课件：羧酸和取代羧酸.ppt

第十章 羧 酸 和 取 代 羧 酸,教学内容要求,羧酸的结构特点 羧酸和取代羧酸的命名 羧酸的酸性及其影响因素；羧酸衍生物的生成反应；二元羧酸受热反应 卤代酸、羟基酸的特征反应,掌握：,羧酸及其衍生物的物理性质 羧酸的还原反应；脱羧反应；-氢活性反应 邻基参与效应,了解：,*,*,一、羧酸的结构,Note：A. C=O和CO键长趋于平均化； B. 羟基氢易电离； C. 羰基碳正电性降低,第一节 羧酸(Carboxylic acid),p-共轭,二、羧酸的分类和命名,（一）分类,脂肪酸 芳香酸,饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸,一元酸 多元酸,（二）命名,2-甲基戊酸 （-甲基戊酸）,环戊基乙酸,-萘乙酸,2-乙基-3-丁烯酸,3-苯基丙烯酸（肉桂酸）,(E)-2-丁烯酸（巴豆酸）,(1R,3R)-1,3-环己烷二羧酸,酰基,对甲基苯甲酰基,三、羧酸的化学性质,(一)酸性,1.影响酸性强弱的因素 电子效应；场效应；芳香酸邻位效应,电子效应：,场效应(Field effect)：,pKa=6.07,pKa=5.69,芳香酸邻位效应：,2.羧酸酸性的应用：成盐；成酯；手性分子拆分,氨苄青霉素 （氨苄西林）,COOH,(外消旋体),(非对映异构体),(乙酸对乙基苄酯),1、酯化反应,通式：,Note:酯化反应为可逆反应,(二)羧基中羟基的取代反应,实验事实：,酯化反应机理：,A.亲核加成-消除（酰氧断键，大多数酯化反应）,B.碳正离子机理（烷氧断键，叔醇）,C.酰基正离子机理（部分取代芳酸）,2、生成酰卤,氯化亚砜（亚硫酰氯）,3、生成酸酐,制备混酐：,制备环酐：,4、生成酰胺,酰胺键,请指出氨苄青霉素中的酰胺键,羧酸衍生物制备小结：,(三)还原反应,Note: 硼氢化钠不能还原羧酸,(四)H 的卤代反应,机理：,-羟基酸,-氨基酸,合成意义：,2019/8/30,25,可编辑,完成下列转化：,（五）脱羧反应,Note: A. -碳上连有吸电子基的羧酸易脱羧 B.邻、对位连有吸电子基的芳酸易脱羧,-酮酸易脱羧,-羟基酸,-酮酸,(六)脂肪族二元羧酸的脱水和脱羧反应,45个C,+,+,67个C,(七)甲酸及草酸的特殊反应,四、羧酸的制备,1、氧化法,2、腈水解,3、格氏试剂羧化,一、取代羧酸的分类和命名,(R)-2-羟基丁二酸（苹果酸）,2-氨基-4-甲硫基丁酸,丙酮酸（-氧代丙酸）,-羟基丁酸,第二节 取代羧酸(Substituted carboxylic acid),2,3-二羟基丁二酸（酒石酸）,3-羧基-3-羟基戊二酸（柠檬酸） 2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸,-酮戊二酸,二、取代羧酸的化学性质,（一）卤代酸的化学性质,1. -卤代酸的消除反应,2. -,-卤代酸的成酯反应,3.-卤代酸的水解,SN2机理，构型翻转,邻基参与效应 (Neighboring group participation),机理：,构型保持,实验事实,构型保持,产物重排,邻基参与发生的特点：,环状中间体生成； 立体化学特征； 反应速率明显加快,反式异构体存在邻基参与效应,(1) -醇酸脱水得交酯,1.受热脱水反应,（二）醇酸的化学性质,-羟基丙酸,丙交酯,(2) -醇酸脱水得 ,-不饱和酸,-丁内酯（1,4-丁内酯）,(3) -醇酸和-醇酸脱水得 5员或6员环内酯,-羟基丁酸钠（麻醉药）,-羟基丁酸,-羟基戊酸,2.氧化反应,三、取代羧酸的制备,（一）卤代酸,（二）羟基酸,Note: Reformatsky Reaction；有机锌试剂不与酯反应。,知识扩展：酮体与糖尿病,酮体是-丁酮酸、-羟基丁酸及丙酮的统称。它是脂肪酸在肝脏线粒体中氧化分解的产物。-丁酮酸在脱氢酶的催化下还原生成-羟基丁酸； -丁酮酸经脱羧反应生成丙酮。丙酮随肺呼吸排出体外，-丁酮酸、-羟基丁酸进入血液，成为肌肉组织，尤其是脑细胞能量的重要来源。健康人体血液中酮体的浓度约为10mg/L，当饥饿、禁食或胰岛素不足时酮体的浓度可高达正常健康人体的500倍以上。-丁酮酸和-羟基丁酸都是酸性化合物，血液中酮体的浓度过高将导致酮体酸中毒。酮体酸中毒常会