羧酸及羧酸衍生物 (2)讲稿.ppt

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1、University of Science and Technology of China关于羧酸及羧酸衍生物(2)第一页，讲稿共四十一页哦Organic Chem基本要求1掌握系统命名法掌握系统命名法,熟悉某些来源名。熟悉某些来源名。2理解羧酸的物理性质规律。理解羧酸的物理性质规律。3掌掌握握羧羧酸酸的的化化学学性性质质：酸酸性性；酯酯、酰酰卤卤及及酰酰胺胺的的生生成成；脱脱羧羧反反应应；卤卤代代的条件和应用；还原等。的条件和应用；还原等。第二页，讲稿共四十一页哦Organic Chem15.1.1分类和命名：一、分类：根据分子之中羧基的数目：一元酸mon-二元酸di-多元酸pl-根据R的性

2、质：芳香羧酸饱和羧酸脂肪羧酸不饱和羧酸第三页，讲稿共四十一页哦Organic Chem二、命名a)俗名：甲酸 蚁酸 乙酸 醋酸 酒石酸 乳酸 苹果酸第四页，讲稿共四十一页哦Organic Chemb)IUPAC命名法：u选取含取代基的最长碳链主链u从靠近羧基的一端开始编号u 取代基、重键的位置用阿拉伯数字标出 3-甲基-2-丁烯酸 3-硝基苯甲酸（或间-）-甲基戊酸（3-甲基戊酸）第五页，讲稿共四十一页哦Organic Chem15.1.2.1羧酸的物理性质1、分子中有两个部位可形成H-键，常以二聚体存在。1）、b.p很高（比M相近的醇高）例：M甲酸=M乙醇，b.p100.778.52）、与水

3、形成H-键=易溶于水C1C4的酸与水混溶，R增大，水溶性第六页，讲稿共四十一页哦Organic Chem15.2.2羧酸的化学性质结构与反应性第七页，讲稿共四十一页哦Organic Chem1、酸性：电负性平均分布在两个O原子上稳定酸性大小：大多无机酸羧酸H2CO3苯酚ROHpKa（甲酸3.75）4.75-56.379.9816-17溶于Na2CO3不溶第八页，讲稿共四十一页哦Organic Chem2、羧基中羟基被取代的反应：共同的反应历程：第九页，讲稿共四十一页哦Organic Chem1）、酯化：使反应进行到底：反应物之一过量除去产物之一（常是H2O）使平衡向左移动例：例：第十页，讲稿共

4、四十一页哦Organic Chem2）、生成酰卤的反应：历程：3）、生成酸酐的反应：第十一页，讲稿共四十一页哦Organic Chem3、-H的取代反应羧酸的-H不如醛酮的活泼，需红磷（光，碘，硫等）催化：-卤代酸在合成上很有用：XNH2,CN,OH等。多功能基化合物。4、脱羧反应（略）其中汉斯狄克(Humsdiecher)反应：-C上有强吸电子基的一元羧酸不稳定第十二页，讲稿共四十一页哦Organic Chem5、羧酸的还原反应第十三页，讲稿共四十一页哦Organic Chem二元酸的酸性讨论讨论：（1）二元羧酸的酸性较一元羧酸强，即Ka1一元酸Ka2；（2）二元羧酸的第一个羧基的电离常数较

5、第二个羧基的大（Ka1Ka2），为什么？（3）第二个羧基难于离解，一般Ka2一元酸Ka1。第十四页，讲稿共四十一页哦Organic Chem二元酸脱羧HOOC(CH2)nCOOHn0，1，2，3，n0，1羧基的吸电子作用，使脱羧反应易于进行。第十五页，讲稿共四十一页哦Organic Chem成酸酐n2，3丁二酸、戊二酸受热后不发生脱羧反应，而发生失水，形成稳定的五元环或六元环的酸酐。第十六页，讲稿共四十一页哦Organic Chem成酮n4，5己二酸、庚二酸受热后同时发生失水和脱羧反应，形成稳定的五元环或六元环的酮。第十七页，讲稿共四十一页哦Organic Chem15.2.1 羧酸衍生物羧酸

6、衍生物的分类、命名酰胺酰卤XF，Cl，Br，I（主要是酰氯）羧酸酐（酸酐)R=R时为单纯酸酐，RR时为混酐酯（有机酸酯）一、分类第十八页，讲稿共四十一页哦Organic Chem酰卤酰卤看做是酰基的卤化物，用酰基名称后加卤素名称酰胺酰胺与酰卤相同，都是以它们所含的酰基命名的二、命名第十九页，讲稿共四十一页哦Organic Chem酸酐酸酐 是根据来源的酸命名的酯酯命名时把羧酸名称放在前面，烃基名称放在后面，再加上一个“酯”字。即先酸后醇第二十页，讲稿共四十一页哦Organic Chem15.2.1羧酸衍生物羧酸衍生物物理性质低级的酰氯与酸酐是有刺鼻气味的液体，高级的为固体。低级酯具有芳香的气味

7、，存在于水果中，可用作香料。十四碳酸以下的甲酯、乙酯均为液体。酰胺除甲酰胺外，均是固体。脂肪族的N取代酰胺常为液体。酰氯和酯的沸点因分子中没有缔合，比相应的羧酸低。而酸酐与酰胺的沸点比相应的羧酸高。酰氯与酸酐不溶于水，低级的遇水分解。酯在水中溶解度很小。低级的酰胺可溶于水。羧酸衍生物可溶于有机溶剂，而乙酸乙酯是个很好的有机溶剂，大量用于油漆工业。第二十一页，讲稿共四十一页哦Organic Chem在酰胺和酯中，羰基与氨基氮及烷氧基氧的孤电子对共轭，使键长平均化。酰氯中，羰基与氯的共轭效应很弱，表现为强的吸电子诱导效应。15.2.2.1酰卤和酸酐第二十二页，讲稿共四十一页哦Organic Che

8、m1、酰卤的三解酰卤的水解可以用于鉴别。低分子酰卤水解很猛烈，放出气体。如乙酰氯在湿空气中发烟。酰卤的醇解和氨解在合成上常用来制备酯及酰胺：第二十三页，讲稿共四十一页哦Organic Chem碱的作用：A.催化；B.中和酸三解的结果是在这些化合物中引入RCO，故RCOX是很好的酰基化试剂。常用的有：CH3COCl，C6H5COCl第二十四页，讲稿共四十一页哦Organic Chem2、还原反应催化剂：Lindlar催化剂该条件下CC、NO2、X、COOR不被还原；该方法在有机合成中主要用于制备芳醛和杂环的一元醛类。第二十五页，讲稿共四十一页哦Organic Chem二、酸酐2、还原、还原1、酸

9、酐的三解第二十六页，讲稿共四十一页哦Organic Chem1）醇解和氨解可以用于酯和酰胺的制备：2）酸酐活性较高，常用作酰基化试剂，其反应较相应的酰氯缓和，利于控制。常用的有乙酐、丁二酸酐和邻苯二甲酸酐。第二十七页，讲稿共四十一页哦Organic Chem15.2.2.2羧酸酯羧酸酯酯的酯的三解三解 还原反应还原反应LiAlH4还原还原 催化加氢催化加氢（AdkinsFolkers）高压法）高压法 Na+C2H5OH还原还原（BouveaulBlanc）还）还原法原法Claisen酯缩合酯缩合 第二十八页，讲稿共四十一页哦Organic Chem一、酯的三解一、酯的三解H+催化酯水解是可逆的

10、。OH催化为不可逆反应（即皂化反应）水解后的RCOOH和ROH，可用来判断RCOOR之结构。酯的醇解也叫酯交换，常用低沸点酯合成高沸点酯。第二十九页，讲稿共四十一页哦Organic Chem氨解不用H+或OH-催化。NH2NH2，NH2OH也可与酯作用。羟肟酸与FeCl3作用生成红色的含Fe的络合物，可用于酯的鉴定。（酸酐、酰氯也呈正反应）第三十页，讲稿共四十一页哦Organic Chem二、还原1、LiAlH4还原将酯还原成伯醇的通用方法，产率较高。双键不作用。第三十一页，讲稿共四十一页哦Organic Chem2、催化加氢（AdkinsFolkers）高压法：Adkins催化剂：CuOCr

11、2O3双键被同时还原。该反应大量用于催化氢化植物油和脂肪，以取得开链酸类。如：硬脂酸、软脂酸等混合物，用于做洗涤剂、化学试剂等。第三十二页，讲稿共四十一页哦Organic Chem三、酯缩合底物：含氢的酯。催化剂：RONa、NaNH2、NaH反应历程：第三十三页，讲稿共四十一页哦Organic Chem134 油脂和合成洗涤剂油脂和合成洗涤剂一、油脂；在室温是液体的则称油，是固体或半固体的则称脂，油的化学成分以不饱和酸及相对分子质量低的酸较多。天然油脂水解后的脂肪酸是各种酸的混合物，一般都是十个碳以上双数碳原子的羧酸。饱和酸最多的是C12C18酸：第三十四页，讲稿共四十一页哦Organic C

12、hem不饱和的酸均大于C10：重要的脂肪酸见p18表12-5；常见油脂的性能及其高级脂肪酸的含量见p46表13-3。第三十五页，讲稿共四十一页哦Organic Chem使油脂与甲醇或乙醇进行酯交换反应，工业上通过分馏脂肪酸甲酯或乙酯的方法可以得到纯度超过90的各种脂肪酸。酯，用催化氢化法或化学还原法还原，就得到长链的醇。第三十六页，讲稿共四十一页哦Organic Chem油脂中的不饱和脂肪酸可以在镍的催化作用下，氢化到任何一种饱和程度。氢化可以逐步地提高熔点，所以又称为油脂的硬化油脂的硬化。含有共轭双键脂肪酸的油脂的特殊性质：当把它刷在一个平面上和空气接触时，就逐渐变为一层干硬而有弹性的膜，这

13、种油脂又称为干性油。不饱和脂肪酸甘油酯的碳碳双键也可以和碘化物发生加成反应。100g油脂所能吸收的碘的克数称为碘值(又称碘价)。干性油碘值大于130；半干性油碘值为100130；不干性油碘值小于100油脂经长期储存，逐渐变质，产生异味，异臭，这叫做油脂的酸败。第三十七页，讲稿共四十一页哦Organic Chem分类：阳离子型非离子型阴离子型肥皂、烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠1.十二碳烷基硫酸钠十二碳烷基硫酸钠 制备：二、合成洗涤剂第三十八页，讲稿共四十一页哦Organic Chem2.烷基苯磺酸钠烷基苯磺酸钠R：C12C18，烷基最好是直链的。三、磷脂和三、磷脂和生物膜亲水基疏水基1、磷脂、磷脂第三十九页，讲稿共四十一页哦Organic Chem2、生物膜生物膜几乎完全是由蛋白质和脂类(主要是磷脂)两大类物质组成细胞膜结构示意图磷脂双分子层横切 3、蜡：是16个碳以上的偶数碳原子的羧酸和高级一元醇形成的酯第四十页，讲稿共四十一页哦Organic Chem感感谢谢大大家家观观看看第四十一页，讲稿共四十一页哦