羧酸及羧酸衍生物
- 格式:ppt
- 大小:12.80 MB
- 文档页数:152
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。
《羧酸羧酸衍生物》学历案一、学习目标1、掌握羧酸和羧酸衍生物的结构特点。
2、理解羧酸和羧酸衍生物的化学性质。
3、学会羧酸和羧酸衍生物之间的相互转化。
4、能够运用所学知识解决实际问题。
二、学习重难点1、重点(1)羧酸和羧酸衍生物的结构与性质。
(2)羧酸和羧酸衍生物的化学反应。
2、难点(1)羧酸衍生物的水解反应和醇解反应机理。
(2)羧酸和羧酸衍生物之间的相互转化条件及应用。
三、知识回顾在学习羧酸和羧酸衍生物之前,我们先来回顾一下有机化合物中官能团的概念以及一些常见的官能团,如羟基(OH)、醛基(CHO)、酮基()等。
四、羧酸1、羧酸的定义羧酸是由烃基与羧基()相连构成的有机化合物。
2、羧酸的分类(1)根据烃基的不同,羧酸可以分为脂肪酸(如乙酸、硬脂酸)和芳香酸(如苯甲酸)。
(2)根据羧基的数目,羧酸可以分为一元羧酸(如甲酸)、二元羧酸(如草酸)和多元羧酸。
3、羧酸的物理性质(1)低级饱和一元羧酸一般为具有强烈刺激性气味的液体,可溶于水。
(2)随着碳原子数的增加,羧酸的溶解性逐渐降低,高级脂肪酸为蜡状固体,难溶于水。
4、羧酸的化学性质(1)酸性羧酸具有酸性,能与碱发生中和反应。
例如,乙酸与氢氧化钠反应:CH₃COOH +NaOH → CH₃COONa + H₂O。
(2)酯化反应羧酸与醇在一定条件下发生酯化反应,生成酯和水。
例如,乙酸与乙醇的酯化反应:CH₃COOH + C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅+ H₂O。
五、羧酸衍生物1、羧酸衍生物的定义羧酸分子中羧基上的羟基被其他原子或原子团取代后的产物称为羧酸衍生物,常见的羧酸衍生物有酰卤、酸酐、酯和酰胺。
2、酰卤(1)定义:羧酸中的羟基被卤原子取代后的产物。
(2)常见的酰卤:乙酰氯(CH₃COCl)、苯甲酰氯()。
3、酸酐(1)定义:由两个羧酸分子脱去一分子水形成的化合物。
(2)常见的酸酐:乙酸酐()。
4、酯(1)定义:羧酸与醇发生酯化反应生成的产物。
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。
第六章羧酸及羧酸衍生物得性质及重要反应机理一、羧酸得化学性质1、酸性羧酸具有酸性,诱导、共轭、场效应等对酸性强弱有影响。
利用羧酸得酸性可以制备羧酸酯与羧酸盐。
2、亲核取代反应这就是羧酸在一定条件下转变成羧酸生物得反应。
大多数亲核取代反应就是通过加成-消除历程完成得。
3、还原反应羧酸能被LiAlH4与B2H6还原成相应得伯醇。
4、α-H得卤化(Hell-Volhard-Zelinsky反应)通过控制卤素得用量可以制备一元或多元得卤代羧酸,并进一步制备羟基酸与氨基酸。
5、脱羧反应羧酸在适当得条件下,一般都能发生脱羧反应,这就是缩短碳链得反应。
通常得脱羧反应表示如下:A为-COOH、-CN、-(C=O)R、-NO2、-CX3、-C=O、C6H5-等吸电子基团时,脱羧反应相当容易进行。
此外还有一些特殊得脱羧方法。
二元羧酸得脱羧规律就是:乙二酸、丙二酸、加热失羧,丁二酸、戊二酸加热就是水生成分子内酸酐,己二酸、庚二酸加热就是水、失羧生成环酮。
根据以上反应可以得出一个结论,在有机反应中有成环可能时,一般易形成五元环或六元环。
这称为布朗克(Blanc)规则。
二、羧酸衍生物得化学性质1、亲核取代反应这就是羧酸衍生物得转换反应。
转换得活性顺序为:RCOX>CRCOOOCR>RCOOR′>RCONR2酸与碱都能催化反应。
2、与有机金属化合物得反应选用空阻大得酰卤,反应能控制在酮得阶段。
选用甲酸酯,可以制备对称二级醇。
选用碳酸酯,可制备三个烃基相同得三级醇。
二元酸得环状酸酐可用来制备酮酸。
酰胺氮上有活泼氢,一般不宜使用。
3、还原反应反应物还原剂NaBH4LiAlH4催化氢化B2H6RCOCl Rosenmund法RCHO+ + RCH2OH RCOOOCR + + + + 2RCH2OHRCOOR′+ +特殊催化剂+ RCH2OHR′OHRCONH2+ +特殊催化剂+ RCH2NH2RCN + + RCH2NH2反应、Bouveault-Blanc反应、酮醇反应、酯得热裂等见重要反应机理。