第十三章 羧酸
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第十三章 羧酸衍生物[教学目的要求]:1、掌握羧酸衍生物的分类和命名;2、了解羧酸衍生物的光谱性质;3、掌握羧酸衍生物化学性质的共性与特性;4、了解油脂的结构和性质,肥皂的去污原理及合成洗涤剂的类型;5、掌握酯的水解历程,了解其氨解、醇解历程;6、掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用;7、了解一些重要的碳酸衍生物的用途;8、掌握有机合成的方法和合成路线的选择。
羧酸衍生物是羧酸分子中的羟基被取代后的产物,重要的羧酸衍生物有酰卤,酸酐,酯,酰胺。
第一节 羧酸衍生物一、分类和命名 羧酸衍生物在结构上的共同特点是都含有酰基( ),酰基与其所连的基团都能形成P-π共轭体系。
酰卤和酰胺根据酰基称为某酰某。
酸酐的命名是在相应羧酸的名称之后加一“酐”字。
例如: 酯的命名是根据形成它的酸和醇称为某酸某酯。
例如: 二、羧酸衍生物的光谱性质第二节 酰卤和酸酐 一、酰卤1.酰卤的制备酰卤的制取一般是由羧酸与卤化磷或氯化亚砜作用而得。
2.物理性质无色,有刺激性气味的液体或低熔点固体。
低级酰卤遇水激烈水解。
乙酰氯暴露在空气中即水解放出氯化氢。
3.化学性质(1)水解、醇解、氨解(常温下立即反应)反应结果是在分子中引入酰基,故酰卤是常用的酰基化剂。
(2)与格氏试剂反应酰氯与格氏试剂作用可以得到酮或叔醇。
反应可停留在酮的一步,但产率不R C O高。
(3)还原反应罗森蒙德(Rosenmund)还原法可将酰卤还原为醛。
二、酸酐1.制备(1)由羧酸脱水而得,可制得单纯酐。
(2)混酐通过酰氯与羧酸盐作用制得。
2.物理性质3.化学性质(1)水解、醇解、氨解(反应需稍加热)。
酸酐也是常用的酰基化剂。
(2)柏琴(Perkin)反应酸酐在羧酸钠催化下与醛作用,再脱水生成烯酸的反应称为柏琴(Perkin)反应。
第三节羧酸酯一、酯的物理性质酯常为液体,低级酯具有芳香气味,存在于花、果中。
例如,香蕉中含乙酸异戊酯,苹果中含戊酸乙酯,菠萝中含丁酸丁酯等等。
第十三章 羧酸及其衍生物一、 用系统命名法命名下列化合物:1.CH 3(CH 2)4COOH2.CH 3CH(CH 3)C(CH 3)2COOH3.CH 3CHClCOOH4.COOH5.CH 2=CHCH 2COOH6.COOH7.10(CH 3CO)2O11COO CO CH 312.HCON(CH 3)213.COOH2NO 2N14.CO NH3,5-二硝基苯甲酸 邻苯二甲酰亚胺15.CH 3CHCHCOOH CH 3OH16.OH COOH2-甲基-3-羟基丁酸 1-羟基-环己基甲酸二、 写出下列化合物的构造式:1.草酸 2,马来酸 3,肉硅酸 4,硬脂酸HOOCCOOHC C H H COOH COOHCH=CHCOOHCH 3(CH 2)16COOH5.α-甲基丙烯酸甲酯 6,邻苯二甲酸酐 7,乙酰苯胺 8。
过氧化苯甲酰胺CH 2=C CH 3COOCH 3CO O CONHCOCH 3CO C O OO NHC O H 2NCOOC 2H 5C C NH C NHOOOH 2N CNH 2NHCOO COnCH 2CH O C OCH 3[]n三、写出分子式为C 5H6O4的不饱和二元酸的所有异构体(包括顺反异构)的结构式,并指出那些容易生成酸酐: 解:有三种异构体:2-戊烯-1,5-二酸;2-甲基-顺丁烯二酸;2-甲基-反丁烯二酸。
其中2-甲基-顺丁烯二酸易于生成酸酐。
C C H COOHCOOHCC H COOHCH 3HOOCCH 3HOOC CH=CHCH 2COOH2-戊烯-1,5-二酸;2-甲基-顺丁烯二酸;2-甲基-反丁烯二酸四、比较下列各组化合物的酸性强度:1,醋酸, 丙二酸, 草酸, 苯酚, 甲酸CH 3COOH ,HOOCCOOHHOOCCH 2COOH ,,OH ,HCOOHHOOCCOOHHOOCCH 2COOHHCOOHOHCH 3COOH>>>>2.C 6H 5OH ,CH 3COOH ,F 3CCOOH ,ClCH 2COOH ,C 2H 5OHCCOOHClCH 2COOHCH 3COOH C 6H5OHC 2H 5OH>>>>3NO 2COOHCOOHNO 2COOHOHOH2COOHNO 2COOHOHOH>>>>五、用化学方法区别下列化合物:234,COOHCOOHCH 2OHOH5六、写出异丁酸和下列试剂作用的主要产物:1.Br 2/PCH 3CH 3CHCOOH Br /PCH 3CCOOH Br CH 32.LiAlH 4/H 2OCH 3CHCOOH CH 3LiAlH /H 2OCH 3CH 3CHCH 2OH3.SOCl 2CH 3CH 3CHCOOH2CH 3CH 3CHCOCl4.(CH 3CO)2O/CH 3CH 3CHCOOH (CH 3CO)2O/CH 3CHCO)2CH 3(O +CH 3COOH5.PBr 3CH 3CH 3CHCOOH PBr (CH 3)2CHCOBr6.CH 3CH 2OH/H 2SO 4CH 3CH 3CHCOOH CH 3CH 2OH/H 2SO 4(CH 3)2CHCOOC 2H 57.NH 3/CH 3CH 3CHCOOHNH/(CH 3)2CHCONH 2七、分离下列混合物:CH 3CH 2COCH 2CH 3,CH 3CH 2CH 2CHO ,CH 3CH 2CH 2CH 2OH ,CH 3CH 2CH 2COOHCH 3CH 2CH 2COOH CH 3CH 2CH 2CH 2OH CH 3CH 2CH 2CHO CH 3CH 2COCH 2CH 3NaOHaq2CH 2COONaCH 3CH 2CH 2COOHCH 3CH 2CH 2CH 2OH CH 3CH 2CH 2CHO CH 3CH 2COCH 2CH 3CH 3CH 2CH 2CHSO 3NaOHH +,H OCH 3CH 2CH 2CHOCH 3CH 2COCH 2CH 3NH 23NHOHCH 3CH 2CCH 2CH 3NNHOHHClCH 3CH 2COCH 2CH 3CH 3CH 2CH 2CH 2OH八、写出下列化合物加热后生成的主要产物:1, 2-甲基-2-羟基丙酸2, β-羟基丁酸3, β-甲基-γ-羟基戊酸4, δ-羟基戊酸5, 乙二酸九、完成下列各反应式(写出主要产物或主要试剂)1.CH 3CH 2CN (A)H 2O,H +CH 3CH 2COOHCH 3CH 2COCl(B)SOCl2(G)H 2,Pd/BaSO 4CH 3CH 2CHO2CONH 2P 2O 5(C)NH 3NaOBr,NaOH CH 3CH 2NH 22.C=O1.C 2H 5MgBr 2,H 3O OH C 2H 5PBr 31.Mg,(C H )2O 2CO 2,H 3OC 2H 5COOH3.ClC ClO2NH 3H 2NC NH 2OH 2N CNH 2OH 2NC ONHC NH 2O4.C=O24OH CNH O +OH COOHOO OC O C十、完成下列转变:1.CH 3CH 2COOH CH 3CH 2CH 2COOHCH 3CH 2COOH [H]CH 3CH 2CH 2OHPBr CH 3CH 2CH 2BrNaCNCH 3CH 2CH 2CN H O +CH 3CH 2CH 2COOH2.CH 3CH 2CH 2COH CH 3CH 2COOHCH 3CH 2CH 2COOH 2CH 3CH 2CHCOOHCl-OHCH 3CH 2CHCOOHOHKMnO ,H+CH 3CH 2COOH3.C=CH 2CH 2COOHCH 2COOHC=CH 2+HBrROORCH 2Br25)OCH 2MgBr122,H 3O4.CH 3COCH 2CH 2CBr(CH 3)2CH 3COCH 2CH 2C(CH 3)2COOHCH 3COCH 2CH 2CBr(CH 3)222+CH 3CCH 2CH 2CBr(CH 3)2O OMg,(C 2H 5)OOOCH 3C CH 3CH 2CH 2CMgBrCH 31.CO 22.H 3O+CH 3COCH 2CH 2C(CH 3)2COOH十一、试写出下列反应的主要产物:1.CH 2CH 2COOH CH 2CH 2COOH25COO CO 2.C C COOC 2H5COOC 2H5+2H52H 53.++4.NaCr 2O 7KMnO 4H 2SO 4H +COOH COOHCOOH COOH5.C OH18O+CH 3OHH +C OOCH 3+H 2O 186.(R )-2-溴丙酸 + (S)-2-丁醇 H +/⊿C 2H 5HCH 3OO C Br H CH 3H +HCH 3OHCH 3CH 2+CH 3H COOHBr7.CH 3CH 2COONa+CH 3CH 2CH 2COClCH 3CH 2CH 2CO O CCH 2CHCH 3O 8.CH 2CH 2C CO O+2C 2H 5OHC 2H 5OC O CH 2CH 2COC 2H 5O9.CH 3CONH 2+NaOBr-OHCH 3NH 210.CNCONH 2+P 2O 5十二、预测下列化合物在碱性条件下水解反应的速度顺序。