羧酸的四大衍生物
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第十一章羧酸衍生物
丙二酰脲本身无医疗作用，但它的亚甲基上的两个氢原子 被烃基取代后的化合物在临床上具有镇定和催眠的作用，是 一类对中枢神经系统起抑制作用的镇静剂和安眠药，总称为 巴比妥类药。
O H N O N H C2H5 C2H5 O O H N
O C2H5 (C H2)4C H3 N H O
巴比妥
O H N O N H C2H5 C6H5 O H
酰卤、酸酐的水解、醇解、氨解看成是水、醇、 氨 ( 胺 ) 分子中的一个氢 ( 醇必须是羟基上的氢，胺必 须是氮上的氢 ) 被酰基取代。实际上是在水、醇、氨 (胺)分子中引入一个酰基，所以这类反应又称为酰化 反应或酰基转移反应 在酰化反应中，水、醇、氨 ( 胺 ) 接受酰基，而羧酸 衍生物提供酰基，因此，羧酸衍生物被称为酰化剂。 羧酸衍生物发生酰化反应的活性强弱次序为： 酰卤＞酸酐＞酯＞酰胺 用途较广的酰化剂是酰卤、酸酐。其中乙酰氯、乙酸 酐是常用的、优良的乙酰化试剂。
O R—C—OR’’ + HNH2
酰卤 与醇酚很快反应—用于制备常法难以合成的酯 酸酐 可与所有的醇或酚反应，生成酯和羧酸 酯的醇解也叫酯交换反应—由低级醇酯制备高级醇酯， 需酸或醇钠催化 酰胺 酰胺的醇解可逆；需过量醇才能生成酯 酯
COOC2H5 + HOCH2CHN(C2H5)2 NH2 对氨基苯甲酸乙酯 cat alyst
乙酰辅酶A
CH3COOCH2CH2N+(CH3)3OH乙酰胆碱
乙酰胆碱是体内一种重要的传递神经冲动的物质即神经 递质，与人的记忆有密切的关系。
四、碳酸衍生物
（一） 尿素[CO(NH2)2] 尿素又叫脲，它可以看成是碳酸的酰二胺。 1．弱碱性 H2NCONH2 + HNO3 H2NCONH 2. HNO 3
大学无机化学 第十章 羧酸及其衍生物
(⒉) 核磁共振(NMR) O R-C -O-H
O R-CH2-C -OH δ=10～13 ppm δ=2～2.7 ppm
920 3200～2500 1400 1725 1320 1200
3200～2500㎝-1为O-H的伸缩振动; 1725cm-1为 C=O伸缩振动; 1400cm-1 1320cm-1 为CH3弯曲振动
甲基为给电子基
不同卤素取代羧酸酸性：
Cl3C-COOH＞Cl2CH-COOH＞ClCH2-COOH＞CH3-COOH
FCH2COOH ＞ ClCH2COOH ＞ BrCH2COOH
＞ICH3COOH ＞ CH3COOH Cl Cl
CH3CH2CHCOOH ＞ CH3CHCH2COOH Cl
＞ CH2CH2CH2COOH ＞ CH3CH2CH2COOH
日常用的肥皂，是高级脂肪酸的钠盐； 食用的油以及许多工业用的油都是属于羧酸的甘油酯。 羧酸也一类非常重要的工业原料，例如化合成纤维 （尼龙、的确良）的重要原料之一就是羧酸。
1.2 羧酸的分类 脂肪酸： CH3COOH 乙酸
芳香酸： C6H5COOH
饱和酸： CH3CH2COOH
苯甲酸
丙酸 丙烯酸 乙酸
O R C OH
P2O5
O O R C O C R ＋ H2O
羧酸之间脱水反应：
同种酸、不同酸和二元酸分子内均可发生脱水反应。
乙酸酐
戊二酸酐
很多二元酸可以直接加热，分子内失水而形成五元或六元 环状的酸酐。
O C OH C OH O
△
邻苯二甲酸酐
O C + H 2O C O O
马来酸酐
分子量较大的羧酸在醋酸酐（作脱水剂）存在下，失水生
第十章羧酸及其衍生物
③ 吸电子基距－COOH越远，对RCOOH的酸性影响越 小。
原因：诱导效应随着碳链增长迅速减弱。 －I
Cl C3 HC2 H C
COC Ol H 2 CH 2CH 2CH COOH
FCH2COOH ClCH2COOH BrCH2COOHICH2COOH
pKa 2.66
2.81
2.87
3.31
§10—1 羧酸 一、 羧酸的结构、分类和命名☆ 二、 羧酸的性质☆ 三、重要的羧酸
§10—2 羧酸衍生物 一、命名 ☆ 三、 化学性质 ☆
二、 物理性质 四、 自然界的羧酸衍生物
§10—3碳酸衍生物
一、碳酰氯（光气）
二、尿素
三 、胍
引言
O
羧酸可以看作是烃分子中的氢原子被羧基（-C -OH） 所取代的化合物。它是一种有机酸，常以盐或酯的形式广 泛存在于自然界中，对人类生活关系密切。
第十章 羧酸及其衍生物
[目的要求]： （4学时） • 掌握羧酸及衍生物的结构和命名。 • 掌握羧酸及其衍生物的性质。 • 理解羧酸及其衍生物的相互转化。 • 了解羧酸及其衍生物的用途。 • [作业]：P202：10.1(a,b,c)，P203：10.2，
10.3(c.f.j. n)，P205：10.5 (a.b. j),10.6，
CH3CHCH2COOH
CH3
对甲基苯甲酸
3-苯基丙烯酸
3-环戊基丁酸
二、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
⒉ 沸点
液态脂肪酸以二聚体形式存在。所以羧酸的沸 点比相对分子质量相当的醇高。
羧酸羧酸的衍生物——酰胺课件高二化学人教版选择性必修3
(CH3)3NHCl 或 (CH3)3N·HCl
原创：WJ化学研究院
五、酰胺--概念 1、酰胺概念
酰胺是羧酸分子中羟基被氨基所替代得到的化合物。 被取代的氨基(-NH2或-NHR或-NRR')
原创：WJ化学研究院
常见酰胺
乙酰胺
苯甲酰胺
酰胺基
N，N二甲基甲酰胺
酰胺的命名： 酰基名称+某胺
六、酰胺的物理性质与用途
原创：WJ化学研究院
十一、酰胺的用途 酰胺的用途 P79
原创：WJ化学研究院
一、引入
原创：WJ化学研究院
O
O
=
羧酸分子 R—C—OH 中羧基去掉羟基后剩余部分为酰基 R—C—
=
= =
O R—C—OR’
酯
O R—C—X
酰卤
=
O R—C—NH2
酰胺
=
OO R—C-O-C—R
酸酐
=
烟酰胺（维生素B3）的美白功效一直以来都广受好评,烟酰胺的结构简式如图 酰胺基
二、胺--概念
原创：WJ化学研究院
原创：WJ化学研究院
思考：尿素H2NCONH2的水解产物是什么？
O
CO2＋H2O
NH2—C—NH2＋2H2O
催化剂 △
H2×CO3＋2NH3
O
NH2—C—NH2＋H2O
催化剂 △
CO2＋2NH3
酸性水解：
CO2＋NH4Cl
碱性水解：
Na2CO3＋2NH3
八、综合对比
原创：WJ化学研究院
对比分析 组成元素
品安全问题。下列关于丙烯酰胺的叙述不正确的是( A )
A.既属于酰胺类又属于烯烃 B.能发生加聚反应生成高分子
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
有机化学：第十二章 羧酸及其衍生物
+O-H RC
OR'
即： O
R-C-O-H H-O-R'
O
RC
+ H+
OR'
这个机理可以概括为：
酰氧键断裂机理
(3) 酸酐的生成
R-C O OH
R-C
OH O
脱水剂
R-C O
R-C
O + H2O O
常用O脱水剂：P2O5、Al2OO3、浓H2SO4
H3C C OH
H3C C OH O
P2O5
H3C C H3C C
90％(沸点197oC)
此方法适合制取高沸点的酰卤！
O R C OH + SOCl2
O2N
COOH + SOCl2
O R C Cl + SO2 + HCl
O C Cl + SO2 + HCl
O2N
副产物SO2、HCl都是气体，有利于分离。
(2) 酯的生成
HCOOH + HOCH2CH2CH3 H2SO4 HCOOCH2CH2CH3 + H2O
O R C Cl + H3PO3
亚磷酸(200oC分解) O H3C C Cl + H3PO3
70%(沸点52oC)
此方法适合制取低沸点的酰卤！
O R C OH + PCl5
O C OH + PCl5
O R C Cl + POCl3 + HCl 三氯氧化磷(沸点107oC)
O C Cl + POCl3 + HCl
H O-H O H O-H CH3-C-OH
沸点：高于分子量相近的醇！
羧酸的衍生物
酯的醇解反应生成新的醇和新的酯，又称为酯交换反应。酯交换反 应是可逆反应，需在酸或碱催化下，采用加入过量的醇或将生成的醇除 去的方法，使平衡向所需要的方向进行。
羧酸的衍生物
工业上，在合成纤维“涤纶”的生产中就利用了酯交换反应。 通过酯交换反应可以从廉价的低级醇来制备高级醇。例如： 酰胺的醇解反应是可逆的，需要过量的醇才能生成酯并释放出氨。
羧酸的衍生物
3. 溶解性
所有羧酸衍生物均能溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯等有机 溶剂。酰卤和酸酐遇水就分解，酯在水中的溶解性很低，但 低级的酰胺（如N,N-二甲基甲酰胺）能与水混溶，是优良的 非质子极性溶剂。
部分羧酸衍生物的物理常数列于表11-4。
羧酸的衍生物
表11-4 部分羧酸衍生物的物理常数
羧酸的衍生物
羧酸的衍生物
（2）酸酐的命名
酸酐的名称是由两个羧酸的名称加上“酐”字来命名。相 同羧酸形成的酸酐称为单酐；不同羧酸形成的酸酐称为混酐。 混酐命名时，通常将简单的羧酸写在前面，复杂的羧酸写在 后面。例如：
羧酸的衍生物
（3）酯的命名
酯的名称是由相应的羧酸和醇中的烃基名称组合后加“酯” 字来命名的。例如：
羧酸的衍生物
4. 还原反应
（1）催化加氢
羧酸衍生物在催化加氢条件下都可以被还原，但一般具有制备意 义的是酰卤的选择性还原和酯的还原。
酰卤选择性加氢的催化体系是Pd/BaSO4-硫-喹啉（或硫脲），此 催化体系可使酰卤的加氢反应停止在生成醛的阶段，称为罗森门德 （Rosenmund）反应，这是一种制备醛的方法。
的杂原子（X、O、N）上都具有未共用电子对，它们所占据的p轨道
与羰基的π轨道形成p-π共轭体系，未共用电子对向羰基离域，使C-L
键具有部分双键的性质。因此，羧酸衍生物的C-L键较典型的单键C-L
羧酸的衍生物
工业上，在合成纤维“涤纶”的生产中就利用了酯交换反应。 通过酯交换反应可以从廉价的低级醇来制备高级醇。例如： 酰胺的醇解反应是可逆的，需要过量的醇才能生成酯并释放出氨。
羧酸的衍生物
3. 溶解性
所有羧酸衍生物均能溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯等有机 溶剂。酰卤和酸酐遇水就分解，酯在水中的溶解性很低，但 低级的酰胺（如N,N-二甲基甲酰胺）能与水混溶，是优良的 非质子极性溶剂。
部分羧酸衍生物的物理常数列于表11-4。
羧酸的衍生物
表11-4 部分羧酸衍生物的物理常数
羧酸的衍生物
羧酸的衍生物
（2）酸酐的命名
酸酐的名称是由两个羧酸的名称加上“酐”字来命名。相 同羧酸形成的酸酐称为单酐；不同羧酸形成的酸酐称为混酐。 混酐命名时，通常将简单的羧酸写在前面，复杂的羧酸写在 后面。例如：
羧酸的衍生物
（3）酯的命名
酯的名称是由相应的羧酸和醇中的烃基名称组合后加“酯” 字来命名的。例如：
羧酸的衍生物
4. 还原反应
（1）催化加氢
羧酸衍生物在催化加氢条件下都可以被还原，但一般具有制备意 义的是酰卤的选择性还原和酯的还原。
酰卤选择性加氢的催化体系是Pd/BaSO4-硫-喹啉（或硫脲），此 催化体系可使酰卤的加氢反应停止在生成醛的阶段，称为罗森门德 （Rosenmund）反应，这是一种制备醛的方法。
的杂原子（X、O、N）上都具有未共用电子对，它们所占据的p轨道
与羰基的π轨道形成p-π共轭体系，未共用电子对向羰基离域，使C-L
键具有部分双键的性质。因此，羧酸衍生物的C-L键较典型的单键C-L
《羧酸及衍生物》PPT课件
2,3- 二甲基戊酸 (α,β-二甲基戊酸)
（2）不饱和羧酸
2 -甲基-3-戊烯酸
5 -甲基-4 -乙基 己酸 (δ -甲基- γ -乙基 己酸)
2,4 -戊二烯酸
（3）脂肪族二元酸或多元酸：主链含两羧基，称 “某二酸”。
3 - 羧基 -3- 羟基戊二 酸
（4）脂环族和芳香族羧酸：环作为取代基
COOH COOH
9.1.2 羧酸的物理性质
1、水溶性： 低级脂肪酸易溶于水，芳香羧酸不溶于水 分子量增加，溶解度减小
2、沸点： 羧酸 > 醇、酚 > 醛、酮 > 烷、醚（相对分 子质量相近） 原因：羧酸分子间以两个氢键形成双分子缔合 体，比醇分子间氢键更稳定。
四、羧酸的化学性质
1. 羧酸的酸性
p-π共轭体系，氧的电子云移向羰基，使O-H极性 增大，酸性↑
第 9 章 羧酸及其衍生 物
9.1 羧酸
羧酸：可以看作是烃分子中的氢原子被羧基
（ - COOH ）取代后生成的化合物 通式：RCOOH
羧酸衍生物：羧基中的羟基被其它原子团取代
1. 羧酸的分类和命名
分类 脂 饱和羧 肪酸 族 羧 不饱和 酸 羧酸
一元羧酸
CH2COOH 乙酸（醋酸） CH2=CH-COOH
CH2=CH-CH2-COOH CH2=CH-CH2-COOH
LiAlH4
CH2=CH-CH2-CH2OH
H2/Pt
CH3CH2CH2COOH
5. 脂肪酸α-H的卤代反应
• 羧基能活化α-H，其致活作用比羰基小得多。α-H 卤代反应较慢，需三卤化磷或红磷等催化。
α-卤代酸是重要的合成中间体 可合成α-羟基酸、α-氨基酸等多种α-取代酸
羧酸的衍生物及其性质实验报告
羧酸的衍生物及其性质实验报告，如"#1实验原理"，1实验原理羧酸衍生物是羧酸缩合醚、醋酸酯及其他酸性衍生物，主要由醛或酮衍生物经羧化反应而成。
羧酸衍生物具有两性，它既能与基反应，又能与酸反应，它的pH值主要在4-7之间，它的核酸结合能力差，但有弱结合能力，对微生物有抑菌作用。
这类衍生物性质主要是形成了一个苯环上的乙酸膦（P-CH<sub>2</sub>-CH）或硝酸膦（P-NO<sub>2</sub>-CH）官能团，其稳定性与pH值有关，常温下它是有放电性的，但温度升高时可消除电荷, 使它对某些底物具有较强的吸附性质。
2实验材料1. 1mol以上羧酸；2. 各种醛或酮；3. 醋酸、硫酸或其他缓冲液（如：异烟酸、钛酸等）；4. 各种表面活性剂；5. 乙醇或异丙醇；6. 酶模拟剂、核酸甘油酯化剂；7. PH试纸和温度计。
3实验步骤1. 首先，量取羧酸，称量各种醛或酮，加入搅拌中，同时加入醋酸、硫酸或其他缓冲液，充分混合；2. 再加入合适的表面活性剂，加热至恒温，搅拌，调节pH值，并用PH试纸检查；3. 加入乙醇或异丙醇，使反应液具有一定pH值，并在温度下待一段时间；4. 之后，利用反应物溶解在相对低温条件下反应，再加入酶模拟剂、核酸甘油酯化剂，模拟生物体的环境，并将温度升高至适宜的温度；5. 最后，用PH试纸和温度计测量所得到的样品溶液的PH值及温度，记录结果作为最终反应溶液的实验数据。
4实验结果及分析以n-己酸为原料，制备十二醛及其衍生物，结果如下表所示：衍生物|溶解度|结晶度|抑菌率------|------|------|-------乙酰己酸|可溶|大晶|47.6%丙酰己酸|可溶|大晶|39.2%苯乙酰己酸|可溶|小晶|25.2%硝酸己酸|可溶|结晶|37.5%由上表可知，在这次羧酸的衍生物合成实验中，乙酰己酸和硝酸己酸的抑菌率最高，在40%以上；丙酰己酸和苯乙酰己酸的抑菌率分别为39.2%和25.2%，仍然具有一定的抑菌作用。
第十三章 羧酸衍生物
酮与格氏试剂的反应比酯与格氏试剂的反应快，因此，仅位阻较大的 酯才能停留在酮的阶段。内酯也能发生相同的反应，产物为二醇。
O
O
1, C2H5MgBr 2, H3O
OH HOCH2CH2CH2CH2C C2H5 C2H5
（3）还原反应 ）
催化氢化
RCOOR' + H2
氢化铝锂
CuO-CrO3 20-30MPa
(COOC2H5)2 170℃
C6H5CHCOOC2H5 COCOOC2H5
C6H5CHCOOC2H5 COOC2H5
C6H5CH2COOC2H5 +
HCOOC2H5
C2H5ONa
C6H5CHCOOC2H5 CHO
利用甲酸酯和草酸酯是在酯的α-位引入醛基和酯基的重要方法。
酮的α-氢比酯的α-氢更活泼，因此当酮与酯进行缩合时就可以得到β-羰基酮。
*
O * + OH R C OCH3
2、酸性条件下的机理
O R C L + H OH R C L
H2 O 慢
R
OH C L OH2
-H
R
OH C L OH
H
R
OH C LH OH
OH R C OH
-H
O R C OH + HL
3o醇的羧酸酯水解：SN1机制 醇的羧酸酯水解： 机制
O RCOC(CH3)3
O NH O
邻苯二甲酰亚胺
二、物理性质与光谱性质
酰卤、酸酐有刺激性气味，强腐蚀作用。酯有香味。 IR光谱：C=O的特征吸收峰 酰卤：1800~1750 cm-1 酸酐：1850~1800 cm-1 ，1790~1740 cm-1两个 酯： 1750~1745 cm-1，没有OH的吸收峰 酰胺：1690~1630 cm-1，3550~3050 cm-1有N-H吸收
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羧酸的四大衍生物
羧酸的四大衍生物
羧酸是一类含有羧基（-COOH）的有机化合物，可作为各种化学反应
的重要中间体。
羧酸有多种衍生物，其中最常见的是如下四种。
一、酰氯（Acyl chloride）
酰氯是羧酸最常见的反应产物，它可以通过将羧酸与氯化物反应制得。
酰氯是一个非常重要的中间体，可用于合成酯、醚、酰胺等多种化合物。
酰氯有弱腐蚀性，可多用于有机合成实验室中。
二、酐（Anhydride）
酐是两个羧酸分子缩合而成的产物，分为内酐和外酐两种。
内酐是指
两个羧基在同一分子内缩合而成的环状产物，外酐则是指两个羧基不
在同一分子内缩合而成的非环状产物。
酐也可作为中间体用于合成酯、酰胺等化合物。
三、酸酐（Acid anhydride）
酸酐是两个不同羧酸分子缩合而成的产物，以其极强的反应性而闻名。
酸酐可用于合成酸酐酯、酸酰胺、酸酐酸等化合物。
但由于其极易水解，因此在使用过程中需要特别注意。
四、酯（Ester）
酯是羧酸的一种重要衍生物，它由羧酸和醇反应而成。
酯具有良好的挥发性和揮發性，并可用于制备香精、香料、油漆等多种化合物。
酯也可作为用于制硝化纤维、炸药等的重要中间体。
在有机合成中，酰氯、酐、酸酐和酯均属于常见的重要中间体。
它们在不同条件下均可相互转化，因此在尝试合成某种化合物时，应根据需要灵活选择相应的羧酸衍生物。