第十二章 羧 酸

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有机化学第12章 羧酸

有机化学第12章 羧酸
此反应可用来合成比羧酸少一个碳的卤代烃。
四、α-H的卤代反应
羧酸的α-H可在光、碘、红磷、硫等催化剂存在下被溴 或氯取代生成卤代酸。
RCH2COOH
Br2 PΔ
RCHCOOH Br2
Br

Br R-C-COOH
Br
控制条件,反应可停留在一取代阶段。
CH3CH2CH2CH2COOH + Br2
P Br2 70 ℃
实质上并非两者的简单组合
醛酮中 C O 键长 0.122nm
醇中
C OH 键长 0.143nm
O HC
OH
(甲酸)
0.1245nm 0.1312nm 电子衍射实验证明
O RC
O-H
P-π 共轭体系
RC sp2 杂化
O OH
O RC
OH O HC OH
O RC
O
O 0.127nm HC
O 0.127nm
O RC
O
O HC
O
羧酸的化学性质
H
脱羧反应
O
RCC
羟基断裂呈酸性
H
OH
α H 的反应
羟基被取代的反应
一、酸性
羧酸具有弱酸性,在水溶液中存在着如下平衡:
RCOOH
RCOO + H+
乙酸的离解常数Ka为1.75×10-5 , pKa =4.76 甲酸的Ka=2.1×10-4 , pKa =3.75 其他一元酸的Ka在1.1~1.8×10-5之间, pKa在4.7~5之间。 可见羧酸的酸性小于无机酸而大于碳酸(H2CO3 pKa1=6.73)。
oocoh形式上看羧基是由一个和一个组成coh实质上并非两者的简单组合醛酮中coo01245nm键长0122nmhc01312nmoh醇中coh甲酸电子衍射实验证明键长0143nmoorcohrc2ohp共轭体系sp杂化ooorcrcrcohoooo0127nmohchchcohoo0127nm羧酸的化学性质h脱羧反应orcc羟基断裂呈酸性ohhh的反应羟基被取代的反应一酸性?羧酸具有弱酸性在水溶液中存在着如下平衡

有机化学:12 羧酸及羧酸衍生物

有机化学:12  羧酸及羧酸衍生物
-
C
+
O C O
H
(二)羧基上羟基的取代反应
O 酰卤 O 酸酐 O O 酯 O 酰胺 R C X R C O C R R C O R R C NH2(R)
1.成酯反应
O R C OH + H OR' H
+
O R C OR' + H2O
称酯化反应 反应特点:用酸做催化剂,反应可逆,速率慢
1.成酯反应
(1)诱导效应
HCOOH > CH3COOH > CH3CH2COOH
pKa 3.77 4.76 4.88
(一)酸性
如:卤素的位置——越靠近羧基影响越大
CH3CH2CHCOOH Cl
CH3CHCH2COOH CH2CH2CH2COOH Cl Cl
pKa
2.86
4.41
4.70
卤素的数目——越多,酸性越强
RCH2COOH + RCHCOX
X RCHCOOH
X X 该反应称为赫尔-佛尔哈德-泽林斯基(Hell-VolhardZelinsky)反应。 α-位如果还有H,可以进一步发生卤代反应,直至 所有α-H全部反应完。
问:
COOH CH3COOH 1 COOH 2 H2C COOH COOH 3
CH3COOH+SOCl2
pKa
4.20
3.83
4.09
4.10
2.电子效应的影响

邻位取代:
C和 I 都发挥作用,还有空间效应,情况复杂。
除氨基外,-X、-CH3、-OH、NO2酸性都比间 位或对位取代的强。邻位有取代时,羧基与 苯环不共平面,苯环电子云向羧基偏移少。

第12章 羧酸和取代羧酸

第12章 羧酸和取代羧酸

b-酮酸
芳香酸的脱羧反应较脂肪酸容易,尤其是邻、对位 上连有吸电子基,如:
NO 2 O 2N CO2H NO 2
H2O
NO 2 O 2N NO 2 + CO2

六)二元酸的热解反应
二元酸受热后,由于两个羧基的位置不同,而发生不同的 化学反应,有的失水,有的失羧,有的同时失水失羧。
1、乙二酸和丙二酸------脱羧
3、烷基苯氧化:制备苯甲酸及其部分衍生物
CH3 KMnO4 Cl COOH Cl
4、格氏试剂与CO2反应后水解
O RMgX + O=C=O RCOMgX H 3 O+
RCOOH
5、羧酸衍生物水解:酰卤、酸酐、酯、酰胺、腈
O RC L H 2O O L=X, OCR, OR, NH2(R) O RC OH + HL
系统命名法原则与醛相同。
1. 选择含羧基在内的最长碳链为主链
2. 从羧基碳原子开始用阿拉伯数字标明取代基等的位置 3. 按所含碳原子数目称为某酸,取代基及位次写在某酸 之前。
对于简单的脂肪酸也常用 α、β、γ 等希腊字 母表示取代基的位次;羧基永远作为C-1。
CH3 CH3-CH2-CH-CH2-CO2H
15.7 16-19
羧酸酸性的强弱决定于电离后所成的羧酸根负离子 (即共轭碱)的相对稳定性。
诱导效应、共轭效应对酸性的影响
1. 诱导效应的影响
G CH2COOG
酸性增强
CH2COO-
酸性减弱
G CH2COO-
各取代基的吸电子诱导效应的强弱次序:
NO2> CN> F> Cl> Br> I> C≡CH> OCH 3> OH > C6H5> CH=CH2> H

高四12章__羧酸

高四12章__羧酸

第十二章 12.5 羧酸的波谱性质
IR谱图特征: IR谱图特征 谱图特征: O
羧酸 R-C-OH


-1 νC=O : 1725-1700cm -1 : νOH(缔合) 3000-2500cm (胖峰或漫坡)
δ OH :
O 羧酸盐 R-C O-
-1 约920 cm
O- :1610-1550cm 和 1420-1300cm -1 -1 R-C O
熔点:偶数碳羧酸的m.p高于相邻两奇数碳羧酸的m.p。 熔点:偶数碳羧酸的m.p高于相邻两奇数碳羧酸的m.p。 (P429图12-1) P429图12H3C
原因:
H3C
COOH H3C
COOH H3C
COOH H3C
COOH
H3C COOH
COOH
分子对称性低,排列不够紧密
分子对称性高,排列紧密
同理:二元酸也是偶数碳羧酸之m 高;不饱和酸:E 同理:二元酸也是偶数碳羧酸之m.p高;不饱和酸:E式m.p>Z式m.p;
12.3.1
羧酸的工业合成
(1) 烃氧化
制乙酸: 制乙酸:
CH3CH2CH2CH3
O2,醋酸钴 90~100 C,1.01~5.47MPa
o
CH3COOH + HCOOH + CH3CH2COOH + CO + CO2 + 酯和酮 57% 1~2% 2%~3% 17% 22%
工业制乙酸还可用轻油(C5~C7的烷烃) 工业制乙酸还可用轻油(C5~C7的烷烃)为原料。 制苯甲酸: 制苯甲酸:
RX + NaCN
RCN
RCOOH + NH3
增长碳链的方法之一,RCOOH比RX多一个碳!

第十二章 羧 酸

第十二章  羧 酸

CH COOH 2 CH COOH CH CH COOH β -苯2 基 丙 烯酸 (肉 桂酸 )
丁二酸(琥珀酸)
CH3CH CHCOOH
CH3CHCH2COOH CH3 3-甲 基 丁酸
2-丁烯酸
书 P2 问题12-1
酰基: 羧酸分子中的羧基除去羟基后的基团;
酰氧基:羧酸分子中的羧基除去氢原子后的基团。
O
O18 CH3C-OC(CH3)3 + H2O
三、 脱羧反应
*1.强热脱羧 CH3COONa
*2.催化脱羧
2RCOOH
400—500℃
+
NaOH
CaO
强热
CH4
+
Na2CO3
ThO2
O
+
R
CO2
+
H2O
R
3.α-C原子连有吸电基的一元羧酸易脱羧
HOOCCH2COOH
O2N COOH NO2
H2O
O H3C C H3C O C O
乙 酰基
O PhCH2 C
乙 酰氧 基
O PhCH2 C O
苯 乙 酰基
O O
苯 乙 酰氧 基
O O
CH3CCH3CCH3 乙酰丙酮 CH3CCH3COCH2CH3 乙酰乙酸乙酯
第二节 羧酸的物理性质
1. 沸点:由于羧酸分子间及羧酸 分子与水分子间形成氢键,羧酸的 沸点高于分子量相近的醇。
5.比重:一元羧酸:甲酸、乙酸比重大于1; 其它羧酸的比重小于1。 二元羧酸、芳香羧酸的比重大于1。 6.状态: 十个碳原子以下的饱和一元酸是液体。 高级脂肪酸是蜡状固体。 二元脂肪酸和芳香酸都是结晶固体。
羧 烃 基 基

第十二章 羧酸及其衍生物(教学版)

第十二章 羧酸及其衍生物(教学版)

反应注意事项:
应用于一级RX制腈,产率很好。仲、叔卤代烷产率较低,不适用此法! 芳香卤代烷不易制成芳腈。
- -
-Cl
+ NaCN
三、Grignard试剂与CO2作用
R-X
Mg 干醚
R-MgX
CO2
O R-C –OMgX
H2 O H+
R-COOH
(CH3)3CCl + Mg
无水乙醚
(CH3)3C-MgCl
5 6
CH2-COOH CH2-COOH 丁二酸 CH2COOH
3,4-二甲基己酸
γ
3-甲基-2-丁烯酸 COOH COOH 对苯二 甲酸 Cl COOH
CH3CH2-CH-COOH 4 3 2 OH 1 2-羟基丁酸 或α-羟基丁酸
β
α
对氯苯甲酸 α- 萘乙 酸
羧酸分子中除去羧基中的羟基后,余下的部分称为酰基, 可按原来的酸的名称作某酰基:
COOH
以上的反应称为Kolbe-Schmitt(科尔伯—施密特 )反应。
§12-4 羧酸的物理性质和光谱性质
一、物理性质
1. 物态 C1~C3 有酸味的无色液体 C4~C9 有腐败酸臭味的油状液体 C10 以上——蜡状固体,没有气味 芳香族羧酸(Ar-COOH)和脂肪族二元羧酸为结晶的固体 液态脂肪酸以二聚体形式存在。所以羧酸的 2. 沸点 沸点比相对分子质量相当的醇高。
CH2COOH CH2COOH CH2COOH CH2COOH CH2COOH Cl Br I OCH3 F pKa 2.66 2.86 2.90 3.12 4.74
② 芳香酸(共轭效应、诱导效应) 1)酸性:C6H5COOH>CH3COOH 2)芳环上有吸电子基时,ArCOOH酸性增加。例如:

第12章 羧酸

第12章 羧酸§12.1 羧酸的分类、结构与命名12.1.1 结构和分类 1、定义分子中含有C OH O基团(羧基)的有机化合物称为羧酸。

2、羧酸的结构通式:R-COOH (-R=烷基或芳基) 3、羧酸(RCOOH)的分类方法☐ 按照羧基连的烃基构造: ☐ 按照分子中羧基的数目:脂肪族羧酸(饱和及不饱和) 一元羧酸 脂环族羧酸 二元羧酸 芳香族羧酸 多元羧酸其中链状的一元羧酸(包括饱和的及不饱和的)通称为脂肪酸12.1.2 命名 1、系统命名法A 、饱和脂肪酸的命名1)选择含有羧基的最长碳链为主链,并按主链碳数称“某酸”; 2)从羧基碳原子开始编号,用阿拉伯数字标明取代基的位置; 3)并将取代基的位次、数目、名称写于酸名前。

如:C H 3 C H 2 C H 2 CO O H丁酸 C H 3 C H C H 3 C H C H 3C H 2 C O O H 3 , 4 - 二甲基戊酸 β , γ - 二甲基戊酸12 3 4 5 α β γB 、不饱和脂肪酸的命名1)选择包括羧基碳原子和各C=C 键的碳原子都在内的最长碳链为主链,根据主链上碳原子的数目称“某酸”或“某烯(炔)酸”;2)从羧基碳原子开始编号;3)在“某烯(炔)酸”前并注明取代基情况及双键的位置。

如:CH 3CCHCH CH 3CH 3COOHC CCOOHHOOCH H2, 4–二甲基–3–戊烯酸 (E ) –丁烯二酸 3-苯基丙烯酸C 、脂环族羧酸的命名1)羧基直接连在脂环上时,可在脂环烃的名称后加上“羧酸或二羧酸”等词尾; 2)不论羧基直接连在脂环上还是在脂环侧链上,均可把脂环作为取代基来命名。

如:D 、芳香族羧酸的命名1)以芳甲酸为母体;2)若芳环上连有取代基,则从羧基所连的碳原子开始编号,并使取代基的位次最小。

如:E 、二元酸的命名选包括两个羧基碳原子在内的最长碳链作为主链,按主链的碳原子数称为“某二酸”。

有机化学 第十二章 羧酸


王鹏
山东科技大学 化学与环境工程学院
12.3 羧酸的物理和波谱性质
二、1H-NMR:
-COOH: δ范围 10~14 邻近羧基的碳上的氢移向低场区, δ约2~2.6 O CH2 C O H
δ: 2~3
10~13
如p282 图13-2异丁酸的核磁图 羧酸核磁的另一特点是活性氢交换后低场区信号 减弱或消失
王鹏
12.4 羧酸的化学性质
酯化反应的亲核取代机理:
O R C OH + H
+

+OH

OH R

R

C
OH
.. R'O H ..
C
+.. O R'
OH H O R C OR'
OH

+ OH OR'
H2O 快 慢
R
C
R
C
OR'
H
+
+ OH2

叔醇更倾向于酸碱中和机理,即酸失去H+,叔醇 失去OH-,剩余部分结合成酯
溶解性:
低级脂肪酸是极性分子,易溶于水(因为易与水成分子间 氢键)。随着碳原子数增加,水溶性逐渐降低
熔沸点:
羧酸的熔沸点比分子量相近的其他化合物高许多
王鹏
山东科技大学 化学与环境工程学院
12.3 羧酸的物理和波谱性质
一、IR:
O-H:3560~3500(单体)3000~2500(二聚) C=O:1720,C-O:1250 羧酸的红外特征是强而宽的羧基峰和羰基峰
王鹏
山东科技大学 化学与环境工程学院
12.2 羧酸的分类和命名

第十二章 羧酸衍生物


C-G的键长一般较那些典型键长有所缩短:
O
O
O
HC NH2 137pm
CH3 NH2 147pm
HC OCH3 133pm
CH3 OH 143pm
HC Cl 178.9pm
CH3 Cl 178.4pm
1、酯(ester)的结构
O R C O-R' 酯键
2、酰卤(acylhalide)的结构
O RC X
相对速率 1 0.47 0.10
0.01
0.102
酸性水解
HCl
CH3COOCH3 + H2O
CH3COOH + CH3OH
一元伯醇、仲醇酯在酸催化下水解,通常也 发生酰氧键断裂。其反应机理为:
O R C OR' + H+
OH
OH
HOH
R C OR'
R C OH2
OR'
OH -R'OH OH
-H+
H3CO
NHCOCH3 KOH H3CO
NO2
回流
NH2 + CH3COOK NO2
CH3O
NH2 + CH3COOK
NO2
HCl CH2CONH2 回流
CH2COOH + NH4Cl
CH2COOH + NH4Cl
• 酸催化机理: • 碱催化机理:
与酯的水解类似
• 羧酸衍生物水解反应的活性顺序是: 酰卤 > 酸酐 > 酯 > 酰胺
O O C CH3 乙酰氧基
O C NH2 氨甲酰基
O C Cl
氯甲酰基
CN
氰基
第二节 羧酸衍生物的性质

第十二章 羧酸


此性质可用于醇、酚、酸的鉴别和分离,不溶于 水的羧酸既溶于NaOH也溶于NaHCO3,不溶于水的酚 能溶于NaOH不溶于NaHCO3,不溶于水的醇既不溶于 NaOH也溶于NaHCO3。 RCOOH + NH4OH RCOONH4 + H2O 高级脂肪酸高级脂肪酸的钠、钾盐是肥皂的主 要成分,高级脂肪酸的铵盐是雪花膏的主要成分, 镁盐可用于医药工业,钙盐用于油墨工业。
影响羧酸酸性的因素: 影响羧酸酸性的因素复杂,这里主要讨论电 子效应和空间效应。 1. 电子效应对酸性的影响 1)诱导效应 1°吸电子诱导效应使酸性增强。 FCH2COOH > ClCH2COOH > BrCH2COOH > ICH2COOH > CH3COOH pKa值 2.66 2.86 2.89 3.16 4.76 2°供电子诱导效应使酸性减弱。 CH3COOH > CH3CH2COOH > (CH3)3CCOOH pKa值 4.76 4.87 5.05
3°吸电子基增多酸性增强。 ClCH2COOH < Cl2CHCOOH < Cl3CCOOH pKa值 2.86 1.29 0.65 4°取代基的位置距羧基越远,酸性越小。
2) 共轭效应 当能与基团共轭时,则酸性增强,例如: CH3COOH Ph-COOH pKa值 4.76 4.20
2.取代基位置对苯甲酸酸性的影响 取代苯甲酸的酸性与取代基的位置、共轭效 应与诱导效应的同时存在和影响有关,还有场效 应的影响,情况比较复杂。 可大致归纳如下: a 邻位取代基(氨基除外)都使苯甲酸的酸 性增强(位阻作用破坏了羧基与苯环的共轭)。 b 间位取代基使其酸性增强。 c 对位上是第一类定位基时,酸性减弱;是 第二类定位基时,酸性增强。见P7表12-3。
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第十二章 羧 酸授课对象:应用化学、化学工程与工艺、制药工程、药学 学时安排:3h教 材:普通高等教育“十五”国家级规划教材《有机化学》第四版高鸿宾主编2005年5月一、教学目的与要求1、掌握羧酸的结构和命名。

2、掌握羧酸的一般化学性质:酸性及羧酸衍生物的生成:酰卤、酸酐、酯和酰胺的生成;α-H 的卤代反应;羟基酸的化学性质。

2、熟悉二元酸的受热反应。

3、了解羧酸的物理性质以及一些常见的羧酸和取代羧酸的结构。

二、教学重点1、羧基及羧酸根离子的结构。

2、羧酸衍生物的生成,羟基酸的脱水反应。

三、教学难点羧酸的酸催化和碱催化酯化反应机理。

四、教学方法讲授法。

拟具体采用如下教学方法,以突出重点,突破难点。

1、通过复习前面学过的电子效应和与醛、酮羰基的比较,帮助学生掌握羧基以及羧酸根离子的结构以及羧酸的一般化学性质。

2、精讲多练,适当时候结合习题中的难点讲解。

五、教具电脑、投影仪、Powerpoint 课件、教鞭。

六、教学步骤及时间分配导言:分子中含有羧基(-COOH )的有机化合物,称为羧酸。

羧酸分子中的烃基上的氢被其它原子或原子团取代后的化合物,称为取代羧酸。

本章只讨论取代羧酸中的羟基酸。

12.1 羧 酸(Carboxylic Acids )R CGO G=-OR (烃氧基)酯G=-OCR (酰氧基)酸酐OG=-NH 2(氨基)酰胺G=X (卤素)酰卤一、羧酸的结构、分类和命名(一)羧酸的结构(重点)羧基中的碳原子为sp2杂化,三个杂化轨道分别与两个氧和另一个碳或氢形成3个σ键,未参与杂化的p轨道与一个氧的p轨道形成π键,这个π键与另一个氧的p轨道可以形成p—π共轭。

p—π共轭的结果(与醛、酮的羰基碳比较):①降低了羧基中羰基碳的正电性,所以,羧基一般不能进行亲核加成反应。

②增加了羧基中羟基的氧氢键的极性,有利于氢的离解,所以羧酸有明显的酸性。

羧酸根负离子中的p—π共轭作用更强,负电荷平均分配在两个氧原子上,因而C-O键完全平均化。

(二)分类按烃基不同,分为脂肪酸、脂环酸和芳香酸;按羧基数目,分为一元酸、二元酸和多元酸;按烃基饱和程度,分为饱和酸或不饱和酸等。

(三)命名1、结构比较简单的羧酸常用普通命名法。

例如:甲酸、乙酸、丙酸等。

2、结构复杂的羧酸用系统命名法命名。

例如:α-甲基丁酸(2-甲基丁酸)等。

3、俗名:羧酸的名称常用俗名。

俗名通常根据来源而得。

如蚁酸(甲酸)、醋酸(乙酸)、草酸(乙二酸)、苯甲酸(安息香酸)等。

酰基:羧酸分子中除去羧基中的羟基后剩下的部分称为酰基。

举例说明。

羧酸的英文命名(补充内容):后缀oic acid。

写出下列化合物的名称或结构:草酰基、肉桂酸。

二、羧酸的物理性质介绍状态、熔点和沸点的变化规律(饱和酸与不饱和酸的区别,单数碳原子与偶数碳原子的区别,与分子量相近的其它化合物比较)练习:下列各组化合物中,哪一个沸点最高?(1)正丁酸、异丁酸(2)丁烷、丙醛、正丙醇、乙酸三、羧酸的化学性质(一)酸性和成盐羧酸具有明显的酸性。

饱和一元羧酸是一种弱酸,其pKa为3—5,比碳酸强,所以,它既能与NaOH 反应又可以与NaHCO3反应生成羧酸盐。

酸性:羧酸> 碳酸>苯酚思考题:如何分离和鉴别苯甲酸和苯酚羧酸的酸性强弱与羧基所连的基团有关,一般来说:若G 是吸电子基,氢易离解,酸性增强,取代基的吸电子能力越强酸性越强;若G 是斥电子基,氢难离解,酸性降低。

同时,取代基对酸性的影响还与取代基的性质、位置及数目有关。

例如:酸性强弱顺序:二元酸的酸性比相应的一元酸的酸性强。

二元酸的酸性与两个羧基的相对距离有关。

二元酸的酸性顺序为:草酸 > 丙二酸 > 丁二酸。

指出:诱导效应具有加和性。

[注:讲解以上酸性强弱时,最好先列出结构,引导学生分析,最后给出数据]。

练习题:按酸性由强到弱排序(1)乙酸(2)甲酸(3)苯甲酸(4)草酸(二)羧酸衍生物的生成(重点)羧酸衍生物:羧基上的羟基被其它原子或原子团取代后的化合物。

它们是酰卤、酸酐、酯和酰胺。

1、酰卤的生成羧酸与PX 3、PX 5或SOCl 2(氯化亚砜)反应生成酰卤。

最常用的是SOCl 2(氯化亚砜),因为两种副产物都是气体,能自动逸去,而且过量的低沸点SOCl 2(氯化亚砜)易通过蒸馏除去,使产物较纯。

酰卤是一类具有高度反应活性的化合物,广泛应用于药物和有机合成中。

2、酸酐的生成羧酸与脱水剂共热可以脱去一分子水形成酸酐。

常用的脱水剂有P 2O 5、乙酰氯和乙酸酐。

有些二元酸不需要脱水剂只要加热即可脱水成环状酸酐。

此外,还可以用羧酸盐与酰卤作用制备混合酸酐。

OHOHFCH 2COOH ClCH 2COOH BrCH 2COOH ICH 2COOH pKa 2.67 2.87 2.90 3.16>>>pKa >>CH 2CH 2CH 2COOH ClCH 3CHCH 2COOHCH 3CH 2CHCOOH ClCl 2.864.414.70ClCH 2COOHpKa2.87>>Cl 2CHCOOHCl 3CCOOH0.651.29练习题:3、酯的生成羧酸与醇在酸催化下生成酯和水,这一反应叫酯化反应。

酯化反应是可逆反应,反应速度很慢,一般需要在强酸催化下加热进行。

为了提高产率,一般采取过量其中一种廉价的反应物,或者不断除去反应过程中产生的水,使反应平衡偏向生成产物的方向移动。

反应机理:同位素标记法实验证实:不同类型的醇生成酯的机理不同。

①羧酸与伯醇和绝大多数仲醇反应生成酯时,醇脱氢酸脱羟基; ②与叔醇反应时则是醇脱羟基酸脱氢。

[逐步讲解两种反应机理]强调:空间位阻对反应速度的影响很大。

不论醇或羧酸,在反应点附近有取代基时,都使反应速度变慢,甚至不反应(因中间体为四面体结构,较拥挤)。

思考题:解释下列酯化反应中醇或酸的活性规律:(1)酸一定时:甲醇 > 乙醇 > 异丙醇 > 叔丁醇 (2)醇一定时:甲酸 > 乙酸 > 丙酸 > 2-甲基丙酸 4、酰胺的生成羧酸与氨或胺反应生成羧酸的铵盐,进一步加热失水可得酰胺。

酰卤、酸酐和酯进行氨解都可以得到酰胺(下一章讨论)。

酰胺是一类很重要的化合物,很多药物分子中都有酰胺键。

(三)还原反应饱和羧酸在通常情况下,几乎和所有的化学还原剂不起作用。

但可以被特别强的还原剂—氢化铝锂(LiAlH 4)还原成伯醇。

LiAlH 4(CH 3)3CCOOH(CH 3)3CCH 2OH(四)脱羧反应羧酸失去羧基放出二氧化碳的反应称为脱羧反应。

COONaH 3CH 3C如果羧酸的α-碳上连有强吸电子基(如羰基、卤素等),则脱羧反应更容行。

(六)α-氢的卤代反应CH 3CH 2COOH2CH 2CHCOOHBrCH 2CCOOHBrBr 2(七)二元酸的受热反应羧酸失去羧基放出CO 2的反应称为脱羧反应。

饱和一元酸较稳定,一般不发生脱羧反应。

但很多实验说明羧酸的α-位上有吸电子基存在时,易发生脱羧反应,如三氯乙酸。

对于二元酸而言,两个羧基COOH COOHOOO间的距离不同,产物也不同。

1、乙二酸和丙二酸乙二酸和丙二酸加热时,易脱羧生成少一个碳的一元羧酸。

如:2、丁二酸和戊二酸丁二酸和戊二酸与脱水剂共热时,则易脱水生成环状酸酐。

如:H 2C H 2C COOH COOHH 2C H 2C C COOO H 2CH 2C3、己二酸和庚二酸己二酸和庚二酸与氢氧化钡共热时,既失水又脱羧,生成环酮:22H 2H 2H 2C H 2C H 2C C H 2Ba(OH)2/H 2C H 2C O注意:二元酸的受热反应的一般规律——五员环、六员环容易形成。

(四)常见的羧酸(自学)第二节 取代羧酸(Substituted Carboxylic Acids )根据取代原子或原子团的不同,取代羧酸可分为卤代羧酸、羟基酸、羰基酸(醛酸和酮酸)以及氨基酸。

本节主要讨论羟基酸。

一、羟基酸的命名羟基连在脂肪烃基上的羟基酸称为醇酸,羟基连在芳环上的羟基酸称为酚酸。

醇酸的系统命名是以羧酸为母体,羟基为取代基,并用阿拉伯数字或希腊字母等标明羟基的位置。

一些醇酸常用俗名。

酚酸的命名是以芳酸为母体,并根据羟基在芳环上的位置给出相应的名称。

举例说明。

一些重要羟基酸的俗名:乳酸、酒石酸、柠檬酸、丙酮酸、草酰乙酸、水杨酸。

二、羟基酸的性质 1、物理性质(自学) 2、化学性质羟基酸属于多官能团化合物,它们即有醇、酚和羧酸的通性,而且还具有分子中不同官能团相互影响的一些特殊性质。

(1)酸性HOOC-COOHHCOOH醇酸中,羟基是吸电子基,所以会增强羧基的酸性。

但这种诱导效应随距离的增大而迅速减弱(但比卤代酸弱)。

酚酸的酸性则受诱导效应、共轭效应和邻位效应的影响,其酸性与相对位置有关。

为什么邻羟基苯甲酸酸性较强,而对羟基苯甲酸则较弱呢?分析:利用电子效应、邻位效应和分子内氢键的形成进行分析,引导学生理解。

一般来说,不论是钝化基团还是活化基团(氨基除外)在邻位时,都能使苯甲酸的酸性增强。

这种特殊影响叫邻位效应。

(2)脱水反应 醇酸对热不稳定,加热时易发生脱水反应,脱水产物与羟基和羧基的相对位置有关。

α-醇酸脱水----交酯(形成六员环)。

交酯与其他酯一样,与酸或碱共热时,易分解成原来的醇酸。

如丙交酯的形成。

β-醇酸脱水----α,β-不饱和酸(形成共轭体系) γ-醇酸和δ-醇酸脱水----内酯(形成五元或六元环)内酯也具有一般酯的性质,也可以发生水解、氨解、醇解等反应。

(详见下章)。

强调:醇酸的脱水规律——形成共轭体系或五元或六元环状结构。

(3)分解反应α-羟基酸与稀硫酸共热,羧基和α-碳原子之间的键断裂,生成一分子醛(或酮)和一分子甲酸。

(4)氧化反应比较:醇分子中的羟基和醇酸分子中的羟基的氧化性能的不同。

α-醇酸分子中的羟基因受羧基的-I 的影响,比醇中的羟基容易氧化。

例如,稀硝酸一般不能氧化醇,但却能氧化醇酸生成醛酸、酮酸或二元酸。

Tollens 试剂不与醇反应,却能将α-羟基酸氧化成α-酮酸。

(5)酚酸的脱羧反应(补充) 羟基在羧基邻、对位的酚酸加热至熔点以上时,分解成相应的酚和二氧化碳。

人体内糖、油脂和蛋白质等物质代谢产生的羟基酸,在酶催化下也能发生前述的氧化、脱水等化学反应总结(10分钟):①羧酸、取代羧酸的酸性强弱比较。

②二元羧酸的受热反应和醇酸的脱水反应思考题:比较下列化合物碱性的强弱 1、CH 3CH 2CCOOClCl CH 3CH 2CHCOOClCH 3CH 2CHCOOCH 3COO OH COOCH3COONO22、点做习题:P442-444 (七)、(八)、(九)、(十)、(十一)、(十二)、(十三)参考资料:①《基础有机化学》(第二版)邢其毅主编高等教育出版社②《有机化学》(第三版)廖清江主编人民卫生出版社课后记:1、课时安排基本合理2、本章的难点是羧酸的酸催化和碱催化酯化反应机理。

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