羧酸 (4)精品課件

1、關(guān)于羧酸 (4)第一張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月羧酸(carboxylic acid)羧基(carboxyl group)酰基(acyl group)第二張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.1 羧酸的分類(lèi)和命名 選擇含羧基的最長(zhǎng)的C鏈為主鏈，稱“某酸” 二元酸：稱“某二酸” 含脂環(huán)和芳環(huán)的羧酸： 當(dāng)羧基直接與環(huán)相連時(shí)，“環(huán)的名稱 + 甲 酸”； 當(dāng)羧基與側(cè)鏈相連時(shí)，環(huán)作為取代基； 當(dāng)環(huán)上和側(cè)鏈都連有羧基時(shí)，以脂肪酸為母體 英文命名：將烷烴命名的后綴“e”改為 “oic acid”羧酸的命名：第三張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4溴丁酸(4-bromobuta

2、noic acid)4己烯酸(4-hexenoic acid)乙二酸(草酸)(oxalic acid)(ethanedioic acid)第四張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3甲基6乙基辛二酸(3-ethyl-6-methyloctanedioic acid)對(duì)甲基苯甲酸(p-methylbenzoic acid)第五張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月123451環(huán)戊烯甲酸(1-cyclopentene-carboxylic acid)反1,2環(huán)戊烷二甲酸(trans-1,2-cyclopetanedicarboxylic acid)第六張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年

3、6月2苯基2羥基乙酸(2-hydroxy-2-phenyl-ethanoic acid) (扁桃酸)1,2苯二乙酸(1,2-benzene-diethanoic acid)第七張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.2 羧酸的結(jié)構(gòu) 甲酸：C: sp2 雜化平面結(jié)構(gòu)鍵角：120 : 一個(gè)鍵， 一個(gè)鍵第八張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.3.1 羧酸的工業(yè)合成（不講）12.3 羧酸的制法第九張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.3.2 伯醇和醛的氧化制備同碳數(shù)的羧酸第十張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.3.3 腈水解（不講）第十一張，PPT共四十九頁(yè)，

4、創(chuàng)作于2022年6月Grignard 試劑的羧化作用 (carbonation)12.3.4 Grignard 試劑與CO2作用Grignard 試劑對(duì)CO2的親和加成，后水解?？蓪Ⅺu代烴分子中的鹵原子轉(zhuǎn)變成羧基。制備比鹵代烴多一個(gè)碳原子的羧酸。第十二張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月反應(yīng)特點(diǎn): RX RCOOH 增長(zhǎng)1個(gè)C的碳鏈第十三張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.3.5 酚酸的合成 第十四張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.4 羧酸的物理性質(zhì) 12.5 羧酸的波譜性質(zhì)第十五張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月酸性酰基上的親核取代反應(yīng)還原成 CH2脫

5、羧反應(yīng)H 反應(yīng)12.6 羧酸的化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)部位： 第十六張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.6.1 羧酸的酸性和極化效應(yīng)(1) 羧酸的酸性HY RCOOH H2CO3 C6H5OH H2O RCH2OH pka: 4 5 6.38 10 15.74 16 19 25 34 50第十七張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 由此可把羧酸與中性、堿性化合物及酚分離。HY:無(wú)機(jī)酸第十八張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月思考題：如何將以下三種化合物進(jìn)行分離：第十九張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(2) 羧酸的結(jié)構(gòu)與酸性的關(guān)系sp2雜化、p ,共軛第二十張，PPT共四十

6、九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月甲酸：甲酸鈉：-0.127 nm第二十一張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 pKa 0.70 1.29 2.81 4.75 Cl 原子的吸電誘導(dǎo)效應(yīng)使負(fù)電荷得到分散，穩(wěn)定了羧酸根負(fù)離子。 Cl 原子愈多，負(fù)電荷分散程度愈大，負(fù)離子愈穩(wěn)定。第二十二張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月pKa: 2.86 4.0 4.52誘導(dǎo)效應(yīng)隨著傳遞距離的增大而迅速減小。 第二十三張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月+I:I:+NR3 NO2 SO2R CN SO2Ar COOH F Cl Br I OAr COOR OR COR SH OH C6H5 H 烷基R上

7、連有的取代基的電子效應(yīng): 誘導(dǎo)效應(yīng)： +I(供電誘導(dǎo)效應(yīng)）、 -I (吸電誘導(dǎo)效應(yīng)） O- COO- (CH3)3C (CH3)2CH CH3CH2 CH3 H第二十四張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 二元羧酸的酸性：pKa1 Ka2第二十五張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 (草酸或乙二酸) (丙二酸) (庚二酸)pKa1: 1.2 2.8 4.3羧基的-I效應(yīng)利于羧酸的第一次解離。第二十六張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.6.2 羧酸衍生物的生成(1) 酰氯的生成羧酸與無(wú)機(jī)酸的酰氯反應(yīng): PCl5, PCl3, SOCl2第二十七張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于

8、2022年6月(2) 酸酐的生成 2 分子羧酸脫水劑: P2O5、乙酸酐用于大分子對(duì)稱的酸酐合成 乙酸沸點(diǎn)低第二十八張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二元酸加熱分子內(nèi)脫水 五、六元環(huán)酐 鄰苯二甲酸 鄰苯二甲酸酐(100%)第二十九張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月羧酸的鈉鹽酰氯共熱混合酸酐的生成第三十張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(3) 酯的生成和酯化反應(yīng)機(jī)理羧酸 醇在強(qiáng)酸催化下酯酯化反應(yīng)(esterification)第三十一張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月羧酸 醇 酯羧酸鹽 鹵代烴 親核取代反應(yīng)(95%)第三十二張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6

9、月酯化反應(yīng)機(jī)理：第一步 羰基質(zhì)子化：第二步 醇分子對(duì)質(zhì)子化羰基的親核進(jìn)攻：四面體中間體第三十三張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三步 質(zhì)子轉(zhuǎn)移與脫水：第四步 脫質(zhì)子：叔醇的酯化反應(yīng)是斷裂醇中的CO鍵：第三十四張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月酯化反應(yīng)機(jī)理：第一步：圖 12.3 羰基質(zhì)子化步驟示意圖 第三十五張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二步：圖 12.4 醇分子親核進(jìn)攻步驟示意圖第三十六張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三步：圖 12.5 質(zhì)子轉(zhuǎn)移與脫水步驟示意圖第三十七張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四步：圖 12.6 脫質(zhì)子步驟示意圖第

10、三十八張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(4) 酰胺的生成 羧酸 氨或胺 共熱 脫水 N苯基苯甲酰胺(82%)第三十九張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.6.3 羰基的還原反應(yīng) 羧酸LiAlH4伯醇水解第四十張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.6.4 脫羧反應(yīng) (decarboxylation)羧酸或羧酸鹽分子 CO2 脫羧反應(yīng) 吸電基團(tuán): 加熱 脫羧 第四十一張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.6.5 二元酸的受熱反應(yīng)(不講）二元酸加熱的產(chǎn)物：乙二酸丙二酸CO2一元酸丁二酸戊二酸H2O環(huán)狀酸酐己二酸庚二酸CO2 + H2O環(huán)酮丁二酸琥珀酸酐第四十二張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月己二酸 環(huán)戊酮Blanc 規(guī)律：容易形成五元環(huán)或六元環(huán) 化合物。第四十三張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.6.6 氫原子的反應(yīng) HellVolhardZelinsky 反應(yīng) 脂肪酸Br2或Cl2在P或PX3 作用下鹵代羧酸 4甲基戊酸 4甲基2溴戊酸(64%)第四十四張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月反應(yīng)機(jī)理:第四十五張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3甲基2氨基 丁酸(48%)氨基酸的合成： 鹵代酸中X原子可進(jìn)行親核取代反應(yīng)和消除反應(yīng)：第四十六張，PPT共四十九頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12.7 羥基酸第四十七張，PP