羧酸 酯

羧酸酯
一、羧酸的组成
1、羧酸是由烃基与羧基相连组成的有机化合物。

羧基是羧酸的官能团。

例：某有机物的结构简式为：
为了证实该有机物的结构和性质，你认为应先检验（填官能团），所选检验试剂是；最后检验（填官能团），所选检验试剂是
2、一元羧酸的分子通式为R—COOH,饱和一元脂肪酸分子通式为C n H2n O2(或C n H2n+1—COOH)。

分子式相
同的羧酸、脂肪酸、羟基酸、羟基酮等互为同分异构体。

3、羧酸的沸点比相应的醇的沸点高；碳原子数位4以下的羧酸能与水互溶，随着分子中碳链的增长，羧酸在水中的溶解度迅速减小，直至与相对分子质量相接近的烷烃的溶解度相近。

二、羧酸的性质
1、弱酸性
例：由—CH3、—OH、—COOH、四种基团两两组合而成的化合物中，其水溶液能使紫色石蕊试液变红的有种。

酸性：HCOOH>C6H5COOH>CH3COOH>H2CO3>C6H5OH
注意：①在同类别的羧酸中，烃基越大，酸性越弱。

如HCOOH> CH3COOH>CH3CH2COOH>C3H7COOH
②当碳原子数相同时，羧基个数越多酸性越强。

如CH3COOH<HOOC—COOH
2、酯化反应
例1：胆固醇是人体必须的生物活性物质，分子式为C27H46O，一种胆固醇是液晶材料，分子式微C34H50O2，生成这种胆固醇酯的羧酸是（）
A.C6H13COOH
B.C6H5COOH
C.C7H15COOH
D.C6H5CH2COOH
①本质：羧酸脱去羟基醇脱去氢
②同位素示踪法
③无机含氧酸与醇作用也能生成酯，如C2H5OH+HONO2→C2H5—O—NO2+H2O
④羧酸与醇发生酯化反应的一般规律
a.一元羧酸与一元醇之间的酯化反应
b.一元羧酸与多元醇之间的酯化反应
c.多元羧酸与一元醇之间的酯化反应
d.多元羧酸与多元醇之间的酯化反应（此时反应有三种情形）
例1：乙二酸和乙二醇能形成三种酯，一种链状酯，一种环状酯，一种高分子酯，写出生成这三种酯的化学方程式：
例2：⑴1mol 丙酮酸在镍催化作用下加1mol 氢气转变为乳酸，乳酸的结构简式是
⑵与乳酸具有相同官能团的乳酸的同分异构体A 在酸性条件下，加热失去水生成B ，由A 生成B 的化
学反应方程式是
⑶B 的甲酯可以聚合，聚合物的结构简式是
e .羟基酸自身的酯化反应（此时反应有三种情形）
例2：已知葡萄糖在乳酸菌作用下可转化为乳酸（C 3H 6O 3）。

⑴取9g 乳酸与足量的金属Na 反应，可生成2.24L H 2（标况），另取等量乳酸与等物质的量的乙醇反应，生成0.1mol 乳酸乙酯和1.8gH 2O,由此可推断乳酸分子中含有的官能团名称为 。

⑵乳酸在Cu 作催化剂时可被氧化成丙酮酸由以上事实推知乳酸的结构简式为
⑶两个乳酸分子在一定条件下脱水生成环酯（C 6H 8O 4），则此环酯的结构简式是
⑷乳酸在浓H 2SO 4作用下，三分子相互反应，生成链状结构的物质，写出其生成物的结构简式：
⑸在一定条件下，乳酸发生缩聚反应生成聚酯，该高聚酯物可表示为
3、还原反应
由于羟基的影响，羧基中的羰基比醛、酮分子中的羰基较难发生加成反应，但在特殊试剂（如LiAlH 4）的作用下，可将羧基还原为醇羟基。

RCOOH −−→−4H
LiAl RCH 2OH 4、羧酸的命名
5、重要的羧酸简介
⑴甲酸俗称蚁酸，是有刺激性气味的液体，有腐蚀性，能与水、乙醇、甘油等互溶。

★注意：甲酸分子中既含有羧基又含有醛基，因而能表现出羧酸和醛两类的物质的性质。

如显酸性，能酯化，能发生银镜反应和被新制的Cu （OH ）2氧化。

甲酸在工业上可用作还原剂，在医疗上可用作消毒剂。

⑵苯甲酸俗称安息香酸，是白色针状晶体，易升华，微溶于水，易溶于蚁酸、乙醚。

苯甲酸及其钠盐或钾盐常用做食品防腐剂。

⑶已二酸
俗称草酸，是无色透明状晶体，能溶于水或乙醇，通常以结晶水合物形式存在。

例：有以
下一些列反应，最终产物是草酸。

A −−→−2
B r 光、B −−−→−醇OH N a
C −−→−溴水
D −−−→−，水OH N a
E −−−→−，催化剂2O
F −−−→−，催化剂
2O 已知B 的相对分子质量比A 大79，试推测用字母代表的化合物的结构式。

C: ，F ：
三、酯的组成、结构和性质
1、酯是羧酸分子中羧基上的羟基被烃基取代后的产物。

2、羧酸酯的分子通式为
3、羧酸酯的物理性质
脂类都难溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂，密度一般比水小。

4、羧酸酯的化学性质
⑴酯的水解
在有酸或碱存在的条件下，酯能发生水解反应，生成相应的酸和醇。

酸存在下酯的水解是可逆反应；在碱存在下酯的水解趋于完全，是不可逆反应。

⑵酯的醇解（醇的醇解又称酯交换反应）
在酸或醇钠催化下，醇还可以发生醇解反应。

例1：已知溴己烷跟氰化钠反应后再水解可以得到丙酸：
CH 3CH 2Br −−→−NaCN CH 3CH 2CN −−→−O
H 2CH 3CH 2COOH 产物分子比还原化合物分子多一个碳原子，增长了碳链。

氢根据以下框图回答问题：
F 分子中含有8个原子组成的环状结构。

⑴反应①②③中属于都取代反应的是 （填反应序号）。

⑵写出结构简式：E ： ，F ：
四、乙酸乙酯的制备
1、实验原理
CH 3COOH+CH 3CH 2OH −−−−→←加热
浓\SO H 42CH 3COOCH 2CH 3+H 2O 2、实验步骤：
①在一个大试管注入乙醇3mL,再慢慢加入2 mL 浓H 2SO 4和2 mL 冰醋酸，如图连接
好。

并加入几片碎瓷片。

注意：a.加入碎瓷片的目的：为防止液体暴沸；
b.加入试剂的顺序为C 2H 5OH （3mL ）→浓H 2SO 4（2 mL ）→乙酸（2 mL ）
②用小火加热试管里的混合物，产生的蒸气经导管通到3mL 饱和Na 2CO 3溶液的上方约2mm~3mm 处。

注意观察盛Na 2CO 3溶液的试管内的变化，待有透明的油状液体浮在液面上时，取下盛有Na 2CO 3溶液的试管，并停止加热。

振荡盛有Na 2CO 3溶液的试管，静置，待溶液分层后，观察上层液体，并闻它的气味。

注意：a.用盛有Na 2CO 3饱和溶液的试管收集生成的乙酸乙酯，其作用是:吸收未反应的乙酸和乙醇，减少酯
在水中的溶解量；
b.导管不能插入到Na 2CO 3溶液中：防止倒吸、回流现象发生；
c.此实验中浓H 2SO 4起催化剂、吸水剂的作用
例1：已知乙醇可以和氯化钙反应生成微溶于水的CaCl 2·6C 2H 5OH 。

有关的有机试剂的沸点是：CH 3COOC 2H 5为77.1℃；C 2H 5OH 为78.3℃；C 2H 5OC 2H 5(乙醚)为34.5℃；CH 3COOH 为118℃。

实验室合成乙酸乙酯粗产品的步骤是：在蒸馏烧瓶内将过量的乙醇与少量浓硫酸混合，然后用分液漏斗边滴加醋酸，边加热蒸馏。

由此实验可得到含有乙醇、乙醚、醋酸和水的乙酸乙酯粗产品。

试解答下列问题：
⑴反应中加入的乙醇是过量的，其目的是
⑵边滴加醋酸，边加热蒸馏的目的是
⑶为除去其中的醋酸，可向产品中加入 （填字母）。

A.无水乙醇
B.碳酸钠粉末
C.无水醋酸钠
⑷再向其中加入饱和氯化钙溶液，振荡，分离，其目的是
⑸然后再向其中加入无水硫酸钠，振荡，其目的是
最后，将经过上述处理后的液体加入另一干燥的蒸馏烧瓶内，再蒸馏，弃去低沸点馏分，收集沸点在76℃～79℃之间的馏分，即得纯净的乙酸乙酯。

例2：化合物C 和E 都是医用功能高分子材料，且有相同的元素百分组成，均可由化合物A （C 4H 8O 3）制得，它们之间关系如图所示，B 和D 互为同分异构体。

试写出：⑴化学方程式：
A →D ，
B →C
反应类型：A →B ，B →C ，A →E
⑵E 的结构简式为 ，A 的同分异构体（同类别且有支链）的结构简式 、 。