羧酸及衍生物.pptx

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1、1一、羧酸的分类和命名羧酸的分类 按羧基所连接的烃基种类脂肪族羧酸脂环族羧酸芳香族羧酸 按烃基是否饱和饱和羧酸不饱和羧酸 按所含羧基的数目一元羧酸二元羧酸三元羧酸第1页/共69页2羧酸的命名n脂肪酸的命名与脂肪醛的命名相似。2、3、4-三甲基戊酸 、-三甲基戊酸 第2页/共69页3不饱和羧酸 CH2=CH-COOH丙烯酸4-甲基-3-己烯酸9-十八碳烯酸（油酸）2,4-己二烯酸第3页/共69页4环戊基乙酸环戊烷乙酸环戊烷乙酸环己烷羧酸环己烷羧酸环己烷甲酸环己烷甲酸环丙基乙酸环丙基乙酸环丙烷乙酸环丙烷乙酸脂环酸第4页/共69页5二元羧酸乙二酸乙二酸，俗名：，俗名：草酸草酸丁二酸丁二酸，俗名：，俗

2、名：琥珀酸琥珀酸-甲基甲基-乙基丁二酸乙基丁二酸甲基丁二酸甲基丙二酸甲基丙二酸第5页/共69页6二元羧酸1，2-环己烷二羧酸第6页/共69页7芳香酸A.羧基在芳烃侧链上，以脂肪酸为母体。n n3-3-苯基苯基丙烯酸丙烯酸（-苯丙烯酸，肉桂酸）n n-苯基苯基戊酸戊酸4-对甲苯基-3-丁烯酸-萘乙酸第7页/共69页8nB.羧基连在芳环上，以芳甲酸为母体。-硝基硝基-5-5-羟基羟基苯甲酸苯甲酸苯甲酸（安息香酸）邻苯二甲酸COOHCOOHCOOHCOOHCH3邻甲基苯甲酸第8页/共69页9酰基的命名乙酰基草酰基 草二酰基R COOHR CO第9页/共69页10二、物理性质物态：C1C3液体、C4C

3、6油状液体、C10蜡状固态沸点：由于分子间氢键存在，高于同分子量的醇。第10页/共69页11三、羧酸的化学性质还原反应第11页/共69页12三、羧酸的化学性质（一）羧基的结构第12页/共69页13（二)羧酸的酸性第13页/共69页14(二）羧酸的酸性酸性大小：大多无机酸 羧酸 H2CO3 苯酚 ROH第14页/共69页15例：分离NaOHH2O有机层水层CO2H3O+第15页/共69页16(1)电子效应对羧酸酸性的影响酸性增强酸性减弱第16页/共69页17(2)取代基位置对酸性的影响n n连有吸电子基时，酸性增强，不同位置的取代硝基连有吸电子基时，酸性增强，不同位置的取代硝基苯甲酸的酸性：苯甲

4、酸的酸性：邻位对位间位邻位对位间位n n连有供电子基时，酸性减弱。连有供电子基时，酸性减弱。BCAD第17页/共69页18（三）羧基 中羟基的取代 反应n n羧基中的羟基可被其它原子或原子团取代，生成羧基中的羟基可被其它原子或原子团取代，生成羧羧酸衍生物酸衍生物。第18页/共69页191、成酯反应 增加产率的办法：1、加大廉价原料的比例2、加入除水剂或将酯蒸出。第19页/共69页20反应机理：n n加成消去加成消去机理机理。第20页/共69页21酯化反应的活性HCOOH CHHCOOH CH3 3COOH RCHCOOH RCH2 2COOH COOH R R2 2CHCOOH RCHCOOH

5、 R3 3CCOOHCCOOHCHCH3 3OH RCHOH RCH2 2OH ROH R2 2CHOH RCHOH R3 3COHCOH空间位阻影响：无论是酸或醇-侧链越大、越多，立体障碍越大，速率越慢。第21页/共69页223、成酰卤的反应亚磷酸(200oC分解)三氯氧磷(沸点107oC)氯化亚砜法，得到产物较纯！第22页/共69页233、成酸酐的反应n n这类反应也常用这类反应也常用乙酸酐乙酸酐作脱水剂。作脱水剂。第23页/共69页243、成酸酐的反应n n若二元羧酸的两个羧基间隔若二元羧酸的两个羧基间隔2323个碳原子，这时不个碳原子，这时不需要脱水剂，只需加热即可形成环状的酸酐。需要

6、脱水剂，只需加热即可形成环状的酸酐。第24页/共69页254、成酰胺的反应聚已二酰己二胺，Nylon(尼龙-66）、锦纶、卡普纶第25页/共69页26（四）氢原子的取代反应n n羧酸卤代多用羧酸卤代多用ClCl2 2、BrBr2 2n n羧酸的羧酸的卤代需要在日光或碘、红磷、硫等催化卤代需要在日光或碘、红磷、硫等催化下才能发生反应。下才能发生反应。第26页/共69页27卤代反应应用第27页/共69页28NaBH4不能还原羧基！（五）还原反应第28页/共69页29（六）脱羧反应 一般的脱羧反应不用特殊的催化剂，而是在以下的条件下进行的。（1）加热 （2）碱性条件 （3）加热和碱性条件共存A-CH

7、2-COOHACH3 +CO2加热 碱羧酸在适当条件下，一般都能发生脱羧反应第29页/共69页30当A为吸电子基团如：A=COOH，CN，C=O，NO2，CX3，C6H5等（即在羧酸在羧酸C C上上连连有强吸电子基有强吸电子基）时。脱羧反应极易进行。第30页/共69页31（七）二元酸的受热反应1、乙二酸、丙二酸受热脱羧第31页/共69页322、丁二酸、戊二酸受热脱水第32页/共69页333、己二酸、庚二酸受热脱羧又脱水4、更长的二元羧酸分子间脱水，生成聚酐。第33页/共69页34例题与讨论 1、写出下列反应产物的可能构造：第34页/共69页352、完成下列化学方程式：第35页/共69页36重要

8、的羧酸w甲酸（俗称蚁酸）无色有强烈刺激性的液体，m.p.=80、.p.=100.5，可与水混溶，也能溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，有毒性。工业制备：第36页/共69页37重要的羧酸w甲酸甲酸除有酸的性质外还具有醛的部分性质还原性。甲酸可发生银镜反应，这性质可用于甲酸的定性鉴别。羧基醛基第37页/共69页38乙二酸（草酸）w1.易脱羧甲酸n n2.2.还原性还原性可被高锰酸钾氧化可被高锰酸钾氧化第38页/共69页39第二节 羧酸衍生物一、羧酸衍生物结构、分类和命名酰卤 酸酐 酯 酰胺CORN H2(R)第39页/共69页40命名酰卤和酰胺:酰基名称后加上卤素和胺的名称。乙酸 乙酰基 乙酰溴 乙酰氯C

9、H3COOHCH3CO-CH3COBr CH3COCl甲基丁酰氯甲基丁酰氯-溴代丙酰氯第40页/共69页41酰胺N-甲基-N-乙基乙酰胺H3CCONC2H5C H3(DMF)HCONC H3C H3第41页/共69页42酸酐 相同的酸，“二”可省略；不同的酸，简单的在前，复杂的在后。乙(酸)酐乙(酸)丙(酸)酐乙酸苯甲酸酐乙丙酐乙丙酐COO COCH3第42页/共69页43二元酸酐邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐顺丁烯二酸酐顺丁烯二酸酐马来酸酐马来酸酐丁二酸酐OOO第43页/共69页44酯根据水解后酸和醇的名称，称为某酸某酯。第44页/共69页45多元醇酯的命名乙二醇二乙酸酯丙三醇三硝酸酯硝硝化化甘甘

10、油油季戊四醇四硝酸酯n n先写醇名后面接酸名，最后加酯。先写醇名后面接酸名，最后加酯。第45页/共69页46二、物理性质不少挥发性酯具有花果香气可作香料 香蕉香 菠萝香 苹果香 第46页/共69页47自然界的羧酸衍生物：青霉素(penicillin)Vitamin C第47页/共69页48 Erythromycin A (红霉素 A)第48页/共69页49三、羧酸衍生物的化学性质n n羧酸衍生物具有相似化学性质，但又有各自的特点。羧酸衍生物具有相似化学性质，但又有各自的特点。第49页/共69页50n n反应的相对活性：反应的相对活性：亲核取代反应（加成消去机理）第50页/共69页51（一）水解

11、反应剧烈热水中水解酸or碱催化催化，长时间反应第51页/共69页52（二）醇解酯1、酰卤的醇解第52页/共69页532、酸酐的醇解n n羧酸与醇进行酯化反应，反应可逆，不易进行羧酸与醇进行酯化反应，反应可逆，不易进行完全，完全，酰氯或酸酐与醇作用酰氯或酸酐与醇作用 酯化反应速率显著酯化反应速率显著提高，反应基本可以进行到底提高，反应基本可以进行到底。第53页/共69页543、酯的醇解酯交换反应n n反应也是可逆反应，要使反应产率较高可采用：反应也是可逆反应，要使反应产率较高可采用：n n 醇醇R R OHOH过量。过量。n n除去生成物中的酯或醇。除去生成物中的酯或醇。第54页/共69页55聚

12、对苯二甲酸乙二醇酯，涤纶、Dcaron，的确凉，的确良3、酯的醇解酯交换反应第55页/共69页564、酰胺的醇解反应酰胺不易发生醇解反应！Why？合成上意义不大第56页/共69页57（三）氨解n n乙酰氯乙酰氯与浓氨水反应（如用稀氨水，会伴有水解反与浓氨水反应（如用稀氨水，会伴有水解反应）由于太过激烈，反应不易控制，所以制备乙酰应）由于太过激烈，反应不易控制，所以制备乙酰胺是用胺是用乙酸酐乙酸酐与浓所氨水反应。与浓所氨水反应。第57页/共69页58n nN N溴代丁二酰亚胺（溴代丁二酰亚胺（NBSNBS），），常用于常用于烯烃的烯烃的 位溴代。位溴代。第58页/共69页59酯的胺(氨)解第59

13、页/共69页60（四）还原反应w羧酸衍生物比羧酸易还原，还原方法可采用催化加氢或用LiAlH4、NaBH4或Na/C2H5OH等化学还原剂还原。用LiAlH4还原，反应直接还原到醇，但分子中的双键、叁键保留，不会被还原。第60页/共69页61酰氯在被毒化的催化剂催化下加氢w反应可停留到醛，此反应称“罗森孟（Rosenmund）还原”，而硝基、卤素、酯基等不能被还原。第61页/共69页62（五）与格氏试剂反应制醇羧酸衍生物都能与格氏试剂反应n n如制备壬醇。如制备壬醇。第62页/共69页63（六）酯缩合反应 Claisen酯缩合凡有酯参与的缩合反应统称Claisen酯缩合反应。两分子酯在碱作用下

14、失去一分子醇形成-羰基酯。(类似与羟醛缩合的反应)第63页/共69页64反应过程：第64页/共69页65（七）酰胺的特征反应酰胺的水溶液显中性,酰亚胺显酸性。1、酰胺的酸碱性第65页/共69页662.酰胺降解Hofmann反应w产物比原料减少了一个碳原子，称为酰胺的降解反应，又称霍夫曼降解。n n此反应过程虽然复杂，但产率较好，产物较纯。如：此反应过程虽然复杂，但产率较好，产物较纯。如：第66页/共69页673、酰胺的脱水反应n n结构特殊不能用卤烃与氰化钠（剧毒，严格控制的结构特殊不能用卤烃与氰化钠（剧毒，严格控制的试剂）制备的腈，可用此方法制备。如：试剂）制备的腈，可用此方法制备。如：第67页/共69页68四、碳酸的衍生物OCH2NN H2尿素尿素（脲）（脲）第68页/共69页羧酸及其衍生物69感谢您的观看。第69页/共69页