第十章 羧酸及其衍生物.ppt

1、第十章羧酸及其衍生物学习目标和要求，1了解羧酸及其衍生物的结构、分类和系统命名；掌握饱和一元酸及其衍生物的化学性质；掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成中的应用；了解几种常见羧酸及其衍生物的性质和用途。第10章：羧酸及其衍生物，第1节：羧酸，第2节：羧酸及其衍生物，第3节：丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用，第1节：羧酸的结构、分类和命名。由烃基(或氢原子)与羧基连接而成的化合物称为羧酸，其通式为RCOOH，羧基是羧酸的官能团。第一部分是羧酸的结构，1羧酸，根据羧酸分子中烃基的类型分为脂肪族羧酸和芳香族羧酸；根据烃基是否饱和分为饱和羧酸和不饱和羧酸；根据羧酸分子中羧基的数量，羧酸

2、分为一元酸和多元酸。2分类、3命名、常用名称、HCOOH HOOCCOOH HOOCCH2CH2COOH甲酸草酸琥珀酸、一些常用羧酸有常用名称，这些名称是根据它们的来源来命名的。例如，在系统命名法中，对于脂肪族羧酸，选择含羧基的最长碳链作为主链，主链中的碳原子从羧基中的碳原子开始编号，取代基的顺序用阿拉伯数字表示。有时希腊字母被用来表示取代基的顺序，从与羧基相邻的碳原子开始，它们是，等等。例如，2-巴豆酸(-巴豆酸，巴豆酸)、芳香羧酸和脂环族羧酸可以用芳香环和脂环族环作为取代基来命名。例如，在命名脂肪族二羧酸时，应选择含有两个羧基的最长碳链作为主链，称为某一二元酸。例如，邻苯二甲酸正丙基丙二酸

3、，对-甲基环己基乙酸4-甲基-3-(2-萘)丙酸，当二羧酸被命名时，包含两个羧基的最长碳链被选为主链，根据主链中的碳原子数被称为“特定二酸”。己二酸，马来酸，邻苯二甲酸，2。物理属性。常温下，C1C3为无色透明液体，有刺激性气味，C4C9为油状液体，有腐败气味，C10以上的直链一元酸为无嗅无味的白色蜡状固体。脂肪族二元酸和芳香族羧酸都是白色晶体。羧酸的沸点高于分子量相近的醇。羧酸分子可以与水形成氢键，因此低级羧酸可以与水混溶。随着碳原子的增加，非极性烃基越来越大，使得羧酸的溶解度逐渐降低，饱和一元羧酸的相对密度随着碳原子的增加而降低。3.羧酸的化学性质羧酸分子中容易发生化学反应的主要部分如下：

4、1酸性，但羧酸的酸性比无机酸弱，因此当无机酸加入羧酸盐中时，羧酸又自由了。利用这一性质，我们不仅可以鉴别羧酸和苯酚，还可以分离纯化相关化合物。2、羟基取代反应(一氧化碳键断裂)、酰卤形成、酸酐形成、酯形成，以及羧酸和醇在酸的催化下形成酯的反应称为酯化反应。羧基是吸电子基团，它使分子中其它碳原子上的-H原子比氢更活泼，并在少量红磷、碘或硫的作用下被氯或溴取代，形成-卤代酸。3。-氢原子，一氯乙酸，二氯乙酸，三氯乙酸，4的卤化反应。脱羧反应，羧酸的碱金属盐用碱石灰加热，脱羧反应发生。-碳原子上带有吸电子基团的羧酸在加热时容易脱羧；5.红色在第二部分，羧酸衍生物，即通过用其他原子或原子基团取代羧酸分

5、子中的羟基而产生的化合物，称为羧酸衍生物。它主要包括被卤原子取代的酰卤、被酰氧基取代的酸酐、被烷氧基取代的酯和被氨基取代的酰胺。除去羧酸分子中的羟基后剩余的基团称为酰基。例如，乙酰丙酰基苯甲酰，1。分类和命名，1。酰卤的通式是：(X=F，Cl，Br，I)酰卤的名称是相应的酰基和卤素名称中的“某些酰卤”。例如：2甲基丙酰溴苯甲酰溴，丙酰氯丙烯酰氯，命名为：是由相应的羧酸加“酸酐”，乙酸酐(纯酸酐)，乙酸酐(混合酸酐)，马来酸酐(内酸酐)，邻苯二甲酸酐(内酸酐)，2酸酐，通式：3酯，通式：乙酰胺苯甲酰胺，酰胺分子含有取代的氨基，连接到氮原子上的烃基用作取代基，当名称写时，其等级用“N”表示，N乙基

6、乙酰胺N，N二甲基甲酰胺，2。物理性质：大多数酰氯是有刺激性气味的液体或熔点低的固体。低级酸酐是无色有刺激性气味的液体，高级酸酐是固体。酸酐不溶于水，但溶于有机溶剂。酸酐的沸点也低于分子量相近的羧酸。低级酯是无色液体，有水果味。酯的相对密度小于水，因此它不溶于水，但溶于有机溶剂，如乙醇和乙醚。沸点低于相应的羧酸。除了液态的甲酰胺外，其他酰胺都是固态的，它们的沸点高于相应的羧酸。三。化学性质，1水解，水解反应的难易顺序为酰氯酐酯酰胺，2醇解，3氨解，4酯还原反应，酰氯、酸酐和酯可被氢化铝锂还原生成相应的伯醇，酰胺可被还原生成胺。酯可以被氢化铝锂或金属钠的醇溶液还原，而不影响分子中的碳=碳双键。月

7、桂酸月桂酸甲酯月桂醇(十二醇)，5。克莱森酯缩合反应，酯分子中的氢更活跃。当用强碱或醇钠处理时，两个分子的酯可以除去一个分子的醇，形成酮酸酯，这称为克莱森酯缩合反应。6。酰胺的特性(1)酸碱酰胺的碱性比氨弱。在脱水剂(如P2O5、二氯乙烷、(CH3CO)2O、五氯苯酚)的作用下，酰胺发生分子内脱水形成腈。例如，在：霍夫曼降解反应中，酰胺与次卤酸钠或次溴酸钠反应，并失去羰基，形成比原胺少一个碳原子的伯胺。这个反应叫做霍夫曼降解反应。2-甲基-3-苯基丙酰胺-异丙胺，4-重要的羧酸衍生物，1-乙酰氯，2-乙酸酐，3-马来酸酐，4-乙酸乙酯，5-甲基丙烯酸甲酯，第三节。丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用。丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯是分子中有两个羰基被亚甲基分开的化合物，称为二羰基化合物。1.丙二酸二乙酯的制备。丙二酸二乙酯的性质。丙二酸二乙酯在有机合成中的应用。丙二酸酯主要用于合成取代的乙酸和二羧酸。实施例10-1 3-甲基戊酸由丙二酸二乙酯合成。分析3-甲基戊酸可视为仲丁基取代的乙酸。仲丁基溴可用作烷基化试剂。反应式如下：实施例10-3琥珀酸由丙二酸二乙酯合成。分析琥珀酸可以看作是由乙酸的两个碳原子连接在一起形成的化合物。由于氯乙酸不稳定，氯乙酸常被用作烷基化试剂来制备二元酸。反应公式如下：2。乙酰乙酸酯，1。乙酰乙