[理学]第8章 含氧化合物.ppt

一、醇 五、醇、酚、醚的制备 二、酚 六、醛和酮 三、醚 七、羧酸及其衍生物 四、硫醇和硫醚 八、-二羰基化合物 九、醛、酮、羧酸的制备,第八章 含氧化合物,醇： 酚： 醚：,含氧化合物主要类型,醛和酮： 羧酸： 羧酸衍生物： -二羰基化合物：,一、醇 1、醇的结构,104.65,109,碳原子sp3杂化,醇的结构与水相似,伯醇(第一醇)(1醇),仲醇(第二)醇(2醇),叔醇(第三醇)(3醇),2、醇的分类,乙二醇,丙三醇(甘油),例如：,饱和醇,不饱和醇,烯丙醇,炔丙醇,芳醇,苯甲醇 (苄醇),CH2=CH-CH2-OH,CHC-CH2-OH,丙烯醇的结构?,若羟基直接与不饱和碳原子相连（即烯醇）时，通常会通过酮式-烯醇式互变异构的方式,转变为更稳定的酮式结构(见教材218页数据)。,含有多个羟基的醇称为多元醇。-二元或三元醇的化合物很不稳定，容易脱水生成醛、酮或羧酸。详见教材P218。,烯醇,酮,低级醇为具有酒味的无色透明液体；C4-C11 为具有不愉快气味的油状液体； C12以上的直链醇为固体。 低级直链饱和一元醇的沸点比相对分子质量相近的烷烃的沸点高得多（Why？见教材219页） 。,3、 醇的物理性质,醇分子间氢键缔合,直链伯醇的沸点,直链伯醇的沸点最高，带支链的醇的沸点要低些， 支链越多，沸点越低。,正丁醇 异丁醇 仲丁醇 叔丁醇 沸点： 117.7 108 99.5 82.5,甲醇、乙醇、丙醇都能与水混溶，混溶时有热量放出，并使体积缩小。自正丁醇开始,随着烃基的增大,在水中的溶解度降低,癸醇以上的醇几乎不溶于水。 低级醇与水分子间氢键缔合,随着烃基的增大,烃基部分的范得华力增大,同时烃基对羟基有遮蔽作用,阻碍了醇羟基与水形成氢键,溶解度降低,故高级醇的溶解性质与烃相似。,低级醇与水分子间氢键缔合,多元醇分子中含有两个以上的羟基，可以形成更多的氢键，所以分子中所含羟基越多，沸点越高，在水中的溶解度也越大。 例如： 乙二醇沸点：197;甘油（丙三醇）沸点：290。 1,4-丁二醇和1,5-戊二醇能与水互溶,醇羟基化合物的红外吸收光谱,1HNMR谱：羟基质子受分子间氢键的影响，其化学位移在1-5.5之间；羟基所连碳原子上的质子化学位移一般在3.4-4.0之间。,乙醇的红外吸收光谱（液膜法）,乙醇的红外光谱（1%乙醇的CCl4溶液）,3650cm-1：OH伸缩振动，游离羟基：其它同上图,醇的性质主要是由它的官能团（OH）决定的。 醇的化学反应中，根据键的断裂方式，主要有：,氧氢键断裂和碳氧键断裂两种不同类型的反应。,4、醇的化学性质,+ - +,烃基结构的不同也会影响反应性能或导致反应历程的改变：如分子重排反应。,（1）醇的酸性、醇盐的生成 醇的酸性较水为弱（pka水=15.7，pka乙醇=15.9），它能与活泼金属如钾、钠、镁、铝等反应生成相应的醇金属化合物,但反应比水缓和。 实验室中常用乙醇处理少量的金属钠。,醇钠,醇钾,可作催化剂和还原剂,异丙醇铝,各类醇与活泼金属反应的活性顺序为：,原因： 活性与酸性有关。由于烃基是供电子基团，RO- 随R供电性的增强而越不稳定，则酸性较差，反应活性弱。 此外，醇的酸性还与溶剂化效应有关，叔醇空间位阻较大，溶剂化作用差，酸性弱，反应活性弱。,液态醇的酸性强弱顺序： 醇可以看成是一个比水更弱的酸,其共轭碱是强碱.,醇的反应活性为: 甲醇 伯醇 仲醇 叔醇,为了使反应顺利进行，去除反应生成的水，可以加入苯，使其在反应温度下，形成苯乙醇水三元恒沸物，将水不断带出体系。（b.p 68.85苯74.1%、乙醇18.5%、水7.4%）,醇钠是非常重要的化工原料，工业上为避免使用 危险性极高的金属钠，而采用下列化学平衡来制取 醇钠。,（2） 卤代烃的生成,醇与氢卤酸（HX）作用(可逆反应) 这是制备卤烷的重要方法:,如：RCH2-OH + HI RCH2I + H2O,H2SO4,RCH2-OH + HBr RCH2Br + H2O,RCH2-OH + HCl RCH2Cl + H2O,ZnCl2,反应条件越来越苛刻,由伯醇制备相应的卤烷(碘烷除外),一般用卤化钠和浓硫酸为试剂:,在浓硫酸存在下,仲醇可发生消除反应生成烯.,各种醇与浓HCl在ZnCl2(卢卡斯试剂)催化下的反应活性:,苄醇和烯丙醇 叔醇 仲醇 伯醇 甲醇,ROH + NaX RX + NaHSO3 + H2O,浓H2SO4,CH3CH2CH2CH2 + HCl CH3CH2CH2CH2 + H2O,C,H,3,C,H,2,C,H,3,O,H,C,H,H,C,l,ZnCl2,室温,(25min后出现浑浊),H,C,H,3,C,O,H,C,H,3,C,H,3,C,H,3,C,C,l,C,H,3,C,3,(马上出现浑浊),ZnCl2,室温,ZnCl2,OH,Cl,(加热才出现浑浊),由于卤烷不溶于水,可通过此反应观察反应中出现浑浊或分层的快慢区别伯,仲,叔醇、苄醇和烯丙醇.,伯、仲、叔醇分别与卢卡斯试剂作用:,重排: 有一些醇（除大多数伯醇外）与氢卤酸反应，时常有重排产物生成，如：,重排反应历程：,例1：,主要产物,主要产物,例2：,（主要产物）,注意：该反应由于新戊醇碳上叔丁基位阻较大，阻碍了亲核试剂的进攻而不利于SN2反应，所以反应按SN1历程进行：,较不稳定,较稳定,反应历程：,补充1：扩环重排-取代,环丁烷(总张力能为110kJ/mol)环张力大, 重排为环戊烷后 (总张力能为27kJ/mol)环张力小。,实例：,补充2：扩环重排-消除,具体反应历程：,Why？,大多数伯醇不发生重排：这是由于它们与氢卤酸的反应是按SN2历程进行的：,注意：醇可以与PI3（或PBr3），PCl5或SOCl2反应生成相应的卤烷，而不发生重排。,3ROH + PI3 3RI + P(OH)3 (P + I2 或Br2),ROH + PCl5 RCl + POCl3 + HCl,醇与硫酸、硝酸、磷酸等也可反应，生成无机酸酯：,（酸性酯）,（中性酯）,硫酸氢乙酯和硫酸二乙酯：烷基化剂。 硫酸二甲(乙)酯,有剧毒。,（3）与无机酸的反应,高级醇的酸性硫酸酯钠盐, 是一种合成洗涤剂。 如:C12H25OSO2ONa,甘油三硝酸酯是一种炸药。,磷酸三丁酯可用作萃取剂和增塑剂。,按反应条件不同,可以发生分子内脱水生成烯烃;也可以发生分子间脱水生成醚:,例1:,例2:,（4）脱水反应,温度的影响：低温有利于取代反应而生成醚；高温有利于消除反 应，即分子内脱水生成烯烃。 醇结构的影响：一般叔醇脱水不生成醚，而生成烯烃。,醇脱水反应取向符合查依采夫规则。,例1：,例2：,醇脱水反应常用的脱水剂：浓硫酸、氧化铝（无重排产物）。,正丁醇,例如：,氧化铝做脱水剂（无重排产物）,硫酸脱水反应历程,酸,1,2-氢 迁移,实例:,补充3：二次重排的例子（少，不要求）,用反应机制来说明为何得到所列的产物？,氧化剂：高锰酸钾、铬酸 伯醇氧化 醛 羧酸；仲醇氧化 酮。,例1：,例2：,(5) 氧化和脱氢,（1）伯醇、仲醇的氧化,（2）叔醇分子，只有在剧烈条件下发生氧化，碳链断裂，生成含碳原子较少的产物：,例3：,例4：,合成尼龙-66的原料 （与乙二胺）,（3）脂环醇氧化先生成酮再生成二元羧酸,（4）伯醇和仲醇的脱氢生成醛、酮,例5：,例6：,由于伯、仲、叔醇氧化后生成的产物不同，因此可以根据氧化产物的结构区别它们。,最早是由木材干馏而得； 近代工业以合成气(CO+2H2)或天然气(甲烷) 为原料，在高温、高压和催化剂存在下合成：,甲醇: 无色,易燃,有毒,致盲. 主要制备甲醛以及作甲基化剂和溶剂;可作为燃料。,重要的醇,甲醇,乙烯制备；淀粉或糖蜜发酵制酒精：,发酵液含10%15%乙醇；分馏可得95.6%的乙醇； 无水乙醇（绝对乙醇）95.6%的乙醇先与生石灰（CaO）共热、蒸馏得到99.5%乙醇，再用镁处理除去微量水分得到99.95%乙醇；工业上无水乙醇的制法是先在95.6%乙醇中加入一定量的苯，再进行蒸馏。 加入少量无水硫酸铜，如呈蓝色，则表明有水存在。,(一),(二),乙醇,带有甜味的有毒性的粘稠液体; 沸点(197)、相对密度较高（氢键缔合）；可做高沸点溶剂; (3) 可与水混溶,但不溶于乙醚; (4) 是很好的防冻剂; (5) 是合成聚酯纤维涤纶、乙二醇二硝酸酯炸药等的原料。 (6) 聚乙二醇醚类(ROCH2CH2OnH)是一非离子型表面活性剂。,乙二醇,以酯的形式存在于自然界中（油脂的主要成分）. (1) 丙三醇最早是由油脂水解来制备。 (2) 以丙烯为原料制备:,丙三醇 (甘油),甘油是有甜味的粘稠液体,沸点比乙二醇更高(氢键). 工业上用来制造三硝酸甘油酯用作炸药或医药;也可用来合成树脂;在印刷、化妆品等工业上用作润湿剂.,存在于茉莉等香精油中。 工业上可从苯氯甲烷在碳酸钾或碳酸钠存在下水解而得：,苯甲醇为无色液体，具有芳香味，微溶于水，溶于乙醇、甲醇等有机溶剂。 羟基受苯环影响而性质活泼，易发生取代反应。 有微弱的麻醉作用。,苯甲醇苄醇,醇分子中的氧原子为硫原子所代替而形成的化合物。 硫醇（R-SH）也可以看成是烃分子中的氢原子被氢硫基-SH（通称巯基）所取代的化合物。 命名: 与醇相似,将“醇”字改称为“硫醇”:,甲硫醇,乙硫醇,异丙硫醇,正丙硫醇,正丁硫醇,硫醇*（本节一般了解）,CH3SH,C2H5SH,CH3CH2CH2SH,CH3CH2CH2CH2SH,(1) 卤烷与氢硫化钾作用,(2) 醇与硫化氢混合后在400下,通过氧化钍:,硫醇的制法,RX + KSH RSH + KX,ROH + HSH RSH + H2O,ThO2 400,硫醇难形成氢键,不能缔合,不溶于水,沸点低于相应的醇. 低级硫醇有恶臭味(添加于煤气中,检查是否漏气). (1) 弱酸性比醇大，能与氢氧化钠（钾）成盐，称为硫醇盐：,硫醇的性质,(一) 物理性质,(二) 化学性质,硫醇还可与重金属汞、铜、银、铅等形成不溶于水的硫醇盐： 例1：,例2：,例3：,可鉴定硫醇和作为重金属的解毒剂。, 硫醇易被温和的氧化剂(如:H2O2,NaIO,I2或O2)氧化成二硫化物.,该反应可以定量进行,可用来测定巯基化合物的含量. 在石油工业中,利用该反应生成的二硫化物无酸性以避免酸性的腐蚀,并可除去恶臭味., 硫醇与强氧化剂(如:HNO3、KMnO4)作用,可被氧化成磺酸:,氧化反应,(4) 分解反应脱硫,(3) 酯化反应,二、酚 羟基直接与芳环连接的化合物称为酚。 1、酚的结构 酚的结构可以用下列共振结构式表示：,共振结构说明了什么？ 羟基氧上的电子向苯环流动。,2、酚的物理性质 苯酚微溶于水；多元酚溶解度增大； 酚可以形成分子间氢键,因此,具有较高的熔点和沸点; 此外，邻硝基苯酚因形成分子内氢键而导致其熔点、沸点比对(间)硝基苯酚低，溶解度也有所降低，并且在100oC 它有较高的蒸气压, 可采用水蒸汽蒸馏法从三个构体中分离出来.,3、酚的化学性质,（1）酸性 苯酚的酸性比醇强，Ka=1.2810-10(环己醇的Ka=10-18) 比碳酸的酸性弱（ Ka=4.2710-7）,工业上利用酚的酸性比碳酸弱的特点，来分离、提纯酚。,酚的酸性强弱与芳环上的取代基性质有很大的关联。在羟基的邻位或对位有强的吸电子基时，酚的酸性增强；相反，有供电子基时，酚的酸性减小。,pKa,9.98,7.23 8.40 7.15,4.00 0.71,为什么？,思考题：如何分离苯酚和溴苯？,利用酚的酸性特性, 可将含酚的有机混合物进行分离. 见教材227页,（2）酚醚和酯的生成 酚不能两分子间成醚，C-O键很牢固。制备酚醚可以Williamson制醚法，即采用酚钠与伯卤烷反应。,利用酚钠与相应的卤烷可以制备苯甲醚或苯乙醚之外,也可用烷基化试剂制备醚。,酚醚比较稳定，不易氧化，利用这一性质，可用来 保护酚羟基。 酚醚用浓HI作用得到碘烷和酚。,例如：, ,例2：,活泼氢,二芳基醚的制备比较困难，但当卤原子的邻位或对位有强吸电子基时，反应则比较容易。,220,酚能与酰卤或酸酐反应形成酯，但是,却不与羧酸生成反应生成酯。,Fries重排,25,165,（3）酚的氧化 酚很不稳定，容易被氧化，氧化产物主要为对苯醌。 见教材229页。,对苯醌与对苯二酚可形成醌氢醌,墨绿色结晶,（4）酚芳环上的亲电取代反应 羟基对苯环是活化的，是第一类定位基。 a.卤代 苯酚卤代无需催化剂。苯酚与溴水作用主要得 到 2,4,6-三溴苯酚。若要得到一取代卤代物，可采 用低温、非极性试剂（CS2、CCl4）条件下进行。,b.硝化 由于硝酸有较强的氧化性，所以苯酚硝化收率不高，主要产物为邻硝基苯酚和对硝基苯酚。两者可以通过水蒸气蒸馏方法进行分离和提纯。,25,c.磺化 酚的磺化反应随反应温度的不同，得到不同的异构体。,25,100,d. Friedel-Crafts反应 反应生成对位产物为主。,三、醚 醚可以分为单醚（R-O-R）和混醚（R-O-R） 1、醚的结构 醚可以看作水分子中的两个氢原子都被烃基取代 所形成的衍生物。,110左右,由于醚的化学性质较为惰性，它对碱和氧化剂显示出较好的稳定性，所以醚通常是好的溶剂和萃取剂。,2、醚的物理性质 由于醚分子间不能形成氢键，通常它们的沸点较低； 醚可以与水分子形成氢键，所以它们在水中有一定的溶解度。 四氢呋喃（THF）能与水混溶，其原因是环状的四氢呋喃分子中氧原子突出在外，更容易与水形成氢键。,3、醚的化学性质 （1）醚键的断裂 在酸的存在下，醚键受到亲核试剂的进攻，可以 发生醚键的断裂，反应以SN2的方式进行。,醚还能与缺电子的Lewis酸如BF3、AlCl3、Grignard试剂等形成络合物。,在有机合成中可利用异丁烯与醇反应生成叔丁基醚以保护羟基。,（2）醚的氧化 醚对氧化剂是稳定的，但醚放置时间久了，会被空气缓慢氧化，生成过氧化物。,4、环醚 较为重要的环醚是环氧乙烷 制备,酸性条件下的开环反应,反应历程与SN1相似。,碱性条件下的开环反应 碱性条件下的开环反应与SN2反应历程相似,首先受到亲核试剂的进攻,开环得到烷氧负离子,然后结合溶剂中的氢,得到产物。,不对称环醚的碱性开环反应，亲核试剂主要与含氢较多的碳原子结合（由空间位阻大小决定）,18-冠-6 二苯并-18-冠-6,5、冠醚 大环多醚具有独特的环状结构，其结构单元为：-CH2-CH2-O-。,冠醚中处与环内侧的氧原子由于具有未共用电子 对，可与金属离子形成配位键；并且不同结构的冠 醚，其分子中的孔穴大小不同，因此对金属离子具 有较高的络合选择性。,冠醚制备：,四、硫醚和硫醇 -SH 称为巯基；-SR称为烷硫基。 1、硫醇 （a）物理性质 硫醇的沸点比烷烃高（范德华力较强）但比醇的 沸点低得多；硫醇的溶解度比醇低，原因是硫醇分 子间难以形成氢键。 CH3SH b.p 5.9 CH3OH b.p 64.7 CH3CH2SH b.p 37 CH3CH2OH b.p 78.3,（b）制备,KHS 必须过量，防止硫醚生成。 （c）化学性质 乙硫醇pKa=10.6 酸性大于醇 2,3-二巯基-1-丙醇是个良好的解毒剂,硫醇催化加氢，可以脱硫，生成相应的烃。,2、硫醚 硫醚的沸点比醚高，难溶于水。 制备：,DMSO,五、醇、酚、醚的制备 1、醇的制法 （1）酸催化下烯烃加水,（亲电加成历程，符合Marcovnicov加成规律）,（2）卤代烃水解,（亲核取代反应历程，更适合于苄基卤化物和 烯丙基卤化物）,（3）硼氢化氧化反应,反应按顺式加成方式进行，结果是反马氏加成。, ,（4）羰基还原 还原试剂：H2/Pt，NaBH4，LiAlH4等。,（5）由格氏试剂制备, , ,Grignard试剂与不同的醛、酮、羧酸或羧酸衍生物作用，可以分别生成伯醇、仲醇和叔醇）,2、酚的制法 （1）异丙苯法,（2）磺化碱熔法,（3）氯苯衍生物水解,回流,（4）苯胺重氮盐水解, 5,3、醚的制法 （1）单醚的合成,（2）混醚（单醚）的合成Williamson制醚法,4、环醚的制法,六、醛和酮 醛和酮都是含有羰基（ ）官能团的化合 物，因此又统称为羰基化合物。,1、醛和酮的结构 醛和酮分子中的羰基碳是SP2杂化状态。以下是甲醛的结构。,-,+,2、醛和酮的物理性质 常温下，除甲醛是气体外，C12以下的脂肪醛和酮是液体，高级的醛和酮是固体。 由于羰基具有极性，醛、酮的沸点比相对分子质量相近的烃及醚高；但因羰基分子间不能形成氢键，其沸点比相应的醇低。,由于醛、酮的羰基能于水形成氢键，使低级的醛 酮可溶于水，高级的或芳香族醛、酮则难溶于水。,3、醛和酮的化学性质 依据结构，羰基是极化的，主要发生亲核加成反应。,（1）与HCN加成得到-羟基腈,与HCN的加成，起决定性作用的是CN-。碱的存在能加速反应；酸的存在会使反应速率降低。 原因：,醇脱水和腈水解,各类不同结构的醛和酮发生亲核加成的难易顺序为：(主要考虑空间效应） HCHOCH3CHOArCHOCH3COCH3CH3COR RCORArCOAr,有例外：,芳香族醛和酮的反应活性为：,（2）与饱和NaHSO3加成 醛和甲基酮能NaHSO3发生加成，得到-羟基磺酸 钠。,反应实例：,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸甲酯是制备有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）的单体。,分解得到原产物,（3）与醇亲核加成 在干燥HCl的作用下，醇与羰基化合物可以发生 亲核加成反应，得到半缩醛（酮）。 半缩醛（酮）一般不稳定，能继续与另一分子醇进 行反应，得到较稳定的缩醛（酮）的产物。,半缩醛（酮） 缩醛（酮）,反应历程：,半缩醛（酮）,缩醛（酮）,反应特点：,a.质子化起到活化羰基的作用； b.反应是可逆的，在稀酸中易水解转变为原来的醛 或酮； c.缩醛（酮）对碱、氧化剂和还原剂都是稳定的； d.醇与酮的反应比醛困难，通常用乙二醇作亲核试 剂，形成环状缩酮产物。,可运用生成缩醛或缩酮的方法来保护羰基。 例如：,工业应用： 聚乙烯醇分子中含有多个亲水性的羟基，为了提高 其耐水性，工业上用甲醛使它部分缩醛化，便得到了 性能优良的合成纤维，商品名称为维尼纶。,（4）与胺的衍生物反应 醛、酮与氨的衍生物（羟胺、肼、苯肼、2,4-二硝基苯肼、氨基脲等羰基试剂）作用，通过亲核加成和消除反应分别得到肟、腙和缩氨脲。,羟胺 肼 苯肼,2,4-二硝基苯肼 氨基脲,反应历程：,反应特点：,a.反应在酸催化下进行（pH4）； b.加成缩合产物都为结晶，通常用来鉴别醛和酮； 并且，在稀酸条件下能够水解为原来的醛和酮， 运用这一特性，可以分离和提纯醛和酮。,丙酮-2,4-二硝基苯腙,醛酮与氨作用,得到极不稳定的亚胺,与伯胺作用得到不稳定的亚胺, 这类化合物称为席夫碱(Schiffs base),R为芳基时产物稳定,制备仲胺方法之一,席夫碱在有机合成中可用来合成仲胺.,（5）与Grignard试剂作用,醛与格氏试剂作用生成仲醇（甲醛生成伯醇）； 酮与格氏试剂作用生成叔醇。,（6）羟醛缩合反应 含-氢的醛，在稀碱存在下,可两分子缩合（亲核加成）得到-羟基醛或 ,-不饱和醛(有第二个-氢)。含-氢的简单酮也可发生相似的反应.,-H2O,交叉羟醛缩合,若两分子都含-H的不同醛发生羟醛缩合，产物 为四种不同结构化合物的混合物，无合成意义。 若一分子含-H，另一分子不含-H的醛相互缩 合，得到的合成产物，有实际意义。,肉桂醛,（7）卤化和卤仿反应 在酸或碱的催化下，醛和酮的-H可以被卤代。 酸催化下只发生一取代。,发生一取代后, 卤素的吸电子作用使羰基氧的电子云密度下降, 难以形成烯醇,不利于第二个卤原子取代。,若采用I2+NaOH与甲基酮反应，因生成CHI3黄色沉淀，而用于甲基酮的鉴别。,在碱催化下可发生多取代，直至发生卤仿反应。,由于卤原子的吸电子作用，使-H更易被碱夺取（-H 的酸性增强）， 因此可以得到多卤取代产物。,能发生卤仿反应的化合物结构为：,例如：下列化合物中哪些可以发生卤仿反应？,反应特点,a.酸性条件下羰基化合物中-H的活性为：,b.碱性条件下羰基化合物中-H的活性为：,（8）还原反应 （a）还原为醇的反应 催化加氢,若分子中含有不饱和碳碳双键，则同时被还原。,05,88% 12%,（b）还原为亚甲基的反应 Clemmensen还原法,酸性条件下，羰基被Zn-Hg/HCl还原为亚甲基。,例如：,Wolff-Kishner-黄鸣龙反应 碱性反应条件下，将水合肼、二甘醇或三甘醇 与羰基化合物共热。,Cannizzaro反应,不含-H的醛，在浓碱溶液中可以发生自身氧 化还原反应，得到一分子醇和一分子酸。（歧化反应）,交叉Cannizzaro反应 采用一分子醛与一分子甲醛作用，甲醛总是被氧化。,季戊四醇,（9）氧化反应 通常醛可以被氧化为酸，酮难以被氧化。但酮 在强的氧化剂存在下，可以发生碳碳键断裂，生成 小分子的酸。,Fehling试剂,Tollens试剂,合成尼龙-66的原料,七、羧酸及其羧酸衍生物 （一）羧酸 羧酸可以分为： 脂肪酸 芳香酸 饱和酸 不饱和酸 一元酸 多元酸,1、羧酸的结构,键角大约120 甲酸中：C=O键长0.120nm C-O键长0.134nm C-H键长0.110nm O-H键长0.097nm,2、羧酸的物理性质 低级脂肪酸：液体，有刺鼻的气味，可溶于水； 中级脂肪酸：液体，有难闻的气味，部分溶于水； 高级脂肪酸：腊状固体，无味，不溶于水； 芳香酸：结晶固体，微溶于水。 羧酸的沸点比相对分子质量相当的烷烃、卤代烃、醇来得高，原因是羧酸分子通常以两分子缔合体形式存在。,IR： 单体 二缔合体 17701750cm-1 1710cm -1 1720cm -1 1690cm -1 1700 1680cm -1,NMR： R2CHCOOH H ：22.6 ； 1012,3、羧酸的化学性质,（1）羧酸的酸性,pKa45,羧酸氧负离子的共振结构式：,利用羧酸的酸性和羧酸盐的性质，可通过 碱溶酸化操作来提纯含羧酸基团的化合物。,影响酸性的因素 影响羧酸酸性的因素主要是：诱导效应和共轭 效应。,吸电子诱导效应（-I）：,供电子诱导效应（+I）：,酸性强弱： 甲酸 芳酸 脂肪酸,例如：比较顺-丁烯二酸和反-丁烯二酸，为什么顺-丁烯二酸的pKa1较反-丁烯二酸的pKa1小，而pKa2恰恰相反？,（3）羧酸衍生物的生成 羧酸分子中，羧基中的羟基可以被卤原子、 酰氧基、烷氧基和氨基取代，分别生成酰卤、酸 酐、酯和酰胺等羧酸衍生物。,（2）-H的卤代 羧酸的-H受到羧基的吸电子作用而显示出 一定的活泼性。反应在少量磷的催化下进行。,酰卤的生成：,酸酐的生成：,生成单酐：,或 乙酐,生成混酐：,酯的生成：,此外：,酰胺的生成：,（4）脱羧反应 一元饱和羧酸较难脱羧（失去CO2）。当-碳 原子上连有吸电子时，则脱羧较容易。,羧酸还原通常先制成酯，然后以Na/C2H5OH化学 还原方法进行还原。,（5）还原 羧酸不易被氧化。用催化加氢或氢化铝锂(LiAlH4）还原羧酸为醇，而硼氢化钠（NaBH4）不能还原羧酸。,不还原,（二）羟基酸 在羧酸分子中烃基上的氢被羟基取代而生成的化 合物称为羟基酸。根据羟基在烃基上的位置，可分 为-，-，-，为末端羟基酸。,2-羟基丁酸 3-羟基-3-羧基戊二酸 -羟基庚酸,1、羟基酸的制法 （1）-羟基酸的制法,（2）-羟基酸制法,Reformatsky反应,2、羟基酸的性质 （1）酸性 在饱和碳链上的羟基是吸电子基，依据诱导效应原则判断，羟基酸的酸性比母体羧酸的酸性强。 若羟基与芳环相连，依据共轭效应判断，羟基是供电子基团。,（2）脱水反应 不同结构的羟基酸受热脱水的产物有很大区别： -羟基酸易两分子脱水形成六元环的交酯。,丙交酯,-羟基酸易分子内脱水，形成，-不饱和酸。,羟基与羧基相距更远的羟基酸受热，发生分子间 脱水形成聚酯,（三）羧酸衍生物 1、物理性质（自学） 2、羧酸衍生物的