第十二章羧酸及其衍生物和取代酸.ppt
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1、第十二章 羧酸及其衍生物和取代酸,第一节 羧酸,第二节 羧酸衍生物,(一)羧酸的分类和命名,(二)羧酸的物理性质,(三)羧酸的化学性质,(一)羧酸衍生物的结构和命名,(二)羧酸衍生物的物理性质,(三)羧酸衍生物的化学性质,第三节 碳酸衍生物,(1)羧酸的酸性,(2)羧酸衍生物的生成,(3)羧基被还原,(4)脱羧反应,(5)-氢的反应,(1)酰基上的亲核取代,(2)还原反应,(3)与Grignard试剂的反应,(4)酰胺氮原子上的反应,第四节 取代酸,羧酸衍生物:,酰卤,酸酐,酯,酰胺,羧酸:,的化合物.,分子中含有羧基,第一节 羧酸,(一)羧酸的分类和命名,(1)分类,(A)按羧基所连烃基的碳
2、架,乙酸,2-丁烯酸,环戊烷甲酸,苯甲酸,-呋喃甲酸,脂肪族羧酸,脂环族羧酸,芳香族羧酸,杂环族羧酸,(B) 按分子中羧基的数目,一元酸,二元酸,三元酸,羧酸的分类和命名,甲酸,蚁酸,(2)命名,(A)俗名,乙酸,醋酸,丁酸,酪酸,十八酸,硬脂酸,(B)普通命名法, - 甲基丁酸, -甲基- -戊稀酸, -羟基戊酸, , ,羧酸的分类和命名,(C)系统命名法,(a)脂肪族羧酸,母体:,选含羧基的最长连续碳链,不饱和羧酸选含羧基和不饱和键在内的最长连续碳链为主链.,4 3 2 1,18 12 10 9 1,5 4 3 2 1,4-溴丁酸,12-羟基-9-十八碳烯酸,4-丁基-2,4-戊二烯酸,2
3、-甲基3-乙基丁二酸,(Z)-丁烯二酸,羧酸的分类和命名,(b)含环羧酸,羧基与环相连:,母体为芳烃(或脂环烃)名称+甲酸.,对甲基苯甲酸,2,4-环戊二烯甲酸,反-1,2-环戊烷二甲酸,羧基与侧链相连:,母体为脂肪酸.,3-苯基丙烯酸,1,2-苯二乙酸,3-环戊基羧酸,羧酸的分类和命名,(二)羧酸的物理性质,物态:,气味:,由于羧酸能与水形成氢键,甲酸至丁酸与水互溶.,水溶性:,C1C9为液体,C10以上为固体。,C1 C3有刺激性气味,C4 C9有腐败气味。,羧酸的物理性质,比相对分子质量相同的醇的沸点高,因为羧酸分子之间 形成两个氢键,缔合成稳定的二聚体.,例如:,沸点:,羧酸的物理性质
4、,(三)羧酸的化学性质,羧酸的官能团是,,由 C=O和 O-H 直,接相连而成。,断O-H键,酸的 离解作用,羰基,生成 羧酸衍生物,还原为亚甲基,断C-C键,脱羧,失去CO2,氢,卤代,羧酸的化学性质,(1)羧酸的酸性,(A)羧基的结构与羧酸酸性,羧基结构:,道与羰基氧原子、羟基氧原子、氢原子或碳原子形成三个键。羰基碳原子的p轨道与羰基氧原子的p轨道侧面交盖形成一个键。,羟基氧原子未共用电子对所在的p轨道与碳氧双键的平行,侧面交盖形成p-共轭体系。,羧基碳原子是sp2杂化,三个sp2杂化轨,羧酸的酸性,羧酸的酸性比醇强:,定域,离域,_,一些化合物的酸性 :,或,或,醇:,羧酸:,45 15
5、.74 1619 25 34 50,羧酸的酸性,(B)成盐,由于羧酸的酸性(pKa=45)比无机酸弱,比碳酸(pKa=6.36)强,故:,羧酸的酸性,(C)影响酸性的因素,当测定条件相同时,羧酸酸性的强弱取决于分子的结构.任何使羧酸根负离子稳定的因素将增加其酸性,反之酸性减弱.,这里,主要讨论诱导效应的影响.,诱导效应的表示,标准,- I 效应,X的电负性大于H吸电子,Y的电负性小于H供电子,+ I 效应,羧酸的酸性,取代基诱导效应对酸性的影响:,_,_,吸电基 使负离子稳定,供电基 使负离子不稳定,酸性增强,酸性减弱,羧酸的酸性,吸电基的影响,2.66,2.81,2.87,3.31,0.70
6、,1.29,2.81,4.75,3.32,4.31,4.35,4.82,不同原子,不同数目,不同杂化,pKa,pKa,pKa,羧酸的酸性,2.86,4.0,4.52,4.82,距羧基不同距离,供电基的影响,3.75,4.75,4.87,5.07,pKa,pKa,羧酸的酸性,(2)羧酸衍生物的生成,(A)酰卤的生成,试剂:,例:,PCl3 PCl5 SOCl2,羧酸衍生物的生成,(B)酸酐的生成,一元酸酐,混合酸酐,二元酸酐,羧酸衍生物的生成,(C)酯的生成,酯化反应可逆,可采取使一种原料过量,或反应过程中除去一种产物的方法来提高酯的产率.,羧酸衍生物的生成,(D)酰胺的生成,羧酸与氨或胺作用生
7、成羧酸铵,加热后脱水得酰胺或N-取代酰胺.,N-苯基苯甲酰胺,羧酸衍生物的生成,(3)羧基被还原,羧酸可被四氢铝锂还原,羧基被还原,(4)脱羧反应,从羧酸或其盐脱去羧基(失去二氧化碳)的反应,称为脱羧反应.,一元羧酸,当-碳原子上连有吸电基时,如,等,较易脱羧:,羧酸碱金属盐,与碱石灰共融脱羧生成烃:,脱羧反应,(5)二元羧酸受热的反应,脱羧反应,脱羧反应,(6)-氢的反应,脂肪酸碳原子上的氢原子可被卤原子取代生成卤代酸。通常是在少量红磷存在下,氯或溴与羧酸作用而成。,-氢的反应,应用,与卤代烷相似,卤代酸中的卤原子可进行亲核取代反应和消除反应,因而可制备其它取代的羧酸。,(6)苯环上的取代反
8、应,-氢的反应,(一)羧酸衍生物的结构和命名,(1)羧酸衍生物的结构,酰卤,酸酐,酯,酰胺,它们经简单的水解反应因可转变为羧酸.,碳酸,其重要衍生物本章将予以讨论.,水解生成羧酸,故也在本章予以讨论.,腈,第二节 羧酸衍生物,羧酸衍生物的结构,(2)羧酸衍生物的命名,酰卤和酰胺:,根据相应的酰基命名.,乙酰氯,环己烷甲酰氯,对苯二甲酰二氯,N-乙基丁二酰亚胺,邻苯二甲酰胺,-己内酰胺,羧酸衍生物的命名,酸酐:,相应酸名+酐,丙(酸)酐,乙酸苯甲酸酐,邻苯二甲酸酐,酯:,氯乙酸异戊酯,丁炔二酸二乙酯,-萘甲酸乙烯酯,酸名+醇母体名+酯,羧酸衍生物的命名,(二)羧酸衍生物的物理性质,酰胺,有分子间
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- 第十二 羧酸 及其 衍生物 取代
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