第十三章羧酸及其衍生物2014

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第13章羧酸及其衍生物PPT教案

第13章羧酸及其衍生物PPT教案

✓高级酸酐可以用乙酸酐作为脱水剂制备。
2
COOH + (CH3CO)2O
CO 2O + 2CH3COOH
第34页/共147页
3 .成酸酐的反应
✓具有五元环和六元环的酸酐可用二元酸直接加热脱水制备。
O
COOH
C
O
COOH
C
O
✓酸酐还可以用酰卤和无水羧酸盐共热制备,通常用此法制备
混酐。
O
O
CH3CH2C Cl + H3C C ONa
13.1.2 羧酸的命名
1.习惯命名法
✓许多羧酸根据来源命名,如甲酸俗称蚁酸,因为蚂蚁会 分泌出甲酸;乙酸俗称醋酸,它最初由食醋中获得;苹果 酸、柠檬酸、酒石酸分别来源于苹果、柠檬和酿制葡萄酒 时形成的酒石中。
✓软脂酸、硬脂酸、油酸都是油脂水解得到,并根据它 们的性状命名。
第4页/共147页
2.系统命名法
▪ 脂肪族一元羧酸一般都能溶解于乙醇、乙醚、氯仿等有
机溶剂中。
▪ 低级饱和二元羧酸可溶于水,并随碳链的增长而溶解度
降低。芳酸的水溶性极低。
第15页/共147页
13.3.2 羧酸的光谱特性
1. 红外光谱 (IR)
1)一元羧酸在液态和固态下是缔合的,故-OH的伸缩振动 在3300~2500 cm-1处一强宽的吸收峰,与饱和碳的C-H伸缩振
➢ 羧酸根负离子的结构
羧酸根负离子的结构与原来羧酸中羧基的结构 有所不同,两个碳氧键等同。
O R CO
O R CO
1/2
O
R C O1/2
羧酸根负离子中存在着由三个原子四个π电子组成 的π分子轨道。由于π电子的离域,故羧酸根离子比 羧酸的稳定性大得多。

09-第十三章 羧酸衍生物.

09-第十三章 羧酸衍生物.

邻苯二甲酰亚胺钾
RX -KX
O NR O
NaOH H2O,
RNH2 +
COOCOO-
伯胺 (高纯度)
13.4.6.2 酰胺脱水
CONH2
P2O5 强热
CN + H O 2
CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CHCONH2
SOCl2, 苯
CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CHCN + H2O
13.4.6.3 Hofmann降解反应
乙腈
苯甲腈
丙烯腈
己二腈
3-甲基戊腈
13.1.3 酯
酯是按照形成它的酸和醇来命名的。
O CH3C OC2H5 O CH3
CH3COCH2CH2CHCH3
COOCH3
乙酸乙酯
乙酸异戊酯 (香蕉水)
苯甲酸甲酯
C OCH CH2 O
CH3CO OCH2 CH3CO OCH2 O
O
β-萘甲酸乙烯酯
乙二醇二乙酸酯
O R C NH2
Br2, NaOH
RNH2
少一个碳原子的伯胺
(CH3)3CCH2CONH2
Br2, NaOH
(CH3)3CCH2NH2
O C NH2
Br2, NaOH
NH2
回忆一下已学知识中有关降解 (减碳) 反应的内容有哪些?
课堂练习:p. 458
13.8、13.9
p.462 (七)
13.5 碳酸衍生物
丁二酰亚胺
己内酰胺
13.1.2 酸酐和腈
酸酐和腈的命名是由它们水解后所得的酸来命名的。
O O CH3COCCH3 O O CH3COCCH2CH3 O O O
乙酸酐

第十三章羧酸及其衍生物ppt课件

第十三章羧酸及其衍生物ppt课件

13.4 羧酸的制备
13.4.1氧化法 醛、伯醇的氧化
烯烃的氧化(适用于对称烯烃和末端烯烃)
芳烃的氧化(有α-H芳烃氧化为苯甲酸) 碘仿反应制酸(用于制备特定结构的羧酸)P306
13.4.2 羧酸衍生物的水解反应(308)
O
OO
O
O
R-C-X R-C-O-C-R' R-C-OR' R-C-NH2 RCN
O H C CH2COOH
丙醛酸 (3-氧代丙酸或3-羰基丙酸)
O
CH3 C CH2COOH
3-丁酮酸 (3-氧代丁酸或乙酰乙酸)
羧酸常用希腊字母来标名位次,即与羧基直接相连的碳原子 为α,其余位次 为β、γ…,距羧基最远的为ω位。 Δ表示烯键的位次,把双键碳原子的位次写在Δ的右上角。
二元酸命名:
PBr3 -HBr
RCHCOOH Br
2 反应机理
RCH2COOH PBr3
这步反应 不会逆转
O
互变异构
OH BrB-r
RCH2CBr
RCH=CBr
+ OH
RC H -CBr + Br -
-HBr
O RC H -CBr RCH2COOH
Br
Br
Br
O
催化剂的作用是将羧酸转化为酰 卤,酰卤的α-H具有较高的活性而易 于转变为烯醇式,从而使卤化反应 发生。所以用10%~30%的乙酰氯或 乙酸酐同样可以起催化作用。
取代基具有给电子共轭效应时,酸性强弱顺序为: 邻>间>对
具体分析: 邻 位(诱导、共轭、场、氢键效应、空间效应 均要考虑。) 对 位(诱导很小、共轭为主。) 间 位(诱导为主、共轭很小。)
共轭碱分子内形成氢键,降低了共轭碱的碱性,增强了对应

第十三章 羧 酸 衍 生 物

第十三章 羧 酸 衍 生 物

剧烈反应
O
=
(C H 3)3C C O O H 位阻大
SOCl2
(C H 3)3C C O C l
C6H5OH 吡 啶
(C H 3)3C C O C 6H5
O C
O
反应活性较差
应可用于从低沸点酯制备高沸点酯。如:
C H2 =C HC O O C 3 H + C H3(C H2)2C H2O H
b.p: 80.5℃ 低沸点酯
综上所述,羧酸衍生物的反应活性顺序为:
O X > R C O R C
R C
=
=
O O > R C
=
O > R C OR’
=
O NH2
醛/酮的活性介于酸酐和酯之间,其中醛的活性大于酮
=
⑴ 水解
特点: a.产物均有羧酸生成。 b.活性:酰卤
O R C Cl
剧烈反应
〉酸酐 〉酯 〉酰胺
+
H 2O
RCOOH+ HCl 2RCOOH RCOOH+ R'OH RCOOH+ NH4+
MgX
O + O O
H2O
COCH2CH2COOH H3CO
H3CO
⑶ 酯与格氏试剂的反应
+ R C= O R” R’MgX

R C O R” R’
R’MgX 醚
OR ”
R C R’
R R’ C OH
R R’ C R’
H3O
=
O
O MgX
Mg
X
O
+
O MgX
结构 R’ 对称的 叔醇
比较反应活性:
< R C R’ R C= O R”

大学有机化学第十三章羧酸

大学有机化学第十三章羧酸

CH3-C CH-COOH CH3
4
3
2
1
3-甲基-2-丁烯酸
取代酸
CH
CHCOOH
3-苯基丙烯酸(肉桂酸) ( -苯基丙烯酸)
◆ 羧酸的物理性质
O R C
=
O
H O
H H H
R C
=
O
H O O
O H
O H
=
C R
羧酸是极性分子,能与水形成氢键,故低级一元酸可 与水互溶,但随M↑,在水中的溶解度↓,从正戊酸开始 在水中的溶解度只有3.7 %,>C10的羧酸不溶于水。
O CH3C OH + NH3
CH3COOH + NH3
O
CH3C O.NH4 200℃CH C NH 3 2
CH3COONH4 Δ CH3CONH2 + H2O
-+
O
二元酸的二铵盐受热则发生分子内脱水兼脱氨,
生成五元或六元环状酰亚胺。
C H2C O O NH 4 C H2C O O NH 4
O
300℃
回流
ClCH2COOH
Cl2 , P
一氯乙酸
Cl2CHCOOH
回流
Cl2 , P Cl3CCOOH
二氯乙酸
回流
三氯乙酸
α-卤代酸是一种重要的取代酸,它可以发生与卤代烃相 似的亲核取代或消去反应,从而转变成其它的取代酸。
如:
CH3COOH Br2 ,P BrCH2COOH NaCN NCCH2COOH α-氰基乙酸
b.p: 羧酸 > M 相同的醇。
IR谱:
OH伸缩振动—
二聚体:2500~3300cm-1(宽而散);
单体: 3550cm-1(气态或非极性溶剂的稀溶液)。 C=O伸缩振动——脂肪族羧酸:1700~1725cm-1 芳香族羧酸:1680~1700cm-1

有机化学第十三章 羧酸及其衍生物

有机化学第十三章   羧酸及其衍生物

2) 与羰基相连的基团(Y) 空间体积; 3) 与羰基相连的基团(Y)
离去能力; 4) 反应物稳定化程度。
离去基团的离去能力: X- > RCOO- > RO > H2N
O R C Y
OR C Y+
羧酸衍生物亲核取代反应活性顺序:
O O O O > RCNH2 ~ ~ RCN
RCX > RCOCR >
RCH2Cl3 + H2O RCH2CN + H2O RCH2COOR' + H2O ......
RCH2COOH
13.3 羧酸的物理性质(P309) 13.4 羧酸的化学性质(P311) 1、酸性和成盐
sp
2
自学
R C
O OH R C
O
O OH
O C O
R C O-
两个碳氧键键长不同
四电子三中心的分子轨道 两个碳氧键键长等同。
O HO HC HOH2C OH
O
CH3
OH
Erythromycin A (红霉素) A
Vitamin C
• 酰胺
CH3 O O HCN-CH3 CH3
N,3-二甲基戊酰胺 N,N-二甲基甲酰胺
COOH
CH3CH2CHCH2CNHCH3
NHCOCH3
4-乙酰氨基-1萘羧酸
氮原子上有取代基, 在取代基名称前加N标出。
O NH R O R-C-NH N O S CH3 CH3 COOH
R=C6H5CH2(penicillin G)
γ -内酰胺

青霉素 ( penicillin )
物理性质(自学)
13.9 羧酸衍生物的物理性质

[工学]第十三章--羧酸及其衍生物PPT课件

[工学]第十三章--羧酸及其衍生物PPT课件

强、宽谱带
NMR:
-COOH 上质子的化学位移9.5~13ppm
-
11
§13.3 羧酸的化学性质
-COOH的结构: C(近似)sp2杂化
O
O
P-π共轭,羟基、
R
C O
R H
C
O.. H
羰基不是独立的
H离解后负电荷为- 三原子共同承担
12
O
O-
RC
RC
O-
O
共 振酸 结根 构的 式
亲核试剂进攻生成羧酸衍生物
反丁烯二酸 (富马酸)
-
6
§13.2 羧酸的物理性质和波谱性质
• C1~3:无色透明液体 C4~10: 油状液体 C10以上:蜡状固体。 • 饱和一元羧酸的沸点随分子量的增加而升高。
分子量相近时,沸点:羧酸>醇。
原因:羧酸氢键较稳定,并形成双分子缔合。
O HO
H3CC OH
CCH3 O
例:甲酸 (101℃) > 乙醇 (78℃)
解: -Cl 连在开链烃上主要为诱导效应,距离越近作用越大。
酸性:CH3CHClCOOH > CH2ClCH2COOH
-
18
例:比较酸性
COOH
COOHCOOH COOH
OC3H HO
H2N
解:供电子强弱顺序:-NH2 > -OH > -OCH3 都使酸性减弱
COOH COOH COOH COOH
-
30
二.由烃氧化制备
CH 3
KMnO4
H+
COOH
烯烃、有α-H的烷基苯氧化
三.由R-MgX制备
R-MgX + O=C=O

第十三章羧酸及其衍生物详解演示文稿

第十三章羧酸及其衍生物详解演示文稿

一、 酸性
• 羧酸的pKa=45, 在水溶液中,离解的氢离子与水结合 成水和氢离子
• 羧酸与碳酸氢钠的成盐反应
• 加入强酸使盐分解,游离出羧酸
23
第23页,共110页。
• 羧酸根负离子的结构和稳定性
• 羧酸根负离子的负电荷不是 集中在一个氧,而是平均分 散在两个氧原子上。不同于 羧酸,其两个碳氧键是等同 的。
系统命名法 (同 醛) (1)选择含有羧基(及不饱和键)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
4
第4页,共110页。
CH3 CH3-CH-CH-COOH
CH3
2,3-二甲基丁酸
CH2=CH-COOH
(3) 苯甲酸的制备
CH3 3Cl2, hv
100~150℃
CCl3 3H2O, ZnCl2
100~115℃
COOH
17
第17页,共110页。
四、 从格利雅试剂制备
• 得到增加一个碳原子的羧酸
18
第18页,共110页。
§13.3 羧酸的物理性质
饱和一元羧酸中:
C1~C3的低分子量羧酸是具有强烈酸味和刺激性的 液体; C 4~C9的羧酸是具有腐败气味的油状液体。
Cl
4.06
H2 H2 H2C C C COOH
Cl
4.52
27
第27页,共110页。
诱导效应是由于电负性不同的取代基团的影响,使整个分 子的成键电子云按取代基的电负性所决定的方向而偏移的 效应;这种影响随碳链的增长而迅速减弱。
诱导效应的大小以H为标准来比较,吸引电子的
能力比H强的称吸电子基(-I),反之为供电子基(+I)
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C4H10O26, M醋P酸a,盐1(或50环~2烷50酸℃钴)CH3COOH+HCOOH+CH3CH2COOH
3. 烯烃制备羧酸——双键断裂
4. 环状烯烃制备——二元羧酸
+ 4[O]
5. 丙烯酸的制备
C H2 C H2 COO H C H2 C H2 COO H
6. 芳烃的侧链烷基含有-H的—用强氧化剂氧化,全部 在位断裂成酸
C H2 O H
K M nO4 / H2SO4
C H O
K M nO4 / H2SO4
C O O H
C H 3 C ( H 2 ) C 5 H O K M n O 2 0 4 H /℃2 S O 4 C H 3 C ( H 2 ) C 5 O O H
• 不饱和醇或醛须用弱氧化剂制备
托伦斯试剂
CH3—CH=CH—CHO + [O] AgNO3,NH3 CH3—CH=CH-COOH
COOH
側链是叔烷 基,很难氧 化,强氧化 剂时环发生 破裂.
H3C C CH3 CH3
H3C C CH3 CH3
C(CH3)3
KMnO4
剧烈氧化
(CH3)3CCOOH
补充例题:
OC2H5 CH=CHCOOH
[O]
OC2H5 CH2CH2COOH
OC2H5 COOH
注意: 硝酸的氧化性,及其发生硝化(取代)反应的状况。
CH2COOH
CH2COOH
CH=CHCOOH
3-苯丙烯酸
苯乙酸(苯醋酸) (-苯丙烯酸,肉桂酸)
-萘乙酸
2. 羧基直接与苯环相连——苯甲酸作为母体
COOH
COOH
苯甲酸(安息香酸)
C H3
对甲苯甲酸
• 多元芳香族羧酸的命名
• 用“羧酸”或“甲酸”作字尾,其它作为取 代基
COOH
COOH
COOH
COOH
对苯二羧酸
环己烷羧酸
(对苯二甲酸,1,4-苯二甲酸)(环己烷甲酸)
-萘羧酸 -萘甲酸;1- 萘甲酸
13.2 羧酸的制法
13.2.1 从伯醇或醛制备羧酸
H RCOH[O]
R
O
[O]
C
R
O C
H
H
O H
C H C 3 H C 2 H C 2 H O 2 H K M O n 4 H /S O 24 C H C 3 H C 2 H C 2 H O K M O n 4 H /S O 24 C H C 3 H C 2 H C 2 O O H
13.2.3 从水解制备羧酸 (1)从腈水解制备羧酸
R-CN + 2H2O + HCl 加热 R-CN + H2O + NaOH 加热
H2CH2CH2CN
KOH H2O,乙二醇
H+
R—COOH + NH4Cl R—COONa + NH3 CH3CH2CH2CH2COOH
( 90% )
Ph-CH2CN + 2H2O 苯乙腈
13.2.2 从烃氧化制备羧酸
1. 高级烷烃混合物氧化制取高级脂肪酸混合物,作为 制皂原料. • 如石蜡C20~C30烷烃,得50~60%高级脂肪酸(C10~C20):
RCH2-CH2-R’
O2, 120℃ 锰盐,1.5~3MPa
RCOOH + R’COOH
高级烷烃混合物
高级脂肪酸混合物
2. 低级烷烃直接氧化制取低级羧酸(往往得到混合物):
第十三章 羧酸及其衍生物
作业(P345)
1(12、14 ) 2(5、7、8、 9、10、11、14) 4、5(1、2、3、4) 6、8、9、10(3、4) 11(1、7、9、10,注(1)改条件为Ba(OH)2,Δ,) 13(2、4、6、8、9) 18、改错:最后一行(A)醇——改为甲醇。此题注
意烯醇式与醛结构的互变。 19。提示:不对称酸酐的酯化,分步进行。
• 选择分子中含有两个羰基的碳原子在内的最长碳链 作主链,称为某二酸.
COOH
COOH
乙二酸(草酸)
H C O O HC -H2C -O O H
丙二酸(胡萝卜酸)
H COOH CC
HOOC H
富 马 酸
HH CC
HOOC COOH
马 来 酸
(反丁烯二酸)
(顺丁烯二酸)
• 芳香族羧酸的命名 1. 羧基与苯环支链相连——脂肪酸作为母体
C H3
K M n O4 / NaO H
C O O H
C2 H5
K M n O4 / NaO H
CH3
K2Cr2O7 / H2SO4
COOH
NO2
NO2
CH(CH3)2
Na2Cr2O7 / H2SO4
COOH
(CH2)6CH3
COOH
6. 芳烃的側链含有 -H—全部在位断 裂成酸
CH3
KMnO4 / NaOH
浓H2SO4 加热
Ph-CH2COOH + NH3 苯乙酸 (78%)
• 注意: 此法不适用于仲卤烷和叔卤烷 (NaCN, KCN 的碱性强,易使仲或叔卤烷脱去卤化氢而成烯烃)。
(2) 从油脂水解制备羧酸
RCOOCH2
RCOOH
CH2OH
+
R'COOCH + 3H2O H R'COOH + CHOH
俗名 系统名
O CCC C C C
OH
6 5432 1
例如:
CH2=CH-COOH
丙烯酸(败脂酸)
C H3C -H = C HC -O O H
2-丁烯酸(巴豆酸)
CH3 C H3 -C H-C H-COO H
CH3
俗称:,-二甲基丁酸 (,-二甲基酪酸) 系统名称: 2,3-二甲基丁酸
• 脂肪族二元羧酸的命名
R''COOCH2
R''COOH CH2OH
• 肥皂就是碱性条件下生成的高级脂肪酸盐.
(3) 苯甲酸的制备
一取代?二取 代?水解?
13.1.2 羧酸的分类和命名 (1) 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
(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
第十三章 羧酸及其衍生物
(一)羧酸
13.1 羧酸的结构、分类和命名 13.1.1 羧酸的结构
酰基 O 羧基 R C OH
——羧酸的分子中都含有羧基官能团:
-H取 代反应
HO
C=O 基亲核加成
R
C
H
脱羧反应
C O
O H 键断裂而
呈酸性
H
OH被取代反应
• 羧基中的碳原子是SP2杂化,三个键在一个平面上。 • 碳原子的一个P轨道与氧原子的P轨道形成键。
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