《有机化学》教学课件-羧酸及其衍生物

第九章羧酸及其衍生物,第一节羧酸,分子中含有羧基（COOH）的化合物称为羧酸羧酸在自然界中广泛存在,一羧酸的结构、分类与命名甲酸的结构,C:sp2杂化键长：C=O0.123nmC-O0.136nmC-H0.110nmO-H0.097nm键角：H-C=O124.1O-C=O124.9H-C-O111.0H-O-C106.3,分类按照羧酸分子中烃基的不同可分为脂肪族羧酸和芳香族羧酸；按照分子中所含羧基的数目可分为一元羧酸、二元羧酸和多元羧酸；按羧酸分子中烃基上的氢被其他基团取代的产物的类型又可分为羟基酸、羰基酸和氨基酸等,命名俗名（依据来源命名）：蚁酸、醋酸、草酸、乳酸、肉桂酸、柠檬酸等,HCOOHCH3COOH甲酸（蚁酸）乙酸（醋酸）苯甲酸（安息香酸）,系统命名法,丙酸2,2-二氯丙酸3-甲基丁酸,CH3CH2COOH,（,-二氯丙酸）,（-甲基丁酸）,3-苯基丙烯酸（肉桂酸）-萘乙酸2,4-二氯苯氧乙酸,2-丁烯酸（巴豆酸）乙二酸（草酸）对苯二甲酸,二羧酸的物理性质常温下饱和一元羧酸中，甲酸、乙酸、丙酸是有酸味的刺激性液体；含4个6个碳原子的羧酸为有腐败气味的油状液体；10个碳原子以上的羧酸为无臭的石蜡状固体脂肪族羧酸和芳香族羧酸均为结晶固体羧酸是极性化合物，分子间或与水分子间均能形成较强的氢键部分羧酸的物理常数,三羧酸的化学性质酸性,部分取代酸的pKa值,羧酸中羟基被取代的反应）酰卤的生成,）酸酐的生成,光气,P2O5,300,乙酸酐,）酯的生成,200300,酯化反应的活性次序是：酸相同时：CH3OHRCH2OHR2CHOHR3COH醇相同时：HCOOHCH3COOHRCH2COOHR2CHCOOHR3CCOOH,H2SO4,）酰胺的生成,-H2O,脱羧反应,乙酰苯胺,还原反应,100,H2O,羧酸烃基上的反应,Cl2,Cl2,Cl2,Cl2,Cl2,P（红）,P,P,PCl3,PCl3,FeCl3,四羧酸的制法氧化法,O2,MnO2,KMnO4/H+,KMnO4/H+,K2Cr2O7/H2SO4,KMnO4/H+,K2Cr2O7/H2SO4,格氏试剂与的作用,H+/H2O,（干冰）,Mg,THF,1)CO2,2),H+/H2O,(60%),水解法,H+/H2O或OH-/H2O,H+/H2O或OH-/H2O,NaCN,C2H5OH,NaCN,(90%),70%H2SO4,回流，,(78%),五重要的羧酸甲酸,210,0.11Pa,H2SO4,H2O,Ag(NH3)2OH,KMnO4,乙酸,甲酸在工业上可作为酸性还原剂、消毒剂、防腐剂、缩合剂、橡胶的凝聚剂等,6080,浓H2SO4,乙酸是重要的工业原料，广泛用于合成乙酐、酯酸乙烯酯等也是染料、香料、药品等工业不可缺少的原料在食品工业及日常生活中作调味剂,6080，0.20.3,Pa,Mn(Ac)2,丙烯酸,550750,0.71.4Pa,丙烯酸兼有羧酸和烯烃的性质双键很容易发生氧化和聚合反应丙烯酸聚合时，控制反应条件，可以得到平均相对分子量（几千到几百万）的聚丙烯酸按相对分子质量的不同，它们的性质和质量也不同，在工业上可用作阻垢剂、分散剂、涂料、黏合剂等,草酸或乙二酸,加热到150以上，即发生分解反应草酸纯品在定量分析中可用来标定KMnO4溶液的浓度,由于草酸的强反原性，它也可用作漂白剂和防锈剂,己二酸己二酸是合成纤维“尼龙-66”的原料，其工业上由苯酚或环己烷制得,苯二甲酸,H2,Ni,压力,O,O,O,O,环烷酸钴,KMnO4/H+,O2,V2O5,1)NaOH,2)HCl,81%,高温,邻苯二甲酸及其酸酐用于制备染料、树脂、合成纤维、药物和增塑剂等例如邻苯二甲酸二正丁酯可作为蚊虫的驱避剂,压力,邻苯二甲酸,邻苯二甲酰亚胺,纯度极高的对苯二甲酸可直接与乙二醇作用得到对苯二甲酸乙二醇酯但目前工业上仍主要用它的甲酯与乙二醇进行酯交换制备乙二醇酯，后者缩聚即得到聚酯纤维“涤纶”,醋酸钴,150250,对苯二甲酸为白色晶体，加热到300不熔而升华，不能生成酸酐，主要用于合成树脂、增塑剂，是合成纤维涤纶的原料,H2O,KOH,ZnCO3,150250,1.21.5Pa,(转位),HCl,9095,第二节羧酸衍生物,一羧酸衍生物的结构与命名,-OH被卤素、酰氧基（）、氨基（-NH2）、烷氧基（-OR）所取代的化合物，分别称为酰卤、酸酐、酰胺和酯,酰卤酸酐酰胺酯,羧酸,酰基,羧酸衍生物的命名，可把相应的羧酸名称去掉“酸”字后，在加上酰卤、酸酐、酰胺等名词来称呼酯的命名，可在“酯”之前加上相应的羧酸和醇的名称来称呼“醇”一般可省略,乙酰氯丙烯酰溴苯甲酰氯乙酸酐,苯甲酸酐邻苯二甲酸酐乙酰胺,（苯酐）,N-甲基乙酰胺,邻苯二甲酰亚胺,乙二醇二乙酸酯,乙酰苯胺,苯甲酸乙酯,甲酸异丙酯,三硝酸甘油酯（甘油三硝酸酯）,N,N-二甲基甲酰胺(DMF),二羧酸衍生物物理性质三羧酸衍生物的化学性质水解,水解反应的难易次序为：酰氯酸酐酯酰胺,反应活性递减,H2O,水解,立即反应,H+或OH-,H+或OH-,长时间回流,醇解,酰氯和酸酐可以直接和醇作用生成相应的酯酰氯性质比较活泼，一般难以制备的酯和酰胺，可直接通过酰氯来合成,醇解,ROH,酰胺的醇解是可逆的，需要过量的醇才能生成酯并放出氨,氨解酰氯、酸酐和酯都可以与氨作用生成酰胺,氨解,NH3,反应活性递减,RNH2,过量,与格氏试剂的反应酰氯、酸酐、酯、酰胺都可以与格氏试剂作用生成叔醇,H+/H2O,CH3MgBr,干醚,CH3MgBr,-Mg(OCH3)Br,还原反应,H2/Ni,Na-C2H5OH,LiAlH4,LiAlH4,H+/H2O,）酸碱性,酰胺的性质,克莱森（Claisen）酯缩合反应,Na或C2H5ONa,乙酰乙酸乙酯,）霍夫曼（Hofmann）降级反应,四各类羧酸衍生物及其重要的代表物酰氯,b.p:52b.p:200,b.p:79b.p:197,酸酐,单酐,混酐,酯,H2SO4,NaOH,CH3CH2OH,月桂酸乙酯月桂醇(6575%),乙酸乙烯酯为无色液体，b.p:73在引发物过氧化物或偶氮二异丁腈的引发下，能聚合成高分子的聚乙酸乙烯酯,LiAlH4,H+/H2O,210250,Zn(Ac)2,0.51,Pa,Pd,6080,乙酸乙烯酯,(90%),偶氮二异丁腈,90100,(聚乙酸乙烯酯),聚乙酸乙烯酯常用于涂料及黏合剂它在酸或碱的存在下，可以生成聚乙烯醇（简称PVA）,酰胺、酰亚胺、内酰胺,H+/H2O,或OH-/H2O,聚乙烯醇,-H2O,NH3/(NH4)2CO3,酰胺,(DMF),己内酰胺,LiAlH4,H+/H2O,N-甲基月桂酰胺(8195%),-H2O,H2,Pd,O,H2NOH,H2SO4,碳酸的衍生物,己内酰胺为白色结晶或