羧酸公開課課件

按羧基所連接的烴基種類脂肪族羧酸脂環(huán)族羧酸芳香族羧酸

按烴基是否飽和飽和羧酸不飽和羧酸

按所含羧基的數(shù)目一元羧酸二元羧酸三元羧酸10.1羧酸的分類和命名一、羧酸的分類Ⅰ羧酸第十章羧酸及其衍生物俗名——根據(jù)天然來源(蟻酸(甲酸)、醋酸(乙酸)等)系統(tǒng)命名法(與醛類似)(1)選含有羧基的最長碳鏈，不飽和羧酸選含羧基和不飽和鍵在內(nèi)的最長碳鏈為主鏈，母體名稱為“某酸”、“某烯酸”、“某二酸”等。

(2)主鏈編號(用阿拉伯數(shù)字或希臘字母），從羧基碳原子開始。

(3)其它同烴的命名規(guī)則。二、羧酸的命名654321

脂肪族一元羧酸的命名2,3-二甲基丁酸或,-二甲基丁酸δ

γβα3-甲基-2-戊烯酸或

-甲基--戊烯酸12-羥基-9-十八碳烯酸2-丁烯酸（巴豆酸）

芳香族羧酸的命名：芳基作取代基苯甲酸（安息香酸）對甲苯甲酸4-甲基苯甲酸苯乙酸3-苯丙烯酸（-苯丙烯酸，肉桂酸）-萘乙酸對苯二甲酸（或1,4-苯二甲酸）脂環(huán)族羧酸的命名環(huán)己烷甲酸10.2羧酸的構(gòu)性相關(guān)分析-p-π共軛大π鍵，鍵長完全平均化1.C=O失去典型的羰基性質(zhì)，羰基碳的電正性減弱。2.-COOH中O-H鍵極性較大，酸性較強。10.3羧酸的性質(zhì)物態(tài)：氣味羧酸能與水形成氫鍵,甲酸至丁酸與水互溶.水溶性一、羧酸的物理性質(zhì)高于相對分子質(zhì)量相同的醇,因為羧酸分子之間形成兩個氫鍵,締合成穩(wěn)定的二聚體.例如:沸點二、羧酸的化學性質(zhì)羧酸的化學反應包括：(1)O—H鍵的酸性;(2)—OH取代反應;(3)C=O的還原(4)脫羧反應(5)—H取代反應思考題：如何將以下三種化合物進行分離：強無機酸>羧酸>碳酸>酚>醇pKa 4~56.351016~17

吸電子基使羧酸的酸性增強，吸電子能力越強，酸性越強；給電子基使羧酸的酸性減弱，給電子能力越強，酸性越弱。結(jié)論：2.662.862.913.310.641.262.864.76pKa:2.864.04.52吸電子基越多，距離羧基越近，酸性越強。給電子基越多，距離羧基越遠，酸性越弱。3.還原為醇的反應

用強的還原劑氫化鋁鋰4.脫羧反應

堿金屬鹽與堿石灰共熱反應特點——副產(chǎn)物多:C2H5COONaC2H6+CH4+H2+不飽和化合物NaOH44%20%33%-C上連有強吸電子基容易脫羧一、甲酸（蟻酸）10.4羧酸的代表化合物

甲酸乙二酸苯甲酸鄰苯二甲酸α-萘乙酸甲酸的性質(zhì)一般氧化劑

能生成Cu2O↓

(與費林試劑)

能生成銀鏡

(與托倫斯試劑)使KMnO4溶液褪色！較強酸性！HCOOH+[O]CO2+H2O二、乙二酸（草酸）加熱分解氧化使KMnO4溶液褪色！酸性較甲酸及其他二元酸強5(COOH)2+2KMnO4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2OCOOHCOOHCO2+HCOOHΔL:鹵原子(X),酰氧基(－

OCOR),烷氧基(－OR),氨基(－NH2,－NHR,－NR2)Ⅱ羧酸衍生物羧酸衍生物:羧基中的羥基被其他原子或基團取代后所生成的化合物。羧酸和羧酸衍生物中都含有?；?，因此也統(tǒng)稱為?；衔?。丁二酰亞胺ε-己內(nèi)酰胺苯甲酰胺鄰苯二甲酰亞胺苯乙酰胺（N-苯基乙酰胺）乙酰苯胺酸酐相應酸名+酐：某酸酐丙(酸)酐乙酸苯甲酸酐鄰苯二甲酸酐乙(酸)酐甲乙(酸)酐羧酸衍生物的反應部位：α-氫原子羰基親核取代反應還原反應=O二、羧酸衍生物的化學性質(zhì)酯縮合反應1.?；忌系挠H核取代（加成-消除）反應（a）（b）親核加成消除反應R的性質(zhì)影響

堿性越弱越易離去

在親核取代反應中，酰氯的活潑性最大，酸酐次之。所以酰氯、酸酐在有機合成中常用為?；瘎?。例如：傅-克酰基化反應酰鹵>酸酐>醛>酮>羧酸~酯>酰胺

親核反應活性與水發(fā)生加成-消除反應生成相應的羧酸：水解反應的難易次序：酰氯酸酐酯酰胺(1)羧酸衍生物的水解鑒別：乙酰氯、乙酸酐、乙酸乙酯與水猛烈反應并放熱加熱下易反應催化劑存在下進行催化劑存在并長時間回流

酸催化的反應歷程：

堿催化的反應歷程：(2)羧酸衍生物的醇解——酯的生成

一般難以制備的酯和酰胺，可通過酰氯來合成：可逆反應(3)羧酸衍生物的氨解——酰胺的生成可逆反應，得到N-烷基酰胺，實際意義不大。2.酯的還原反應（常用的還原劑為鈉加乙醇）：3.酰胺的霍夫曼(Hofmann)降解反應伯胺(減少一個碳)

用于8個碳以下的酰胺降解反應.例1：例2——芳香族酰胺的降解有時用NaOH，X2RCONH2+NaOX+2NaOHRNH2+Na2CO3+NaX+H2O思考：由丁酸合成丙胺PhCH3PhNH2丙烯丙胺乙烯N-甲基乙酰胺10.7羧酸衍生物的代表化合物一、乙酰乙酸乙酯及其互變異構(gòu)現(xiàn)象1.乙酰乙酸乙酯的合成Claisen酯縮合反應乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯(75%)

(β–丁酮酸乙酯)(3–丁酮酸乙酯)Claisen縮合機理：（同種酯的縮合）堿進攻α–H親核加成離去基團的消除β–酮酸酯脫質(zhì)子反應特點：底物：含有α–氫的酯，碳鏈增長,α-C連酯基C，生成含兩個官能團的產(chǎn)物分子：β–酮酸酯β–酮酸酯的去質(zhì)子化與酸化寫出丙酸乙酯的Claisen酯縮合反應2.乙酰乙酸乙酯的分解反應乙酰乙酸乙酯的H+-CO2-OH（稀）(1)酮式分解

在稀堿或稀酸的作用下水解生成β–酮酸，β–酮酸加熱脫羧生成酮(2)酸式分解H2OH2OC2H5OH-OH（濃）與濃堿共熱，C―C鍵斷裂得2分子羧酸鹽3.乙酰乙酸乙酯的α-烷基化、α-?；疌H3COOC2H5C2H5ONa-C2H5OHNa+CH3INaH-H2Na+CH3COCl4.乙酰乙酸乙酯在合成上的應用酮式分解，合成甲基酮酸式分解，合成α–烴基取代羧酸烷基化甲基酮甲基酮一元酸練習：由乙醇合成2-戊酮酰基化→酮式分解→合成β–二酮：研究互變異構(gòu)最典型的例子是乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯苯肼FeCl3(黃)顯色

實驗結(jié)果說明什么？乙酰乙酸乙酯究竟是什么結(jié)構(gòu)？5.互變異構(gòu)

由實驗事實推知：乙酰乙酸乙酯不是一種化合物，是兩種異構(gòu)體的混合物。

烯醇式一般是不穩(wěn)定的，而乙酰乙酸乙酯的烯醇式異構(gòu)體在平衡體系中卻有一定的份量，主要有3個原因：

(a)α–H活潑。

(b)形成π–π共軛體系使能量降低。(c)形成分子內(nèi)氫鍵，增加其穩(wěn)定性。乙酰乙酸乙酯(β–丁酮酸乙酯)：1 : 0.09:互變異構(gòu)92.5％7.5％烯醇式酮式溶液中兩種和多種構(gòu)造異構(gòu)體，自動互相轉(zhuǎn)變，以動態(tài)平衡共存的現(xiàn)象。互變異構(gòu)通常伴有氫原子和雙鍵的轉(zhuǎn)移。寫出乙酰丙酮(α–

H

更活潑)的互變異構(gòu)體。二、丙二酸二乙酯1、丙二酸二乙酯的制法：2、丙二酸二乙酯在合成上的應用：（略）

與乙酸乙酰乙酯不同，可以一次導入兩個相同R基。例：例：

如果二鹵代烴取代，根據(jù)條件不同，可以生成二酸或環(huán)狀羧酸。例：

三、氨基甲酸酯四、碳酰胺(俗稱尿素或脲)第一步:第二步:2.碳酰胺的化學性質(zhì)(1)成鹽

(脲呈極弱堿性,只能與強酸成鹽)例1:CO(NH2)2+HNO3

CO(NH2)2.HNO3硝酸脲1.工業(yè)上生產(chǎn)尿素的方法:例2:(2)水解——生成氨或銨鹽(3)與亞硝酸作用——生成CO2和N2用于消除殘留的亞硝酸。(4)加熱反應——生成縮二脲

縮二脲或含兩個以上的—CO—NH—基的有機化合物,都能和硫酸銅的堿溶液生成紫色（縮二脲反應）。(5)酰基化——脲與酰氯、酸酐或酯作用可生成相應的酰脲：乙酰脲二乙酰脲Ⅲ取代酸10.8取代酸的命名鹵代酸，羥基酸，醛酸，酮酸，氨基酸等——羥基酸是分子中同時含有羥基和羧基的化合物

分類醇酸酚酸

命名(1)以羧酸為母體，羥基為取代基;(2)碳鏈編號時,從羧基的碳原子開始;(3)也可從連接羧基的碳原子開始，用，，等;(4)也常用俗名命名；例：例：2-羥基丙酸（乳酸）3,4,5-三羥基苯甲酸2-羥基苯甲酸鄰羥基苯甲酸（沒食子酸）（水楊酸）一、物理性質(zhì)羥基酸、羰基酸一般為結(jié)晶固體或粘稠液體；在水中的溶解度高于相應的醇和羧酸；熔點高于相應的羧酸。10.9取代酸的性質(zhì)二、羥基酸的化學性質(zhì)1.酸性——羥基使酸性增強——酸性——脫水反應——脫羧反應對羥基苯甲酸—pKa=4.57間羥基苯甲酸—pKa=4.08鄰羥基苯甲酸的酸性高于苯甲酸——分子內(nèi)氫鍵鄰羥基苯甲酸負離子可隨水蒸氣蒸出！注意這種能形成分子內(nèi)的結(jié)構(gòu)。2.脫水反應——與羥基和羧基的相對位置有關(guān)

-羥基酸——兩分子間的羧基和羥基脂化生成內(nèi)脂例如：

-羥基酸——分子內(nèi)脫水生成，-不飽和酸

-和-羥基酸——分子內(nèi)脫水生成五元環(huán)和六元環(huán)3.分解脫羧反應——與羥基和羧基的相對位置有關(guān)-羥基酸——羧基和碳原子之間的鍵斷裂，分解脫羧生成醛、酮或羧酸

碳鏈縮短一個碳的反應-羥基酸——分解生成酮（堿性高錳酸鉀）

乳酸水楊酸10.10取代酸的代表化合物一、乳酸——-羥基丙酸（來自于酸牛乳而得名）

工業(yè)制法——葡萄糖在乳酸菌下發(fā)酵。

乳酸性質(zhì)和用途無色粘稠液體，溶于水，乙醇和乙醚中。是典型的具有立體化學異構(gòu)的化合物。