13、有机化学：羧酸衍生物(4H)

1第十三章 羧酸衍生物

问题和习题解答

(曾昭琼主编，有机化学，2004 第四版，下册P76-77)

(井冈山学院化学系，方小牛提供).

1、 说明下列名词： 酯、油脂、皂化值、干性油、碘值、非离子型洗涤剂。

解：酯：是羧酸分子和醇分子间脱水形成的产物。

油脂：是高级脂肪酸的甘油醇酯。

皂化值：是指完全皂化1克油脂所需的KOH的质量(以mg为单位)。

干性油：是指那些在空气中放置后能逐渐变成有韧性的固态薄膜的油。

碘值：是指100克油脂完全加成时所能吸收的碘的质量(以克为单位)。

非离子型洗涤剂：此处实指非离子型表面活性剂，即在水溶液中不离解出正负离子的表面活性

剂(此处的非离子型表面活性剂起主要的洗涤去污作用)。

2、 试用方程式表示下列化合物的合成路线：

（1） 由氯丙烷合成丁酰胺； CH

3CH

2CH

2Cl CH

3CH

2CH

2CONH

2

CH

3CH

2CH

2CN CH

3CH

2CH

2COOHNaCN C

2H

5OH

H

3O+, heat(1) NH

3

(2) heatH

3O+, heat

（2） 由丁酰胺合成丙胺；

CH

3CH

2CH

2CONH

2 + NaOBr + 2NaOH CH3CH

2CH

2NH

2 + Na

2CO

3 + NaBr

（3） 由邻氯苯酚、光气、甲胺合成农药“害扑威”

ClClO

+ CH

3NH

2 CH

3-N=C=O + 2HCl

CH

3-N=C=O +OH

ClOCONHCH

3

Cl

或先醇解后胺解也可。

3、 用简单的反应来区别下列各组化合物：

(1) CH

3CHCOOH and CH

3CH

2COCl

Cl

2解：前一化合物与水几乎不反应，而后一化合物因水解而冒烟。

(2) 丙酸乙酯与丙酰胺

解：分别与氢氧化钠水溶液作用，并加热，有氨气放出(使红色石蕊试纸变蓝色)者为丙酰胺，

否则为丙酸乙酯。

(3) CH

3COOC

2H

5 and CH

3OCH

2COOH

解：分别与碳酸氢钠水溶液试验，能明显反应并放出二氧化碳气体者为甲氧基乙酸，否则为乙

- 1 - 第4节 羧酸 氨基酸和蛋白质

第1课时 羧酸

1．了解常见羧酸的结构、性质、主要用途。

2．能用系统命名法命名简单羧酸。

3．掌握羧酸的主要化学性质。(重点)

羧 酸 的 概 述

[基础·初探]

1．概念：分子由烃基(或氢原子)与羧基相连而组成的有机化合物。

2．羧酸的官能团：名称：羧基，结构简式：或—COOH。

3．分类

4．饱和一元羧酸

(1)通式CnH2nO2或CnH2n＋1COOH

(2)命名 - 2 -

例如：4­甲基戊酸

5．物理性质

(1)水溶性：分子中碳原子数在4以下的羧酸能与水互溶。随着分子中碳链的增长，羧酸在水中的溶解度迅速减小。

(2)熔沸点：比相应的醇高，原因是羧酸比相对分子质量相近的醇形成氢键的几率大。

6．常见的羧酸

(1)水溶液显酸性的有机物都属于羧酸。( )

(2)乙酸属于电解质，属于弱酸。( )

(3)1 mol CH3COOH最多能电离出4 mol H＋。( )

(4)所有的羧酸都易溶于水。( )

(5)乙酸、乙醇分子间均易形成氢键。( )

【提示】 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√

[核心·突破] - 3 - 羧酸的同分异构体

羧酸的同分异构现象比较普遍，这里将C4H8O2的一部分同分异构体列出，以作启示。

(1)羧酸类

[题组·冲关]

题组1 羧酸的组成、结构

1．下列有关乙酸结构的表示或说法中错误的是 ( )

A．乙酸的比例模型为

B．乙酸分子中所有原子均位于同一平面上

C．乙酸的结构简式为CH3COOH，官能团名称为羧基

D．乙酸分子中既存在极性键又存在非极性键

【解析】 乙酸分子中含有甲基，因此所有原子不可能共平面。

【答案】 B

2．从分类上讲，属于( )

①脂肪酸；②芳香酸；③一元酸；④多元酸

A．①② B．②③

C．②④ D．①③ - 4 - 【解析】 分子中有一个羧基直接连在苯环上，故为一元芳香酸。

1 第3课时 氨基酸和蛋白质

1．了解氨基酸的结构特点和性质。(重点)

2．理解肽键的形成。

3．了解蛋白质的结构特点和主要性质。(重点)

氨 基 酸、 多 肽

[基础·初探]

1．氨基酸

(1)定义

氨基酸是氨基取代了羧酸分子中烃基上的氢原子所形成的取代羧酸。

(2)分子结构

(3)常见的氨基酸

(4)化学性质

①两性：氨基酸分子中既含有氨基(显碱性)又含有羧基(显酸性)，因此氨基酸是两性化合物。 2 ②缩合：在一定条件下能够缩合成多肽，构成蛋白质。

(1) 属于氨基酸。( )

(2)甘氨酸与1­硝基乙烷互为同分异构体。( )

(3)氨基酸分子中只有一个官能团。( )

(4)H2NCH2CH2COOH既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应。( )

(5)1 mol—NH2含有10 NA的电子。( )

【提示】 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×

2．多肽

(1)定义

一个α­氨基酸分子的羧基与另一个α­氨基酸分子的氨基脱去一分子水所生成的化合物。

(2)官能团

酰胺键，又叫肽键，表示为CONH。

(3)分类

①二肽：由两个氨基酸分子脱水缩合形成。

②多肽：由三个或三个以上氨基酸分子脱水缩合形成。

如二分子甘氨酸生成的二肽表示为

H2N—CH2—COOH＋H2N—CH2—COOH―→

H2N—CH2—CO—NH—CH2—COOH＋H2O。

3 [核心·突破]

氨基酸的缩合规律

1．两分子间缩合

一个氨基酸分子中的氨基和另一个氨基酸分子中的羧基，发生分子间脱水反应生成肽键。

A、B两种不同的氨基酸生成二肽时，可能是A的氨基脱去氢、B的羧基脱去羟基形成肽键；也可能是A的羧基脱去羟基而B的氨基脱去氢形成肽键；还有可能是两个A分子之间或两个B分子之间形成肽键。

2．分子间或分子内缩合成环

3．缩聚生成多肽或蛋白质

[题组·冲关]

1．氨基酸不能发生的反应是( )

A．酯化反应 B．与碱的中和反应 4 C．成肽反应 D．水解反应

1 / 34 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 第13章 羧酸衍生物 一、选择题 1．下列化合物中，能自身进行缩合反应的是（ ）。 A．甲酸乙酯 B．三甲基乙酸乙酯 C．苯乙酸乙酯 D．乙二酸二乙酯 【答案】C 2．Rosenmund还原反应，能将酰卤还原成（ ）。 A．醇 B．酮 C．醛 D．酯 【答案】C 二、填空题 1．按碱性水解反应速度由大到小的顺序排列下列酯： 。 2 / 34 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 【答案】④＞③＞①＞② 【解析】吸电子基团使水解速度加快。 2．。 【答案】 【解析】第一步为酰氯的氨解；第二步为酰胺的还原；第三步为季铵盐的生成；第四步为季铵盐转化成季胺碱；第五步为季胺碱的受热分解。 3．。 【答案】 【解析】第一步为水解后再发生霍夫曼降解反应；第二步为生成重氮盐后被I取代。 4．。 【答案】 【解析】这是由低级酸酐制备高级酸酐的方法。 5． 3 / 34 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 【答案】 【解析】乙酰乙酸乙酯亚甲基可以进行两次烷基化反应，生成二烷基取代的乙酰乙酸乙酯，后者在稀碱溶液中水解生成烷基取代的β-羰基乙酸。β-羰基乙酸不稳定，稍加热即脱羧变成酮。 三、简答题 1．由乙酰乙酸乙酯、丙烯酸乙酯合成。 答： 2．。 答： 4 / 34 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 。 3．由乙酰乙酸乙酯为原料合成（无机试剂任选） 答： 4．实验题。 写出用酯化反应制备乙酸乙酯的反应式，并回答下列问题。 （1）反应中硫酸起什么作用？ （2）为什么在反应中使用过量的乙醇？ （3）粗乙酸乙酯用碳酸钠和氯化钠洗涤的目的是什么？ （4）为什么上述溶液必须是饱和的？ 答： （1）硫酸的作用既是脱水剂又是催化剂。 （2）因为酯化反应是可逆的，使用过量的乙醇是为了促进平衡向右移动，提高乙酸乙酯的产率。 （3）用碳酸钠洗涤是为了除去溶液中的硫酸和未反应的乙酸；用氯化钠洗涤是为了除 5 / 34 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 去产物中少量的碳酸钠和一部分水。 （4）使用饱和溶液可以降低乙酸乙酯的溶解度（盐析作用），大大减少乙酸乙酯在洗涤中的损失。 5．实验题。 写出用乙酸乙酯制备乙酰乙酸乙酯的反应式，并回答下列问题： （1）反应催化剂是什么？ （2）如何判断反应的终点？ （3）反应结束后，为什么要加入醋酸酸化？加入过量醋酸有什么缺点？ （4）洗涤时加入饱和氯化钠的目的是什么？ （5）粗产物用什么干燥剂干燥？ （6）粗产物用什么方法提纯？ （7）产物可能有哪些杂质？ （8）如何鉴别产物的结构和纯度？ （9）请写出除此以外，两种以上合成乙酰乙酸乙酯的方法。 （10）你认为最具工业化优势的是哪种方法？ 答： （1）用乙醇钠作为催化剂，它是通过金属钠与乙酸乙酯中微量的乙醇作用得到。 （2）当金属钠全部作用完毕，得到一红棕色透明溶液，证明反应完毕。 （3）加入醋酸的目的是将反应中生成的乙酰乙酸乙酯的钠盐转变成乙酰乙酸乙酯。若加入过量的醋酸，一方面会增加产物在水中的溶解度而降低产率；另一方面当酸度过高时， 6 / 34 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 会促进副产物“过氧乙酸”的生成，因而降低产品产率。 （4）加入饱和氯化钠的目的是降低乙酰乙酸乙酯在水中的溶解度，起到盐析的作用。 （5）粗产物用无水硫酸镁干燥。 （6）用蒸馏的方法除去乙酸乙酯，再用减压蒸馏收集纯净的乙酰乙酸乙酯。 （7）产物中可能含有未反应的乙酸乙酯、乙醇、去水乙酸等杂质。 （8）可用及化学试剂如溴水、三氯化铁溶液、羟胺等鉴定化合物的结构；用测定沸点、折光率等鉴定其纯度。 （9）方法一： 方法二： 方法三： （10）我认为最具工业化优势的方法是乙酸乙酯的酯缩合。 6．下列酰胺A和B，A在碱作用下可发生顺反异构化，而B不能，为什么？