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簡(jiǎn)化第三章含氧化合物第1頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二第一節(jié)醇、酚、醚它們可看作是水分子中的氫原子被烴基取代后的衍生物。
醇酚醚第2頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二三元醇二元醇一元醇一級(jí)醇(伯醇)二級(jí)醇(仲醇)三級(jí)醇(叔醇)乙二醇丙三醇(甘油)烯醇烯醇一、醇1、醇的分類與命名
第3頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(1)普通命名法(烷基的習(xí)慣名稱+醇)CH3異丙醇仲丁醇CH3CH2CHOH叔丁醇
CH3CH2CH2OH正丙醇第4頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二3-甲基-2-丁醇2-丙烯醇2-苯乙醇1,2-丙二醇2-甲基環(huán)戊醇(2)系統(tǒng)命名法2-甲基-4-乙基-5-己烯-3-醇第5頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二2、醇的結(jié)構(gòu)以甲醇為例說(shuō)明醇的結(jié)構(gòu)。實(shí)測(cè)甲醇的各種鍵長(zhǎng)和鍵角數(shù)據(jù)如下,O原子可以看成sp3雜化,其分子模型可用下圖表示。甲醇的結(jié)構(gòu)第6頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二3、醇的物理性質(zhì)
十二個(gè)碳原子以下的飽和一元醇是無(wú)色液體,高級(jí)醇是蠟狀物質(zhì)。存在于許多香精油中的某些醇,有特殊的香氣,可用于配制香精。醇分子之間能形成氫鍵。沸點(diǎn)較相應(yīng)分子量的烷烴高。由于醇分子與水分子之間能形成氫鍵,三個(gè)碳的醇和叔丁醇能與水混溶。物態(tài)沸點(diǎn)溶解性質(zhì)第7頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二氧化反應(yīng)取代反應(yīng)脫水反應(yīng)酸性(被金屬取代)形成氫鍵形成鹽金羊4、醇的化學(xué)性質(zhì)從醇的結(jié)構(gòu)可以推測(cè)醇可有以下一些性質(zhì)及反應(yīng):第8頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(1)醇羥基中氫的反應(yīng)2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2C2H5OH+NaOHC2H5ONa+H2O親核試劑堿性試劑這兩個(gè)反應(yīng)在同一體系中完成乙醇鎂可用來(lái)除去乙醇中的少量水,以制備無(wú)水乙醇2C2H5OH+Mg(C2H5O)2Mg+H2(C2H5O)2Mg+H2O2C2H5OH+MgO第9頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(2)碳氧鍵的斷裂,羥基被鹵原子取代醇和氫鹵酸的反應(yīng)醇的活性比較:芐醇,烯丙醇>3oROH>2oROH>1oROH>CH3OHHX的活性比較:HI>HBr>HCl第10頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
與盧卡斯(Lucas)試劑的反應(yīng):盧卡斯試劑是濃鹽酸與無(wú)水二氯化鋅的混合物L(fēng)ucas試劑區(qū)別小于六個(gè)碳的伯、仲、叔醇
烯丙醇或叔醇在室溫下立即反應(yīng),溶液變渾濁;仲醇需數(shù)分鐘后混濁;而伯醇需加熱后才能起作用。
反應(yīng)速度:1。ROH<2。ROH<3。ROH第11頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二醇與鹵化磷和二氯亞砜的反應(yīng)3ROH+PBr33RBr+H3PO45ROH+PX5RX+HX+POX3主要應(yīng)用于1oROH、2oROH轉(zhuǎn)化為鹵代烷。3oROH很少使用。該反應(yīng)是合成甲基安非他明的重要的中間過(guò)程。
第12頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(3)酯化反應(yīng)酯:醇與有機(jī)酸或含氧的無(wú)機(jī)酸的失水產(chǎn)物。醇與硝酸、亞硝酸的反應(yīng)亞硝酸甲酯硝酸甲酯乙二醇二硝酸酯甘油三硝酸酯(硝化甘油)
多數(shù)硝酸酯受熱后因猛烈分解而爆炸,因此某些硝酸酯是常用的炸藥。第13頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
1833年10月21日生于瑞典斯德哥爾摩,1896年12月10日卒于意大利圣雷莫。
1842年,隨家人離開(kāi)斯德哥爾摩去俄國(guó),在父親和家庭教師的指導(dǎo)下攻讀工程學(xué)和化學(xué),1850年離開(kāi)俄國(guó)去巴黎從事一年化學(xué)研究,繼而去美國(guó),在著名工程師J.埃里克森指導(dǎo)下工作四年,后回到彼得堡其父工廠工作。1859年諾貝爾開(kāi)始研究硝化甘油,三年后,他完成了第一次爆炸實(shí)驗(yàn)。1863年諾貝爾回到故鄉(xiāng)瑞典,由于發(fā)明了諾貝爾雷管,他獲得瑞典諾貝爾發(fā)火件專利。
諾貝爾(瑞典化學(xué)家和工程師,1833-1896)第14頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
1864年,諾貝爾建立了一個(gè)小型生產(chǎn)硝化甘油的工廠,這年9月3日工廠發(fā)生爆炸。諾貝爾在研究中發(fā)現(xiàn)用硅藻土吸收硝化甘油,使用比較安全,這在工業(yè)上特別是礦業(yè)上和軍事上有著極為重要的甚至是革命性的意義。后來(lái)他又發(fā)明了爆膠和無(wú)煙炸藥。
諾貝爾一共獲得專利權(quán)355項(xiàng)。
第15頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
諾貝爾一生四處奔走推銷其專利,在近20個(gè)國(guó)家里擁有90個(gè)企業(yè)。1896年12月10日在意大利圣雷莫逝世。去世前一年,立下遺囑,將其主要財(cái)產(chǎn)約900多萬(wàn)美元作為基金(基金會(huì)于1900年成立),每年獎(jiǎng)勵(lì)世界上對(duì)和平、文學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)貢獻(xiàn)最杰出的人,這就是當(dāng)今國(guó)際上具有極崇高榮譽(yù)的諾貝爾獎(jiǎng)。諾貝爾獎(jiǎng)于1901年開(kāi)始頒發(fā)。1968年瑞典國(guó)家銀行為紀(jì)念諾貝爾建立諾貝爾經(jīng)濟(jì)科學(xué)獎(jiǎng)并提供獎(jiǎng)金。第16頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(4)脫水反應(yīng)(1)分子間脫水成醚的反應(yīng)(2)分子內(nèi)脫水成烯烴的反應(yīng)活性:3。ROH>2。ROH>1。ROH醇分子內(nèi)脫水又稱醇的消除反應(yīng)。第17頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二消去含氫少的β-C上的氫,即生成支鏈多的烴。第18頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二氧化反應(yīng):有機(jī)化學(xué)中,加氧、脫氫反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)。還原反應(yīng):有機(jī)化學(xué)中,加氫、脫氧反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。
(5)氧化和脫氫反應(yīng)(α-氫反應(yīng))
叔醇由于α-C沒(méi)有氫原子,所以叔醇難以被氧化。利用這一性質(zhì),可用KMnO4和K2Cr2O7等氧化劑來(lái)區(qū)別伯、仲醇與叔醇。第19頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二第20頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二二、酚
-OH可看成是酚的官能團(tuán)。酚也可以看成雙官能團(tuán)化合物,有兩種官能團(tuán)的性質(zhì),苯環(huán)和羥基互相影響產(chǎn)生新的性質(zhì)。1、酚的分類與命名
OHGOH一元酚多元酚第21頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二酚的命名
苯酚鄰甲基苯酚對(duì)苯二酚2-萘酚
以芳環(huán)的名稱加“酚”字,如有取代基,再冠以取代基的位次和名稱。第22頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二但當(dāng)芳環(huán)上有某些取代基時(shí)則例外。例如:鄰羥基苯甲酸對(duì)羥基苯甲醛對(duì)羥基苯磺酸第23頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二2、苯酚的結(jié)構(gòu)雜化和電子云分布C,O均為sp2雜化O與苯環(huán)形成p-共軛,共軛的結(jié)果:
*1.增強(qiáng)了苯環(huán)上的電子云密度*2.增加了羥基上的解離能力第24頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
由于酚中的羥基也可以形成分子間氫鍵,因此,酚類化合物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)要比相對(duì)分子質(zhì)量相近的芳烴、芳鹵等高,而且酚的相對(duì)密度都大于1。除少數(shù)幾個(gè)酚以外,酚類化合物在常溫下大都是以晶體的形式存在。
由于芳基的存在,一元酚在水中的溶解度較小,多元酚的溶解度則較大。常見(jiàn)的酚類化合物在乙醇、乙醚、苯及鹵代烴等有機(jī)溶劑中都有良好的溶解性。3、酚的物理性質(zhì)第25頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
分子間氫鍵:沸點(diǎn)℃↑,熔點(diǎn)℃↑,d>1,溶解度↑分子內(nèi)氫鍵:某些鄰位異構(gòu)體的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)較低,溶解度較小。第26頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
低級(jí)酚都有特殊的刺激性氣味,有一定的揮發(fā)性,尤其對(duì)眼睛、呼吸道粘膜、皮膚等有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用。酚類可由皮膚吸收,因此皮膚接觸所致中毒者較多,酚對(duì)人的皮膚有很強(qiáng)的穿透性和腐蝕性。
酚類中毒主要由苯酚和來(lái)蘇爾引起。苯酚俗稱石炭酸,是制造染料、炸藥、合成樹(shù)脂等重要化工原料。來(lái)蘇爾是粗制甲酚的肥皂溶液,含甲酚約50%,用于醫(yī)院、家庭等消毒防腐。第27頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二根據(jù)酚的分子結(jié)構(gòu)可推知酚有下列反應(yīng):4、酚的化學(xué)性質(zhì)第28頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(1)酚羥基上的反應(yīng)
苯酚能溶于NaOH,不溶于NaHCO3中,利用這個(gè)性質(zhì)可以分離、提純、鑒別酚。
弱酸性第29頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
如何除去環(huán)己醇中含有的少量苯酚?水層第30頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二與FeCl3的顯色反應(yīng)主要是結(jié)構(gòu)與FeCl3絡(luò)合顯色藍(lán)色淡棕色
m-
o-
p-藍(lán)紫深綠暗綠鑒別酚紫色
第31頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(2)酚環(huán)上的親電取代反應(yīng)使親電取代更易進(jìn)行弱親電試劑也可反應(yīng)第32頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二鹵代反應(yīng)鑒別酚的存在;10-6濃度也可鑒別出來(lái)第33頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(3)酚的氧化酚比醇容易被氧化第34頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二大麻酚、大麻二酚和四氫大麻酚
(-)-△9-tetrahydrocannabinolcannabinol△9-四氫大麻酚(THC)大麻酚(CBN)cannabidiol大麻二酚(CBD)第35頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二三、醚R-O-R,R-O-Ar,
C-O-C可以看成醚的官能團(tuán)
1、醚的分類與命名單醚
R=R’CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH3混醚
R≠R’CH3CH2OCH3不飽和醚
R、R’為不飽和烴基飽和醚
R、R’為飽和烴基H3C-O-CH2CH=CH2CH2=CH-O-CH=CH2芳醚
RO—或ArO—與芳環(huán)相連分類第36頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
醚類化合物的系統(tǒng)命名是將醚中較不優(yōu)的烴基連氧一起看成取代基稱做烴氧基,較優(yōu)烴基做母體,稱為某某烴。系統(tǒng)命名使用不普遍,而普通命名使用普遍。
普通命名是按照氧原子所連接的兩個(gè)烴基的名稱來(lái)命名的。命名時(shí),只需在兩個(gè)烴基名稱之后加一個(gè)“醚”字。命名
甲氧基乙烷
(甲乙醚)2-甲基-2-甲氧基丙烷
(甲基叔丁基醚)第37頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
甲氧基乙烯
(甲基乙烯基醚)甲氧基苯
(苯甲醚)3-乙氧基戊烷1,2-二乙氧基乙烷1,2-環(huán)氧丙烷1,4-環(huán)氧丁烷
(四氫呋喃)1,4-二氧六環(huán)第38頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
多數(shù)醚不溶于水。四氫呋喃和1,4-二氧六環(huán)因氧原子裸露在外面,可以和水形成氫鍵,而能與水混溶。特殊氣味,沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量相同的烷烴相近3、醚的化學(xué)性質(zhì)2、醚的物理性質(zhì)第39頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(1)堿性(2)醚鍵斷裂反應(yīng)與HX反應(yīng)HX使醚鍵斷裂的能力:HI>HBr>>HCl>>HF使醚鏈斷裂最有效的試劑是濃的氫碘酸(HI)。第40頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(3)氧化反應(yīng)氫過(guò)氧化乙醚后果:過(guò)氧化物或氫過(guò)氧化物都不易揮發(fā),蒸餾乙醚時(shí),殘留餾液中過(guò)氧化物濃度增加,受熱后極易爆炸。
醚對(duì)氧化劑較穩(wěn)定,但與空氣長(zhǎng)期接觸,可被空氣氧化生成過(guò)氧化物。一般認(rèn)為氧化發(fā)生在α碳?xì)滏I上,先生成氫過(guò)氧化物,然后再轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)更復(fù)雜的過(guò)氧化物。
第41頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二防止方法:醚應(yīng)放在深色玻璃瓶?jī)?nèi)保存,蒸餾醚前應(yīng)檢驗(yàn)過(guò)氧化物的存在,否則切勿蒸干。過(guò)氧化物檢驗(yàn)方法:(A)用KI-淀粉試紙檢驗(yàn),如有過(guò)氧化物存在,KI被氧化成I2而使含淀粉試紙變?yōu)樗{(lán)紫色。(B)加入FeSO4和KCNS溶液,如有紅色[Fe(CNS)6]3-絡(luò)離子生成,則證明有過(guò)氧化物存在。消除過(guò)氧化物方法:可通過(guò)加入還原劑Na2SO3或FeSO4破壞所生成的過(guò)氧化物。也可在貯存醚類化合物時(shí),在醚中加入少許金屬鈉或鐵屑,放在棕色瓶中。第42頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
第二節(jié)醛、酮
醛和酮分子中都含有羰基,統(tǒng)稱為羰基化合物。羰基所連接的兩個(gè)基團(tuán)都是烴基的稱為酮,至少有一個(gè)是氫原子的叫做醛。一、醛、酮的分類與命名CH3CH2CHOCH2=CHCHO
丙醛丙烯醛環(huán)己酮
2-環(huán)己烯酮1-苯基-2-丙酮(P-2-P)第43頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二2-甲基丙醛
(α-甲基丙醛)3-丁烯醛
(β-丁烯醛)3-苯基丙烯醛苯甲醛OHCCH2CH2CH2CHO
2-甲基-3-戊酮1,2-二苯基乙酮2,4-戊二酮戊二醛第44頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二二、醛酮的結(jié)構(gòu)三、醛酮的物理性質(zhì)
由于羰基的偶極矩,增加了分子間的吸引力,因此,醛酮的沸點(diǎn)比相應(yīng)相對(duì)分子質(zhì)量的烷烴高,但比醇低。醛酮的氧原子可以與水形成氫鍵,因此低級(jí)醛酮能與水混溶。脂肪族醛酮相對(duì)密度小于1,芳香族醛酮相對(duì)密度大于1。COsp2σ鍵角接近120°羰基:第45頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二四、醛酮的化學(xué)性質(zhì)-活潑H的反應(yīng)(1)-鹵代(鹵仿反應(yīng))(2)羥醛縮合反應(yīng)醛的氧化親核加成氫化還原第46頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二1、醛和酮的親核加成反應(yīng)親核加成第47頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(1)與HCN的加成(CH3)2C=O+HCN-OH溶液H+H2O
-H2OCH2=C-COOHCH3,-不飽和酸-羥基腈-羥基酸第48頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(2)與氨及其衍生物的加成消除反應(yīng)
氨(NH3)及其衍生物,如伯胺、羥胺、肼(取代肼)、氨基脲等都是親核試劑。它們與醛、酮的羰基加成,再脫去一分子水,生成縮合產(chǎn)物。*反應(yīng)條件反應(yīng)一般須在弱酸的催化下進(jìn)行。第49頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
生成產(chǎn)物分別是肟、腙、苯腙、2,4-二硝基苯腙、縮氨脲。H-NH-Y稱為羰基試劑??捎敏驶噭╄b別醛、酮;分離提純?nèi)?、酮。?0頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二2,4-二硝基苯肼2,4-二硝基苯腙(黃色結(jié)晶)第51頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二產(chǎn)物亞胺,或稱西佛堿(Schiffbase)西佛堿還原可得仲胺,有機(jī)合成上利用此反應(yīng)制備仲胺。如:苯基-2-丙酮(phenyl-2-propanone,P-2-P)甲基苯丙胺(冰毒)第52頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(3)與格利雅試劑的加成RMgX是強(qiáng)親核試劑,大多數(shù)醛和酮能發(fā)生此反應(yīng)。應(yīng)用:增長(zhǎng)碳鏈,合成伯、仲、叔醇的方法。第53頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二例題:如何實(shí)現(xiàn)下列轉(zhuǎn)變?苯乙酮,乙醇2-苯基-2-丁醇第54頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二2、鹵仿反應(yīng)
甲基酮類化合物或能被次鹵酸鈉氧化成甲基酮的化合物,在堿性條件下與氯、溴、碘作用分別生成氯仿、溴仿、碘仿(統(tǒng)稱鹵仿)的反應(yīng)稱為鹵仿反應(yīng)。+4NaOH+3X2RCOONa+CHX3H+RCOOH~(鹵仿)第55頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二鹵仿反應(yīng)的機(jī)理-OHRCOOH+X3C-RCOO-+HCX3RCOOHH+加成消除機(jī)制-H的鹵化酸堿反應(yīng)
鑒別:碘仿是黃色固體。第56頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(4)用斐林試劑氧化生成紅色氧化亞銅沉淀(只氧化脂肪醛,不氧化芳香醛和酮)。3、氧化反應(yīng)KMnO4,K2Cr2O7,H2CrO4,RCOOOH,Ag2O,H2O2,Br2(水)RCHOO2RCOOOHRCHO2RCOOHRCHO+2Cu2++NaOH+H2O→RCOONa+Cu2O↓+4H+(1)醛極易氧化,許多氧化劑都能將醛氧化成酸。(2)許多醛能發(fā)生自動(dòng)氧化。
(3)用土倫試劑氧化發(fā)生銀鏡反應(yīng)(只氧化醛,不氧化酮)。第57頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(1)催化氫化4、醛和酮的還原反應(yīng)都能同時(shí)還原第58頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二機(jī)理:(2)用氫化金屬化合物還原第59頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二克萊門森(Clemmensen)還原(徹底還原)Zn-Hg,HClZn-Hg,HCl回流回流80%65%(酸性條件下將C=O還原成CH2)第60頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二黃鳴龍改進(jìn):沃爾夫-吉斯尼爾(Wolff-Kishner)還原法(堿性條件下將C=O還原成CH2)第61頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二第62頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二第三節(jié)羧酸及其衍生物
羧酸也稱“有機(jī)酸”,除甲酸和乙二酸外,它們都可以看作是烴分子中的氫原子被羧基(-COOH)取代后的衍生物。
羧酸分子中羧基上的羥基被某些原子或原子團(tuán)取代后的產(chǎn)物叫做羧酸衍生物。一、羧酸第63頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二一元酸系統(tǒng)命名普通命名HCOOH甲酸蟻酸CH3COOH乙酸醋酸CH3CH2COOH丙酸初油酸CH3CH2CH2COOH丁酸酪酸CH3(CH2)16COOH十八酸硬脂酸
只含有一個(gè)羧基的羧酸稱為一元酸。最常見(jiàn)的酸,可根據(jù)它的來(lái)源命名。1、羧酸的分類和命名第64頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
二元酸系統(tǒng)命名普通命名HOOCCOOH乙二酸草酸HOOCCH2COOH丙二酸縮蘋果酸HOOC(CH2)2COOH丁二酸琥珀酸(Z)-HOOCCH=CHCOOH順丁烯二酸馬來(lái)酸(E)-HOOCCH=CHCOOH反丁烯二酸富馬酸含有二個(gè)羧基的羧酸稱為二元酸。第65頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二-COOH中C為sp2與-OHp-π共軛與α-Hσ-π共軛
2、羧酸的結(jié)構(gòu)乙酸乙酸的分子模型第66頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二3、羧酸的物理性質(zhì)低級(jí)脂肪酸是液體,可溶于水,具有刺鼻的氣味。中級(jí)脂肪酸也是液體,部分地溶于水,具有難聞的氣味。高級(jí)脂肪酸是蠟狀固體。無(wú)味,在水中溶解度不大。
液態(tài)脂肪酸以二聚體形式存在。所以羧酸的沸點(diǎn)比相對(duì)分子質(zhì)量相當(dāng)?shù)耐闊N高。所有的二元酸都是結(jié)晶化合物。雙分子締合,沸點(diǎn)、熔點(diǎn)大
水中溶解度大第67頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二還原反應(yīng)4、羧酸的化學(xué)性質(zhì)第68頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(1)酸性
pKa=3~5
與NaOH、Na2CO3、NaHCO3成鹽
分離、提純、回收RCOOH第69頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二例如:將苯甲酸和對(duì)甲苯酚的混合物分離成純的組分。第70頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
羧酸的酸性強(qiáng)弱與其結(jié)構(gòu)有關(guān)。同羧基直接或間接相連的吸電子基有助于O-H鍵中氫原子解離成質(zhì)子,因此酸性增強(qiáng)。例如:
CH3COOHBrCH2COOHClCH2COOHFCH2COOHpKa4.762.902.862.59CH3COOHClCH2COOHCl2CHCOOHCl3CCOOHpKa4.762.861.260.64
同羧基直接或間接相連的給電子基團(tuán)使O-H鍵間電子密度增加,不利于氫原子的解離,從而使酸性減弱。例如:
HCOOHCH3COOH(CH3)2CHCOOH(CH3)3CCOOHpKa3.754.764.855.03第71頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二電子效應(yīng)的影響:
吸電子取代基使酸性增大,給電子取代基使酸性減少.
HCOOHC6H5-COOHCH3COOHpka
3.374.204.73取代基對(duì)羧酸酸性的影響分子內(nèi)的氫鍵也能使羧酸的酸性增強(qiáng)??臻g效應(yīng):
利于H+離解的空間結(jié)構(gòu)酸性強(qiáng),不利于H+離解的空間結(jié)構(gòu)酸性弱.第72頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(2)羧酸衍生物的生成
羧酸分子中的羧基上的-OH可被鹵素、酰氧基、烷氧基或氨基取代,分別生成酰鹵、酸酐、酯和酰胺等羧酸衍生物。羧酸分子中的羥基去掉后剩余的基團(tuán)稱為?;?3頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
酰鹵
酸酐
酯
酰胺RCH2CX
RCH2COCR'
RCH2COR'
RCH2CNH2OOOOO第74頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(3)還原反應(yīng)難還原,需用強(qiáng)還原劑LiAlH4第75頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(4)脫羧反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制備甲烷
當(dāng)羧酸的α-C上連有強(qiáng)吸電子基時(shí),加熱可使它較順利地脫羧。例如:第76頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
二元羧酸受熱,依兩個(gè)羧基的相對(duì)位置不同,其產(chǎn)物各異。乙二酸、丙二酸脫去CO2生成一元酸。
丁二酸及戊二酸加熱至熔點(diǎn)以上,則分子內(nèi)失水形成環(huán)狀酸酐。第77頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二
己二酸、庚二酸在氫氧化鋇存在下加熱則由分子內(nèi)同時(shí)失水、失CO2生成環(huán)酮。
兩個(gè)羧基間隔開(kāi)5個(gè)以上碳原子的脂肪二元羧酸在加熱的情況下,不能分子內(nèi)失水或同時(shí)失水、失羧而形成的環(huán)狀產(chǎn)物,而是分子間失水形成酸酐。第78頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(5)α-H的鹵代反應(yīng)機(jī)理:這里的P不是催化劑,而是反應(yīng)物,需要化學(xué)計(jì)量的。第79頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二α-鹵代羧酸可以通過(guò)水解、氨解和消除反應(yīng)來(lái)制取α-羥基酸、α-氨基酸和α,β-不飽和酸;還可用來(lái)制取二元羧酸。第80頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二第81頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二1.某低熔點(diǎn)固體A(C9H10O),與2,4-二硝基苯肼反應(yīng)生成黃色沉淀。用NaOH/I2處理A時(shí),生成CHI3沉淀,酸化其溶液得到固體B。用LiAlH4還原A得到C(C9H12O),用NaOH/I2處理C時(shí)也得到B。強(qiáng)烈氧化A、B或C都得到熔點(diǎn)為121-122℃的酸D。試推測(cè)化合物A、B、C、D的結(jié)構(gòu)。第82頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二二、羧酸衍生物羧酸中的羥基被鹵素、酰氧基、烷氧基、氨基取代所得的化合物稱為羧酸衍生物。包括酰鹵、酸酐、酯和酰胺。
(Y=Cl,OOCR,OR,NH2)第83頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(一)羧酸衍生物的命名1、酰鹵命名:?;由消u原子名。
丙酰氯對(duì)甲基苯甲酰氯2-甲基-2-丁烯酰溴第84頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二2、酸酐的命名:根據(jù)來(lái)源的酸命名。單酐:在羧酸的名稱后加酐字;混酐:將簡(jiǎn)單的酸放前面,復(fù)雜的酸放后面再加酐字;環(huán)酐:在二元酸的名稱后加酐字。乙酸酐(簡(jiǎn)稱乙酐)順丁烯二酸酐
(簡(jiǎn)稱順酐)乙酸丙酸酐(簡(jiǎn)稱乙丙酐)鄰苯二甲酸酐
(簡(jiǎn)稱苯酐)第85頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二3、酯的命名:按照形成它的酸和醇叫某酸某酯。乙酸乙酯對(duì)羥基苯甲酸甲酯丙二酸二乙酯
α-氰基丙烯酸乙酯(502膠)
第86頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二乙二醇二乙酸酯丙三醇三硝酸酯第87頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二4、酰胺命名:?;由习被?。N,N-二甲基乙酰胺氟乙酰胺氟乙酰胺(代號(hào)1081)又名敵蚜胺,純品為白色結(jié)晶,無(wú)味無(wú)嗅,易溶于水。劇毒殺鼠藥,對(duì)人口服致死量0.1-0.5g。乙酰胺乙酰苯胺(退熱冰)第88頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二(二)羧酸衍生物的物理性質(zhì)低級(jí)的酰氯和酸酐是有刺鼻氣味的液體,高級(jí)的為固體;低級(jí)的酯具有芳香的氣味,可作為香料;十四碳酸以下的甲酯和乙酯均為液體;酰胺除甲酰胺外,由于分子內(nèi)形成氫鍵,均是固體;而當(dāng)酰胺的氮上有取代基時(shí)為液體;羧酸衍生物可溶于有機(jī)溶劑;酰氯和酸酐不溶于水,低級(jí)的遇水分解;酯在水中溶解度很小;低級(jí)酰胺可溶于水。第89頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二3、羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性能α-氫取代還原取代(Y=Cl,OOCR,OR,NH2)第90頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二Y被取代的機(jī)理是親核加成-消除(1)?;系挠H核取代反應(yīng)親核加成活性為:-I效應(yīng)+C效應(yīng)第91頁(yè),共102頁(yè),2023年,2月20日,星期二離去基團(tuán)的離去能力:
離去基團(tuán)的堿性越強(qiáng),越不易離去。基團(tuán)的離去能力順序?yàn)椋?/p>
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