有机化学 第九章羧酸、羧酸衍生物和取代酸
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RCOOH..第九章 羧酸及其衍生物和取代酸(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。
§9-1 羧酸一、羧酸的结构、分类和命名 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。
RCOOH羧基上的p -π共轭示意图2、羧酸的分类和命名 2.1.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:或OOCOOcCOOHHOOC HOOC CH 2COOHCH 2COOHCH 2HOOC CH 3CH C H C OOHCOOH HOOC脂肪羧酸 一元羧酸 脂环羧酸 芳香羧酸二元羧酸多元羧酸2.2.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。
在下面的举例中,括号中的名称即为该羧酸的俗名。
有机化学第九章作业第九章羧酸和取代羧酸作业题1.【单选题】下列化合物中,沸点最⾼的是A、丁烷B、丁醇C、丁醛D、丁酸答案:D【⼩⽩菌解析】分⼦相对分⼦质量相近的条件下,沸点:羧酸>醇、酚>醛、酮>烷、醚2.【单选题】酒⽯酸的结构是()A、CH3CH(OH)COOHB、HOOC-CH(OH)CH(OH)-COOHC、HOOC-CH(OH)CH2COOHD、CH3COCOOH答案:B【⼩⽩菌解析】酒⽯酸分⼦结构如图3.【单选题】化合物:a⼄醇.b⼄酸.c苯酚.d碳酸,其酸性由强到弱排列是A、abcdB、bdcaC、bcadD、bcda答案:B【⼩⽩菌解析】酸性:⽆极强酸>羧酸>碳酸>酚>⽔>醇4.【单选题】下列物质中的酸性从⼤到⼩的顺序是①⽔②⼄醇③苯酚④⼄酸⑤碳酸A、①②③④⑤B、④⑤③①②C、②①③⑤④D、⑤④③②①答案:B【⼩⽩菌解析】酸性:⽆极强酸>羧酸>碳酸>酚>⽔>醇5.【单选题】酸性最⼤的是()A、⼄⼆酸B、⼄酸C、丙⼆酸D、丙酸答案:A【⼩⽩菌解析】两个羧基的间距越近,酸性越强;烷基增多,酸性减弱。
6.【单选题】酸性从⼤到⼩顺序正确的是a、丁酸b、α-氯丁酸c、β-氯丁酸A、a>b>cB、c> a >bC、a > c > bD、b>c>a答案:D【⼩⽩菌解析】卤原⼦为吸电⼦基,其数⽬增多,酸性增强;卤原⼦与羧基距离越近,酸性越强。
7.【单选题】酸性从⼤到⼩顺序正确的是a、⼄醇b、苯酚c、对甲基苯甲酸d、对硝基苯甲酸A、d﹥c﹥b﹥aB、d﹥b﹥c﹥aC、b﹥d﹥c﹥aD、c﹥d﹥b﹥a答案:A【⼩⽩菌解析】酚的酸性⽐醇⼤,两者均⽐酸⼩;硝基为吸电⼦基,增强酸性,⽽甲基为斥电⼦基,减弱酸性。
A、邻羟基苯甲酸B、间羟基苯甲酸C、对羟基苯甲酸D、苯甲酸答案:A【⼩⽩菌解析】酚酸酸性:邻羟基苯甲酸>间羟基苯甲酸>苯甲酸>对羟基苯甲酸9.【单选题】与⼄酸发⽣酯化反应的速率最⼤的是A、甲醇B、⼄醇C、丙醇D、丁醇答案:A【⼩⽩菌解析】酯化反应中有机酸的羧基和醇的羟基反应,为SN2反应机制,反应活性:甲醇>伯醇>仲醇>叔醇>酚10.【单选题】与甲醇发⽣酯化反应速率最⼤的是A、⼄酸B、丙酸C、2-甲基丙酸D、2,2-⼆甲基丙酸答案:A【⼩⽩菌解析】酯化反应中有机酸的羧基和醇的羟基反应,为SN2反应机制,反应活性:甲酸>直链羧酸>侧链羧酸>芳⾹酸11.【单选题】下列⼆元酸受热后⽣成环状酸酐的是()A、丁⼆酸酐B、丙⼆酸酐C、⼰⼆酸酐D、⼄⼆酸酐答案:A【⼩⽩菌解析】⼄⼆酸、丙⼆酸受热发⽣脱羧反应,⽣成少⼀个碳原⼦的⼀元羧酸;丁⼆酸、戊⼆酸受热发⽣脱⽔反应,⽣成环状酸酐;⼰⼆酸、庚⼆酸在氢氧化钡存在下加热,发⽣分⼦内脱⽔和脱羧反应,⽣成少⼀个碳原⼦的环酮。
第九章羧酸及其衍⽣物第九章羧酸及其衍⽣物和取代酸第⼀部分羧酸⼀、羧酸的结构亲核加成反应活性不如醛酮⼆、羧酸的分类三、羧酸的命名1、许多羧酸有俗名,主要是根据其来源命名的2、系统命名法:1)选择分⼦中含有羧基最长碳链为主链,根据主链上碳原⼦数称为某酸,超过10个碳时⼀般称为“某碳酸”,如⼗⼋碳酸。
2)脂肪族⼆元羧酸的命名,是选择分⼦中含有两个羧基的最长碳链为主链,称为某⼆酸3)芳⾹族羧酸和脂环族羧酸,芳基或脂环基作为取代基。
四、羧酸的物理性质五、羧酸的化学性质R C C O HOH-活泼H 的反应酸性羰基的亲核加成,然后再消除(表现为羟基的取代)。
羰基的亲核加成,还原。
脱羧反应1、酸性A 、诱导效应A.相连原⼦或基团的电负性B.电负性原⼦或基团的加和性C.原⼦或基团与羧基的相关距离B 、共轭效应芳⾹酸:间位只考虑诱导效应对位同时考虑共轭效应和诱导效应,共轭为主邻位要考虑共轭效应和诱导效应外,还要考虑可能存在氢键吸电⼦取代基:邻>对>间给电⼦取代基:邻>间>对1)取代基团对酸性影响影响成盐及有关反应羧酸盐与卤代烷反应合成酯2)酸性相关的反应2、羧酸衍⽣物的⽣成酰基化反应: 羧酸衍⽣物的⽣成1)酰卤的⽣成(PX3, PX5, SOCI2)酰卤极其怕⽔,遇⽔⽔解.2)酸酐的⽣成⼄酸酐本⾝具有较强的脱⽔能⼒,因此常作为脱⽔剂使⽤交叉酸酐的制备:羧酸钠盐和酰氯3)酯化反应4)酰胺的⽣成反应是可逆的,加热、脱⽔有利于正反应,为了使正反应顺利进⾏,常采⽤苯、甲苯带⽔的⽅式除去反应体系中产⽣的⽔。
2、羧酸的还原羧基的吸电⼦能⼒⽐羰基⼩,羧酸必须在磷或硫等催化剂存在下才能发⽣α-H 的卤代反应双键不受影响*1. 反应不能得到醛,因为醛在此条件下⽐酸更易还原。
*2. ⽤LiAlH 4还原时,常⽤⽆⽔⼄醚、四氢呋喃做溶剂。
4、脱羧反应 PPT265、α-H 的卤代6、⼆元羧酸的反应——Blanc 规则Blanc 规则:有成环可能时,⼀般易形成五元或六元环第⼆部分羧酸衍⽣物⼀、羧酸衍⽣物的结构与命名1、结构2 命名1)酰胺和酰卤根据酰基的名称,命名为“某酰卤”或“某酰胺”2)酸酐根据⽔解所得的酸命名为“某酸酐”(根据来源的酸进⾏命名)。