第12章羧酸及其衍生物.ppt
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1、第12章 羧酸、羧酸衍生物与质谱,本章重点讲解:,1. 羧酸及其衍生物的分类与命名掌握 2. 羧酸及其衍生物的结构理解 3. 羧酸及其衍生物的物理性质了解 4. 羧酸及其衍生物的化学性质掌握 5. 羧酸及其衍生物的制备掌握 6. 几个重要羧酸及其衍生物理解,121 羧酸的分类与命名,1211 羧酸的分类 分子中含有羧基 (carboxyl) ,具有酸性的一类有机化合物叫羧酸(Carboxylic acid)。羧基可以连接在脂肪族烃基上(R-COOH),也可以连接在芳基上(Ar-COOH)。,苯甲酸 (芳香酸),CH3COOH,HOOCCH2CH2COOH,丁二酸 (二元酸),乙酸 (一元酸),
2、COOH,CH,CH2,COOH,丙烯酸 (不饱和酸),121 羧酸的分类与命名,1212 羧酸的命名,蚁酸,肉桂酸,1. 俗名,安息香酸,棕榈酸,硬脂酸,酒石酸,121 羧酸的分类与命名,2. 系统命名法,规则:脂肪酸的系统命名中选择分子中含羧基最长的碳链为主链,根据主链上碳原子数目称为某酸,超过10个碳原子的不饱和酸在碳数后加“碳”字。表示侧链与双键的方法与烃相同,编号从羧基碳原子开始。,12-羟基-9-十八碳烯酸 (蓖麻醇酸),3,4-二甲基戊酸,9,12,18,121 羧酸的分类与命名,反-1,3-环己二甲酸,丙醛酸(3-氧代丙酸 或3-羰基丙酸),COOH,COOH,H,H,4-甲基
3、-4-苯基-2-戊烯酸,121 羧酸的分类与命名,2-甲基-3-苯基-2-丁烯酸,3-苯基丙烯酸(肉桂酸),2-丙基-2-丁烯酸,3-羧甲基己二酸,4-甲氧基-2-溴苯甲酸,对于简单的脂肪酸也常用 、等希腊字母表示取代基的位次;羧基永远作为C-1。, -丁酮酸 (3-氧代丁酸或乙酰乙酸),121 羧酸的分类与命名,羧酸分子中烃基上的氢被其他原子或基团取代后的化合物,称为取代羧酸。,柠檬酸,3-羧基-3-羟基戊二酸,苹果酸,2-羟基丁二酸,没食子酸,3,4,5-三羟基苯甲酸,122 羧酸的结构与物理性质,O RC O, ,H,R,H,p,p-共轭体系,122 羧酸的结构与物理性质,p-共轭的结果
4、:, 键长平均化; 羰基的正电性 降低,亲核加成变难; 羟基 H 的酸性增加; a-H 的活性 降低,O RC O, ,H,122 羧酸的结构与物理性质,羧酸的物理性质:,由于形成了氢键,导致羧酸的沸点比相应相对分子质量的醇的沸点高。,甲酸的二聚体,124 羧酸的制备,12.4.1 氧化法,12.4.2 水解法,腈的 水解,醇 ?,124 羧酸的制备,12.4.3 合成法,由Grignard试剂合成 :,NaCN ?,125 羧酸的化学性质,O C R(Ar),O,H,3.a-H的取代 芳环H的取代,1.酸性,125 羧酸的化学性质,12.5.1 酸性: 弱酸,127pm,127pm,共轭大p
5、键的形成使键长完全平均化,增加了羧基负离子的稳定性,是促使H+电离的原因。,pKa:,125 羧酸的化学性质,12.5.2 取代基对酸性的影响,1. 诱导效应的影响,COOH,COOH,COOH,NO2,NO2,NO2,COOH,COOH,COOH,OH,OH,OH,COOH,125 羧酸的化学性质,2. 共轭效应的影响,125 羧酸的化学性质,12.5.3 羧酸衍生物的生成,羧酸中的羰基可以与某些亲核试剂发生加成-消除反应,生成羧酸衍生物(酰卤、酸酐、酯、酰胺),反应通式为:,1. 酯化反应,酸催化,125 羧酸的化学性质,酸和醇的体积(空间因素)对酯化反应的速度有很大影响。所以酯化反应的活
6、性顺序为: 醇:CH3-OH RCH2-OH R2CH-OH 酸:HCO2H RCH2CO2H R2CHCO2H R3CCO2H,125 羧酸的化学性质,2. 生成酰卤的反应,试剂:亚硫酰氯(氯化亚砜) SOCl2,PCl3、PCl5,125 羧酸的化学性质,3. 生成酸酐的反应,羧酸失水。加热、脱水剂:醋酸酐或P2O5等。,125 羧酸的化学性质,4. 生成酰胺的反应,RCOOH,己二酸 己二胺,尼龙-66,125 羧酸的化学性质,12.5.4 羧酸的还原,羧酸很难被一般的还原剂还原,但能被LiAlH4 顺利地还原为伯醇。,125 羧酸的化学性质,12.5.5 脱羧反应,若a-C上有强吸电子
7、基,则易脱羧。,形成分子内氢键,125 羧酸的化学性质,12.5.6 -卤代反应,-H活性:羧酸小于醛酮。 PCl3、PBr3 或红磷(P)等催化。,通过卤代酸可制备其它取代酸:,1 酸性:,2 羧酸衍生物的生成,取代基对酸性的影响,5 -卤代反应,4 脱羧反应,3 羧酸的还原,羧酸的性质:,127 羧酸衍生物,12.7.1 羧酸衍生物的结构与命名,苯甲酸,乙酸,C,CH3,OH,C,CH3,乙酰基,C,C6H5,OH,C,C6H5,苯甲酰基,127 羧酸衍生物,酸酐,139pm 具部分双键性质,147pm,p,p 共轭体系,酰胺几无碱性,127 羧酸衍生物,乙酰溴,苯甲酰氯,2-溴丁酰溴 4
8、-( 氯甲酰基 )苯甲酸,酰卤:常见的为酰氯和酰溴,命名:酰基名称卤素名称,127 羧酸衍生物,酸酐:分为单酐和混酐,命名:,单酐:羧酸名称酐,混酐:简单羧酸名复杂羧酸名酐,苯甲(酸)酐,2-甲基丁二酸酐,1,2,3,4-环己 四甲酸 -1,2-酐,乙丙酐,127 羧酸衍生物,酯:有机酸酯和无机酸酯。,命名,CH3COOCH=CH2,乙酸甲酯,甲酸乙酯,异戊酸苄酯,乙酸乙烯酯,一元醇的酯:羧酸名醇名酯某酸某(醇)酯,多元醇的酯:醇名羧酸名酯某醇某酸酯,127 羧酸衍生物,乙二酸氢乙酯 酸性酯,乙二酸二乙酯 中性酯,简单酯,乙二酸甲乙酯 中性酯,混合酯,-丁酸内酯 -butanoic lacto
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- 12 羧酸 及其 衍生物
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