《有机化学》第十一章羧酸及其衍生物的结构与性质

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有机化学第二版(高占先)(全14章答案完整版)_第8-14章

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(CH3)3CBr C2H5OH(CH3)2C=CH2+CH3CH=CH2HBr+O OCH3CH2CH2CH3CH2CH2CNNaCN(1)(2)(CH3)2CHCH=CH2Br+500℃(CH3)2CCH=CH2Br H2O(CH3)2C=CHCH2Br +(CH3)2CCH=CH2OH(CH3)2C=CHCH2OH +(3)NaCNKOH25(4)(5)(6)ClCH=CHCH2Cl CH3+ClCH=CHCH23OBrBrBrCNCH2CHCH3BrCH=CHCH3CH3 Br2NH3(l)CH3NH2CH32+ClCl NO22OHClNO2ZnCl2+CH2ClMgCH2MgCl CH2COOH ClCH2CHCH2CH2CH3PhCH2MgClCH3+PhCH2CH2CHCH2CH2CH3CH3(7)(8)(9)(10)3RC CLi(11)RC CR'RC CCOOHRC CCH2CH2OHCHBr3BrBr(12)8-3写出下列反应主要产物的构型式。

CC2H5CH3NaI+CC2H5CH3NaSCH3+(S N2)(S N2)(S N2)CH3I2(CH2)4CH3HH2OCH3HCH2(CH2)4CH3HOCBrCH2CH2CH3CCH2CH3H2Lindar催化剂C CCH2CH2CH3(1)(2)(3)(4)3KOH253H3t-BuOKH3Ph PhC6H5H3C H6H5H BrC65H C6H532525Br(H3C)2HCCH3(H3C)2HCCH3CH3H Br2CH3H BrC2H5CH325Znt-BuOK(E2反式消除)(E2反式消除)(E2反式消除)(顺式消除)(E2反式消除,但很慢)(5)(6)(7)(8)(9)8-4比较下列每对亲核取代反应,哪一个更快,为什么?(1)B>A(亲核性C2H5O->C2H5OH)(2)A>B (烯丙型卤代烃活泼)(3)B>A(极性非质子溶剂有利于S N2反应)(4)A>B (亲核性-SH>-OH)(5)A>B (亲核性硫比氮强)(6)B>A(离去能力I->Cl-)8-5卤代烷与NaOH在H2O-C2H5OH溶液中进行反应,指出哪些是S N2机理的特点,哪些是S N1机理的特点?(1)产物发生Walden转化;S N2(2)增加溶剂的含水量反应明显加快;S N1(3)有重排反应产物;S N1(4)反应速率明显地与试剂的亲核性有关;S N2(5)反应速率与离去基的性质有关;S N2和S N1(6)叔卤代烷反应速度大于仲卤代烷。

《基础化学》课后习题参考答案(有机部分)

《基础化学》课后习题参考答案(有机部分)

均为 Na + , K + , Br , Cl 离子各 1mol 。

第十章开链烃1、扼要归纳典型的以离子键形成的化合物与以共价键形成的化合物的物理性质。

答:2、NaCl 相同?如将 CH 4 及 CCl 4 各 1mol 混在一起,与 CHCl 3 及 CH 3Cl 各 1mol 的混合物是否相同? 为什么?答: NaCl 与 KBr 各 1mol 与 NaBr 及 KCl 各 1mol 溶于水中所得溶液相同。

因为两者溶液中 - -由于 CH 4 与 CCl 4 及 CHCl 3 与 CH 3Cl 在水中是以分子状态存在,所以是两组不同的混合 物。

3、用系统命名法命名下列化合物:⑴2-甲基丙烷⑵2,4,4-三甲基-5-丁基壬烷⑶己烷⑷3-乙基戊烷⑸3-甲基-5-异丙基辛烷⑹2-甲基-5-乙基庚烷4、写出下列各化合物的结构式,假如某个名称违反系统命名原则,予以更正。

H 3CCH 3 ⑴3,3-二甲基丁烷 H 3CH 2CH 3H 3C错,2,2-二甲基丁烷CH 2CH 3 ⑵2,3-二甲基-2-乙基丁烷 H 3C HC C3错,2,3,3-三甲基戊烷CH 3CH 3⑶2-叔丁基-4,5-二甲基己烷H 3CC CH 3CH 33错,2,2,3,5,6-五甲基庚烷H 3CC H 2CH 3CH 3H 3CCH⑷2,3-二甲基-4-丙基庚烷H 3H CH 2 CC H 2CH 3CH 2CH 2CH 3H 3CH 3CCH 2CH 3H 2⑸2,4,5,5-四甲基-4-乙基庚烷H 3CHC H 2 CH 3CC C 3 32 CH32CH2 3CH 2 3CH 3 3CH 3 2CH 3⑹2,2,3-三甲基戊烷H3CH3CCCH3CH2CH35、写出分子式为C6H14的烷烃的各种异构体,用系统命名法命名,丙标出伯、仲、叔、季碳原子。

1oCH 32oCH 2 2 o22 oCH2 oCH 21 o己烷1oCH 3oCH 21 o CH32 o CHo1 oCH32-甲基戊烷1 o CH31oCH 32ooCH2 oCH2 1 oCH3 3-甲基戊烷1oCHo3 oCH1 o3 2,3-二甲基丁烷1 o CH31 o1 o CH31oCH2o4 oCCH32,2-二甲基丁烷H3C 1 o 1 o CH36、⑶>⑵>⑸>⑴>⑷7、写出2,2,4-三甲基戊烷进行氯代反应可能得到的一氯代产物的结构式。

第十一章羧酸及其衍生物

第十一章羧酸及其衍生物

第十章羧酸及其衍生物【教学重点】羧酸及其衍生物的化学性质、丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯在合成上的应用。

【教学难点】诱导效应、酰基上的亲核取代反应机理。

【教学基本内容】羧酸的结构;羧酸的制备方法;羧酸及其衍生物的物理性质;羧酸的化学性质——羧酸的酸性及影响酸性强度的因素(诱导效应、共轭效应和场效应);羧酸衍生物的生成;羧基的还原反应;脱羧反应;α-氢原子的卤代反应。

羟基酸的制备方法(卤代酸水解、羟基腈水解、Refomatsky反应)、羟基酸的化学性质——酸性、脱水反应、α-羟基酸的分解。

羧酸衍生物的化学性质——酰基上的亲核取代反应(水解、醇解、氨解)及其反应机理;还原反应;与Grignard反应;酰胺氮原子上的反应(酰胺的酸碱性、脱水反应、Hofmann降解反应)。

乙酰乙酸乙酯的制备方法(Claisen酯缩合);乙酰乙酸乙酯的化学性质——酮式-烯醇式互变异构、酸式分解和酮式分解;乙酰乙酸乙酯在合成上的应用。

丙二酸二乙酯的制备及在合成上的应用。

Ⅰ目的要求羧酸是含有羧基(—COOH)的含氧有机化合物,我们平常所说的有机酸就是指的这类化合物。

所谓羧酸衍生物,包括的化合物种类很多,诸如羧酸盐类、酰卤类、酯类(包括内酯、交酯、聚酯等)、酸酐类、酰胺类(包括酰亚胺、内酰胺)等都是羧酸衍生物,有人甚至把腈类也包括在羧酸衍生物的范围之内。

其实,比较常见的而又比较重要的是酰卤、酸酐、酯和酰胺这四类化合物。

羧酸盐与一般无机酸盐在键价类型上没大区别,不作专门介绍。

至于腈类,将放在含氮化合物中加以介绍。

这四类化合物都是羧酸分子中,因酰基转移而产生的衍生物,所以又叫羧酸的酰基衍生物。

羧酸及其衍生物RCOL(L:-OH、-X、-OOCR′、-OR′、-NH2)在许多重要天然产物的构成以及在生物代谢过程中均占有重要地位。

本章将以饱和一元脂肪酸为重点,讨论羧酸及其衍生物的结构和性质。

鉴于乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的重要地位,本章作概括介绍。

2021年高考化学总复习第十一章《有机化学基础》第34讲烃的含氧衍生物

2021年高考化学总复习第十一章《有机化学基础》第34讲烃的含氧衍生物

2021年高考化学总复习第十一章《有机化学基础》第34讲烃的含氧衍生物考纲要求 1.掌握醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质,以及它们之间的相互转化。

2.了解烃的衍生物合成方法。

3.了解有机分子中官能团之间的相互影响。

4.根据信息能设计有机化合物的合成路线。

1.醇、酚的概念(1)醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物,饱和一元醇的分子通式为C n H2n+OH(n≥1)。

1(2)酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物,最简单的酚为苯酚()。

(3)醇的分类(4)几种常见的醇名称甲醇乙二醇丙三醇俗称木精、木醇甘油结构简式CH3OH状态液体液体液体溶解性易溶于水和乙醇2.醇类、苯酚的物理性质(1)醇类物理性质的变化规律物理性质递变规律密度一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm-3沸点①直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而升高②醇分子间存在氢键,所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远高于烷烃水溶性低级脂肪醇易溶于水,饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而逐渐减小(2)苯酚的物理性质3.醇和酚的官能团及化学性质官能团主要化学性质醇—OH ①跟活泼金属Na等反应产生H2;②消去反应,分子内脱水生成烯烃;③催化氧化;④与羧酸及无机含氧酸发生酯化反应酚—OH ①弱酸性;②遇浓溴水生成白色沉淀(定性检验,定量测定);③遇FeCl3溶液呈紫色(定性检验)理解应用由断键方式理解醇的化学性质如果将醇分子中的化学键进行标号如图所示,那么醇发生化学反应时化学键的断裂情况如下所示:以1-丙醇为例,完成下列条件下的化学方程式,并指明断键部位。

(1)与Na反应________________________________,______________。

(2)催化氧化________________________________,______________。

(3)与HBr的取代________________________________,______________。

《有机化学》第十一章 羧酸及其衍生物的结构与性质

《有机化学》第十一章 羧酸及其衍生物的结构与性质

第十一章羧酸及其衍生物的结构与性质引言羧基()是羧酸的官能团,是由羰基和羟基组成的。

由于羰基的碳氧双键与羟基氧原子的共轭效应的作用,使羟基中氧原子电子向羰基转移,羟基的氢易离解而显酸性。

羧基中羟基也能被其它基团取代生成羧酸衍生物。

羧基是吸电子基,α-H具有活性,可以被卤代。

此外羧酸还能被还原和发生脱羧反应。

这里所讨论的羧酸衍生物主要是指羧基中羟基被取代后生成的酰卤(),酸酐(),酯(),酰胺()以及由酰胺脱水后生成的产物腈()。

在羧酸衍生物中羰基与卤素,酰胺基,烷氧基和氨基相连,由于卤素,氧原子和氮原子的负电性以及孤对电子的作用,使羰基碳上正电性不同,因此它们发生亲核反应性质也有差别。

羧酸衍生物还能发生还原反应。

11.1 羧酸的酸性羧酸是弱酸,能与强碱反应生成盐:羧酸酸性的强弱与所连的基团有关,连吸电子基团的羧酸酸性较强,而连供电子基团的酸性相对较弱。

如下列化合物酸性强弱顺序为:11.2 羧酸衍生物的生成羧基中的羟基被卤素、酰胺基、烷氧基和氨基取代形成酰卤、酸酐、酯和酰胺等羧酸衍生物。

1、酰卤的形成羧酸与SO2Cl,PCl5,PCl3等氯化剂直接反应生成酰卤:因为POCl3沸点低易除去,此法可制备高沸点的酰氯。

H3PO3沸点高,可制备低沸点的酰氯。

该法产生的SO2,HCl易除去,因此生成的酰氯纯度高,后处理容易。

2、酸酐的形成羧酸在脱水剂(如乙酰氯、乙酸酐)存在下加热,失去一分子水而生成酸酐。

二元酸可以分子内脱水生成二酸酐:3、酯化反应羧酸和醇在催化剂(H2SO4、HCl或苯磺酸等)作用下回流生成酯:酯化反应由多种机理,在大多数情况下,是羧酸中羟基与醇中羟基氢结合生成水,表观上看是一种亲核取代反应,实际上是一个亲核加成-消除反应的机理:决定反应速度的一步是亲核加成,因此羧基中碳的正电性以及羧基所连的基团大小核亲核试剂R'OH中R'体积大小都影响反应的速度,下列羧酸与甲醇酯化反应的相对速度的快慢顺序为:4、形成酰胺的反应羧酸与氨立即反应生成盐,在加热条件下,脱水生成酰胺,生成酰胺的反应是可逆的,如果把生成的水从反应体系中除去,反应可趋于完全。

羧酸的衍生物知识点总结

羧酸的衍生物知识点总结

羧酸的衍生物知识点总结一、羧酸的结构及性质1.1 结构羧酸是一类含有一个或多个羧基(-COOH)官能团的有机化合物。

在羧酸中,羧基结构可以与芳香环或脂肪烃环相连,也可以存在于分子中的其他位置。

羧酸的基本结构可以表示为R-COOH,其中R代表羧基所连接的有机基团。

1.2 性质羧酸的结构使其具有一系列特定的物理化学性质。

常见的羧酸通常以无色或白色晶体的形式存在,有时也呈液态。

它们在水中易溶解,并能够与碱反应生成相应的盐,因此具有一定的酸性。

此外,羧酸还表现出一些特定的化学反应活性,如酯化反应、醛化反应等。

1.3 羧酸的共振结构羧酸分子中的羧基(-COOH)可以发生共振结构,即通过π电子的转移,使得羧基中碳与氧之间的键产生双键和单键的交替存在。

这种共振结构的存在使得羧酸分子更加稳定,同时也对其化学性质产生影响。

二、羧酸的主要衍生物类型2.1 酯酯是由羧酸和醇经酯化反应生成的产物。

在这种反应中,羧基上的氧原子与醇中的羟基发生酯键结合,形成一种新的有机化合物。

酯具有独特的香味,因此广泛用于食品、香精等行业。

2.2 醛醛是由羧酸通过脱羧反应生成的产物。

在脱羧反应中,羧酸失去一个CO2分子,生成相应的醛。

醛化反应是一种重要的有机合成反应,广泛应用于制备醇、醚等化合物。

2.3 酰胺酰胺是由羧酸与氨或胺反应生成的产物,它是一类重要的有机化合物。

酰胺在生物体内起着重要的生物活性作用,同时也广泛应用于有机合成领域。

2.4 酰氯酰氯是由羧酸与氯化亚砜、硫酰氯等发生酰化反应生成的一种有机化合物。

酰氯是一类重要的有机合成试剂,广泛用于有机化学合成反应中。

2.5 醛酸醛酸是羧酸分子失去一个羧基而形成的产物,它在有机合成及医药领域有着重要的应用价值。

醛酸可以被还原成相应的醇,也可以通过酰化反应生成酯等化合物。

2.6 酰胺酰胺是由羧酸与胺类化合物经过缩合生成的有机化合物,它在生物体内发挥着重要的生理活性作用。

在有机合成中,酰胺也是一类重要的合成中间体。

胡勇-有机化学教学第十一章羧酸和取代羧酸

H+
(常用的催化剂有盐酸 、硫酸、苯磺酸等)
定义:羧酸与醇在酸的催化作用下失去一分子水而生成酯的反应称为酯化反应。
酯化反应的机制
*
1 加成--消除机制
双分子反应一步活化能较高
质子转移
加成
消除
四面体正离子
H2O
H+
按加成--消除机制进行反应,是酰氧键断裂
1OROH,2OROH酯化时按加成--消除机制进行,且反应速率为: CH3OH>RCH2OH>R2CHOH
一元羧酸 二元羧酸 三元羧酸
按羧基所连接的烃基种类
(2) 羧酸的命名
*
俗名——根据天然来源(蚁酸(甲酸)、醋酸(乙酸)等)
*
系统命名法 (1)选择含有羧基的最长碳链为主链(母体); (2)碳链编号时,从羧基的碳原子开始; (3)酸前要冠以官能团位置的数字(编号最小); (4)其它同烷烃的命名规则
苯二甲酸
二元羧酸的酸性 羧基是吸电子基——pKa2 > pKa1
氰基的水解
01
二元羧酸的制备
02
工业制法 酸的α-H卤代
03
乙二酸(草酸)
*
加热分解
氧化
使KMnO4溶液褪色!
酸性较甲酸及其他二元酸强
5(COOH)2+2KMnO4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+10CO2+ 8H2O
01
羧酸显示酸性的原因——羧酸根负离子的稳定性
02
3 取代基对羧酸酸性的影响
*
(1)电子效应的影响: 吸电子取代基使酸性增大,给电子取代基使酸性减少. HCOOH C6H5-COOH CH3COOH pka 3.37 4.20 4.73

《羧酸 羧酸衍生物》 学历案

《羧酸羧酸衍生物》学历案一、学习目标1、掌握羧酸和羧酸衍生物的结构特点。

2、理解羧酸和羧酸衍生物的化学性质。

3、学会羧酸和羧酸衍生物之间的相互转化。

4、能够运用所学知识解决实际问题。

二、学习重难点1、重点(1)羧酸和羧酸衍生物的结构与性质。

(2)羧酸和羧酸衍生物的化学反应。

2、难点(1)羧酸衍生物的水解反应和醇解反应机理。

(2)羧酸和羧酸衍生物之间的相互转化条件及应用。

三、知识回顾在学习羧酸和羧酸衍生物之前,我们先来回顾一下有机化合物中官能团的概念以及一些常见的官能团,如羟基(OH)、醛基(CHO)、酮基()等。

四、羧酸1、羧酸的定义羧酸是由烃基与羧基()相连构成的有机化合物。

2、羧酸的分类(1)根据烃基的不同,羧酸可以分为脂肪酸(如乙酸、硬脂酸)和芳香酸(如苯甲酸)。

(2)根据羧基的数目,羧酸可以分为一元羧酸(如甲酸)、二元羧酸(如草酸)和多元羧酸。

3、羧酸的物理性质(1)低级饱和一元羧酸一般为具有强烈刺激性气味的液体,可溶于水。

(2)随着碳原子数的增加,羧酸的溶解性逐渐降低,高级脂肪酸为蜡状固体,难溶于水。

4、羧酸的化学性质(1)酸性羧酸具有酸性,能与碱发生中和反应。

例如,乙酸与氢氧化钠反应:CH₃COOH +NaOH → CH₃COONa + H₂O。

(2)酯化反应羧酸与醇在一定条件下发生酯化反应,生成酯和水。

例如,乙酸与乙醇的酯化反应:CH₃COOH + C₂H₅OH CH₃COOC₂H₅+ H₂O。

五、羧酸衍生物1、羧酸衍生物的定义羧酸分子中羧基上的羟基被其他原子或原子团取代后的产物称为羧酸衍生物,常见的羧酸衍生物有酰卤、酸酐、酯和酰胺。

2、酰卤(1)定义:羧酸中的羟基被卤原子取代后的产物。

(2)常见的酰卤:乙酰氯(CH₃COCl)、苯甲酰氯()。

3、酸酐(1)定义:由两个羧酸分子脱去一分子水形成的化合物。

(2)常见的酸酐:乙酸酐()。

4、酯(1)定义:羧酸与醇发生酯化反应生成的产物。

羧酸及羧酸的衍生物

RCOOH + HCl (室温) RCOOH + RCOOH (加热) RCOO- + ROH (OH-/加热) RCOOH + NH4+ (H+/回流) RCOO - + NH3 (OH-/回流)
R'OH ,
NH3
NH3/
R'OH
衍生物的特性 酰胺 酸碱性
p ~π共轭→N接受质子能力↓ →酰胺呈中性 特殊结构的酰胺甚至显弱酸性,例如:
脱水 酰胺脱水生成腈 (见羧酸的性质)
③Hoffman降解反应
酯的Claisen缩合反应(p249) 乙酰乙酸乙酯(-酮酸酯)
重要个别化合物(p251) 丙二酸二乙酯 制备
2.丁烯二酸
(延胡索酸)
反丁烯二酸
(还原态)
琥珀酸脱氢酶
琥珀酸脱氢酶 (氧化态) 丁二酸 (琥珀酸)
延胡索酸水合酶 2-羟基丁二酸 (苹果酸)
羧酸衍生物 (p244) 结构与性质
物理性质 酰卤、酸酐和酯各自的分子间不能缔合,m.p. 和 b.p. 低于相应的羧酸,在水中的溶解度较小,低级酰卤遇水可发生水解反应。唯独氮上的氢没被取代的酰胺,分子间形成氢键的能力比羧酸强, m.p. 、b.p.和在水中的溶解度高于相应的羧酸。 化学性质 共性
硫酸
磺酸 (Sulfonic acid)
砜(Sulfone)
亚砜(Sulfoxide) (亚硫酸衍生物)
碳酸衍生物(Carbonic acid derivatives p252) 碳酸 碳酰氯(光气) 氨基甲酸酯 碳酰胺(脲)
磷酸衍生物(Phosphonic acid derivatives, p296) 磷酸 磷酸酯 烷基磷酸酯 二烷基磷酸酯 三烷基磷酸酯

烃的含氧衍生物羧酸和酯

烃的含氧衍生物——羧酸和酯
一、羧酸 1.羧酸的定义、分类和性质 (1)定义:分子中由羧基与烃基相连的有机物。 通式:R—COOH、饱和一元羧酸通式为 CnH2nO2(n≥1)
(2)羧酸的分类
(3)性质:羧酸分子结构中都有羧基官能团,因此
都有酸性,都能发生酯化反应。
温馨提示:酯化反应中断键规律是:羧脱羟基, 醇脱氢,结合成酯还有水。 在酯化反应的书写中易出现漏写水分子的情 况,请留心关系 催化剂 催化剂的 其他作用
加热方式
RCOOH+ROH 浓硫酸 吸水,提高RCOOH和 ROH的转化率
直接加热
RCOOR+H2O
稀硫酸或NaOH溶 液 NaOH中和酯水解 生成的RCOOH, 提高酯的水解率 热水浴加热 水解反应,取代反 应
反应类型
酯化反应,取代反应
2.常见羧酸的结构和性质
(1)甲酸(俗名蚁酸)
甲酸既具有酸的一般性质,又具有醛的性质。
2HCOOH+CaCO3―→Ca(HCOO)2+H2O+CO2↑
甲酸被氧化成H2CO3。在碱性条件下,甲酸可
发生银镜反应,可跟新制Cu(OH)2作用析出Cu2O砖 红色沉淀,可使KMnO4酸性溶液和溴水褪色(氧化 反应)。
(2)特殊的酯——甲酸酯:HCOOR ①水解;②氧化反应:能被银氨溶液、新制 Cu(OH)2碱性浊液氧化成HOOCOR(碳酸酯)(酯中 只有甲酸酯才能发生银镜反应)。
3.多元羧酸与一元醇之间的酯化反应
二、乙酸
羧酸
1.乙酸的结构与性质 分子式 结构式 C2H4O2 由甲基和羧基组成。羧基是由羰基(C 和羟基组成 O)
结构简式
CH3COOH
饱和一元 CnH2nO2 酸通式 物理性质 无色有强烈刺激性气味的液体,易凝结成 冰一样的晶体,又称冰醋酸,易溶于水和 乙醇
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第十一章羧酸及其衍生物的结构与性质引言羧基(一;.r -)是羧酸的官能团,是由羰基和羟基组成的。

由于羰基的碳氧双键与羟基氧原子的共轭效应的作用,使羟基中氧原子电子向羰基转移,羟基的氢易离解而显酸性。

羧基中羟基也能被其它基团取代生成羧酸衍生物。

羧基是吸电子基,a- H 具有活性,可以被卤代。

此外羧酸还能被还原和发生脱羧反应。

[I这里所讨论的羧酸衍生物主要是指羧基中羟基被取代后生成的酰卤(R-c-x),酸酐O 011 II((ACOb°b,酯(R^C-OR'),酰胺(R-C-NH2)以及由酰胺脱水后生成的产物腈(RCN)在羧酸衍生物中羰基与卤素,酰胺基,烷氧基和氨基相连,由于卤素,氧原子和氮原子的负电性以及孤对电子的作用,使羰基碳上正电性不同,因此它们发生亲核反应性质也有差另U。

羧酸衍生物还能发生还原反应。

11.1羧酸的酸性羧酸是弱酸,能与强碱反应生成盐:RCOOH + MaOH ---------------------------- R COONa +羧酸酸性的强弱与所连的基团有关,连吸电子基团的羧酸酸性较强,而连供电子基团的酸性相对较弱。

如下列化合物酸性强弱顺序为:① CH3CH2CHCOOH > CH3CHCH2COOH > CH2CH2CH2COOHCI 01 0111.2羧酸衍生物的生成羧基中的羟基被卤素、酰胺基、烷氧基和氨基取代形成酰卤、酸酐、酯和酰胺等羧酸衍生物。

1、酰卤的形成CI3CCOOH CHCI3CCOOH CH3CICOOHCOOH COOH COOH COOhi COOHCH3OCHjNO2羧酸与SQCI , PCI , PCb 等氯化剂直接反应生成酰卤:R-C-OH 十PCIs ------- R-C-CI + POCIj + HCI因为PQC 3沸点低易除去,此法可制备咼沸点的酰氯。

R-C-QHO 11片PC1----- R-C-CI4- H^POsH 3PQ 沸点高,可制备低沸点的酰氯。

该法产生的SQ , HCI 易除去,因此生成的酰氯纯度高,后处理容易2、酸酐的形成羧酸在脱水剂(如乙酰氯、乙酸酐)存在下加热,失去一分子水而生成酸酐。

二元酸可以分子内脱水生成二酸酐:3、酯化反应羧酸和醇在催化剂(H 2SQ 、HCI 或苯磺酸等)作用下回流生成酯:酯化反应由多种机理,在大多数情况下,是羧酸中羟基与醇中羟基氢结合生成水,表观上看是一种亲核取代反应,实际上是一个亲核加成-消除反应的机理:OR-C-OH ■+ SOCI 3O R —C-CI■+ SO^ + HCI严 YOOHCH2-C00H0 JICH^-C-GICH 2-<R-COOH* R'OHR-C-OH + H+R'OH中R'体积大小都影响反应的速度,下列羧酸与甲醇酯化反应的相对速度的快慢顺序为:①(CH3)3CCOOH < < CH3CM2COOH②CHgCi^HjCOOH < CH3CH3COOH < CH3COOH <HCQOH4、形成酰胺的反应RCOOH + ——RCOONH4——> R — 6-忖+ H20羧酸与氨立即反应生成盐,在加热条件下,脱水生成酰胺,生成酰胺的反应是可逆的,如果把生成的水从反应体系中除去,反应可趋于完全。

11.3羧酸的a -H卤代反应羧基中羟基未共用p电子对与羰基形成p- n共轭作用,降低了羰基的正电性,使羧基的吸电子性比醛酮中羰基要弱。

因此羧酸中a- H的活性比醛酮中a- H活性差,但在催化(红磷或卤化磷)作用下,a —H可以顺利被取代:80%RCH2C00H 严■就HCOOH - 口如果控制卤素用量,可得到一元卤代酸:Br OH3CH2CH2CH2COOH + 出一CH3CH2CH2(iHCOOH 780%常用的氯代乙酸使在碘的催化作用下,乙酸与氯气作用产生的:11.4羧酸衍生物的亲核加成-取代反应和醛酮一样,羧酸及其衍生物中羰基能发生亲核取代加成反应,所不同的是羧酸及其衍生物的加成产物中碳原子连由多个吸电子基团,容易继续反应消除一个吸电子基团,生成另一种羰基衍生物,从表 观上看类似一种亲核取代反应。

可用下列通式表示:0 0 II IIR-C*^L ■+ Nu' ----------- 1 R-C -Nu+ L -L T —离去基团"MlT —亲核试剂该反应分两步进行的:第一步是亲核加成反应,决定整个反应的速度。

在相同亲核试剂的情况下,羧酸衍生物亲核取代反应的速度取决于羰基碳的正电荷的高低,其中 L 基团的供电子共轭效应和吸电子诱导效应影响羰基碳的正电荷。

在0 O H • [IR-C-O-C-R*QR-C- OR 1中,离去基团的供电子共轭效应强弱顺序为:—NH 2 > —OR 1 > —-R' > —X(CI)吸电子的诱导效应正好相反:—X(Cl) > -O-d-R' > -OR* > -NH2两种电子效应结果一致,因此 L 吸电子性的强弱顺序为:CHjCOOHCICH 2COOH 口】・ CI 2CHCOOH J ■ CI^COOHR-& hlu-------- - R —冬―Mu * L'□» - R-C-X□HC - O - o HCH'OR 1-R-C-OR"十R'COOH7> —0-巴一瓦 > —OR > —NH 2所以羧酸衍生物的亲核反应的活性强弱顺序为:□0 0 O □IIII Fl IIIIR-C-X > R-C-C-C-R 1 > R-C-OR 1 > F-C-MH 2亲核试剂Nu-通常指H2O ROH 和氨(胺),与此发生的反应也相应称为羧酸衍生物的水解、醇解、氨解。

碳负离子有强的亲核性,也常与羧酸衍生物发生亲核加成反应。

11.4.1 水解反应十H 20---------- - R COOH + HX0 □ R-^-0-tJ-R' ■+H 20 —―・ RCOOH十R'COOH酰氯水解最快,室温下,能与空气中水发生反应,形成酸雾(冒白烟),酸酐加热就能水解,酯 需要酸碱作催化剂,加热条件可以水解,而酰胺则需要长时间加热回流。

在水解反应中,酯的水解反应应用广泛,其机理研究比较清楚,无论酸催化剂还是碱催化剂,其反应速度都与酸或碱有关。

酯基所连的取代基空间效应对水解速度影响较大11.4.2 醇解反应0 0十R'OH -------------------- 亠 + HX0 R-d-OF?' +H 20RCOOH + R'OH□R-C-NH2+ H 20 W RCOOH + NH 3酰卤的醇解常用来制备用其它方法难制备的羧酸酯:0 0 0伪抽©耳加我2畔伪加g 也环状酸酐醇(或酚)解,可以得到二元酸的单酯:酰卤、酸酐的醇解反应又称为醇的酰化反应。

酯的醇解称为酯交换反应,在有机合成中,常用低级醇酯通过酯交换反应,使低级醇蒸出来生成不易挥发 醇的酯。

11.4.3 氨解反应□ 0 0 0+ 耐內仮和也出九刊 ------- R -C-NH 2(R-C-MHR', R-C-MR 2) + HXI 0OR-C-D-C-R 1 + NH 3——・R-C-NH^ + R'CCXJH0 0 R-d-0 寸十 NH1 -------- ► R-C-NH2 + R*OH□R-C-NH2 + R"OH* R-C-OR"1 + NH 3+ C 6H 5OH+ 2HOCH 3CH 3OH□c H o O -OCHjOOC COOCHg MOCH 2CH 2OOC+ ^CHgOH由于氨(胺)具有碱性,其亲核性比水强,故氨解反应比水解反应更容易进行,不需酸或碱的催酰卤或酸酐与胺的反应又称胺的酰化反应酯的氨解为放热反应,为了避免分子中其它活泼基团受到影响,常需冷却法应混合物以缓和反应。

CICHMOOC卫也+ NHM出0)―厂丁.f CICH2CONH2 + C2H S OH11.4.4 其它亲核加成反应(1)与有机金属化合物的反应酰卤、酸酐、酯均能与格氏试剂作用生成酮,酮易与格氏试剂进一步反应生成叔醇:甲酸酯与格氏试剂作用,可得到对称的仲醇:HC-OC2H5□H(CH3)3CH-CH-CH 酯还能与有机锂反应,若空间位阻大,反应会停留在生成酮的阶段:二烃基酮锂和有机镉与酮的反应速度较慢,活性最强的酰卤与有机镉反应制备酮,但酯、酰胺不发生反应:0 0 0 0出§0—总i(C H2)3一卜一Cl + (C H^C H2)?Cd ——=———_ U7H5O —匚一(UH2J3—匚一CH^CHj②HjO(2)酯缩合反应酯基是吸电子取代基,a- H 具有活性,在碱性条件下,以质子形式离去,生成碳负离子,是强的亲核试剂,与另一分子酯发生亲核加成反应:加成产物消除一个烷氧基,生成B —酮酯,该反应也称为Claisen 缩合二元羧酸酯的缩合称为 Dieckmann 缩合11.5羧酸的脱羧反应11.5.1 一元羧酸的脱羧反应羧酸仲羧基比较稳定,在特殊条件下,和烃基含有取代基时,可发生脱羧反应,羧酸盐与碱石灰(NaOH+Ca ) 共热可脱羧:OHCH3一也CH v oUCH 3Li I X 厂卡* C S H S -C —C-OC^Hg 乙St CH3 CUgH 2OCH 3 0-C S Hs-C —e-CHaCH 3CH 3COOC 2 H 5 CH 2COOC 2H 5CH J CH J OOC J H S□CH 3-t!-CH 2COQC2H 5CH ?-CH 2-COOC2H 5 CH 2-CH 5-COOC2H 5CH 2—匸二匸;丄。

GOONa长链脂肪酸的脱羧反应往往需要高温,且产率低当a —碳原子上有吸电子取代基时(如硝基、卤素、酰基和氰基等)容易脱羧:0 0R-d-C42-COOH ------------------- - 一~* R-d- CH 3 + C02f羧酸的银盐与卤素在无水惰性溶剂仲回流, 失去CO ,生成少一个碳原子的卤代烃, 该反应称为Hunsdicker反应。

羧酸与四醋酸铅与氯化锂反应,脱去 CQ 生成卤代烃,该反应称为 Kochi 反应11.5.2二元羧酸的脱羧反应二元羧酸对热稳定,加热或与脱水剂(乙酸酐、乙酰氯、五氯化二磷等)共热时,易发生脱羧或脱水反应乙二酸和丙二酸加热脱羧:而丁二酸和戊二酸则发生脱水法应生成五元环和六元环的环状酸酐:4 NaOH(CaO)CH 夙一 e H 册C 出 C OOAg普广伸泌的対晌+ Ag0r + CdJ0 uCOOH ■+ Pb(OCH CH3)4吓LiCI4- LiPb(0(?CH 3)3 + 00^COOH 5HCOOH 十 C 狂H 2C ;CCOOHCH 3COCH + COsI己二酸及庚二酸加热脱羧的同时脱水,生成五元环和六元环的环酮:CH2-CH2-COOH七个碳以上的二元酸,在高温时发生分子间脱水,生成高分子量的酸酐。

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