讲稿羧酸课件

讲稿羧酸课件羧酸就是一类具有酸性得有机化合物,分子中含有羧基(－COOH),羧基就是羧酸得官能团。R－C－OHO(Ar)||一、羧酸得分类和命名1、分类:羧酸可根据烃基得不同、羧基得数目不同分为:脂肪族羧酸,脂环族羧酸和芳香族羧酸;又可根据烃基就是否饱和而分为:饱和羧酸和不饱和羧酸;还可按分子中所含羰基得数目分为:一元羧酸和二元羧酸和多元羧酸等。2、命名:羧酸得系统命名原则与醛相似。脂肪酸命名时,选包括羧基和重键得最长碳链为主链,根据主链碳原子得数目称为“某酸”;碳原子位次从羧基开始,用1、2、3…编号,也可从羧基得邻位碳开始,用希腊字母α、β、γ…来表示;侧链和重链得表示方法与烃相同。丙二酸顺-丁烯二酸

-甲基己酸4-甲基-2,4-戊二烯酸反-1,4-环己烷二甲酸3-环戊基丙酸苯甲酸邻苯二甲酸α-萘乙酸5,8,11,14-二十碳四烯酸

花生四烯酸

(全顺式)

一元酸系统命名俗名HCOOH甲酸蚁酸CH3COOH乙酸醋酸CH3CH2COOH丙酸初油酸CH3CH2CH2COOH丁酸酪酸CH3(CH2)16COOH十八酸硬脂酸二元酸系统命名俗名HOOCCOOH乙二酸草酸HOOCCH2COOH丙二酸缩苹果酸HOOC(CH2)2COOH丁二酸琥珀酸(Z)-HOOCCH=CHCOOH顺丁烯二酸马来酸(E)-HOOCCH=CHCOOH反丁烯二酸富马酸大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点二、羧酸得结构羧基碳为sp2杂化,她以三个sp2杂化轨道分别与烃基中得碳和两个氧形成三个共平面得σ键。未参与杂化得p轨道,与一个氧原子得p轨道形成C＝O中得π键。同时羧基中羟基氧上得孤电子对与C＝O中得π键形成p,π-共轭体系。三、羧酸得物理性质在室温下,十个碳以下得饱和一元脂肪酸都就是有气味得液体,十个碳以上得羧酸为无气味得蜡状固体。脂肪二元羧酸和芳香酸均为结晶固体。

羧酸得沸点高于分子量近似得有机物,这就是因为羧酸分子间通过氢键缔合成二聚体。实验测得,无论在固态或液态,羧酸都以二聚体得形式存在。一些低级羧酸甚至在气态时还保持双分子缔合。R－COH－OO－HOC－R…………

C1－C4得饱和一元羧酸与水混溶。从戊酸开始,随着碳链增长,水溶性迅速降低,高级脂肪酸不溶于水,而易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。由于羧基与水分子形成氢键得能力比醇强,所以水溶性比相应得醇大。羧基就是亲水基,可与水形成氢键。HR－COH－OO－HO…H－O|HH……H羧酸得主要反应羟基被取代得反应(生成羧酸衍生物)脱羧反应酸性和成盐反应α-氢得反应四、羧酸得化学性质1、酸性

R－C－OHRCOO－＋H＋O||(pKa值在4－5之间)两个碳氧键等长(0、127nm),完全离域。－R－C－OH＋NaOHR－C－ONa＋H2OO||O||2R－COOH＋Na2CO32RCOONa＋H2CO3CO2↑＋H2OR－COOH＋NaHCO3R－COONa＋CO2↑

＋H2O碳酸:pKa=6、35当烃基上连有给电子基团时,由于给电子效应使羧基中羟基氧原子上得电子云密度升高,O-H键得极性减弱,因而较难电离出H+,其酸性减弱。基团得给电子能力越强,羧酸得酸性就愈弱。pKa值3、774、765、05取代基对羧酸酸性得影响FCH2COOH＞ClCH2COOH＞BrCH2COOH＞ICH2COOHpKa值2、662、812、873、13Cl3CCOOH＞Cl2CHCOOH＞ClCH2COOHpKa值0、081、292、81当烃基上连有吸电子基团(如卤原子)时,由于吸电子效应使羧基中羟基氧原子上得电子云密度降低,O-H键得极性增强,因而较易电离出H+,其酸性增强。CH3CH2CHCOOH＞CH3－CHCH2COOH＞CH2CH2CH2COOH＞CH3(CH2)2COOH|Cl|Cl|ClpKa值2、864、414、704、82pKa1值1、46pKa2值4、04当芳环上有基团产生吸电子效应时,酸性增强;产生给电子效应时,酸性减弱苯甲酸得pka4、20诱导吸电子作用大、共轭给电子作用大、氢键效应吸电子作用大。邻位间位对位诱导吸电子作用中、共轭给电子作用小。诱导吸电子作用小、共轭给电子作用大。pka2、98pka4、08pka4、572、羧酸衍生物得生成

R－C－OH＋SOCl2R－C－Cl＋SO2↑＋HClO||O||酰氯生成酰卤:R－C－OH＋PX3R－C－Cl＋H3PO3O||O||(X=Cl,Br)有些二元羧酸分子内脱水生成内酐:R－C－OH＋H－OC－RR－C－O－C－R＋H2OO||O||O||O||P2O5△酸酐生成酸酐:R－C－OH＋HOR’

R－C－OR’+H2OO||O||酯H+生成酯:酯化反应----羧酸与醇在酸得催化作用下失去一分子水而生成酯得反应称为酯化反应。常用得催化剂有盐酸、硫酸、苯磺酸等。CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O投料1:1产率67% 1:1097%酯化反应就是一个可逆得反应,为了使正反应有利,通常采用得手段就是:①使原料之一过量。②不断移走产物(例如除水,乙酸乙酯、乙酸、水可形成三元恒沸物bp70、4℃)

H+-----加成-消除机理质子转移-H2O-H+酯化反应得机制加成四面体正离子消除按加成-消除机制进行酯化(1OROH,2OROH)时,影响酯化反应速率得因素:酸或醇得烃基体积小、数目少,速率快。CH3OH>RCH2OH>R2CHOH>R3COHHCOOH>CH3COOH>RCH2COOH>R2CHCOOH>R3CCOOH反应速率为:R－C－OH＋NH3R－C－ONH4R－C－NH2O||O||O||P2O5△酰胺反应就是可逆得,加热、脱水有利于正反应。生成酰胺:例:尼龙66得合成nHO2C(CH2)4COOH+nH2N(CH2)6NH2270oC1MPa+nH2O二元羧酸与氨共热可生成酰亚胺:邻苯二甲酰亚胺3、脱羧反应

A-CH2-COOHACH3+CO2当A为吸电子基团,如:A=COOH,CN,C=O,NO2,CX3,C6H5等时,脱羧反应易进行。加热碱一般脱羧反应得条件:(1)加热(2)碱性条件(3)加热和碱性条件共存乙二酸、丙二酸(失羧)~160℃丁二酸、戊二酸(失水)~300℃己二酸、庚二酸(失羧、失水)~300℃辛二酸以上为分子间失水二元羧酸受热后得反应||CH2COOHCH2COOH300℃CH2－CCH2－C||O＋H2OOO——赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应

在红磷、三氯化磷或三溴化磷等催化剂得作用下,卤素取代羧酸α-H得反应称为赫尔-乌尔哈-泽林斯基(Hell-Volhard-Zelinsky)反应。RCH2COOH+Br2PBr3-HBrRCHCOOHBr4、α-H得取代反应

CH3COOHCH2COOHCHCOOHCCl3－COOHPCl2PCl2PCl2

|Cl

|Cl

-卤代酸得反应R-CH-COOHBrR-CH-COOHR-CH-COOHR-CH-COONaR-CH(COOH)2NaOHH2OH+NH3①

NaHCO3②

NaCNOHNH2CNH3O+

H+(α-羟基酸)(α-氨基酸)RCOOHRCH2OHLiAlH4H2O5、还原反应

第二节羧酸衍生物酰卤

酸酐

酯

酰胺酰基一、羧酸衍生物得命名

1、酰卤CH3－C－ClCH3－C＝CH－C－ClCH33-甲基-2-丁烯酰氯间甲基苯甲酰氯乙酰氯2、酸酐乙丙酐(混酐)乙(酸)酐苯甲(酸)酐(单酐)邻苯二甲(酸)酐(内酐)3、酯乙酸异丙酯间乙氧基苯甲酸乙酯苯甲酸苯酯乙二酸(氢)甲酯二、物理性质

在室温下,低级得酰卤、酸酐和十四碳以下得甲、乙酯均为液体,而高级得则为固体。酰卤和酸酐就是对粘膜有刺激性得物质,而低级酯却有愉快得香味,如乙酸异戊酯有浓厚得香蕉味(俗称香蕉水),正戊酸异戊酯有苹果香味。许多花果香味也就是由于酯存在而引起得。酰氯得沸点低于相应得羧酸,而酸酐和酯得沸点一般低于分子量近似得羧酸。这就是因为她们分子中都不含有酸性氢,因而分子间不能通过氢键而缔合。例如,乙酰氯和乙酰溴得沸点分别为52℃和76、7℃,而乙酸得沸点为118℃;乙酸酐(分子量为102)得沸点为139、6℃,而戊酸(分子量为103)得沸点为186℃。

酸酐和酯得水溶性小于相应得羧酸,一般难溶于水而易溶于有机溶剂。低级酰氯和酸酐遇水分解为酸,在空气中易吸湿变质,故应保存在密封容器中。低级酯能溶于多种有机物,且挥发性强,便于分离,就是一种良好得有机溶剂。三、化学性质酰基W=－X、－OCOR、－OR、－NH2羧酸衍生物~酰基化合物1、水解