羧酸及其衍生物-羧酸衍生物（有机化学课件）

羧酸衍生物的结构和命名羧酸衍生物的结构12羧酸衍生物的命名羧酸衍生物的结构12羧酸衍生物的命名一、羧酸衍生物的结构

羧酸分子中去掉羟基后剩余的部分叫酰基。酰基与卤原子、酰氧基、烷氧基、氨基直接相连形成的化合物分别叫酰卤、酸酐、酯和酰胺。它们统称为羧酸衍生物，因其结构中都含有酰基，所以又称酰基化合物。

酰氯

酸酐

酯

酰胺羧酸衍生物的结构12羧酸衍生物的命名一、羧酸衍生物的命名在酰基的名称后面加上卤原子名称，称“某酰卤”。1、酰卤的命名

乙酰氯

2—甲基丙酰溴

丙烯酰氯

对溴苯甲酰溴酸酐是羧酸脱水得到的，它的命名是在相应的羧酸名称后面加上“酐”字。一、羧酸衍生物的命名2、酸酐的命名

乙酸酐

苯甲酸酐

乙丙酸酐酸酐是羧酸脱水得到的，它的命名是在相应的羧酸名称后面加上“酐”字。一、羧酸衍生物的命名顺丁烯二酸酐

邻苯二甲酸酐2、酸酐的命名酯是羧酸和醇（或酚）的脱水产物。命名时，按照相应羧酸和醇（或酚）的名称，称为“某酸某酯”。例如：一、羧酸衍生物的命名3、酯的命名乙酸乙酯α—甲基丙烯酸甲酯

对苯二甲酸二甲酯

乙酸苯酯由多元羧酸和多元醇形成的酯，称为“某酸某醇酯”；而由多元醇与一元酸形成的酯命名时，将醇写在羧酸的前面，称为“某醇某酸酯”。例如：一、羧酸衍生物的命名3、酯的命名乙二酸乙二醇酯

乙二醇二乙酸酯在酰基名称后面加上“胺”字，称为“某酰胺”。一、羧酸衍生物的命名4、酰胺的命名乙酰胺

苯甲酰胺对于含有取代氨基的酰胺，命名时，把氮原子上所连的烃基作为取代基，写名称时用“N”表示其位次。例如：一、羧酸衍生物的命名4、酰胺的命名N—甲基乙酰胺

N，N—二甲基甲酰胺习题一：给下列化合物命名习题二：写出下列化合物的构造式（1）乙酸苯酯

（2）草酸二乙酯

（3）2－甲基丙酰氯（4）邻苯二甲酸酐

（5）苯甲酐

（6）N－甲基－N－乙基丁酰胺羧酸衍生物的性质1羧酸衍生物的物理性质2羧酸衍生物的化学性质1羧酸衍生物的物理性质2羧酸衍生物的化学性质1、酰卤

酰卤中最为常见也最重要的是酰氯。低级酰氯具有强烈刺激气味的无色液体，高级酰氯为白色固体。酰氯的沸点比相应羧酸的沸点低（如乙酸的沸点是118℃，乙酰氯的沸点为51℃）。这是因为酰氯分子间不能形成氢键。酰氯不溶于水，易溶于有机溶剂，低级酰氯遇水分解。一、羧酸衍生物的物理性质２、酸酐

低级酸酐是具有刺激性气味的无色液体，高级酸酐为固体。酸酐的沸点较相对分子质量相近的羧酸低。酸酐不溶于水，溶于乙醚、氯仿和苯等有机溶剂。一、羧酸衍生物的物理性质３、酯

酯在自然界中广泛存在，许多花果的香味是由它们引起的，所以化妆品及食品工业中大量使用酯来配制各种香精。低级酯是无色液体，高级酯多为蜡状固体。酯的沸点信息相对分子质量相近的醇和羧酸都低。除低级酯（C3～C5）微溶于水外，其它酯都不溶于水，但易溶于有机溶剂。有些酯本身就是有机溶剂。如油漆工业常用的“香蕉水”就是乙酸乙酯、乙酸异戊酯及丙酮等有机物配制而成。一、羧酸衍生物的物理性质４、酰胺

除甲酰胺是液体外，其它酰胺均为无色晶体。低级酰胺能溶于水，随着相对分子质量的增大，溶解度逐渐降低。酰胺的沸点较高，这是因为酰胺分子间的缔合作用较强。相对分子质量接近的羧酸及其衍生物的沸点高低顺序为：

酰胺＞羧酸＞酸酐＞酯＞酰氯一、羧酸衍生物的物理性质1羧酸衍生物的物理性质2羧酸衍生物的化学性质

在羧酸衍生物的分子中，都具有酰基（）结构，所以它们的性质很相似，能发生许多相似的化学反应。1、水解反应

羧酸衍生物都能发生水解反应生成羧酸。（酰氯水解：室温）一、羧酸衍生物的化学性质1、水解反应

羧酸衍生物都能发生水解反应生成羧酸。（酸酐水解：加热）一、羧酸衍生物的化学性质1、水解反应

羧酸衍生物都能发生水解反应生成羧酸。（酯水解：酸、碱、加热）一、羧酸衍生物的化学性质1、水解反应

羧酸衍生物都能发生水解反应生成羧酸。（酰胺水解：回流、加热）一、羧酸衍生物的化学性质

由反应条件可看出，羧酸衍生物发生水解反应的活性顺序为：酰氯＞酸酐＞酯＞酰胺其中酰氯的水解最容易发生。例如：乙酰氯在空气中就可因吸湿而分解，放出氯化氢气体，而立刻形成白雾。

所以酰氯在贮存时必须密封，取用时应在通风柜中进行。1、水解反应一、羧酸衍生物的化学性质酰氯的水解反应酸酐的水解反应酰胺的水解反应

羧酸衍生物与醇或酚反应都生成酯，反应活性与水解相同。工业上用活性大的酰氯或酸酐来制备一些难以用羧酸酯化法得到的酯。

1、醇解反应一、羧酸衍生物的化学性质

乙酰氯

苯酚

乙酸苯酯

羧酸衍生物与醇或酚反应都生成酯，反应活性与水解相同。工业上用活性大的酰氯或酸酐来制备一些难以用羧酸酯化法得到的酯。

1、醇解反应一、羧酸衍生物的化学性质

乙酸酐

正丁醇

邻苯二甲酸二丁酯

酯发生醇解反应后又生成了新的酯，这一反应称为酯交换反应，酯交换反应广泛应用于有机合成中。如工业合成对苯二甲酸二乙二醇酯。通过酯交换反应还可以用廉价的低级酯制备高级酯。1、醇解反应一、羧酸衍生物的化学性质对苯二甲酸二甲酯

乙二醇

对苯二甲酸二乙二醇酯

乙醇

酰氯的醇解反应酸酐的醇解反应

酰氯、酸酐和酯都能与氨反应生成酰胺，这是制备酰胺的重要方法。3、氨解反应一、羧酸衍生物的化学性质

酰胺与过量的胺作用可得到N—取代酰胺。3、氨解反应一、羧酸衍生物的化学性质

羧酸衍生物的水解、醇解和氨解反应相当于在水、醇、氨分子中引入了酰基。凡是向其他分子中引入酰基的反应都称为酰基化反应。提供酰基的试剂称为酰基化试剂。羧本衍生物都是酰基化试剂。酰氯和酸酐常用作酰基化试剂。

羧酸衍生物都可被还原剂LiAIH4还原，酰氯、酸酐、酯还原后生成相应的伯醇，酰胺还原后生成相应的胺。4、还原反应一、羧酸衍生物的化学性质

羧酸衍生物都可被还原剂LiAIH4还原，酰氯、酸酐、酯还原后生成相应的伯醇，酰胺还原后生成相应的胺。4、还原反应一、羧酸衍生物的化学性质

酯的还原最为广泛，采用催化加氢或者缓和还原剂都能够使酯还原成醇。不饱和酯采用醇和金属钠还原，不会影响不饱和键，而且操作简单，是有合成中常用的方法：4、还原反应一、羧酸衍生物的化学性质

油酸丁酯

油醇

酰胺除具有以上通性外，因结构中含有“”基团，还能表现出一些特殊性质。5、酰胺的特殊反应一、羧酸衍生物的化学性质（１）脱水反应酰胺在P2O5、SOCl2、乙酐等脱水剂作用下，可发生分子内脱水生成腈。5、酰胺的特殊反应一、羧酸衍生物的化学性质

异丁酰胺

异丁腈（２）霍夫曼降级反应

酰胺与次氯酸钠或次溴酸钠作用，失去羰基生成比原来少一个碳原子的伯胺。这个反应叫霍夫曼降级反应。5、酰胺的特殊反应一、羧酸衍生物的化学性质2—甲基—３—苯基丙酰胺

苯丙胺苯丙胺又叫苯异丙胺、苯齐巨林或安非他明。其游离生物碱是一种挥发性的油状液体。它的硫酸盐为无色粉末，微苦随后有麻感。由于其对中枢神经有兴奋作用，可用于治疗发作性睡眠，中枢抑制药中毒和精神抑郁症。在阿片等麻醉药品和安眠药等中毒时能服用本品急救。5、酰胺的特殊反应一、羧酸衍生物的化学性质习题：完成下列化学反应习题：完成下列化学反应习题：完成下列转变重要的羧酸衍生物1重要的羧酸衍生物一、重要的羧酸衍生物1、乙酰氯乙酰氯为无色、有刺激气味的发烟液体，沸点52℃，室温下能被空气中的湿气分解，所以要密封保存。其主要用途是作乙酰化剂。乙酰氯可由乙酸与PCl3

、PCl5

、SOCl2

作用来制取。一、重要的羧酸衍生物2、苯甲酰氯苯甲酰氯为无色发烟液体，有刺激性气味，沸点197℃，比脂肪酰氯稳定，遇水缓慢分解，是重要的苯甲酰化剂。过氧化苯甲酰为白色固体，熔点104℃，受热或受震动时容易发生爆炸，在控制条件下可分解生成自由基，常用作聚合反应的引发剂。一、重要的羧酸衍生物2、苯甲酰氯工业上由苯甲酸和PCl5

、SOCl2作用来制取。苯甲酰氯与氢氧化钠的混合物加到冷的过氧化氢中，能生成过氧化苯甲酰。

苯甲酰氯

过氧化苯甲酰一、重要的羧酸衍生物3、乙酸酐乙酸酐俗称醋酐，为无色略带刺激气味的液体，沸点140℃，微溶于水，并逐渐水解成醋酸。乙酸酐是一种优良的溶剂，也是重要的乙酰化剂。工业上大量用于制造醋酸纤维素，也用于制药、香料、染料等行业。乙酸酐可由乙醛氧化制得。一、重要的羧酸衍生物4、顺丁烯二酸酐顺丁烯二酸酐俗称失水苹果酸酐或马来酸酐，简称顺酐。是无色结晶固体，熔点60℃。主要用于生产聚酯树脂、醇酸树脂，也用于制造各种涂料和塑料等。工业上由苯催化氧化来制取。一、重要的羧酸衍生物5、邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐俗称苯酐，为白色针状晶体，熔点130.8℃，易升华，溶于沸水并可被水解成邻苯二甲酸。苯酐广泛用于制造染料、药物、聚酯树脂、醇酸树脂、增塑剂等。一、重要的羧酸衍生物5、邻苯二甲酸酐工业上由萘或邻二甲苯催化氧化来制取。

一、重要的羧酸衍生物5、邻苯二甲酸酐苯酐与苯酚在浓硫酸等脱水剂作用下，可以发生缩合反应而生成酚酞。一、重要的羧酸衍生物5、邻苯二甲酸酐酚酞是白色晶体，不溶于水，易溶于乙醇，是常用的酸碱指示剂，在医药上可用作缓泻剂。

一、重要的羧酸衍生物6、2—甲基丙烯酸甲酯2－甲基丙烯酸甲酯是无色液体，沸点100℃～101℃，微溶于水，溶于乙醇和乙醚。易挥发，易聚合，是合成有机玻璃的单体，可用于制备其他树脂、塑料和涂料。一、重要的羧酸衍生物6、2—甲基丙烯酸甲酯工业上以丙酮和HCN为原料，通过丙酮氰醇法来制取，但HCN剧毒。目前已开发了用异丁烯或叔丁醇为原料，经氧化再酯化，生产2—甲基丙烯酸甲酯的绿色合成路线。以丙炔为原料经羰基化酯化也可以生产2—甲基丙烯酸甲酯。这是一种经济效益较高，具有广阔发展前景的新工艺方法。一、重要的羧酸衍生物7、N，N—二甲基甲酰胺N，N—二甲基甲酰胺为带有胺臭味的无色液体，沸点153℃，有毒性，使用时应注意安全。它能溶解多种难溶的有机物和高聚物，有“万能溶剂”之称。一、重要的羧酸衍生物7、N，N—二甲基甲酰胺工业上用氨、甲醇和一氧化碳为原料，在高压下反应制取。一、重要的羧酸衍生物8、碳酸二甲酯碳酸二甲酯简称DMC，是无色透明、略有微甜气味的液体，熔点4℃，沸点90.1℃，难溶于水，可与有机溶剂混溶。DMC是结构独特，相当于同碳二元酸酯。毒性很低，在1992年就被欧洲国家列为无毒产品，是种符合现代“清洁工艺”要求的环保型化工原料，因此DMC的合成技术受到了国内外化工界的广泛重视。一、重要的羧酸衍生物8、碳酸二甲酯工业上的传统生产方法是以光气为原料经醇解制取，现在已开发了甲醇氧化羰基化法合成的新技术，其反应式如下：一、重要的羧酸衍生物9、碳酰胺（尿素）碳酰胺也称尿素或脲。尿素是哺乳动物体内蛋白质代谢的最终产物，成人每天排泄的尿中约含有30g尿素，所以尿素可以从动物的尿液中提取。尿素是白色晶体，熔点135℃，易溶于水和乙醇，但不溶于乙醚。一、重要的羧酸衍生物9、碳酰胺（尿素）工业上用二氧化碳与氨气在20MPa，180℃的条件下反应制备，反应式如下：

氨基甲酰胺

尿素一、重要的羧酸衍生物9、碳酰胺（尿素）尿素具有双酰胺的结构，所以有与酰胺相似的性质，但由于分子中两个氨基相连在同一个羰基上，因此又具有一些特性。

（1）成盐

尿素呈弱碱性，能与强酸作用生成盐。例如：生成的硝酸脲不溶于硝酸和水，可利用这一特性从尿液中提取尿素。尿素的碱性一、重要的羧酸衍生物9、碳酰胺（尿素）尿素具有双酰胺的结构，所以有与酰胺相似的性质，但由于分子中两个氨基相连在同一个羰基上，因此又具有一些特性。

（2）水解

尿素在酸、碱或尿素酶的作用下，都能发生水解反应，生成NH3和CO2尿素含氮量高达46%，将其投放在土壤中，在常温下就能水解生成氨（或铵盐）而被植物吸收，是农业生产上常用的高效固体氮肥。一、重要的羧酸衍生物9、碳酰胺（尿素）尿素具有双酰胺的结构，所以有与酰胺相似的性质，但由于分子中两个氨基相连在同一个羰基上，因此又具有一些特性。

（3）缩合

将尿素缓慢加热，两分子