第11章羧酸和取代羧酸
实验九--羧酸和取代羧酸的性质
实验九羧酸和取代羧酸的性质 一、实验目的 1.验证羧酸和取代羧酸的主要化学性质。 2.掌握羧酸及取代羧酸的鉴别方法。 二、实验原理 羧酸均有酸性，与碱作用生成羧酸盐。羧酸的酸性比盐酸和硫酸弱，但比碳酸强，因此可与碳酸钠或碳酸氢钠成盐而溶解。饱和一元羧酸中甲酸的酸性最强，二元羧酸中草酸的酸性最强。羧酸和醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应，生成有香味的酯。在适当的条件下羧酸可发生脱羧反应。甲酸分子中含有醛基，具有还原性，可被高锰酸钾或托伦试剂氧化。由于两个相邻羧基的相互影响，草酸易发生脱羧反应和被高锰酸钾氧化。 乙酰乙酸乙酯是由酮式和烯醇式两种互变异构体共同组成的混合物，因此它既有酮的性质，如能与2,4-二硝基苯肼反应生成橙色的2,4-二硝基苯腙沉淀，又有烯醇的性质，如能使溴水褪色，与三氯化铁溶液作用发生显色反应等。 三、仪器和药品 试管、烧杯、酒精灯、试管夹、带软木塞的导管等。 冰醋酸、草酸、苯甲酸、乙醇、异戊醇、乙酰乙酸乙酯、水杨酸、乙酰水杨酸、乳酸、酒石酸、2mol?L-1一氯乙酸、2mol?L-1三氯乙酸、2,4-二硝基苯肼、10%甲酸、10%乙酸、10%草酸、10%苯酚、托伦试剂、5%氢氧化钠溶液、5%盐酸、0.05%高锰酸钾溶液、0.05mol?L-1三氯化铁溶液、5%碳酸钠溶液、浓硫酸、溴水、饱和石灰水、甲基紫指示剂、pH试纸。 四、实验步骤 1.羧酸的酸性 (1)用干净的玻棒分别蘸取10%乙酸、10%甲酸、10%草酸、10%苯酚于pH 试纸上，观察和记录其pH并解释之。 (2)在2支试管中分别加入0.1g苯甲酸、水杨酸和1mL水，边摇边逐滴加入5%氢氧化钠溶液至恰好澄清，再逐滴加入5%盐酸溶液，观察和记录反应现象并解释之。 (3)在2支试管中分别加入0.1g苯甲酸、水杨酸，边摇边逐滴加入5%碳酸
第九章羧酸及其衍生物和取代酸
第九章羧酸及其衍生物和取代酸 I学习要求 1. 了解羧酸、羧酸衍生物、取代酸的结构特点和分类；了解生物体中重要羧酸及取代酸的俗名及物理性质。 2. 熟练掌握羧酸、羧酸衍生物、取代酸的系统命名。 3. 熟练掌握羧酸、羧酸衍生物、取代酸的化学性质；尤其是诱导效应对羧酸及取代酸酸性的影响。 4. 掌握个别羧酸的特殊反应（甲酸、草酸、丙酮酸、乙酰乙酸、水杨酸等）。 5. 掌握互变异构的概念以及产生互变异构的条件，理解产生互变异构的原因。 n内容提要 一.羧酸的结构特点与化学性质 羧基（一COOH）是羧酸的官能团，羧基中的碳原子为sp2杂化，是平面构型。其中羰基 与羟基之间存在的p-n共轭效应，使羰基的缺电子性质下降，亲核加成反应活性远不及醛、酮。由于羰基的吸电子（-1，- C）效应和羟基氧原子的共轭什C）效应及其诱导（-I）效应，导致羧酸有一定的酸性（pK a=4~5）。羧基的吸电子效应使羧酸的a-氢有一定的活泼性，但其 活泼性小于醛、酮的a-氢。在一定的条件下，羧基中的羟基可被取代生成酰氯、酸酐、酯和酰胺等。羧酸是极性分子，分子间及与水分子之间均能形成氢键，其沸点比相对分子质量相同的醇的沸点高。可以看出，在羧基中既不存在典型的羰基，也不存在典型的羟基，而是二者相互影响的统一体。因此，根据羧基的结构特点，羧酸可发生以下主要反应： : .......... ...... ... 脱羧反应 :O 亠 R— CH * C---------- -氢氧键断裂显酸性 H — jr I a氢的反应.......... ................ .....亲核试剂进攻发生取代反应 1. 酸性：羧酸具有酸性，其酸性比一般无机酸的酸性弱而比碳酸和苯酚强。羧酸分子中存在有吸电子基团时，其酸性增强，连有斥电子基团时，酸性减弱。 2. 羧酸衍生物的生成：羧基中的羟基可被一成 相应的羧酸衍生物酰卤、酸酐、酯和酰胺。 X、一OCOR、一OR、一NH2 等取代，生 O II R—C—OH + < PCI3 O R'—CPH II LC—CI ° ° kC—O—bR' 浓HSO4 R-OH -. NH3 O MCPR' O - + A MC—ONH4 _H H O II kC—NH2
第10章 羧酸和取代羧酸
第十章羧酸和取代羧酸\ 1. 下列化合物中酸性最强的是 A. 丙酮酸 B. α-羟基丙酸 C. -羟基丙酸 D. 丙酸 2. 下列化合物中属于酮体的是 A. α-丙酮酸 B. α-丁酮酸 C. 丙酮 D. α-羟基丁酸 3. 不能与三氯化铁发生显色反应的是 A. 苯酚 B. 乙酰乙酸乙酯 C. 乙酰水杨酸 D. 水杨酸 4. 下列化合物中酸性最强的是 A. 乙酸 B. 甲酸 C. 苯甲酸 D. 乙二酸 5. 下列化合物中酸性最弱的是 A. (CH3)2CHOH B. CH3CH2CH2OH C. (CH3)3COH D. CH3CH2COOH 6、能与Tollens试剂反应的酸是 A. 乙酸 B.苯甲酸 C.乳酸 D.丁二酸 7、草酰乙酸的结构式是 A. B. C. D. 8、区别水杨酸和乙酰水杨酸可用试剂 A. Tollens试剂 B. NaHCO3 C. 2,4-二硝基苯肼 D. FeCl3 9、下列化合物酸性最强的是 A. C. OH SO3H B. D. COOH H 2 CO 3 HOOCH2C C CH2COOH O HOOC C COOH O HOOC C CH2COOH O HOOC C CH2CH2COOH O
10、乙酰水杨酸的结构是 A. B. C. D. 11.下列羧酸中，受热后容易发生脱羧反应的是 12. 羧酸R-COOH 具有酸性的原因是 A. σ-π 超共轭效应 B. 烃基R 的供电子诱导效应 C. P -π共轭效应 C. π-π共轭效应 13．下列羧酸中，酸性最强的是 A. FCH 2COOH B. ClCH 2COOH C. CH 3COOH D. HCOOH 14. 下列化合物加热生成交酯的是 15. 能与2,4-二硝基苯肼反应生成黄色固体的是 A. 草酰乙酸 B. 柠檬酸 C. 酒石酸 D. 苹果酸 16. 下列化合物酸性最强的是 A. 苯甲酸 B. 对-硝基苯甲酸 C. 对-甲基苯甲酸 D. 对-氯苯甲酸 17. α-酮戊二酸的结构式是 A. B. C. D. C CH 2 COOH O CH 2HOOC HOOC C CH 2CH 2COOH O HOOC C O CH 2COOCH 3HOOC C CH O COOH 3C H 3COOH HOOC CH 2COOH C H 2 H 2COOH COOH C H 2CH 2CH 2COOH COOH A. B.C. D.C H 3CH CH 2COOH COOH OH C H 3CH COOH C H 3C CH 2COOH O A. B.C. D.COOC 2H 5OH OCOCH 3COOH OCOCH 3 OH COOH NHCOCH 3
第八、九章 羧酸和取代羧酸
第八、九章 羧酸和取代羧酸 一、名词解释 1、 脱羧反应 2、酮体 二、命名或写结构式 CH 3 CH 3 1、CH 3C=CHCOOH 2 CHCH 2COOH O OH 3、CH 3CH 2CCH 2COOH 4、CH 3CH 2CHCH 2COOH 6、CH 3—CH ——COOH OH 9、苯乙酸 11、乳酸 12、β-丁酮酸 三、选择题 2、下列各物质能与NaHCO 3CO 2的是（ ）。 A 、CH 3CH 2OH B C 、NH 3 D 3、下列物质中能与CH 3OH 反应生成酯的是（ ）。 A 、NaCl B 、 C 6H 5OH C 、HCOOH D 、CH 3COOCH 3 4、下列酸中加热后脱羧生成HCOOH 的是（ ）。 A 、乙酸 B 、丙酸 C 、草酸 D 、己二酸 5、己二酸加热所得产物是（ ）。 A 、内酯 B 、羧酸 C 、酸酐 D 、环酮 8、下列具有还原性的酸是（ ）。 A 、乙酸 B 、草酸 C 、丁二酸 D 、丙二酸 11、现有①CH 3COOH ②FCH 2COOH ③ClCH 2COOH ④BrCH 2COOH ，其酸性强弱顺序为（ ）。 A 、②>③>④>① B 、①>③>②>④ C 、①>②>③>④ D 、③>②>①>④ 12、下列各物质中属于酮酸的是（ ）。 A 、乳酸 B 、草酰乙酸 C 、草酸 D 、水杨酸 13、人体脂肪代谢的中间产物酮体是（ ）。 A 、丙酮，β-羟基丁酸，β-丁酮酸 B 、丙酮酸，β-羟基丁酸，β-丁酮酸 C 、丙酮，α-酮戊二酸，α丁酮酸 D 、丙酮酸，α-羟基丁酸，α-丁酮酸 18、 ）。 A B C 、H 2CO 3 D CH 2OH 19、 —OH —COOH 可用的试剂是（ ）。 A 、 B 、FeCl 3 C 、Na D 、NaHCO 3 四、填空 OH
有机化学练习题 第10章 羧酸和取代羧酸
第十章 羧酸和取代羧酸 1．下列化合物酸性强弱的顺序是……………………………………（ ） ①CH 3CH 2OH ②CH 3CH 2CHOHCH 3 ③CH 3CH 2COOH ④CH 3CHClCOOH A ．①>②>③>④ B ．④>③>②>① C ．④>③>①>② D ．③>④>②>① 2．下列化合物中，酸性最强的是………（ ），最弱的是……（ ）。 A ．CH 3COOH B ．HCOOH C ．HOOCCH 2COOH D ．HOOC-COOH E ．C 6H 5COOH 3、将下列化合物按酸性增强的顺序排列： a. CH 3CH 2CHBrCO 2H b. CH 3CHBrCH 2CO 2H c. CH 3CH 2CH 2CO 2H d. CH 3CH 2CH 2CH 2OH e. C 6H 5OH f. H 2CO 3 g. Br 3CCO 2H h. H 2O 4、写出下列反应的主要产物 a. CH 3COCHCOOC 2H 5 32b. CH 3COCHCO 2CH 3 CH 2CO 2CH 3 c. CH 3CH 2CHCOOH OH d. COOCH 3COCH 3 稀H i.CH 3COOC 2H 5+ CH 3CH 2CH 2OH H + j.CH 3CH(COOH)2 k. COOH + HCl
5、用简单化学方法鉴别下列化合物： a. CH 3CH 2CH 2COCH 2COOCH 3 OH COOH CH 3CHCOOH OH 6、怎样将己醇、己酸和对甲苯酚的混合物分离得到各种纯的组分？ 7、化合物A ，分子式为C 4H 6O 4，加热后得到分子式为C 4H 4O 3的B ，将A 与过 量甲醇及少量硫酸一起加热得分子式为C 6H 10O 4的Ｃ。B 与过量甲醇作用也得到C 。A 与LiAlH 4作用后得分子式为C 4H 10O 2的D 。写出A ，B ，C ，D 的结构式以及它们相互转化的反应式。 答案： 1. C 2. D , A 3. 酸性排序： g > a > b > c > f > e > h > d 4、 a. CH 3COCHCOOC 2H 5 CH 3 2CH 3COCH 2CH 3b. CH 3COCHCO 2CH 3 2CO 2CH 3 CH 2COO CH 2COO c. CH 3CH 2CHCOOH HC O C CH O C O O CH 3CH 2 CH 2CH 3 d. COOCH 3COCH 3 稀H C CH 3_ _+ CH 3COO + CH 3OH _ + CO 2 + CH 3OH O
医用有机化学部分第七章羧酸和取代羧酸练习题
医用有机化学部分 第七章羧酸和取代羧酸 一、选择题 1．下面四种化合物种哪一个沸点最高（）A. CH3CH2OH B. CH3CHO C. CH3COOH D. CH3CH3 2．下列化合物中酸性最强的是（）A. HOOC-COOH B. CH3CH2OH C. CH3COOH D.CH3CHO 3．下列化合物中，属于芳香族羧酸的是（）A.苯甲酸 B.苯乙酸 C. 3-苯基丁酸 D.2-苯基丙酸 4．下列化合物中，属于羟基酸的是( ) A. 蚁酸 B. 柠檬酸 C. 醋酸 D. 草酸 5．下列化合物中，属于酮酸的是( ) A. 水杨酸 B.草酸 C. 草酰乙酸 D. 乳酸 6．下列化合物中酸性最强的是（）A. 苯酚 B. 丙酸 C. 2-羟基丙酸 D. 2-丙酮酸 7．下列化合物中，不能发生酯化反应的是( ) A. HCOOH B. CH3COCH3 C. CH3CH2OH D. CH3COOH 8．根据系统命名法，化合物(CH3)2C(OH)CH2CH2COOH的名称为（）A. 二甲基丁醇酸 B. 2-羟基戊酸 C. 4,4-二甲基-4-羟基-丁酸 D. 4-甲基-4-羟基戊酸 9．乙酸的沸点高于乙醇，这主要是因为（）A. 乙酸分子间形成氢键 B. 乙酸与水形成氢键 C. 乙酸分子间存在分子间力 D. 乙酸中羰基碳进行了sp2杂化 10．鉴别羧酸和苯酚常用的试剂为( ) A. NaOH B. NaHCO3 C. NaHSO3 D. HCl 11．CH3CH2COOH和CH3COOCH3之间的异构属于( ) A.碳链异构 B.官能团异构 C.位置异构 D.立体异构 12．下列化合物中，容易发生分子内脱水的是（）A.CH3CH2COOH B.HOCH2CH2COOH C. CH3COCOOH D. HCOOH 13．下列化合物中，容易发生脱羧反应的是（）A.CH3CH2COOH B.HOCH2CH2COOH C. CH3COCH2COOH D. CH3COCOOH 14．下列化合物中，容易发生银镜反应的是（）A.甲酸 B.乙酸 C. 丙酮 D. 乙醇 15．下列化合物的水溶液能与FeCl3显色的是（）A.柠檬酸 B.乙酸 C. 水杨酸 D. 乙醇 16．能使高锰酸钾溶液褪色的化合物是（）A.柠檬酸 B.乙酸 C. 丙二酸 D. 乙二酸 17．下列化合物中不溶于水的是（）A.醋酸 B.乙醇 C.丙酮 D.乙酸乙酯 18．常用药阿斯匹林的结构式是（）
第十章 羧酸和取代羧酸
第十章羧酸和取代羧酸 1．苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸的分子量较接近，而沸点和熔点却相差很大，此现象如何解释？ 苯甲醛苯甲醇苯甲酸 分子量106 108 122 沸点/178 205 249 ℃ 熔点/℃-26 -15.3 122 2．顺丁烯二酸在100克水中能溶解79克，而反丁烯二酸只能溶解0.7克，试给予解释。 3．试解释邻氯苯丙炔酸的酸性弱于其对位和间位异构体的酸性。 4．试解释为什么2,6-二羟基苯甲酸（pKa=2.32）的酸性强于邻羟基苯甲酸（pKa=2.98）的酸性。 5．在利用氧化法由伯醇制备醛或由烷基苯制备芳酸中，如何能得到纯净的醛或羧酸？ 6．甲酸为什么具有还原性？ 7．分子式为C9H8O3的一种化合物，能溶于氢氧化钠和碳酸钠溶液，与三氯化铁溶液有显色反应，能使溴的四氯化碳溶液褪色，用KMnO4氧化得到对羟基苯甲酸，试推断它的结构。 8．分子式为C4H8O3的两种同分异构体A和B，A与稀硫酸共热，得到分子式为C3H6O 的化合物C和另一化合物D，C不能发生碘仿反应，但D能与托伦试剂反应生成银镜。B 加热脱水生成分子式为C4H6O2的化合物E，E能使溴的四氯化碳溶液褪色，并经催化氢化生成分子式为C4H8O2的直链羧酸F。试写出A、B、C、D、E、F的结构式。 9．用化学方法区分下列各组化合物： （1）甲酸、乙酸和丙烯酸（2）苯甲醇、苯甲酸、水杨酸和苯甲醛 10．阿司匹林水溶液加入FeCl3溶液能否显色？如将其水溶液加热放冷后再加入FeCl3溶液能否显色？ 11．用反应方程式表示丙酮酸在体内的变化过程。 12．将下列各组化合物按酸性由大到小顺序排列，简述其理由。 （1）(A)丁酸(B)顺丁烯二酸(C)丁二酸(D)丁炔二酸(E)反丁烯二酸 （3）(A)α-氯代苯乙酸(B)对氯苯乙酸(C) 苯乙酸(D) β-苯丙酸 13．回答下列问题： （1）为什么羧酸的沸点及在水中的溶解度相对分子质量相近的其它有机物高? （2）苯甲酸和邻氯苯甲酸都是不溶于水的固体，能用甲酸钠的水溶液将其混合物分开，为什么? 14．排列出下列醇在酸催化下与丁酸发生反应的活性次序： （1）(CH3)3CCH(OH)CH3（2）CH3CH2CH2CH2OH （3）CH3OH （4）CH3CH(OH)CH2CH3 15．写出草酸、对苯二甲酸在酸催化下，分别与乙二醇反应的产物。 16．由低到高排出下列化合物沸点的顺序。
第十章羧酸及其衍生物
第13章 羧酸 学习要求： 1． 掌握羧基的结构和羧酸的化学性质 2． 掌握诱导效应和共轭效应对羧酸酸性的影响 3． 掌握羧酸的制备方法以及重要的羧酸的主要用途 4． 掌握二元羧酸取代羧酸的特性反应 分子中含有羧基（－COOH ）的一类化合物称为羧酸（Carboxylic acid ）。羧基是羰酸 的官能团。除甲酸外，羧酸可看作是烃的羧基衍生物，其通式为：按羧基所连的烃基种类不同，羧酸可分为脂肪族羧酸、脂环族羧酸和芳香族羧酸。按烃基是否饱和，可分为饱和羧酸和不饱和羧酸。按羧酸分子中所含羧基的数目不同，又可分为一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸等。二元及二元以上羧酸统称为多元羧酸。 羧基中的碳原子也是sp 2杂化方式成键的，它用三个sp 2杂化轨道分别与－ＯＨ的氧原子，羰基的氧原子和一个烃基的碳原子（也可以是一个氢原子）以σ键相结合，且这三个σ键在同一平面内。羰基碳原子上未参与杂化的p 轨道与羰基氧原子的p 轨道相互交盖而形成π键。－ＯＨ氧原子上的带有未共用电子对的p 轨道可以与π键形成p －π共轭体系，发生电子离域。 R H .. 13．1 羧酸的物理性质 甲酸、乙酸、丙酸是具有刺激性臭味的液体，丁酸至壬酸是具有腐败气味的油状液体，癸酸以上的正构羧酸是无臭的固体。脂肪族二元羧酸和芳香族羧酸都是结晶固体。 由于羧酸是个亲水基团，可和水形成氢键。甲酸至丁酸能与水混溶。从戊酸开始随相对分子质量增加，分子中非极性烃基增大，水溶性迅速降低。癸酸以上的羧酸不溶于水。脂肪族一元羧酸一般都能溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂中。低级的饱和二元羧酸也可溶于水，并随碳链的增长而溶解度降低。芳酸的水溶性极微。 饱和一元脂肪酸，除甲酸、乙酸的相对密度大于１外，其它羧酸的相对密度都小于１。二元羧酸和芳酸的相对密度都大于１。 饱和一元羧酸的沸点随相对分子质量的增加而增高。羧酸的沸点比相对分子质量相同或相近的醇的沸点高。例如，甲酸和乙醇的相对分子质量均为46，而甲酸的沸点为100.7℃，乙醇的沸点为78℃；又如乙酸和丙醇的相对分子质量均为60，而乙酸的沸点为118℃，正丙醇的沸点为97.2℃。这是由于羧酸分子之间能由两个氢键互相结合形成双分子缔和二聚体。在固态和液态，羧酸主要以二聚体形式存在。据物理方法测定证明，甲酸、乙酸等低级的羧酸，在气相时仍以双分子缔和状态存在。 O R C O H O O C R H 羧酸的熔点随着碳原子数的增加而呈锯齿状上升。含偶数碳原子的羧酸的熔点比相邻两个奇数碳原子的羧酸的熔点高。如图13-1。这是因为偶数碳原子的羧酸分子的对称性较高，晶体排列比较紧密的缘故。 RCOH O
大学有机化学羧酸和取代羧酸练习题
大学有机化学羧酸和取代羧酸练习题羧酸和取代羧酸练习题 1、下列化合物酸性最强的是( ) A. 乙醇 B. 乙酸 C. 碳酸 D. 苯酚 2、能与托伦试剂反应的是( ) A( 乙酸 B 甲酸 C 乙醇 D 丙酮 3、下列化合物中酸性最强的是( ) A CICHCHCOOH B CHCH(CI)COOH C CHC(CI)COOH D CHCHCOOH 22332324、下列化合物加热后放出CO的有( );形成内酯的有,( ) 2 A:,-羟基丁酸 B:乙二酸 C:,-羟基戊酸 D:,-羟基丙酸 5、下列物质酸性最强的是( ) A、碳酸 B、乙酸 C、乙醇 D、苯酚 E、水 6、下列物质酸性最弱的是( ) 、苯甲酸 B、醋酸 C、碳酸 D、苯酚 E、盐酸 A 7、甲酸(HCOOH)分子中，含有的基团是( ) A、只有醛基 B、只有羧基 C、没有醛基 D、有羰基 E、既有羧基又有醛基 8、区别甲酸和乙酸可用( ) A、Na B、FeCl C、Cu(OH) D、NaOH E、银氨溶液 3 2 9、下列化合物属于羧酸的是( ) A、CH-CH-OH B、CHCH-O-CHCH C、CH-CHO 323223 3 CHCCH33D、CH-COOH E、 3 O10、不能发生银镜反应的是( ) A、甲酸 B、丙酮 C、丙醛 D、葡萄糖 E、苯甲醛 11、羧酸的官能团是( )
A、羟基 B、羰基 C、羧基 D、醛基 E、酮基 12、下列不能与金属钠反应放出氢气的是( ) A、苯甲酸 B、苯酚 C、乙醇 D、乙醚 E、酒精 13、下列能与乙酸发生酯化反应的是( ) A、乙醛 B、丁酮 C、甲醇 D、苯甲酸 E、乙醚 14、关于羧酸下列说法错误的是( ) A、能与金属钠反应 B、能与碱反应 C、能与碳酸钠反应 D、能与酸反应生成酯 E、能与醇反应生成酯 15、下列属于芳香羧酸的是( ) A、CHCOOH B、CHCOOH C、HOCHCHOH D、HOOC-COOH 65322 16、下列结构式属于草酸的是 ( ) A、HOOC-COOH B、CHOH C、CHCOOH D、HOCHCHOH 65652217、既能发生酯化反应，又能发生银镜反应的是( ) A、乙醇 B、乙醛 C、乙酸 D、甲酸 E、丙酮 18、下列物质酸性排列正确的是( ) A、碳酸,乙酸,苯酚,乙醇 B、乙酸,苯酚,碳酸,乙醇 C、苯酚,乙酸,乙醇,碳酸 D、乙酸,碳酸,苯酚,乙醇 19、此(CH)CH(CH) COOH 结构的正确命名是( ) 3222 A 、2,3,二甲基丁酸 B、4,甲基戊酸 C、2,甲基戊酸 D、2,乙基丁酸 E、2,2,二甲基丁酸 20、下列卤代酸酸性排列正确的是( ) A、CHCHCHBrCOOH,CHCHBrCHCOOH,CHBrCHCHCOOH 3232222 B、CHCHBrCHCOOH,CHCHCHBrCOOH,CHBrCHCHCOOH 3232222 C、CHBrCHCHCOOH,CHCHBrCHCOOH,CHCHCHBrCOOH 2223232 D、CHBrCHCHCOOH,CHCHCHBrCOOH,CHBrCHCHCOOH 22232222
羧酸及其衍生物和取代酸
第九章 羧酸及其衍生物和取代酸 Ⅰ 学习要求 1. 了解羧酸、羧酸衍生物、取代酸的结构特点和分类；了解生物体中重要羧酸及取代酸的俗名及物理性质。 2. 熟练掌握羧酸、羧酸衍生物、取代酸的系统命名。 3. 熟练掌握羧酸、羧酸衍生物、取代酸的化学性质；尤其是诱导效应对羧酸及取代酸酸性的影响。 4. 掌握个别羧酸的特殊反应（甲酸、草酸、丙酮酸、乙酰乙酸、水杨酸等）。 5. 掌握互变异构的概念以及产生互变异构的条件，理解产生互变异构的原因。 Ⅱ 内容提要 一. 羧酸的结构特点与化学性质 羧基(—COOH)是羧酸的官能团，羧基中的碳原子为sp 2杂化，是平面构型。其中羰基与羟基之间存在的p –π共轭效应，使羰基的缺电子性质下降，亲核加成反应活性远不及醛、酮。由于羰基的吸电子(–I ，–C)效应和羟基氧原子的共轭(+C)效应及其诱导(–I)效应，导致羧酸有一定的酸性(pK a =4~5)。羧基的吸电子效应使羧酸的α–氢有一定的活泼性，但其活泼性小于醛、酮的α–氢。在一定的条件下，羧基中的羟基可被取代生成酰氯、酸酐、酯和酰胺等。羧酸是极性分子，分子间及与水分子之间均能形成氢键，其沸点比相对分子质量相同的醇的沸点高。可以看出，在羧基中既不存在典型的羰基，也不存在典型的羟基，而是二者相互影响的统一体。因此，根据羧基的结构特点，羧酸可发生以下主要反应： 1. 酸性：羧酸具有酸性，其酸性比一般无机酸的酸性弱而比碳酸和苯酚强。羧酸分子 中存在有吸电子基团时，其酸性增强，连有斥电子基团时，酸性减弱。 2. 羧酸衍生物的生成：羧基中的羟基可被—X 、—OCOR 、—OR 、—NH 2等取代，生成相应的羧酸衍生物酰卤、酸酐、酯和酰胺。 R CH H α-氢的反应 攻发生取代反应 氧键断裂显酸性羧反 应 R C OH O + P Cl 3 R C Cl O R'C OH O P 2O 5 R C O O C R'O R'OH R C OR'O NH 3 R C ONH 4 O 2R C NH 2 O
大学有机化学羧酸和取代羧酸练习题
羧酸和取代羧酸练习题 1、下列化合物酸性最强的是（ ） A. 乙醇 B. 乙酸 C. 碳酸 D. 苯酚 2、能与托伦试剂反应的是（ ） A ． 乙酸 B 甲酸 C 乙醇 D 丙酮 3、下列化合物中酸性最强的是（ ） A CICH 2CH 2COOH B CH 3CH （CI ）COOH C CH 3C （CI 2）COOH D CH 3CH 2COOH 4、下列化合物加热后放出CO 2的有（ ）；形成内酯的有？（ ） A ：β-羟基丁酸 B ：乙二酸 C ：δ-羟基戊酸 D ：α-羟基丙酸 5、下列物质酸性最强的是（ ） A 、碳酸 B 、乙酸 C 、乙醇 D 、苯酚 E 、水 6、下列物质酸性最弱的是（ ） A 、苯甲酸 B 、醋酸 C 、碳酸 D 、苯酚 E 、盐酸 7、甲酸（HCOOH ）分子中，含有的基团是（ ） A 、只有醛基 B 、只有羧基 C 、没有醛基 D 、有羰基 E 、既有羧基又有醛基 8、区别甲酸和乙酸可用（ ） A 、Na B 、FeCl 3 C 、Cu （OH ）2 D 、NaOH E 、银氨溶液 9、下列化合物属于羧酸的是（ ） A 、CH 3-CH 2-OH B 、CH 3CH 2-O-CH 2CH 3 C 、CH 3-CHO D 、CH 3-COOH E 、 10、不能发生银镜反应的是（ ） A 、甲酸 B 、丙酮 C 、丙醛 D 、葡萄糖 E 、苯甲醛 11、羧酸的官能团是（ ） A 、羟基 B 、羰基 C 、羧基 D 、醛基 E 、酮基 12、下列不能与金属钠反应放出氢气的是（ ） A 、苯甲酸 B 、苯酚 C 、乙醇 D 、乙醚 E 、酒精 13、下列能与乙酸发生酯化反应的是（ ） A 、乙醛 B 、丁酮 C 、甲醇 D 、苯甲酸 E 、乙醚 CH 3CCH 3O
有机化学第九章作业
第九章羧酸和取代羧酸作业题 1.【单选题】下列化合物中，沸点最高的是 A、丁烷 B、丁醇 C、丁醛 D、丁酸 答案：D 【小白菌解析】 分子相对分子质量相近的条件下，沸点：羧酸>醇、酚>醛、酮>烷、醚 2.【单选题】酒石酸的结构是（） A、CH3CH(OH)COOH B、HOOC-CH(OH)CH(OH)-COOH C、HOOC-CH(OH)CH2COOH D、CH3COCOOH 答案：B 【小白菌解析】 酒石酸分子结构如图 3.【单选题】化合物：a乙醇．b乙酸．c苯酚．d碳酸，其酸性由强到弱排列是
A、abcd B、bdca C、bcad D、bcda 答案：B 【小白菌解析】 酸性：无极强酸>羧酸>碳酸>酚>水>醇 4.【单选题】下列物质中的酸性从大到小的顺序是 ①水②乙醇③苯酚④乙酸⑤碳酸 A、①②③④⑤ B、④⑤③①② C、②①③⑤④ D、⑤④③②① 答案：B 【小白菌解析】 酸性：无极强酸>羧酸>碳酸>酚>水>醇 5.【单选题】酸性最大的是（） A、乙二酸 B、乙酸 C、丙二酸 D、丙酸 答案：A
【小白菌解析】 两个羧基的间距越近，酸性越强；烷基增多，酸性减弱。 6.【单选题】酸性从大到小顺序正确的是 a、丁酸 b、α-氯丁酸 c、β-氯丁酸 A、a>b>c B、c> a >b C、a > c > b D、b>c>a 答案：D 【小白菌解析】 卤原子为吸电子基，其数目增多，酸性增强；卤原子与羧基距离越近，酸性越强。 7.【单选题】酸性从大到小顺序正确的是 a、乙醇 b、苯酚 c、对甲基苯甲酸 d、对硝基苯甲酸 A、d﹥c﹥b﹥a B、d﹥b﹥c﹥a C、b﹥d﹥c﹥a D、c﹥d﹥b﹥a 答案：A 【小白菌解析】 酚的酸性比醇大，两者均比酸小；硝基为吸电子基，增强酸性，而甲基为斥电子基，减弱酸性。 8.【单选题】下列化合物酸性最大的是（）
羧酸和取代羧酸习题解答
羧酸和取代羧酸习题解答 一、完成反应式 1、HOOCCH 2 COOH 2、 COOH 2 3 、 COOH COOH 4、 CH 3O C O O 5、 O COOH 6、O COOH COOH 7、 CH 3CCCOOH CH 3 O CH 3 8、H 2/Pt CH 2COOH 2CHO 9、CH 3CHCOOH OH 10、CH 3CHCH 2 CHO OH 4 H 11、 CH 3CH 2COCOOH 12、+CH 3COOH P Br 2 OH KOH 解：1、 CH 3COOH + CO 2 2、 COCl 3、 O O O 4、CH 3O C O OH CN 5、O + CO 2 6、O
7、CH3COONa + (CH3)2CHCOONa8、CH2COOH 2 CH2CH2CH2OH 9、H3C CH3 O O O O10、 CH3CCH2COOH O CH3CCH3 + CO2 O 11、CH 33 CH2OH CH3COONa12、 CH2BrCOOH OCH2COOH 二、选择 1、乙酸和丙酸混合可生成（）种酐？ （1）1 （2）2 （3）3 （4）6 2、不与羰基试剂反应的是（） （1）对甲基苯甲醛（2）环己酮（3）2-甲基丙酸 （4）2-羰基丙酸（5）苯乙酮 3、酸性大到小次序为（） （1）苯甲酸（2）对甲苯甲酸（3）对硝苯甲酸（4）2，6-二硝苯甲酸 4、酸性最强为（） （1）甲酸（2）乙酸（3）苯甲酸（4）HOOCCOO-（5）苯酚 5、酸性最强为（） （1）2-氯丙酸（2）2-羟基丙酸（3）丙酸 （4）2-甲基丙酸（5）2，2-二氯丙酸 解：1、（3）2、（3）3、4＞3＞1＞2 4、（1）5、（5） 三、推断 1、A(C4H8O3)+ NaHCO3→ CO2↑；+卢卡斯→不溶物B；B+ Na2CO3+ KCN +H+→C，C加热 →异丁酸。求A、B、C。 解：A不饱和度=1； A+NaHCO3→CO2↑，则A为酸（2个O为羧基，剩余一个O根据不饱和度推测为醇）； A+卢卡斯试剂→不溶物B，则证实A为羟基酸；且推得B为氯代酸； B+Na2CO3→卤代酸盐+KCN→氰代酸盐+H+→5碳二酸C，C加热→异丁酸，则推得C为间隔1个碳的二酸（非间隔0个碳）： C：H3C COOH COOH C H3C C中一个羧基是由B中的氯转换而来，故推得B：H3C Cl COOH C H3C
大学有机化学第十章 取代羧酸
第十章 取代羧酸 【目的要求】 1、掌握取代羧酸的分类和命名（包含俗名）；取代羧酸的酸性及其它特性。 2、熟悉乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯的结构和性质特点。 3、了解取代羧酸的制备方法；一些重要化合物。 【教学内容】 第一节 取代羧酸的结构、分类和命名 一、结构和分类 卤代酸、羟基酸、羰基酸（氧代酸）和氨基酸等。 二、命名 第二节 卤代酸 一、卤代酸的制备 （一）、α-卤代酸的制备 脂肪族羧酸在少量红磷（或卤代磷）存在下可以直接溴化或氯化，生成α-卤代酸（Hell-Volhard-Zelinsky 反应）。 RCH 2 Br PBr 2 Br α-溴代酸 （二）、β-卤代酸的制备 β-卤代酸可用α,β-不饱和酸和卤化氢发生加成作用而制得。加成时，卤原子总是加β-碳原子上。 （三）、 洪赛迪克尔（Hunsdiecker ）反应 二、性质 （一）、酸性 卤原子的存在使卤代酸的酸性比相应的羧酸强。酸性的强弱与卤原子取代的位置、卤原子的种类和数目有关。 （二）、与碱的反应 1、α-卤代酸:与水或稀碱溶液共煮，水解成羟基酸。 Cl OH H Cl CH 3CHCOOH CH 3 2、β-卤代酸:与氢氧化钠水溶液反应，失去一分子卤化氢，而产生α,β-不饱和羧酸。 H 2 Cl H CH 2CHCOOH 2 3、γ-与δ-卤代酸 （三）、达则斯（Darzens ）反应 （四）、雷福尔马斯基（Reformatsky ）反应 α-卤代酸酯在锌粉作用下与羰基化合物（醛、酮、酯）发生反应，产物经
水解后生成β-羟基酸酯的反应称雷福尔马斯基反应。反应是通过有机锌化合物进行的。例如： BrCH 2COOC 2H 5 Zn BrZnCH 2COOC 2H 5 Zn BrZnCH 2COOC 2H C 6H 5CHO C 6H 5CHCH 2COOC 2H 5OZnBr C 6H 5CHCH 2COOC 2H 5OZnBr O H C 6H 5 CHCH 2COOC 2H OH Br OH 2 61%～64% 三、个别化合物 第三节 羟基酸 一、醇酸 （一）、醇酸的制备 1、卤代酸水解 2、羟基腈水解 3、雷福尔马斯基反应 （二）、性质 1 、酸性。 2、氧化反应。 3、脱水反应。醇酸受热后而发生脱水反应，随着羧基和羟基的相对位置的不同而生成不同的产物。 4、分解反应。 （三）、个别化合物 二、酚酸 （一）、制备 （二）、性质 当酚酸中的羟基与羧基处于邻位或对位时，受热容易脱羧，这是它们的一个特性。 OH CO 2 OH COOH （三）、个别化合物 第四节 羰基酸 一、α-羰基酸 丙酮酸是最简单的α-羰基酸。 CH 3CHCOOH CH 3CCOOH OH 二、β-羰基酸
11、羧酸及取代羧酸教案
有机化学课程 项目教学设计方案 作者：熊颖 单位：江西省医药学校 2014年 3 月5 日
课程有机化学周 次 1 授课 班级 12五年工业分析 与检测班 授课 教师 熊颖 课题羧酸及取代羧酸计划 课时 6 教学目的 要求2.掌握羧酸及取代羧酸结构和命名 3.掌握羧酸及取代羧酸的理化性质 重点 难点 羧酸及取代羧酸的理化性质 授课 方法 讲授、讨论、提问、讲评图例教具课堂教学场所 2-506 时间分配 2学时：羧酸及取代羧酸结构和命名 4学时：羧酸及取代羧酸的理化性质 教学设计 教师不但要考虑教师主导作用的发挥，更要注重学生认知主体作用的体现，使他们能够在课堂教学过程中发挥积极性、主动性。 实训内容第1-2学时：羧酸及取代羧酸结构和命名第3-6学时：羧酸及取代羧酸的理化性质
教学过程羧酸和取代羧酸 羧酸是一类具有酸性的有机化合物，羧基(－COOH)羧酸的官能团。一元羧酸的结构通式为RCOOH。 第一节羧酸 一、羧酸的分类和命名羧酸的系统命名法与醛相似。羧酸习惯上常用希腊字母标位，与羧基直接相连的碳原子为，其余依次为、、……等。CH3CH2CH2COOH CH3 CH2 CH CH COOH CH3 CH3 丁酸CH3CH CHCHCOOH CH3 2,3-二甲基戊酸,-二甲基戊酸CH2 CH CH CHCOOH 2-甲基-3-戊烯酸2,4-戊二烯酸OH HOOC CH2 C CH2 COOH 3-羧基-3-羟基戊二酸COOH 脂环族和芳香族羧酸命名：把脂环和芳环看作取代基，以脂肪族羧酸作为母体进行命名。CH2COOH COOH COOH 环己基乙酸1,2-环己基二甲酸COOH 苯甲酸COOH COOH 邻苯二甲酸CH CHCOOH CH2COOH 3-苯基丙烯酸-萘乙酸CH 2CH=CHCH 2CH 2COOH CH 2CH=CHCH 2CH=CH(CH 2)4CH 3 4,8,11-十七碳三烯酸许多羧酸最初来自天然产物，因此常根据它们的来源命名。HCOOH CH3COOH 蚁酸醋酸C6H5COOH HOOC－COOH 安息香酸草酸酰基是羧酸分子中去掉羧基中的羟基所剩余的基团。命名时把相应的羧酸名称中的“酸”字改为“酰基”即可。例如：O CH3 C 乙酰基O C6H5 C 苯甲酰基O HOOC C 草酰基其他含氧酸也可有相应的酰基，例如：C6H5－SO2OH C6H5－SO2－苯磺酸苯磺酰基二、羧酸的结构羧基中羟基氧上有一对孤对电子，它与羰基中的π键形成p-π共轭体系。O R C O 电子云分布的平均化: O H 羧基中p-π共示意图: O H R C 电子云分布的平均化，对羧基化学性质的影响。降低了羧基中羰基碳原子的正电性，不利于发生亲核反应。羧基中羟基上氧原子的电子移向羰基，羟基中O－H键极性增加,羧羟基具有明显酸性。 三、羧酸的化学性质(一) 酸性O R C OH R O C O－+ H + 羧酸一般都属于弱酸，比碳酸和苯酚的酸性强。R COOH + NaHCO3 R COONa + CO2 + H2O 羧酸能分解碳酸氢钠，放出二氧化碳，而酚不能。利用此性质可以区别羧酸与酚类。(二) 羧基中的羟基的取代反应1．酰卤的生成羧基中的羟基被卤原子取代——羧酸与PCl3 、PCl5、SOCl2等化学试剂反应生成酰卤O R C OH + PCl3 PCl5 SOCl2 O R C Cl + H3PO3 POCl3 + HCl HCl + SO2 2．酸酐的生成一元羧酸与脱水剂P2O5等共热，两个羧酸分子间脱水生成酸酐，即羧基中的羟基被酰氧基取代。O R R C C O OH OH + P2O5 R R O C C O O + H2O 具有五元环或六元环的环状酸酐(环酐)，可由二元羧酸(两个羧基相隔2个或3个碳原子)受热，分子内失水形成，可不加脱水剂。O COOH COOH C O C O 3．酯的生成羧酸可与醇生成酯和水，该反应称为酯化反应。酯化反应通式为：O R C OH + R' OH H＋O R C OR' + H2O 酸脱羟基醇脱氢O CH3 ................. C OH + H .. (18) OCH2CH3 H＋O CH3 C 18 ....... 酰氧断裂4．酰胺的生成羧酸与氨反应得到羧酸铵，再将羧酸铵加热，脱去一分子水生成酰胺，即羧基中的羟基被氨基取代。O R C OH + NH3 R O C ONH4 R O C NH2 ....... OCH2CH3 + H2O (三) -氢的卤代反应和醛酮-氢一样，羧酸分子中-碳上的氢，受到邻位羰基的影响变得活泼，能被卤素取代，但需三卤化磷或红磷等的催化。CH3COOH + Cl2 ClCH2COOH + Cl2 Cl2CHCOOH + Cl2 P P ClCH2COOH 一氯乙酸Cl2CHCOOH 二氯乙酸Cl3CCOOH 三氯乙酸P 卤代酸的酸性强于羧酸，这是由于卤原子的－I 效应所致。卤代酸的酸性还与以下因素有关：1．卤原子的电负性越强，酸性越强。ClCH2COOH＞BrCH2COOH＞ICH2COOH＞CH3COOH pKa 2.81 2.87 3.13 4.76 2．卤原子取代基的数目越多，酸性越强。Cl3CCOOH＞Cl2CHCOOH＞ClCH2CCOH pKa 0.08 1.29 2.81 3．卤原子与羧基距离越近，酸性越强。-氯丁酸＞-氯丁酸＞-氯丁酸pKa 2.84 4.06 4.52 (四) 脱羧反应羧酸分子中羧基脱去二氧化碳的反应称为脱羧反应。其反应通式为：O A C OH A H + CO2 A:代表各种基团一般一元羧酸很难直接脱羧。当羧酸分子中碳原子上连有吸电子取代基时，如－NO2、－X、－CN，脱羧反应比较容易进行。例如：Cl3CCOOH 50℃CHCl3 + CO2 (五) 二元羧酸受热时的特殊反应二元羧酸受热时，随着两个羧基间距离不同而发生不同的反应。1．两个羧基直接相连或只间隔一个碳原子，受热发生脱羧反应，生成一元羧酸。HOOC COOH 乙二酸HOOC CH2 COOH 丙二酸HCOOH + CO2 甲酸CH3COOH + CO2 乙酸2．两个羧基间隔2个或3个碳原子，受热发生脱水反应，生成环酐。O CH2 CH2 C C OH OH O CH2 C CH2 C O O
第九章 羧酸及其衍生物
第九章羧酸及其衍生物和取代酸 第一部分羧酸 一、羧酸的结构 亲核加成反应活 性不如醛酮 二、羧酸的分类 三、羧酸的命名 1、许多羧酸有俗名，主要是根据其来源命名的 2、系统命名法： 1）选择分子中含有羧基最长碳链为主链，根 据主链上碳原子数称为某酸，超过10个碳时 一般称为“某碳酸”，如十八碳酸。 2）脂肪族二元羧酸的命名，是选择分子中 含有两个羧基的最长碳链为主链，称为某二 酸 3）芳香族羧酸和脂环族羧酸，芳基或脂环基作为 取代基。 四、羧酸的物理性质
五、 羧酸的化学性质 R C C O H O H -活泼H 的反应 酸性 羰基的亲核加成， 然后再消除（表现为羟基的取代）。 羰基的亲核加成，还原。 脱羧反应 1、酸性 A 、诱导效应 A.相连原子或基团的电负性 B.电负性原子或基团的加和性 C.原子或基团与羧基的相关距离 B 、共轭效应 芳香酸： 间位只考虑诱导效应 对位同时考虑共轭效应和诱导效应，共轭为主 邻位要考虑共轭效应和诱导效应外，还要考虑可能存在氢键 吸电子取代基：邻>对>间 给电子取代基：邻>间>对 1）取代基团对酸性影响影响
成盐及有关反应 羧酸盐与卤代烷反应合成酯 2）酸性相关的反应 2、羧酸衍生物的生成 酰基化反应: 羧酸衍生物的生成 1）酰卤的生成（PX3, PX5, SOCI2) 酰卤极其怕水，遇水水解. 2）酸酐的生成 乙酸酐本身具有较强的脱水能力，因此常作为脱水剂使用 交叉酸酐的制备：羧酸钠盐和酰氯3）酯化反应 4）酰胺的生成 反应是可逆的，加热、脱水有利于正反应，为了使正反应顺利 进行，常采用苯、甲苯带水的方式除去反应体系中产生的水。2、羧酸的还原