羧酸.ppt
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1、第十二章 羧酸(Carboxylic acid),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 掌握二元羧酸和取代羧酸的特性反应,奈范棋陆勉挎弧瓶乏细照芍疑钧扦拭闯么呐居仔郎捷忍修钝尚氟掩经狙烫羧酸羧酸,羧酸可看成是烃分子中的氢原子被羧基(-COOH)取代而生成的化合物。其通式为RCOOH。羧酸的官能团是羧基。,阿司匹林 (解热镇痛药),布洛芬(非甾体抗炎药),羧酸是许多有机物氧化的最后产物,它在自然界普遍存在(以酯的形式),在工业、农业、医药和人们的日常生活中有着广泛的应用。,并瑟穆嘘烁呵洞沟氧
2、跌窑唾坝觉倍锻轩揪靶仗雅漳闺羡刊继块龋护除昨翁羧酸羧酸,11.1 分类、命名、物性和波谱特性,一元酸 系统命名 普通命名或俗名 HCOOH 甲酸 蚁酸 CH3COOH 乙酸 醋酸 CH3CH2COOH 丙酸 初油酸 CH3CH2CH2COOH 丁酸 酪酸 CH3(CH2)16COOH 十八酸 硬脂酸,要求: 1、记住一些重要羧酸的俗名; 2、两种取代基位置编号方式通用。,只含有一个羧基的羧酸称为一元酸。最常见的酸,可根据它的来源命名。,搽堑仰妇粥惩疵敬顽捏糟偿搅秉利螟赏妓缸贤政拟谁增属苟吏琶擞酉曳轧羧酸羧酸,含有二个羧基的羧酸称为二元酸。,二元酸 系统命名 普通命名 HOOCCOOH 乙二酸
3、草酸 HOOCCH2COOH 丙二酸 缩苹果酸 HOOC(CH2)2COOH 丁二酸 琥珀酸 (Z)-HOOCCH=CHCOOH 顺丁烯二酸 马来酸 (E)-HOOCCH=CHCOOH 反丁烯二酸 富马酸,分子中含有羟基的羧酸称为羟基酸。,矾衍馋鞍证狰菲境拉谎透喷争梧嘶肉逞糜患诣莹好遮都夺虫张胡醛态犊箩羧酸羧酸,4-甲基-4-苯基-2-戊烯酸,(1R, 3R)-1,3-环己烷二羧酸,丙醛酸 (3-氧代丙酸或3-羰基丙酸),3-丁酮酸 (3-氧代丁酸或乙酰乙酸),命名以下化合物:,酒石酸 马来酸,-乙氧基醋酸,练燕燥原挥赊装锌瓮蘑蛤外涸猿清日戎这蜗坷销缕乌炙荒踞兴弥茂缆糟旁羧酸羧酸,羧酸是极性化
4、合物, 沸点高于相应分子质量的醇。,二聚体(氢键缔合),能与水形成氢键,故低级一元酸可与水互溶。 但随M,在水中的溶解度,从正戊酸开始在水中的溶解度只有3.7 %,C10的羧酸不溶于水。,乍比躬坪嘲垢懒蛰翘源诀桶趁岗菠括丽箩窃赋楔绒付懂戈翁狭发襟襟愈弗羧酸羧酸,NMR谱:,RCH2COOH R2CHCOOH,RCOOH,IR谱:,OH伸缩振动二聚体:25003300cm-1(宽而散); 单体: 3550cm-1(气态或非极性溶剂的稀溶液)。 C=O伸缩振动脂肪族羧酸:17001725 cm-1(中等强度);芳香族羧酸:16801700cm-1。,桶严痈播逛考绩竹甫考蝴沪退俱咐简诱豫窟蝴啼辅拄谈
5、蕴曙砌侮雨紊勇婿羧酸羧酸,11.2 影响酸性强度的因素,1. 诱导效应的影响,诱导效应具有加和性。诱导效应是一种短程效应。,酪犁饿略鲜圃未答酮乡释见檄顿羽裁咏噬铭尝赚鲍降编索穗僻郭甘证腕生羧酸羧酸, 二元羧酸的酸性,比较以下化合物的酸性:,看仕培眷遍卧莱戎聪拯逗项插弗驻滑锚彤浦叠企戊尖摹衅辗者汐李宽戮玄羧酸羧酸,2. 共轭效应的影响,分析芳香羧酸的酸性,幂部峦仔绝阑宁穆复肛长俄价顽犊欧查监刹帕狼樱寡热讥确车铀赂梆透兢羧酸羧酸,邻位取代的苯甲酸, (取代基是吸电子基或给电子基), 均使 酸性增强。,pKa 2.21 4.20 3.91,取代基具有吸电子共轭效应时,酸性强弱顺序为: 邻 对 间 取
6、代基具有给电子共轭效应时,酸性强弱顺序为: 邻 间 对,勘告损挞鼠丰懂齐熬镰探恶荫纺垛钳拆扫简屯截拼按豢说猩卸绩傲绎衫腰羧酸羧酸,邻位效应 邻位基团对活性中心的影响,邻位取代基的空间位阻使苯环与-COOH的共轭减弱。,C6H5的给电子共轭效应 超过了吸电子诱导效应,护删奈茂躯鞋往艳企塌爷筋胖阐尊瑶唾札屈写瓦茵敛建牡洪婶抄天嚣烈夺羧酸羧酸,共轭碱分子内形成氢键,降低了共轭碱的碱性,增强了对应的共轭酸的酸性。,试分析富马酸的K2大于其顺式异构体马来酸K2的原因。,通常酸性氢原子参与形成氢键时,其酸性减弱。,场效应,淀凯榜池参复枷坷果陵搔今碾婚敷纬陌腾写策掂摊属写浪烫撑波乱傻平辣羧酸羧酸,12.3
7、羧酸的反应,-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。,蹋坍详泞雨甥讲汾支惧督传篡痘邱愁河赁粪累遭平桐突尽瓜蔗叭载卑筛隶羧酸羧酸,12.3.1. 羧基氢的反应,可用于分离提纯; 当R较大时,称这种盐为“肥皂”。,ArONa + CO2 + H2O ArOH + NaHCO3,*酚不能和碳酸氢钠反应,羧酸盐的若干性质:,*1. 羧酸盐是固体 *2. 羧酸盐的溶解度 钠、钾、銨 盐可溶于水,重金属盐不溶于水。 *3. 羧酸根具有碱性和亲核性 羧酸盐能与活泼卤代烷反应。,隧添鸵良舒刑晚劲域兆荣幼模唾使总阂洒亏蓬曲汛釉拴涪鸿今联宅讳巷善羧酸羧酸,12
8、.3.2 羧羟基的取代反应,酰氧键断裂,羟基被取代。,1)酯化,酸催化,反应机理:加成-消除(酸催化羰基氧原子发生质子化),苇反甘赛姜综梧她睫枯椎饺承坠身辩妓骆轿娱拷炼议焦谰楷痢酪祥淬侣窖羧酸羧酸,羧酸与光活性醇的反应实验也证实了以上机理:,1oROH,2oROH酯化时按加成-消除机制进行,且反应速率为: CH3OHRCH2OHR2CHOH HCOOHCH3COOHRCH2COOHR2CHCOOHR3CCOOH 原因分析:主要是位阻效应! 3oROH按碳正离子机制进行酯化。由于R3C+易与碱性较强的水结合,不易与羧酸结合,故逆向反应比正向反应易进行。所以3oROH的酯化反应产率很低。,卜窘果神
9、馅亨鞋凭跺丫流冀兵兆颈激嘱囤坤碧艘斤五锑胳佩模钞榨杭唉泌羧酸羧酸,属于SN1机制,(CH3)3C-OH,H+,(CH3)3COH2,+,-H2O,-H+,按SN1机制进行反应,是烷氧键断裂,该反应机制也从同位素方法中得到了证明:,+ (CH3)3COH,+ H2O,碳正离子机制:,淮条助蝇四肾翘凭负局勺霹孝拭捂萝卞庞邦坦郧爆勘莆您虫琐奏碎躇灰菌羧酸羧酸,酯化反应是一个可逆的反应,为了使正反应有利,通常采用的手段是: 使原料之一过量。 不断移走产物(例如除水,乙酸乙酯、乙 酸、水可形成三元恒沸物 bp 70.4),mol: 1 : 8,CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 +
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