大学有机化学第十章 取代羧酸
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第十章羧酸和取代羧酸1.苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸的分子量较接近,而沸点和熔点却相差很大,此现象如何解释?苯甲醛苯甲醇苯甲酸分子量106 108 122沸点/178 205 249℃熔点/℃-26 -15.3 1222.顺丁烯二酸在100克水中能溶解79克,而反丁烯二酸只能溶解0.7克,试给予解释。
3.试解释邻氯苯丙炔酸的酸性弱于其对位和间位异构体的酸性。
4.试解释为什么2,6-二羟基苯甲酸(pKa=2.32)的酸性强于邻羟基苯甲酸(pKa=2.98)的酸性。
5.在利用氧化法由伯醇制备醛或由烷基苯制备芳酸中,如何能得到纯净的醛或羧酸?6.甲酸为什么具有还原性?7.分子式为C9H8O3的一种化合物,能溶于氢氧化钠和碳酸钠溶液,与三氯化铁溶液有显色反应,能使溴的四氯化碳溶液褪色,用KMnO4氧化得到对羟基苯甲酸,试推断它的结构。
8.分子式为C4H8O3的两种同分异构体A和B,A与稀硫酸共热,得到分子式为C3H6O 的化合物C和另一化合物D,C不能发生碘仿反应,但D能与托伦试剂反应生成银镜。
B 加热脱水生成分子式为C4H6O2的化合物E,E能使溴的四氯化碳溶液褪色,并经催化氢化生成分子式为C4H8O2的直链羧酸F。
试写出A、B、C、D、E、F的结构式。
9.用化学方法区分下列各组化合物:(1)甲酸、乙酸和丙烯酸(2)苯甲醇、苯甲酸、水杨酸和苯甲醛10.阿司匹林水溶液加入FeCl3溶液能否显色?如将其水溶液加热放冷后再加入FeCl3溶液能否显色?11.用反应方程式表示丙酮酸在体内的变化过程。
12.将下列各组化合物按酸性由大到小顺序排列,简述其理由。
(1)(A)丁酸(B)顺丁烯二酸(C)丁二酸(D)丁炔二酸(E)反丁烯二酸(3)(A)α-氯代苯乙酸(B)对氯苯乙酸(C) 苯乙酸(D) β-苯丙酸13.回答下列问题:(1)为什么羧酸的沸点及在水中的溶解度相对分子质量相近的其它有机物高?(2)苯甲酸和邻氯苯甲酸都是不溶于水的固体,能用甲酸钠的水溶液将其混合物分开,为什么?14.排列出下列醇在酸催化下与丁酸发生反应的活性次序:(1)(CH3)3CCH(OH)CH3(2)CH3CH2CH2CH2OH(3)CH3OH (4)CH3CH(OH)CH2CH315.写出草酸、对苯二甲酸在酸催化下,分别与乙二醇反应的产物。
第十章 取代羧酸
【目的要求】
1、掌握取代羧酸的分类和命名(包含俗名);取代羧酸的酸性及其它特性。
2、熟悉乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯的结构和性质特点。
3、了解取代羧酸的制备方法;一些重要化合物。
【教学内容】
第一节 取代羧酸的结构、分类和命名
一、结构和分类
卤代酸、羟基酸、羰基酸(氧代酸)和氨基酸等。
二、命名
第二节 卤代酸
一、卤代酸的制备 (一)、α-卤代酸的制备
脂肪族羧酸在少量红磷(或卤代磷)存在下可以直接溴化或氯化,生成α-卤代酸(Hell-Volhard-Zelinsky 反应)。
RCH 2
Br
PBr 2
Br
α-溴代酸 (二)、β-卤代酸的制备
β-卤代酸可用α,β-不饱和酸和卤化氢发生加成作用而制得。
加成时,卤原子总是加β-碳原子上。
(三)、 洪赛迪克尔(Hunsdiecker )反应 二、性质 (一)、酸性
卤原子的存在使卤代酸的酸性比相应的羧酸强。
酸性的强弱与卤原子取代的位置、卤原子的种类和数目有关。
(二)、与碱的反应
1、α-卤代酸:与水或稀碱溶液共煮,水解成羟基酸。
Cl OH
H Cl
CH 3CHCOOH
CH 3
2、β-卤代酸:与氢氧化钠水溶液反应,失去一分子卤化氢,而产生α,β-不饱和羧酸。
H
2
Cl
H
CH 2CHCOOH 2
3、γ-与δ-卤代酸 (三)、达则斯(Darzens )反应 (四)、雷福尔马斯基(Reformatsky )反应
α-卤代酸酯在锌粉作用下与羰基化合物(醛、酮、酯)发生反应,产物经
水解后生成β-羟基酸酯的反应称雷福尔马斯基反应。
反应是通过有机锌化合物进行的。
例如:
BrCH 2COOC 2H 5
Zn
BrZnCH 2COOC 2H
5
Zn BrZnCH
2COOC 2H
C 6H 5CHO
C 6H 5CHCH 2COOC 2H 5OZnBr
C 6H 5CHCH 2COOC 2H 5OZnBr
O
H
C 6H 5
CHCH 2COOC 2H OH
Br OH
2
61%~64% 三、个别化合物
第三节 羟基酸
一、醇酸 (一)、醇酸的制备
1、卤代酸水解
2、羟基腈水解
3、雷福尔马斯基反应
(二)、性质
1
、酸性。
2、氧化反应。
3、脱水反应。
醇酸受热后而发生脱水反应,随着羧基和羟基的相对位置的不同而生成不同的产物。
4、分解反应。
(三)、个别化合物 二、酚酸 (一)、制备 (二)、性质
当酚酸中的羟基与羧基处于邻位或对位时,受热容易脱羧,这是它们的一个特性。
OH
CO 2
OH
COOH
(三)、个别化合物
第四节 羰基酸
一、α-羰基酸
丙酮酸是最简单的α-羰基酸。
CH 3CHCOOH
CH 3CCOOH
OH
二、β-羰基酸
β-丁酮酸(CH 2
COOH
O
CH 3C )又叫乙酰乙酸,是最简单的β-酮酸。
三、乙酰乙酸乙酯 (一)、制备
1、 二乙烯酮与醇作用
2、克莱森(Claisen )酯缩合反应。
(二)、乙酰乙酸乙酯的酸性和互变异构现象
1、活泼亚甲基上α-氢的酸性。
2、乙酰乙酸乙酯的互变异构
3、乙酰乙酸乙酯的酸式分解和酮式分解 酸式分解。
CH 2
C
O OC 2H 5
CH 3
C
O
ONa
3
O
C 2H 5OH
H
+
3COOH
酮式分解
CH 2
O OC 2H 5
CH 3
C
O
NaOH CH
3
O
H +
CH 3
C
O
CH 2COONa
CH 3
①、α-亚甲基上的取代反应
②、乙酰乙酸乙酯在合成上的应用 四、丙二酸二乙酯 (一)、制备 (二)、性质
1、烷基化:
CH 2
COOC 2H 5COOC 2H 5
252H 5)2]
Na
+
RX
2H 5)2
2
、酰基化:
CH 2
COOC 2H 5COOC 2H 5
Mg(OC H )O
O
C 2H 5CCHCOC 2H 5
Cl
O O
RCCH(COOC 2H 5)2
酰基丙二酸二乙酯
(三)、丙二酸二乙酯在合成上的应用。