第9章羧酸及衍生物.ppt
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1、第 9 章 羧酸及其衍生物,Carboxylic acid and Derivative,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,9.1 羧酸,1. 羧酸的分类和命名,(1)简单羧酸(可用希腊字母标位),命名(与醛相似),2,3- 二甲基戊酸 (,-二甲基戊酸),5 -甲基-4 -乙基 己酸 ( -甲基- -乙基 己酸),(2)不饱和羧酸,2 -甲基-3-戊烯酸,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
2、羧酸:环作为取代基,1,2-环戊基二甲酸,邻苯二甲酸,(5)俗名:一般据最初来源,HCOOH,甲酸(蚁酸),3-苯基丙烯酸,2. 羧酸的结构,羰基碳sp2杂化,平面结构,键角约120 形成p-共轭体系,氧的电子云移向羰基,使O-H极性增大,弱酸性 电子云平均化,降低羰基C的正电性,失去典型羰基性质,不利亲核加成,9.1.2 羧酸的物理性质,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。,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,四、羧酸的化学性质,1. 羧酸的酸性,p-共轭体系,
3、氧的电子云移向羰基,使O-H极性增大,酸性 形成的负离子由于共轭体系,使负电荷分散而稳定,反应向右进行 多数的羧酸是弱酸,pKa约为4-5 酸性:无机强酸 羧酸 碳酸 酚 H2O醇,a、卤原子的电负性,电负性越强,酸性,b、卤原子数目越多,酸性,c、卤原子与羧基的距离越近,酸性,-氯丁酸 -氯丁酸 -氯丁酸,举例:,(1)酸性:,(3)酸性: 二元羧酸酸性增强,-COOH是吸电子基,酸性 两个羧基间的距离越近,羧基吸电子的诱导效应影响越大,酸性越强。,pKa 3.77 4.76 4.90,(2)酸性:,(4)酸性(重要,补充),强吸,弱吸,弱斥,强斥,共 轭 + 诱 导,2. 羧基中的羟基被取
4、代的反应,羧酸中的羟基可以被其它原子或原子团取代,生成羧酸衍生物。 羧酸分子中去掉羧基上的羟基后,余下的原子团叫做酰基。,(1)形成酰卤的反应,用SOCl2制备酰卤,副产物都是气体,便于处理及提纯。,羧酸与PCl3,PCl5,SOCl2作用,羧基中的羟基被卤原子取代,生成酰卤。,(2)形成酸酐的反应,一元羧酸与脱水剂(P2O5)共热生成酸酐,邻苯二甲酸酐,丁二酸酐,具有五元或六元的环状酸酐,可由二元酸受热分子内脱水而得,可不加脱水剂,(3)酯化反应,羧酸与醇脱水生成酯的反应叫做酯化反应,该反应是可逆的,逆反应为酯的水解。 反应速率很慢,需用硫酸作催化剂,18,18,羧酸一般发生酰氧键断裂,证明
5、:同位素跟踪实验 提高产率:移走酯或水;增加一种反应物,反应机理和反应活性(不作要求),在羧酸与氨或胺作用形成羧酸的铵盐。 将固体的羧酸铵加热,分子内失去一分子水生成酰胺。 反应可逆,蒸出产生的水,可提高酰胺的产率,(4)形成酰胺的反应,3. 脱羧反应,脱羧反应:羧酸分子中脱去羧基并放出CO2的反应。,一元羧酸很难直接脱羧, 若-C上连有强吸电子基,即A= (-COOH, -CN, -C=O, -NO2, -X)时, 加热即可脱羧;,芳香羧酸的脱羧反应较脂肪族容易(不作要求),生物体内的脱羧反应在脱羧酶的催化下进行,4. 羧酸还原反应,NaBH4:不能使羧基还原,不还原碳碳不饱和键。 LiAl
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