-甲基-2-丁稀酰胺 23、对氨基苯磺酰胺 24、N-环己基甲酰胺 25、乙酰苯胺 26、丙稀酰胺 27、N,N-二甲基苯甲酰胺 28、丁二酰亚胺 29、N,3-二甲基丁酰胺 30、γ-丁内酰胺 31、δ-戊内酰胺 32、ε-己内酰胺33、γ-甲基-γ-丁内酰胺(γ-戊内酰胺) 34、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)二、羧酸衍生物的结构特点R C L O酰基RCO 与L 基团存在共轭,但酰卤的共轭较其他弱,因卤原子的轨道匹配性差。
(一)羧酸●OH:3400-2500(m) 有高低不平很宽的峰●C=O:1740~1690(m)●OH:1450~1410(w)●CO:1266~1205(m)羧酸在液体和固体状态,一般以二聚体形式存在,羧酸分子中既有羟基又有羰基,两者的吸收皆有。
10-十一烯酸的谱图红外光谱(KBr压片法)苯甲酸的红外光谱图(二)酰卤●卤素原子直接与羰基相连,强诱导效应使羰基极性降低,键能增加,吸收移向高频●脂肪族位于1800cm -1附近●芳香族在1770附近,常为双峰●C-X❖str:脂肪族1000—910cm-1 峰形宽大,芳香族❖1250—1110cm-1,通常分裂为数个峰(三)酰胺●N-H str:3540-3125●C=O str:1690-1620(M效应和I效应的净作用决定)●N-H def+C-N str:❖1650-1580:主要是仲酰胺NH和C=H反式存在的吸收❖1450-1310:内酰胺是以顺式存在●N-H def 倍频:3020●Ar-C:1335-1250,s而强●N-H str 770-625,宽而散●(四)酸酐●酸酐的C=0基的吸收有两个峰,出现在较高波数处( 1820cm 1 及1750cm-1)。
●两个吸收峰的出现是由于两个羰基振动的偶合所致。
●线性酸酐的两峰强度接近相等,高波数峰仅比较低波数峰稍强。
但环状酸酐的低波数峰却比较高波数峰稍强。
●●(五)酯 (RCOOR ’)(1)酯有两个特征吸收,即υC=O 和υC -O -C 。
(2)酯羰基的伸缩振动υC=O :● R -CO -OR ’ (RR ’为烷基) 1750~1735cm -1(S) ● Ph -CO -OR 、C=C -CO -OR 1730~1717cm -1(S) ● R -CO -O -C=C 、R -CO -OPh 1800~1770cm -1(S) (1) υC -O -C在1330~1050cm -1有两个吸收带,即υcoc as和υcoc s。
CH 3CH CH COOHRH羧酸是一类含有羧基(一COOH )官能团的化合物,一元饱和脂肪羧酸的通式为C n H 2n O 2 。
羧基中的羟基被其它原子或基团取代的产物称为羧酸衍生物(如酰卤、酸酐、酯、酰胺等),羧酸烃基上的氢原子被其他原子或基团取代的产物称为取代酸(如卤代酸、羟基酸、羰基酸、氨基酸等)。
羧酸是许多有机化合物氧化的最终产物,常以盐和酯的形式广泛存在于自然界,许多羧酸在生物体的代谢过程中起着重要作用。
羧酸对于人们的日常生活非常重要,也是重要的化工原料和有机合成中间体。
(一) 羧酸13.1羧酸的结构、分类和命名13.1.1羧酸的结构在羧酸分子中,羧基碳原子是sp 2杂化的,其未参与杂化的p 轨道与一个氧原子的p 轨道形成C=O 中的π键,而羧基中羟基氧原子上的未共用电子对与羧基中的C=O 形成p -π共轭体系,从而使羟基氧原子上的电子向C=O 转移,结果使C=O 和C —O 的键长趋于平均化。
X 光衍射测定结果表明:甲酸分子中C=O 的键长(0.123 nm )比醛、酮分子中C=O 的键长(0.120nm )略长,而C —O 的键长(0.136nm )比醇分子中C —O 的键长(0.143nm )稍短。
羧基上的p -π共轭示意图13.1.2 羧酸的分类和命名 1.羧酸的分类根据分子中烃基的结构,可把羧酸分为脂肪羧酸(饱和脂肪羧酸和不饱和脂肪羧酸)、脂环羧酸(饱和脂环羧酸和不饱和脂环羧酸)、芳香羧酸等;根据分子中羧基的数目,又可把羧酸分为一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸等。
例如:脂肪羧酸一元羧酸脂环羧酸芳香羧酸CH 3COOHCH 2CH 2COOHCOOHCOOHCH 3CH CH COOHCOOHHOOC HOOC CH 2COOHCH 2COOHCH 2HOOC COOHHOOC 二元羧酸多元羧酸2.羧酸的命名羧酸的命名方法有俗名和系统命名两种。
俗名是根据羧酸的最初来源的命名。
羧酸及其衍生物羧酸及其衍生物Ⅰ 目的要求羧酸是含有羧基(―COOH)的含氧有机化合物,我们平常所说的有机酸就是指的这类化合物。
所谓羧酸衍生物,包括的化合物种类很多,诸如羧酸盐类、酰卤类、酯类(包括内酯、交酯、聚酯等)、酸酐类、酰胺类(包括酰亚胺、内酰胺)等都是羧酸衍生物,有人甚至把腈类也包括在羧酸衍生物的范围之内。
其实,比较常见的而又比较重要的是酰卤、酸酐、酯和酰胺这四类化合物。
羧酸盐与一般无机酸盐在键价类型上没大区别,不作专门介绍。
至于腈类,将放在含氮化合物中加以介绍。
这四类化合物都是羧酸分子中,因酰基转移而产生的衍生物,所以又叫羧酸的酰基衍生物。
羧酸及其衍生物RCOL(L:-OH、-X、-OOCR′、-OR′、-NH2)在许多重要天然产物的构成以及在生物代谢过程中均占有重要地位。
本章将以饱和一元脂肪酸为重点,讨论羧酸及其衍生物的结构和性质。
鉴于乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的重要地位,本章作概括介绍。
希望学生在此基础上,探讨设计合成路线的一般方法。
本章学习的具体要求1、掌握羧酸的结构与性质之间的关系。
2、掌握羧酸衍生物的主要化学性质。
3、了解羧酸衍生物的亲核取代反应机理。
4、掌握羧酸与羧酸衍生物之间相互转变条件。
5、了解卤代酸、羟基酸的特性。
6、掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯的制法、性质和在有机合成上的应用。
这也是本章的重点之一。
Ⅱ 学习提要(一)羧酸一、概述羧酸往往有俗名,希望学生有所了解,尽可能记忆一些,脂肪酸的系统命名原则和醛相β α同。
γCH3-CH-CH2-COOH2 14 3 OH 芳香酸命名是把芳环视作取代基。
76羧酸的沸点比分子量相近的其它有机物高,这是由于羧酸能以氢键缔合。
同时,即使在气态时,羧酸也是双分子缔合的,所以羧酸的沸点比分子量相近的醇还要高。
二、羧酸结构和化学性质亲核取代O 还原R-C-C-O-H α-H反应H 脱羧酸性1、酸性?E O O O +?R-C H + R-C R-C E EO-H O OO O NaOH/Na2CO3/ NaHCO3H2O + R-C E R-C EH+ O-Na O-H应用:①鉴别:与酚不同,与非酸性物质不同。
水解是一种化学反应,其中一个化合物与水反应,产生两种或更多种新的化合物。
水解是许多生物体和人工体系中普遍存在的一种化学反应。
在有机化学中,酰卤、酸酐、酯和酰胺等化合物在水中的水解反应具有一定的难易次序。
本文将探讨这些化合物的水解难易次序,并对其进行详细的介绍和分析。
1. 酰卤的水解酰卤是一类含有羰基碳与卤素相连的有机化合物,常见的有酰氯、酰溴、酰碘等。
酰卤的水解是一种较为剧烈的化学反应,其反应活性较高。
以酰氯为例,其水解反应可由以下方程式表示:RCOCl + H2O -> RCOOH + HCl可见,酰氯在水中迅速水解生成对应的羧酸和氢氯酸。
这一反应是比较容易发生的水解反应。
2. 酸酐的水解酸酐是一类含有两个酯基的羧酸衍生物,它们有着特殊的结构和性质。
酸酐的水解反应需要在碱性条件下进行,而且反应速率较慢。
以醋酸酐为例,其水解反应可由以下方程式表示:RCOOCCH3 + H2O -> RCOOH + CH3COOH可以看出,酸酐在水中的水解需要较长的时间,并且需要在碱性条件下进行,因此其水解反应难度较大。
3. 酯的水解酯是一类含有羧酸酯基的有机化合物,其在水中的水解反应属于中等难度。
以乙酸乙酯为例,其水解反应可由以下方程式表示:RCOOC2H5 + H2O -> RCOOH + C2H5OH可以看出,酯在水中的水解反应需要一定的时间,并且需要在碱性条件下进行,因此其水解反应难度较大。
4. 酰胺的水解酰胺是一类含有酰基与氨基相连的有机化合物,其在水中的水解反应较为困难。
以乙酰胺为例,其水解反应可由以下方程式表示:RCOCONH2 + H2O -> RCOOH + NH3可以看出,酰胺在水中的水解反应需要较长的时间,并且需要在酸性或碱性条件下进行,因此其水解反应难度较大。
总结来看,酰卤的水解反应相对较易发生,其次是酯的水解反应,酸酐的水解反应难度较大,而酰胺的水解则是较为困难的。
羧酸的官能团羧酸(RCOOH)(Carboxylic Acid) 是最重要的一类有机酸。
一类通式为RCOOH或R(COOH)n 的化合物,官能团:-COOH。
X射线衍射证明,甲酸中羰基的键长123pm长于正常的羰基122pm;C-O的键长131pm小于醇中的 C-O的键长143pm;在甲酸晶体中,两个碳氧键键长均为127pm。
二、羧酸的分类和命名通式RCOOH中R为脂烃基或芳烃基,分别称为脂肪(族)酸或芳香(族)酸。
又可根据羧基的数目分为一元酸、二元酸与多元酸。
还可以分为饱和酸和不饱和酸。
呈酸性,与碱反应生成盐。
一般与三氯化磷反应成酰氯;用五氧化二磷脱水,生成酸酐;在酸催化下与醇反应生成酯;与氨反应生成酰胺;用四氢化锂铝(LiAlH4)还原生成醇。
可由醇、醛、不饱和烃、芳烃的侧链等的氧化,或腈水解,或格利雅试剂与干冰反应等方法制取。
用来源于动植物的油脂或蜡进行皂化,可获得6至18个碳原子的直链脂肪(族)酸。
物理性质饱和一元羧酸中,甲酸、乙酸、丙酸具有强烈酸味和刺激性。
含有4~9个C原子的具有腐败恶臭,是油状液体。
含10个C 以上的为石蜡状固体,挥发性很低,没有气味。
饱和一元羧酸的沸点甚至比相对分子质量相似的醇还高。
例如:甲酸与乙醇的相对分子质量相同,但乙醇的沸点为78.5℃,而甲酸为100.7℃。
这是由于甲酸分子间存在氢键。
根据电子衍射等方法,由于氢键的存在,低级的酸甚至在蒸汽中也以二聚体的形式存在。
甲酸分子间氢键键能为30KJ/mol,而乙醇分子间氢键为25KJ/mol。
直链饱和一元羧酸的熔点随分子中C原子数目的增加呈锯齿形的变化,含偶数C原子酸的熔点比相邻两个奇数C原子酸的熔点高,这是由于在含偶数C原子链中,链端甲基和羧基分在链的两边,而在奇数C原子链中,则在C链的同一边,前者具有较高的对称性,可使羧酸的晶格更紧密的排列,它们之间具有较大的吸引力,熔点较高。
羧基是亲水性的,能与水形成氢键,所以低级羧酸能与水以任意比例互溶;随着相对分子量的增加,疏水基团(烃基)越来越大,在水中的溶解度越来越小。
有机化学基础知识点整理羧酸衍生物和酰卤化反应羧酸衍生物和酰卤化反应是有机化学中重要的知识点。
本文将对此进行整理和说明,以帮助读者更好地理解和掌握这些概念。
一、羧酸衍生物羧酸衍生物是一类化合物,其分子结构中含有羧酸基(-COOH)。
羧酸基是由羰基(C=O)和羟基(-OH)经过脱水反应得到的。
羧酸衍生物的命名通常以原来化合物的名称加上“酸”的后缀表示。
常见的羧酸衍生物包括酯、酰胺、酰氯、酸酐等。
这些化合物在有机合成和药物化学等领域中具有广泛的应用。
二、酰卤化反应1. 定义和机理酰卤化反应是指羧酸衍生物与卤代烷反应生成相应的酰卤化物。
酰卤化反应的机理是酰基(-COOH)中的羟基被卤原子取代,形成酰卤基(-COX,其中X代表卤素原子)。
2. 较常见的酰卤化反应羧酸与卤代烷反应:羧酸与卤代烷在酸性条件下反应,生成相应的酰卤化物。
反应条件常用到的有硫酸、氯化亚砜等。
酰胺与卤代烷反应:酰胺与卤代烷在碱性条件下反应,生成相应的酰胺卤化物。
反应条件常用到的有氨基氯化亚砜、三甲基溴化膦等。
3. 反应机理酰卤化反应的机理通常涉及到亲核取代反应和脱去质子反应。
以羧酸与卤代烷反应为例,亲核取代反应首先发生,羧酸中的羟基攻击卤代烷中的卤原子;接着,在酸性条件下,脱去质子反应发生,生成稳定的酰卤化物。
4. 应用领域酰卤化反应在有机合成中具有广泛的应用。
酰卤化物可以进一步与其他化合物反应,生成新的有机化合物。
比如,酰卤化物可以与芳香化合物反应,生成酰基取代的芳香化合物;酰卤化物也可以与胺反应,生成酰胺化合物。
5. 注意事项在进行酰卤化反应时,需要注意选择适当的反应条件和催化剂。
不同的羧酸衍生物和卤代烷可能需要不同的反应条件和催化剂来进行反应。
此外,在实验操作过程中,也需要注意个人安全和环境保护。
通过本文的整理和说明,我们对羧酸衍生物和酰卤化反应有了更加清晰的认识。
羧酸衍生物是一类具有羧酸基的化合物,常见的有酯、酰胺、酰氯等;酰卤化反应是羧酸衍生物与卤代烷反应生成相应的酰卤化物,常见的有羧酸与卤代烷反应、酰胺与卤代烷反应等。