有機(jī)酸及衍生物

第十三章有機(jī)酸及衍生物羧酸:R-COOH

羧酸衍生物：RCO-L

羧酸是一類(lèi)與制藥關(guān)系十分密切的重要有機(jī)酸，有的藥物就是羧酸或其衍生物。布洛芬（抗炎鎮(zhèn)痛藥）阿司匹林（解熱鎮(zhèn)痛藥）酰鹵酸酐酯酰胺羧基中的碳原子是sp2雜化，三個(gè)鍵在一個(gè)平面上。碳原子的一個(gè)未雜化的p軌道與氧原子的p軌道形成鍵。第一節(jié)羧酸一、羧酸的結(jié)構(gòu)

π鍵p、π共軛孤對(duì)電子p、π共軛體系二、羧酸的物理性質(zhì)低級(jí)羧酸是具有臭味的液體，高級(jí)羧酸是無(wú)臭固體。羧酸的沸點(diǎn)高于質(zhì)量相近的醇——雙分子締合。低級(jí)羧酸溶于水（氫鍵），但高級(jí)羧酸不溶于水，能溶于酒精，乙醚等有機(jī)溶劑。羧酸與水分子氫鍵締合羧酸的雙分子締合H有酸性羰基不飽和,可加成、還原羰基a-H，有弱酸性，可取代OH可被取代羧基可脫去CO2三、羧酸的化學(xué)性質(zhì)羧酸的結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì)分析:1.羧酸的酸性羧酸在水溶液中離解出羧酸負(fù)離子和水合氫離子：pKa=45羧酸與碳酸氫鈉反應(yīng)成鹽，加入強(qiáng)酸又游離出羧酸：羧酸的酸性比碳酸強(qiáng)，利用此性質(zhì)可鑒別和分離羧酸.不溶于水的羧酸，既溶于NaOH，又溶于NaHCO3；不溶于水的酚，溶于NaOH，但不溶于NaHCO3；不溶于水的醇，既不溶于NaOH，也不溶于NaHCO3。幾種活潑氫的酸性比較：羧酸酚醇pKa~5~10~16-19

pKa4~56.51010.215.71826

2.羧基中羥基的取代反應(yīng)——生成羧酸衍生物(1)酯化反應(yīng)酯化反應(yīng)是可逆的,常溫?zé)o催化劑情況下，乙酸與乙醇的反應(yīng)需16年才能達(dá)到平衡。特點(diǎn)：a.反應(yīng)慢，H+

催化

b.可逆，難進(jìn)行完全

c.乙酸+乙醇K=2/3（2）酰鹵的生成

三種方法中第三種方法的產(chǎn)物純、易分離，因而產(chǎn)率高。是一種合成酰鹵的好方法。二氯亞砜（3）酸酐的生成一元酸酐二元酸酐混合酸酐羧酸的分子間脫水只適用于制備簡(jiǎn)單酸酐?；旌纤狒捎悯｛u與羧酸鹽一起共熱的方法來(lái)制備。某些二元酸，只需加熱即可生成五元環(huán)或六元環(huán)的酸酐。（4）酰胺的生成羧酸與氨或胺作用生成羧酸銨,加熱后脫水得酰胺或N-取代酰胺。N-苯基苯甲酰胺取代羥基生成羧酸衍生物羧酸衍生物酰鹵酸酐酯酰胺羧酸3.α-氫的取代反應(yīng)脂肪酸碳原子上的氫原子可被鹵原子取代生成鹵代酸，此反應(yīng)稱(chēng)為Hell-Volhard-Zelinsky反應(yīng)。

羧酸的α-H不如醛酮的活潑，需紅磷（光、碘、硫等）催化：

α-鹵代酸在合成上很有用：

XNH2,CN,OH等多功能基化合物4.脫羧反應(yīng)漢斯狄克(Humsdiecker)反應(yīng)：α(β)-C上有強(qiáng)吸電子基的羧酸不穩(wěn)定：二元羧酸受熱后的反應(yīng)：乙二酸、丙二酸（失羧）~160℃丁二酸、戊二酸（失水）~300℃已二酸、庚二酸（失羧、失水）~300℃辛二酸以上為分子間失水柏朗克規(guī)則}失水要加失水劑Ag2O、P2O5、乙酰氯、乙酸酐、三氯氧磷等；失羧要加堿：Ba(OH)2、Ca(OH)2等。5.羧酸的還原反應(yīng)

用LiAlH4還原和用乙硼烷還原的區(qū)別？CH2=CH-CH2-COOHCH3CH2CH2CH2OHB2H6H2OCH2=CH-CH2-COOHCH2=CH-CH2-CH2OHH2OLiAlH4LiAlH4不還原孤立的C=C,B2H6能還原孤立的C=C。四、重要的羧酸1.甲酸（蟻酸）甲酸（蟻酸）--還原劑、甲?；噭⒎栏瘎┻€原性（被強(qiáng)、弱氧化劑氧化）甲酸的性質(zhì)：⒈強(qiáng)酸性（pKa=3.77).⒉

能與費(fèi)林試劑生成銅鏡

；能與托倫斯試劑生成銀鏡

.⒊使KMnO4溶液褪色——一般氧化劑：

HCOOH+[O]CO2+H2O⒋實(shí)驗(yàn)室CO的制備——與濃硫酸共熱⒌

脫羧反應(yīng)：HCOOHCO

+H2O濃H2SO460~80℃HCOOHCO2+H2

160℃2.乙酸（醋酸）發(fā)酵法——食醋工業(yè)制備（甲醇,乙醇,乙烯,乙炔或輕油氧化）：第二節(jié)羧酸衍生物羧酸中的羥基被其他原子或基團(tuán)取代的化合物酰氯酸酐酯酰胺一、羧酸衍生物的物理性質(zhì)1.不少揮發(fā)性酯具有花果香氣——可作香料。2.酰胺分子之間形成多個(gè)氫鍵，b.p.（m.p.）比相應(yīng)羧酸還高。甲酰胺（b.p.111℃/20mm）為液體，其余均為固體。

香蕉香菠蘿香N,N-二甲基甲酰胺（DMF）二、羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì)結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性：

p-π共軛程度：

p-π共軛使C+削弱，親核加成活性降低，對(duì)α-H活化作用降低。羧酸衍生物都能進(jìn)行親核加成—消除反應(yīng)羰基親核加成的活性順序：L離去的順序：Cl->RCOO->RO->-NH2水解反應(yīng)醇解反應(yīng)氨解反應(yīng)水解反應(yīng)特點(diǎn)：a.產(chǎn)物均有羧酸生成.b.活性：酰鹵>酸酐>酯>酰胺.2.醇解反應(yīng)特點(diǎn)：a.醇解產(chǎn)物是酯.b.反應(yīng)活性：酰鹵>酸酐>酯>酰胺.c.酰氯和酸酐是活潑的酰基化劑。3.氨解反應(yīng)特點(diǎn)：a.

產(chǎn)物是酰胺.b.反應(yīng)活性:酰鹵>酸酐>酯>酰胺.c.重要的溴化試劑—NBS第三節(jié)羥基酸和酮酸一、羥基酸羥基酸的分類(lèi)和命名定義：分子中同時(shí)含有羥基和羧基的化合物.分類(lèi)：按羥基連接的基團(tuán)不同分為醇酸和酚酸.命名：(1)以羧酸為母體，羥基為取代基;(2)碳鏈編號(hào)時(shí),從羧基的碳原子開(kāi)始;(3)也可從連接羧基的碳原子開(kāi)始，用，，等;(4)俗名命名；2.羥基酸的化學(xué)性質(zhì)（1）酸性pKa4.884.513.86pKa3.004.124.184.54呈酸性原因：p-π共軛效應(yīng)+C-I效應(yīng)穩(wěn)定螯合物(2)醇酸的氧化反應(yīng)

醇酸中的羥基同醇一樣可被氧化。

α-醇酸中的羥基受羧基的影響，比醇中的羥基更易被氧化，與托倫試劑作用即可被氧化成α-羰基酸：（3）α-醇酸的分解反應(yīng)生成一分子醛（酮）和一分子甲酸；制備少一個(gè)碳的高級(jí)醛（4）醇酸的脫水反應(yīng)α-醇酸脫水：生成環(huán)狀交酯β-醇酸脫水：生成α,β-不飽和酸γ-醇酸或δ-醇酸脫水：生成五元或六元環(huán)酯γ-羥基丁酸γ-丁內(nèi)酯（5）酚酸水楊酸乙酰水楊酸水楊酸甲酯二、酮酸酮酸的分類(lèi)和命名分類(lèi)：醛酸、酮酸命名：含羰基和羧基的最長(zhǎng)碳鏈選為主鏈，叫做某酮酸（或某醛酸），羰基的位置用阿拉伯?dāng)?shù)字或希臘字母表示。習(xí)慣上還常把羰基酸看作羧酸的酰基衍生物，稱(chēng)為“某酰某酸”。

2.酮酸的化學(xué)性質(zhì)（1）酸性pKa2.