《羧酸和取代酸》PPT课件.pptVIP

第10章羧酸和取代酸Carboxylicacid 学习重点 羧酸的化学性质 羧酸衍生物的生成 羧酸中 H的取代反应 学习难点 影响羧酸酸性的因素 10 1羧酸的分类和命名 根据与羧基相连的烃基种类分 芳香族羧酸 CH3CH CHCOOH 饱和羧酸 不饱和羧酸 CH3COOH 10 1 1羧酸的分类 按分子中含羧基数目分 一元羧酸 多元羧酸 CH3CH2COOH 有些羧酸根据天然来源而命名 HCOOH 安息香酸 10 1 2羧酸的命名 1 俗名 蚁酸 CH3COOH 冰 醋酸 它的钠盐可做药物和食品中的防腐剂 还有从天然植物中分离出来的羧酸 如 HOOC COOH 乙二酸 CH3 CH2 10COOH 马来酸 富马酸 肉桂酸 柠檬酸 月桂酸 草酸 2 甲基 2 丙烯酸 E 2 丁烯酸 巴豆酸 2 系统命名 苯甲酸 安息香酸 1 萘乙酸 萘乙酸 4 甲基 2 异丙基苯甲酸 2 甲基丁二酸 10 2羧酸的物理性质 自学 沸点高 由于羧酸分子间可形成双氢键 其沸点比相对分子质量相近的醇的沸点还要高 10 3羧酸的结构和化学性质 羧酸的结构 酸性 比酚 醇酸性强 羟基被取代的反应 难 脱羧反应 H的反应 难 sp2 还原 亲核加成反应 难 羧酸的化学性质 1 酸性与成盐 pKa 4 56 510 015 7172534 能将RCOOH提纯 2 影响羧酸酸性的因素 电子效应 场效应 氢键 空间效应 电子效应 H CH2COOH Cl CH2COOH CH3 CH2COOH Cl2CHCOOH ClCH2COOH Cl3CCOOH 诱导效应 共轭效应 OH在非共轭体系中只有诱导效应 是吸电基团 练习1 解释下列顺序 H CH2COOH HO CH2COOH CH3 CH2COOH 4 76 3 83 4 88 取代苯甲酸的酸性不仅与取代基的种类有关 而且与取代基在苯环上的位置有关 芳香族羧酸的酸性 2 场效应 通过空间传递的静电作用 3 42 4 19 2 21 3 49 明显强于间位 对位 4 57 4 19 2 98 4 08 3 氢键 空间效应 3 91 4 38 4 19 4 27 空间阻碍效应 注意 当取代基处于邻位时 无论这个取代基是吸电子基还是供电子基 NH2除外 都将使酸性增强 比较酸性强弱 1三氟乙酸 氯乙酸 溴乙酸 乙醇 乙酸 2 命名 1 3 苯二乙酸 二 羟基的取代 羧酸衍生物的生成 1酯化反应 失水的是羧酸的羟基氢 该断裂方式称为酰氧断裂 Acyl oxygencleavage 不会发生构型翻转 亲核加成 消除反应机理 伯 仲醇 四面体构型 典型 反应特点 1虽然结果是羟基被取代 但是实际上是经过了先加成 后消除的过程 2反应历程中生成了四面体中间体 该中间体一个碳连接四基团 空间比较拥挤 因此 反应物的结构会严重影响反应速度 醇 CH3OH RCH2OH R2CHOH酸 CH3COOH RCH2COOH R2CHCOOH R3CCOOH 碳正离子机理 叔醇 该历程源于在酸性介质中碳正离子易生成 酰基正离子机理 不要求 2生成酰卤 第三种方法的产物纯 易分离 因而产率高 是合成酰卤的好方法 3生成酸酐 单一酐 分子内酸酐 顺丁烯二酸酐 混合酐 类似方法也可以制酯 4生成酰胺 加热虽然是可逆反应 但可以蒸去水控制反应平衡 扑热息痛 三 羧基的还原反应 LiAlH4能顺利地将羧酸还原为伯醇 并且分子中的双键不受影响 但NaBH4还原性能比LiAlH4弱 不能用来还原羧酸 回忆 醛酮的LiAlH4还原也是两步反应 第二步也要水解 四 氢的反应 Hell Volhard ZelinskyReaction 少量红磷催化下发生此反应 反应历程 不要求 生成酰卤 酰卤卤素的吸电子能力增加了 氢的活性 请和生成酰卤的条件区分开 另 少量碘 硫等也能催化反应 略 五 脱羧 脱羧比较难 一般在 位上有吸电子基的羧酸才能脱羧 酮酸的脱羧 C上连了吸电子基 以羰基和烯键为例 酮酸 3 4号C上连了烯键 脱羧 重排 请问 前述的 酮酸是否也有重排 为何其产物没有改变特征 六 二元酸受热的反应 1 C2 C3直接脱羧2 C4 C5脱水成环酐 五 六元环的稳定性 3 C6 C7 脱羧又脱水 生成环状酮 四制法 一 氧化法 复习 自己总结 1醇的直接氧化2醛的氧化直接氧化自身氧化还原3环己酮的氧化4双三键的氧化5甲基酮及其变体的氧化 卤仿反应注意 该反应生成物特征 比反应物减少一个碳 二 腈水解法 限制 环上的卤素无法取代 NaCN取代的条件易消除 生成物比卤烃多一个碳 回忆卤仿反应 伯卤代烷 三 格氏试剂法 没有条件限制 适用于一级 二级 三级或芳香卤代烷 生成的羧酸多一个碳 合成 A C7H12O 能和一分子Br2反应 也能和羰基试剂作用 A经过碘仿反应生成B B的分子量114 且也能和一分子溴加成 B氧化生成二元酸C和一个中性物质D C受热生成乙酸和CO2 D和NaHSO3生成白色结晶 D也能发生碘仿反应 1 羟基酸 酚酸 氨基酸 羰基酸 卤代酸 命名 5 氯戊酸 氯戊酸 末位 2 羟基环己烷羧酸 2 羟基苯甲酸水杨酸 4 氨基戊酸 4 氧代戊酸 4 羰基戊酸 4 戊酮酸 不可以说是4 乙酰基丁酸 命名 E 4 羟基 2 戊烯酸 4 氧代环己烷甲酸 完成反应式 一卤代酸 复习 卤烃的两大特征反应 取代 消除 在卤代酸中 卤素原子依旧表现出这两大反应性质 选择性由位置决定 反应 卤代酸 吸电子羧基增加了碳卤键的极性 用于制备 卤代酸 卤代酸 生成产物内酯 制备 卤代酸复习 泽林斯基反应 卤代酸 二羟基酸 反应 羟基酸 两分子交叉脱水 生成交酯 2H2O 交酯 雷福马斯基反应ReformatskyReaction 该反应参照格氏试剂的反应 锌试剂选择性反应羰基 对酯基影响较小 比较容易出错的是把起始的卤代物在哪一头记混 需要特别注意下 卤素在酯上 自此开始其他反应可以参照卤代酸 羟基酸 脱水生成 不饱和羧酸 羟基酸脱水生成内酯 制备 复习 水解法 三酚酸 水杨酸 四氨基酸 氨基酸蛋白质内容一章不单独讲 要求的内容全部合并到本章 基本氨基酸要求掌握的部分如下 两性和内盐等电点酸性 中性和碱性氨基酸的等电点范围比较重要的反应 两性和内盐 氨基酸有酸性和碱性两种基团 有酸式和碱式两种离解方式 所以氨基酸又叫两性化合物 氨基酸中的羧基和氨基可以相互作用形成内盐 内盐中既有正离子部分又有负离子部分 所以又叫偶极离子 或两性离子 例如 等电点 插入电泳的视频等电点 PI 氨基酸主要以两性离子存在 在电泳不移动时溶液的pH值 即该氨基酸的等电点 pHpI时 带负电 电泳方向 向正极移动 pH pI时 呈电中性 电泳方向 不移动 氨基酸分为酸性氨基酸 中性氨基酸和碱性氨基酸 这种分类是根据氨基酸中酸碱基团的数目来划分的 不同的氨基酸等电点不同 酸性氨基酸 PI 2 7 3 27其水溶液呈碱性中性氨基酸 PI 5 0 6 3 7其水溶液呈弱酸性 天冬氨酸 赖氨酸 化学反应 参照羟基酸 氨基酸 双分子脱水 交酰胺 氨基酸 氨基酸和 氨基酸 内酰胺 显色反应 氨基酸溶液可和水合茚三酮发生显色反应显紫或紫红色 该反应常用于鉴定氨基酸 多肽 蛋白质与茚三酮的丙酮液加热 也可产生蓝紫色 此反应可用于蛋白质的定性与定量分析的依据 多肽和蛋白质 氨基酸分子间氨基与羧基脱水 生成以酰胺键相连的化合物 称为肽 peptide 肽分子中的