有机化学a2教学课件(吉林大学)羧酸的反应
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有机化学课件羧酸-PPT文档资料
2019/3/25
有机化学课件
CH3 CH3 C C H =C H C O O H
COOH
COOH
4-甲基-4-苯基-2-戊烯酸
O H C CH2COOH
(1R, 3R)-1,3-环己烷二羧酸
O C H H O O H 3 C C 2C
丙醛酸 （3-氧代丙酸或3-羰基丙酸）
2019/3/25
3-丁酮酸 （3-氧代丁酸或乙酰乙酸）
第十四章
羧
2019/3/25
酸
有机化学课件
主要内容
第一节 羧酸的命名、物理性质 第二节 酸性 第三节 羧酸的化学反应 第四节 羧酸的制备方法 第五节 羟基酸
2019/3/25
有机化学课件
含有羧基的化合物叫羧酸。羧酸是许多有机化合 物氧化的最后产物，广泛存在于自然界中。 羧酸的分类 根据羧基所连烃基分类 脂肪族羧酸 脂环族羧酸 芳香族羧酸 杂环族羧酸
2019/3/25 有机化学课件
2) 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。
[邻位效应] 邻位基团对活性中心的影响
C O O H H C O O H (3.77) (4.20)
C6H5的给电子共轭效应 超过了吸电子诱导效应
邻位取代基的空间位阻使苯环与-COOH的共轭减弱。
COOH G
根据羧基所连烃基分类
一元羧酸 二元羧酸
2019/3/25
有机化学课件
第一节
一、命名
羧酸的命名、物理性质
1．俗名
许多羧酸从自然界得到的，因此常根据其来源命 名 HCO2H 蚁酸 CH3(CH2)14CO2H 棕榈酸
CH3(CH2)10CO2H 月桂酸 CH3(CH2)16CO2H 硬脂酸
有机化学羧酸ppt课件
•羧酸概述与结构特点•羧酸制备方法及反应机理•羧酸衍生物及其性质研究•羧酸及其衍生物在有机合成中应用目•实验部分：羧酸和它们衍生物性质实验•课程总结与拓展延伸录01羧酸概述与结构特点羧酸定义及分类定义分类结构特点与命名规则结构特点命名规则羧酸的命名通常以烃基为基础，将“酸”字加在烃基名称之后。
例如，甲酸、乙酸、苯甲酸等。
物理性质与化学性质物理性质化学性质02羧酸制备方法及反应机理伯醇氧化醛氧化烯烃臭氧化030201氧化法制备羧酸羧化反应及其机理探讨卤代烃的羧化烯烃的羧化芳烃的羧化其他制备方法简介酯的水解酯在酸性或碱性条件下，可发生水解反应生成羧酸和醇。
酰胺的水解酰胺在酸性或碱性条件下，可发生水解反应生成羧酸和胺。
腈的水解腈在酸性条件下，可发生水解反应生成羧酸和氨。
03羧酸衍生物及其性质研究酯酯是由羧酸与醇反应形成的一类衍生物，具有广泛的生物活性和化学应用。
酯类化合物在自然界中广泛存在，如油脂、蜡等。
酰卤酰卤是一类由羧酸与卤素反应形成的衍生物，具有较强的反应活性。
常见的酰卤有酰氯、酰溴等。
酰胺酰胺是由羧酸与胺反应形成的一类衍生物，具有良好的稳定性和广泛的应用。
酰胺类化合物在生物医药、农药等领域有重要应用。
酰卤、酯、酰胺等衍生物介绍各衍生物间相互转化关系探讨酯向酰胺的转化酰卤向酯的转化酯可以通过还原反应生成相应的酰胺。
这一转化在有机合成中具有一定的应用价值。
酰胺向羧酸的转化衍生物在合成中应用实例分析酰卤在合成中的应用01酯在合成中的应用02酰胺在合成中的应用0304羧酸及其衍生物在有机合成中应用酯化反应在有机合成中作用酯化反应的定义和机理01酯化反应在有机合成中的应用02酯化反应的实例031 2 3酰胺化反应的定义和机理酰胺化反应在有机合成中的应用酰胺化反应的实例酰胺化反应在有机合成中作用其他类型反应在有机合成中应用羧酸的还原反应羧酸的脱羧反应羧酸及其衍生物的其他反应05实验部分：羧酸和它们衍生物性质实验实验目的和原理步骤一步骤二步骤三步骤四注意事项一注意事项二清洗实验器具，整理实验报告注意事项三注意实验过程中的温度变化，避免发生危险注意事项四实验结束后要及时清洗实验器具，保持实验室整洁结果分析一通过红外光谱、核磁共振等手段对合成产物进结果分析二对比不同羧酸衍生物的物理和化学性质，探究其结果分析三讨论一讨论二讨论三实验结果分析和讨论06课程总结与拓展延伸羧酸分子中的羰基和羟基的结构特点，以及它们对羧酸物理和化学性质的影响。
大学有机化学课件-羧酸
Mg 乙醚
RCH2CN
H
3
O
1.CO2
RCH2MgBr 2.H 3O
RCH2COOH
殊途同归
34
第三十四页，共52页。
多数情况下两种方法可以互换，但在有些情况下
就不可互换了。
例：
(CH3)3C—Cl 叔卤代烷
NaCN
Mg 乙醚
CH3 CH2=CH—CH3 消除反应
1 CO2 2 H3O
(CH3)3CCOOH
20
第二十页，共52页。
2、成酰卤反应
常用卤化剂：PCl3
3CH3COOH bP 118 0C
PCl3 76 0C
COOH bP 249 0C
PCL5
160 0C
升华
PCl5 SOCl2
O
3CH3CCl H3PO3
52 0C
200 0C 分解
蒸出
O
C Cl POCl3 HCl
197 0C
107 0C
C=O
CH2
H O [ CH3 C= CH2 ]
=
O C=O
=
O CH3—C—CH3
27
第二十七页，共52页。
3、通过自由基进行脱羧(p12)
羧酸钾或钠盐溶液的电解、其他羧酸金属盐的热
分解则是通过自由基历程进行脱羧。
⑴、柯尔贝（kolbe)电解
=
=
=
2 RCOONa H2O
O 阳极: 2R C O 2e
双键变长、单键变短，键长发生了平均化.显然羟基氧与羰基 发生了p～π共轭。
O
O
1
-
2
HC
0.127nm H C
O-
甲酸根形成了三中心四电子的π键
RCH2CN
H
3
O
1.CO2
RCH2MgBr 2.H 3O
RCH2COOH
殊途同归
34
第三十四页，共52页。
多数情况下两种方法可以互换，但在有些情况下
就不可互换了。
例：
(CH3)3C—Cl 叔卤代烷
NaCN
Mg 乙醚
CH3 CH2=CH—CH3 消除反应
1 CO2 2 H3O
(CH3)3CCOOH
20
第二十页，共52页。
2、成酰卤反应
常用卤化剂：PCl3
3CH3COOH bP 118 0C
PCl3 76 0C
COOH bP 249 0C
PCL5
160 0C
升华
PCl5 SOCl2
O
3CH3CCl H3PO3
52 0C
200 0C 分解
蒸出
O
C Cl POCl3 HCl
197 0C
107 0C
C=O
CH2
H O [ CH3 C= CH2 ]
=
O C=O
=
O CH3—C—CH3
27
第二十七页，共52页。
3、通过自由基进行脱羧(p12)
羧酸钾或钠盐溶液的电解、其他羧酸金属盐的热
分解则是通过自由基历程进行脱羧。
⑴、柯尔贝（kolbe)电解
=
=
=
2 RCOONa H2O
O 阳极: 2R C O 2e
双键变长、单键变短，键长发生了平均化.显然羟基氧与羰基 发生了p～π共轭。
O
O
1
-
2
HC
0.127nm H C
O-
甲酸根形成了三中心四电子的π键
《有机化学~羧酸》课件
酸碱性质
羧酸可作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酸，产生质子，也可以作为酸盐，失去质子与碱反应。
反应机理
羧酸的反应机理涉及酸碱中和、质子转移、共振和氢键等复杂的化学过程。
羧酸与金属离子的络合作用
由于羧酸中的羧基可以与金属离子形成络合物，这种络合作用对催化、药物和材料科学具有重要意义。了解羧 酸与金属离子的相互作用可以拓展其应用领域。
羧酸可发生一系列典型的化学反应，如
酯化、酰化、酰氯化、缩合和加成反应，
形成各种有机化合物。
3
pH反应
由于羧酸中的羧基，它们在溶液中呈酸 性，可以与碱发生中和反应，产生盐和 水。
羧酸的产生和应用领域
羧酸可以通过多种方法合成，例如氧化、酸催化和酯水解等。由于其特殊的结构和性质，羧酸在许多不同的领 域中具有广泛的应用。
羧基结构
羧基由碳、氧和氢构成，形成一个含氧的酸基团。
分子结构
羧酸通过共价键连接碳原子，形成一个含有羧基的 有机分子。
羧酸的命名方法
为了准确命名羧酸，有一套特定的系统命名法。羧酸的命名方法基于其分子结构和官能团，使其易于辨识和描 述。
IUPAC命名法
羧酸根据IUPAC规则进行命名，包括根据碳链长 度、取代基、官能团等因素进行命名。
《有机化学~羧酸》PPT课 件
这个PPT课件将为您介绍有机化学中的羧酸相关知识，包括定义、命名方法、 物理性质、化学性质等内容，帮助您深入了解这个有趣的化合物。
羧酸的基本结构
羧酸由羧基（-COOH）与其他基团组成，具有特殊的分子结构，这种结构使羧酸具有独特的性质和反应。了解 羧酸的基本结构对理解其特点非常重要。
常见名称
一些羧酸有常用的名称，可以根据它们的特定 结构或应用而命名。
羧酸可作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酸，产生质子，也可以作为酸盐，失去质子与碱反应。
反应机理
羧酸的反应机理涉及酸碱中和、质子转移、共振和氢键等复杂的化学过程。
羧酸与金属离子的络合作用
由于羧酸中的羧基可以与金属离子形成络合物，这种络合作用对催化、药物和材料科学具有重要意义。了解羧 酸与金属离子的相互作用可以拓展其应用领域。
羧酸可发生一系列典型的化学反应，如
酯化、酰化、酰氯化、缩合和加成反应，
形成各种有机化合物。
3
pH反应
由于羧酸中的羧基，它们在溶液中呈酸 性，可以与碱发生中和反应，产生盐和 水。
羧酸的产生和应用领域
羧酸可以通过多种方法合成，例如氧化、酸催化和酯水解等。由于其特殊的结构和性质，羧酸在许多不同的领 域中具有广泛的应用。
羧基结构
羧基由碳、氧和氢构成，形成一个含氧的酸基团。
分子结构
羧酸通过共价键连接碳原子，形成一个含有羧基的 有机分子。
羧酸的命名方法
为了准确命名羧酸，有一套特定的系统命名法。羧酸的命名方法基于其分子结构和官能团，使其易于辨识和描 述。
IUPAC命名法
羧酸根据IUPAC规则进行命名，包括根据碳链长 度、取代基、官能团等因素进行命名。
《有机化学~羧酸》PPT课 件
这个PPT课件将为您介绍有机化学中的羧酸相关知识，包括定义、命名方法、 物理性质、化学性质等内容，帮助您深入了解这个有趣的化合物。
羧酸的基本结构
羧酸由羧基（-COOH）与其他基团组成，具有特殊的分子结构，这种结构使羧酸具有独特的性质和反应。了解 羧酸的基本结构对理解其特点非常重要。
常见名称
一些羧酸有常用的名称，可以根据它们的特定 结构或应用而命名。
高中化学有机化学教学课件《羧酸》
第4节 羧酸 氨基酸和蛋白质
第1课时 羧酸
在古代人们就懂得制造和使用
醋,方法是酒中的乙醇在微生物的作
用下,发生氧化反应,将乙醇转化为
乙酸,这种酿造方法一直流传至今,
乙酸是什么? 通过本节课的学习我
们来认识乙酸。
1.了解羧酸的结构特点和主要化学性质及由羧酸 到醇、酯的转化。(重点） 2.认识酯的结构特点和主要性质。(重点） 3.能结合肥皂的制备说明酯在碱性条件下水解的 应用。
+ 2 H2O
【复习回顾】
乙酸和乙醇发生酯化反应的注意事项： （1）加药品的顺序 （2）加碎瓷片的作用 ——防暴沸 （3）导管末端悬在液面上方的原因 ——防倒吸 （4）饱和Na2CO3溶液的作用：
溶解乙醇、反应掉乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度。
3.α -H的取代反应 RCH2COOH + Cl2
催化剂
C.KMnO4溶液
D.新制Cu(OH)2悬浊液
【提示】常温下混合，使蓝色溶液的浑浊变澄清的是两种
酸，加热煮沸，若出现砖红色沉淀，是甲酸。
三、羧酸的衍生物——酯
1.定义： 羧酸分子中羧基上的羟基被其他原子或原子团取代得到的产 物。 O R—C— O CH3—C—OC2H5 乙酸乙酯 O CH3—C—Cl 乙酰氯 O CH3—C—NH2
CH3CH—C-OH
O H-C-O-CH2CH2CH3
4.物理性质：
O
C O H CH3COOH C17H35COOH C17H33COOH
3.几种常见的有机酸
甲酸：HCOOH，又称蚁酸，有刺激性气味的无色液体。
有腐蚀性，能与有机溶剂互溶,在医疗上可做消毒剂。 苯甲酸：C6H5COOH, 又称安息香酸，属于芳香酸。 是白色针状晶体，易升华，微溶于水，易溶于乙醇。 苯甲酸及其钠盐或钾盐常用做食品防腐剂。 乙二酸：HOOC-COOH，俗称草酸，分子式H2C2O4。 无色透明晶体。能溶于水或乙醇，以钠盐或钙盐存在于植 物中。
第1课时 羧酸
在古代人们就懂得制造和使用
醋,方法是酒中的乙醇在微生物的作
用下,发生氧化反应,将乙醇转化为
乙酸,这种酿造方法一直流传至今,
乙酸是什么? 通过本节课的学习我
们来认识乙酸。
1.了解羧酸的结构特点和主要化学性质及由羧酸 到醇、酯的转化。(重点） 2.认识酯的结构特点和主要性质。(重点） 3.能结合肥皂的制备说明酯在碱性条件下水解的 应用。
+ 2 H2O
【复习回顾】
乙酸和乙醇发生酯化反应的注意事项： （1）加药品的顺序 （2）加碎瓷片的作用 ——防暴沸 （3）导管末端悬在液面上方的原因 ——防倒吸 （4）饱和Na2CO3溶液的作用：
溶解乙醇、反应掉乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度。
3.α -H的取代反应 RCH2COOH + Cl2
催化剂
C.KMnO4溶液
D.新制Cu(OH)2悬浊液
【提示】常温下混合，使蓝色溶液的浑浊变澄清的是两种
酸，加热煮沸，若出现砖红色沉淀，是甲酸。
三、羧酸的衍生物——酯
1.定义： 羧酸分子中羧基上的羟基被其他原子或原子团取代得到的产 物。 O R—C— O CH3—C—OC2H5 乙酸乙酯 O CH3—C—Cl 乙酰氯 O CH3—C—NH2
CH3CH—C-OH
O H-C-O-CH2CH2CH3
4.物理性质：
O
C O H CH3COOH C17H35COOH C17H33COOH
3.几种常见的有机酸
甲酸：HCOOH，又称蚁酸，有刺激性气味的无色液体。
有腐蚀性，能与有机溶剂互溶,在医疗上可做消毒剂。 苯甲酸：C6H5COOH, 又称安息香酸，属于芳香酸。 是白色针状晶体，易升华，微溶于水，易溶于乙醇。 苯甲酸及其钠盐或钾盐常用做食品防腐剂。 乙二酸：HOOC-COOH，俗称草酸，分子式H2C2O4。 无色透明晶体。能溶于水或乙醇，以钠盐或钙盐存在于植 物中。
《有机化学之羧酸》课件(2024)
22
05
羧酸在实验室中操作与注意事项
2024/1/29
23
实验室常见羧酸实验操作
羧酸的制备
通过氧化、水解等反应制备羧酸，注意反应条件的控制和原料的选 择。
羧酸的性质实验
如羧酸的酸性、酯化反应等，需要掌握实验原理和操作方法。
羧酸的分离与纯化
利用蒸馏、结晶等方法分离纯化羧酸，注意操作技巧和安全事项。
7
02
羧酸合成与制备
2024/1/29
8
氧化法制备羧酸
醇氧化法
通过醇在催化剂存在下与氧气反应， 生成相应的羧酸。常用的催化剂包括 铬酸、高锰酸钾等。
醛氧化法
烯烃氧化法
烯烃在催化剂和氧化剂的作用下，可 氧化成羧酸。常用的催化剂包括氯化 钯、氯化铂等，氧化剂包括氧气、臭 氧等。
醛在氧化剂的作用下，可氧化成相应 的羧酸。常用的氧化剂包括硝酸、氧 气等。
作药物、农药等的中间体。
16
羧酸在生物体内作用
2024/1/29
参与代谢过程
许多羧酸是生物体内的重要代谢产物，如柠檬酸、苹果酸 等参与糖代谢过程。
作为酶促反应的底物或产物
一些羧酸可作为酶促反应的底物或产物，参与生物体内的 各种生化反应。
维持生物体酸碱平衡
生物体内的羧酸可通过酸碱平衡机制维持生物体的酸碱平 衡状态。
格氏试剂与二氧化碳反应
格氏试剂与二氧化碳在无水乙醚中反应生成羧酸 。
3
后处理
通过酸化、萃取、蒸馏等操作，得到纯净的羧酸 产品。
2024/1/29
11
其他合成方法简介
2024/1/29
酯还原法
酯在还原剂的作用下，可还原成相应的羧酸。常用的还原剂包括 氢化铝锂、硼氢化钠等。
大学有机化学课件--羧酸
pKa
3.97
3.97
4.02
15
总目录
C.取代基在邻、间、对位，影响不同
O O-
CH
O
COOH
COOH
pKa 2.98
-I、环
OH
4.08
-I（+C受阻）
OH
4.57
+C>-I
16
总目录
思考
1.按酸性由强至弱排序：
COOH
COOH
CH3 NO2
NO2
COOH
H3C
CH3
NO2
17
总目录
二、羰基的反应
50
总目录
由苯和乙烯合成
+ CH2=CH2 HBr
干醚 CH3CH2Br Mg
+ CH3CH2MgBr CH3CHO H3O KMnO4CH3COCH2CH3
+ Br2 Fe
Br Mg 干醚
MgBr
CH3COCH2CH3
MgBr
H+3O
产物
51
2
总目录
第一节 羧酸的分类和命名
RH
RCOOH 烃中的氢被羧基取代
一、分类
• 根据R的种类分：1）脂肪酸、芳香酸； 2）不饱和酸、饱和酸等。
• 根据羧基的数目分：一元、二元、三元、多 元酸。
3
总目录
二、系统命名法：酸结尾（为母体）
CH3 CH3CHCH2CHCH2COOH
CH3
3,5-二甲基己酸
总目录
2. 二元酸的热分解反应（特征反应）
⑴ 1,2-、1,3-二元酸受热脱羧，得一元酸
COOH COOH
COOH CH2 COOH
优质课课件-羧酸
酯化法
总结词
通过酯化反应将醇转化为羧酸。
详细描述
酯化法是利用醇和羧酸在酸性催化剂的作用下发生酯化反应，生成相应的酯和羧 酸。该方法具有操作简便、条件温和等优点，但同时也存在副产物较多、选择性 较差等问题。
03
羧酸的应用
合成酯类
羧酸与醇类在酸催化下反应，生成酯类。酯类具有芳香 气味，常用于香料、食品添加剂和化妆品的制造。
羧酸的性质
总结词
了解羧酸的物理性质和化学性质对于掌握其反应机理 和应用具有重要意义。
详细描述
羧酸的物理性质包括熔点、沸点、溶解度等。一般来说， 随着分子量的增加，脂肪酸的熔点和沸点逐渐升高；芳 香酸的熔点和沸点较高。羧酸的溶解度主要受其极性和 溶剂的影响。在极性溶剂中，羧酸的溶解度较大。羧酸 的化学性质包括酸性、酯化反应、成盐反应等。由于羧 基中的C=O双键与H原子结合形成了-COOH，使得羧酸 具有酸性。因此，羧酸可以与碱发生中和反应，生成羧 酸盐和水。此外，羧酸还可以与醇发生酯化反应，生成 酯和水。
详细描述
酯类是由羧基与醇的羟基发生酯化反应形成 的化合物，通常为具有芳香气味的液体或低 熔点固体。在化学反应中，酯类可以发生水 解、醇解等反应，生成相应的羧酸和醇。
酰胺
总结词
酰胺是一类由羧酸与氨反应形成的化合物，通常具有特殊的化学性质。
详细描述
酰胺是由羧基与氨的氨基发生反应形成的化合物，通常为无色或白色晶体，具有特殊的化学性质。在 化学反应中，酰胺可以发生水解、还原等反应，生成相应的羧酸和氨。
02 羧酸加氢还原的机理
在催化剂的作用下，氢原子进攻羧酸中的碳氧双 键，使其被还原为单键。
03 羧酸加氢还原的应用
羧酸加氢还原可用于生产高纯度油脂和脂肪酸等。
Chapter12羧酸.ppt
Chapter12羧酸.ppt第四节羧酸的结构和酸性二讨论第五节羧酸的制备3利用金属有机化合物的烃基化反应二羧基中氢的反应2羧酸盐的若干性质3羧酸与重氮甲烷的反应三羧酸α-H的反应——赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应1.酯化反应（2）酯化反应的机制2.形成酰胺和腈的反应3.羧酸与有机金属化合物的反应4.羧酸的还原（2）用乙硼烷还原五脱羧反应2.通常的脱羧反应第七节卤代酸的合成和反应二卤代酸的反应2β-卤代酸的反应第八节羟基酸的合成和反应2β-羟基酸的合成1羟基酸的受热反应（在H+中进行）（1）定义：羧酸与醇在酸的催化作用下失去一分子水而生成酯的反应称为酯化反应。
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O投料1：1产率67% 1：1097%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：①使原料之一过量。
②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bp70.4℃）H+四羧羰基的反应（常用的催化剂有盐酸、硫酸、苯磺酸等），1加成--消除机制双分子反应一步活化能较高质子转移加成消除四面体正离子-H2O-H+按加成--消除机制进行反应，是酰氧键断裂1OROH，2OROH酯化时按加成--消除机制进行，且反应速率为：CH3OH>RCH2OH>R2CHOHHCOOH>CH3COOH>RCH2COOH>R2CH COOH>R3CCOOH该反应机制已为：①同位素跟踪实验②羧酸与光活性醇的反应实验所证实。
酯化反应机制的证明①3oROH按此反应机制进行酯化。
②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。
2碳正离子机制属于SN1机制该反应机制也从同位素方法中得到了证明。
(CH3)3C-OHH+(CH3)3COH2+-H2O-H+按SN1机制进行反应，是烷氧键断裂+(CH3)3COH+H2O仅有少量空阻大的羧酸按此反应机理进行。
有机化学a2教学课件第十一章羧酸及其衍生物11-1.ppt
O
H+
更稳定
10
2.2 诱导效应及共轭效应对酸性的影响
2.2.1 诱导效应
电子云沿着化学键偏移的作用,是静电作用
a. CH3CHCOOH
b.
CH2CH2COOH
CH 3CH COO H c.
F
CI
CI
CH3CH2COOH d.
e. CH3CHCOOH NO 2
酸性: e ＞ a＞ C ＞ b ＞ d
O
CH 3 C
O
CH 2 CH 3
乙酸乙酯
（按原料命名，羧基氢被取代）
O
3-甲 基 -4-丁 内 酯
O
（去掉酸字，用内酯代替，标明羟基的位置）
CH 3 CH 2 CH CN
CH 3
2-甲 基 丁 腈 （ C N 基 C 也 计 算 进 去 ）
4
对于二羧酸及其衍生物:
HO OC -CH 2 CHC H 2 C H 2 C OO H
H
- H+
O C
OH
127pm O
.... C O 127pm
P---π共轭
O
C
O
氧 上 负 电 荷 丰 富 ,更 容 易 提 供 电 子 ,与 羰 基 的 π电 子 发 生 共 轭 9
从极限结构看:
O
RC
OH
O
-
RC
O
-
O
+
RC
OH
O-
RC
O
有两个相同极限结构的杂化体更稳定
O
RC
OH
O RC
+ -
11
诱导效应受以下因素影响:
元素的电负性, 基团的不饱和程度, 电荷的正负性, 距离
H+
更稳定
10
2.2 诱导效应及共轭效应对酸性的影响
2.2.1 诱导效应
电子云沿着化学键偏移的作用,是静电作用
a. CH3CHCOOH
b.
CH2CH2COOH
CH 3CH COO H c.
F
CI
CI
CH3CH2COOH d.
e. CH3CHCOOH NO 2
酸性: e ＞ a＞ C ＞ b ＞ d
O
CH 3 C
O
CH 2 CH 3
乙酸乙酯
（按原料命名，羧基氢被取代）
O
3-甲 基 -4-丁 内 酯
O
（去掉酸字，用内酯代替，标明羟基的位置）
CH 3 CH 2 CH CN
CH 3
2-甲 基 丁 腈 （ C N 基 C 也 计 算 进 去 ）
4
对于二羧酸及其衍生物:
HO OC -CH 2 CHC H 2 C H 2 C OO H
H
- H+
O C
OH
127pm O
.... C O 127pm
P---π共轭
O
C
O
氧 上 负 电 荷 丰 富 ,更 容 易 提 供 电 子 ,与 羰 基 的 π电 子 发 生 共 轭 9
从极限结构看:
O
RC
OH
O
-
RC
O
-
O
+
RC
OH
O-
RC
O
有两个相同极限结构的杂化体更稳定
O
RC
OH
O RC
+ -
11
诱导效应受以下因素影响:
元素的电负性, 基团的不饱和程度, 电荷的正负性, 距离
有机化学a2教学课件(吉林大学)第十三章胺的反应
N
C H3 C H3
Ag2O H2O
5.3 胺的酰化
O RNH2 + Cl S O
兴斯堡(Hinsberg)反应
NaOH H2O O RN S H O
在碱中溶解
O R2NH + Cl S O NaOH H2O O R2N S O
不溶于碱和酸
O R3N + Cl S O
O + NaOH R3N S H2O O
X
δ
C H
δ B -
C
卤代烷中， 卤素的吸电子能力不象+NR3 那么强， C—H键比较稳定， 卤素离去性大与H，似E1过渡态 得到热力学控制的更稳定的烯——扎 伊采夫规则。
Hofmann规则 动力学控制
Saytzeff规则 热力学控制
产生可变E2过渡态的根源：基团的吸电子效应
若基团是强吸电子基——β-H酸性大——易被碱夺取——Hofmann消除
+
OH -H
+
+
O
5.5.2 仲胺 R2NH NaNO2 HCl SnCl 2 R2N-N=O HCl R2NH
黄色油状液体或固体
5.5.3 叔胺 脂肪胺: R3N + HNO2 - OH + R3NH NO2 R3N
5.6 重氮甲烷
CH2 + N N CH2 + N
.
C
. . N
. . : N
N: ..
黄色有毒气体, 200℃爆炸
5.6.1 与酸性化合物反应
酸,酚,β 二酮 , β 二酮酯.
OH
+ CH2N2
OCH 3
RCOOH
O RC CH2
C H3 C H3
Ag2O H2O
5.3 胺的酰化
O RNH2 + Cl S O
兴斯堡(Hinsberg)反应
NaOH H2O O RN S H O
在碱中溶解
O R2NH + Cl S O NaOH H2O O R2N S O
不溶于碱和酸
O R3N + Cl S O
O + NaOH R3N S H2O O
X
δ
C H
δ B -
C
卤代烷中， 卤素的吸电子能力不象+NR3 那么强， C—H键比较稳定， 卤素离去性大与H，似E1过渡态 得到热力学控制的更稳定的烯——扎 伊采夫规则。
Hofmann规则 动力学控制
Saytzeff规则 热力学控制
产生可变E2过渡态的根源：基团的吸电子效应
若基团是强吸电子基——β-H酸性大——易被碱夺取——Hofmann消除
+
OH -H
+
+
O
5.5.2 仲胺 R2NH NaNO2 HCl SnCl 2 R2N-N=O HCl R2NH
黄色油状液体或固体
5.5.3 叔胺 脂肪胺: R3N + HNO2 - OH + R3NH NO2 R3N
5.6 重氮甲烷
CH2 + N N CH2 + N
.
C
. . N
. . : N
N: ..
黄色有毒气体, 200℃爆炸
5.6.1 与酸性化合物反应
酸,酚,β 二酮 , β 二酮酯.
OH
+ CH2N2
OCH 3
RCOOH
O RC CH2
有机化学a2教学课件(吉林大学)羧酸的反应11-2
由于 -COOH是吸电子基, 二元羧酸的脱羧反应 容易进行
但两个羧基的空间位置不同,脱去的基团不同.
COOH COOH
COOH COOH
HCOOH
+
CO2
CO2 + H2O
CH2
CH3COOH
+
CO2
O OH OH O
O OH OH O
O O O
O O O
+
+
H2O
H2O
OH O O O OH
+
§ 3. 羧酸的反应
O
酸性, 盐 成酯反应
C H
α H的 卤化
C
O
生成羧酸衍生物
H
脱羧 ,还原反应
O 3.1
O R C OH
C
O
H
(生成酯)
NaOH
NaHCO3,Na2CO3
O R C ONa + H2O
钠盐与一级活泼卤代烷反应,生成酯:
O + CICH 2 Na R C O
SN2
O R C O CH2 + NaCI
HgBr2
＞ 3° 反应活性： R：1°＞2°
③ 柯齐反应( Kochi,J.K.)
苯 回流
在金属 Li k Ca 的卤化物与四乙酸铅作用下:
RCOOH + Pb(OAc) 4 + LiCl
RCl + LiOAc + Pb(OAc) 2 + HOAc
R的空间结构对反应的影响不大,反应产率很好
3.5.2 二元羧酸的脱羧反应及规律
O
+
反应
R C OH
NH3
O R C ONH4
但两个羧基的空间位置不同,脱去的基团不同.
COOH COOH
COOH COOH
HCOOH
+
CO2
CO2 + H2O
CH2
CH3COOH
+
CO2
O OH OH O
O OH OH O
O O O
O O O
+
+
H2O
H2O
OH O O O OH
+
§ 3. 羧酸的反应
O
酸性, 盐 成酯反应
C H
α H的 卤化
C
O
生成羧酸衍生物
H
脱羧 ,还原反应
O 3.1
O R C OH
C
O
H
(生成酯)
NaOH
NaHCO3,Na2CO3
O R C ONa + H2O
钠盐与一级活泼卤代烷反应,生成酯:
O + CICH 2 Na R C O
SN2
O R C O CH2 + NaCI
HgBr2
＞ 3° 反应活性： R：1°＞2°
③ 柯齐反应( Kochi,J.K.)
苯 回流
在金属 Li k Ca 的卤化物与四乙酸铅作用下:
RCOOH + Pb(OAc) 4 + LiCl
RCl + LiOAc + Pb(OAc) 2 + HOAc
R的空间结构对反应的影响不大,反应产率很好
3.5.2 二元羧酸的脱羧反应及规律
O
+
反应
R C OH
NH3
O R C ONH4
大学本科有机化学羧酸ppt实用课件
NaCN ClCH2COONa
NCCH2CH2CN
H2O H+
HOOCCH2CH2COOH
丁二酸
(1) NaOH NCCH2COONa (2) H2O / H+
HOOCCH2COOH
丙二酸
第15页/共41页
C3H7CHO
HCN
OH C3H7CH CN
H2O, HCl
OH C3H7CH COOH
-羟基酸
CH3 H3C C COOH
CH3
HOCH2CH2Cl Br
HOCH2CH2COOH
HOCH2CH2CN
COOH
MgBr
第17页/共41页
三． 羧酸的化学性质
羧酸的结构及化学性质分析
羰基不饱和, 可加成、还原
O
R CH C
羧基可脱去 CO2
OH
H有酸性
H
羰基 -H，有弱 酸性，可取代
OH 可被取代
COOH 环己烷甲羧酸
CH2COOH
COOH CH3
COOH
2-环丙烷基乙酸 2-甲基丙二酸
第8页/共41页
第二节 羧酸的物理性质
低级脂肪酸是液体，可溶于水，具有刺鼻的气味。
提示：逆过程为酯的酸性水解机理
羧 ①基3o羰RO基H氧按作中此为反亲级应核机试脂制剂进，肪行O酯R酸化'上。的也氧原是子来液自于体酸 ，部分地溶于水，具有难闻的气味。
第29页/共41页
(ii) 通过烷基碳正离子中间体
H HOR'
- H2O
H2O R'
R'
O
高级脂肪烃在MnO2的催化下，用空气氧化可制备高级脂肪酸。
R C OH
NCCH2CH2CN
H2O H+
HOOCCH2CH2COOH
丁二酸
(1) NaOH NCCH2COONa (2) H2O / H+
HOOCCH2COOH
丙二酸
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C3H7CHO
HCN
OH C3H7CH CN
H2O, HCl
OH C3H7CH COOH
-羟基酸
CH3 H3C C COOH
CH3
HOCH2CH2Cl Br
HOCH2CH2COOH
HOCH2CH2CN
COOH
MgBr
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三． 羧酸的化学性质
羧酸的结构及化学性质分析
羰基不饱和, 可加成、还原
O
R CH C
羧基可脱去 CO2
OH
H有酸性
H
羰基 -H，有弱 酸性，可取代
OH 可被取代
COOH 环己烷甲羧酸
CH2COOH
COOH CH3
COOH
2-环丙烷基乙酸 2-甲基丙二酸
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第二节 羧酸的物理性质
低级脂肪酸是液体，可溶于水，具有刺鼻的气味。
提示：逆过程为酯的酸性水解机理
羧 ①基3o羰RO基H氧按作中此为反亲级应核机试脂制剂进，肪行O酯R酸化'上。的也氧原是子来液自于体酸 ，部分地溶于水，具有难闻的气味。
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(ii) 通过烷基碳正离子中间体
H HOR'
- H2O
H2O R'
R'
O
高级脂肪烃在MnO2的催化下，用空气氧化可制备高级脂肪酸。
R C OH
羧酸的化学反应
给电子效应使RCOOH酸性减弱，吸电子效应使 RCOOH酸性增强。 吸电子效应强弱次序： NH3＋＞NO2＞CN＞COOH＞F＞Cl＞Br ＞ I ＞COOR＞Ｃ≡ Ｃ ＞ OR＞OH＞C6H5＞ CH=CH2＞ H 给电子效应强弱次序： O－＞COO－＞(CH3)3C＞CH3CH2＞CH3＞H
（Ｂ） 芳香羧酸的情况分析
(2). 羧基的吸电子能力降低，羧基的亲核加成活性降低 ( 都比羰基 弱) ；
(3). RCOO-中负电荷均匀地分布在两个氧原子上，稳定性 ↑，羧酸 酸性↑↑。
可用下列方法表示羧酸负离子的结构：
R C O O
-
或
R
C
O O
1 2 1 2 -
或
R
C
O O
-
共振论的表示方法： R
C
O O
-
R
C
OO
等价极限结构，能量最低， 对真实结构贡献最大， 真实结构最稳定
CH3 CH3CH2CHCOOH
2- ¡ ¬(¡ ù )¡ ¡¡ á
CH3CH=CHCOOH
2-¡¡¡ á ¨© ¡ ¡¡¡ á ¡
CH3 CH3C=CHCOOH
3-¡ ¬¡ ù -2-¡¡¡ á
COOH
CH2COOH
COOH OH
CH=CHCOOH
COOH COOH
ª¡ ¡ ¬¡ á ¨ ¡© ¡¡¡¡ á ¡
COOH OH
COOH
O
OH
邻位
诱导吸电子作用大、
共轭给电子作用大、 氢键效应吸电子作用大。
间位
诱导吸电子作用中、 共轭给电子作用小。
对位
诱导吸电子作用小、 共轭给电子作用大。
pka 2.98
有机化学a2教学课件羧酸衍生物的反应11-3.ppt
O
O
R C N 2+ H H N.H I C R C N+ N 4 C
8
R O C O O C R + H NH 或 + 或 H 2 O O -R C O H N+ R O C O
O O+N3H
O
O C N2HH + COH N 4 O
O CN2H CO O
3 0 0 ℃
O
NH 邻苯二甲酰亚胺 O
R O C O + R H 2 O H + 或 O - R H O C O H + R H
酯 的 水 解 机 理 与 酸 的 酯 化 反 应 机 理 是 可 逆 的 .
2
O H～ C H 2 O I O
R C N 2H 回 流 R C O H +N 4 C H
R C O N R R ＇ ＂ K O H ～ H 2 O R O C O K + HN R R ＇ ＂
§ 4 .羧 酸 衍 生 物 的 反 应
4 .1水 解 ----生 成 酸
O
H 2 O O
+HY
RCY
RCO H
反应活性:
R C O X ＞ R C O O C O R ＞ R O C O ＞ R R C O N
1
O
R C X +H 2 O
O
R C O H +HX
R C O O C O R ＇ + H 2 OR O C O H + R ＇ O C O H
O
+
RC¨ N N O2H
-H2O
O+ RCN
N
-N2
O RC+
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+NaC
12
3.3.4形 成 酰 胺
羧 酸 与 N 3 R H 2 R N 2 N 反 H 应 H
O
O
RCOH + N3H R C ONH4
O R C OH
+ NH 3
O-
+
R C OH2
NH2 精选课件ppt
O R C NH2
+ H2O
13
3.4 还 原 反 应
常用还原剂: LiAl4H (对烯键\炔键无影响
( C H 3 ) 3 C - O * H H +( C H 3 ) 3 C - O + * H 2 -H2O * (CH3)3C+
O RC OH +(C H 3 )3 C +
- H+
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OC(CH3)3
RC
+
OH
O
RCOCH (83)C 3
O
浓硫酸
C OH
O
+
C OH2
-H2O
O
C + ROH
但 两 个 羧 基 的 空 间 位 置 不 同 , 脱 去 的 基 团 不 同 .
COOH COOH
HCO +O CH 2O
CO 2 +H2O
COOH
CH 2 COOH
C 3 C HO+ O C H 2O
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19
O OH OH
O
O OH OH
O
O O + H2O
O
O O+ H 2O
O
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R- + B C 2r + O H 2 O +H2 g
反 应 活 性 ： R ： 1 ° ＞ 2 ° ＞ 3 °
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17
③ 柯 齐 反 应 ( K o c h i,J .K .)
在 金 属 L i k C a 的 卤 化 物 与 四 乙 酸 铅 作 用 下 :
苯 RC+ O Pb O 4 (+ H O LA iC 回 c 流 l)
20
OH
O O
OH
O+ H 2O+ C2O
COOH O +H 2 O +C 2 COOH
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21
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C3 H ++N2
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3
3.2 α H 的 卤 化
RC2C HOOX H 2 PX 3
RCCHOOH X2
X
PX3
X RC-COOH
X
RC CO HN Oa N R C a C C NO HH O 3 O +R NC C a H H O
X
CN
CH O
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4
3 .3
O COH
生 成 羧 酸 衍 生 物
§ 3. 羧 酸 的 反 应
C
Hα H的 卤化来自O酸性,盐
成酯反应
C
O
H
生成羧酸衍生物
脱 羧 ,还 原 反 应
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1
O 3.1 C O H (生 成 酯 )
O
NaOH
O
R C OH
R C ONa + H 2O
NaH CO 3,Na 2C O 3
钠 盐 与 一 级 活 泼 卤 代 烷 反 应 ,生 成 酯 :
- H+
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O
+
C OR
H
O C OR
9
3.3.2 形 成 酰 卤
1 .制 酰 氯 :S2 O P 5 C C P 3C I I I
O
O
+
RCOHCIS CI
+HCI
O RC O
CI S O 精选课件ppt
O R C CI
+ SO2 + H1C0 I
RC O OH ( P P C3 IC 5) R I C O C+ I H 3 P3O
RCl + LiO + PA b2( c + O HA O
R 的 空 间 结 构 对 反 应 的 影 响 不 大 , 反 应 产 率 很 好
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18
3 . 5 . 2 二 元 羧 酸 的 脱 羧 反 应 及 规 律
由 于 - C O O H 是 吸 电 子 基 ,二 元 羧 酸 的 脱 羧 反 应 容 易 进 行
1. 脱羧成烃
RCO N O aN OaH R ,C H +aC O 2O
COOH
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+C2O
15
2. 脱 羧 成 卤 代 烃
① 汉 斯 狄 克 反 应 ( H u n s d i e c k e r ,H .)
RC OO H A Kg O 3N H R OC OO A CBrC2g 4l R-Br
B2H6(对烯键\炔键有影响)
LiAl4H RCOOH醚
H2O
RC2HOH
RCOOHB2H6 H2O
B 2 H 6的 还 原 反 应 活 性 :
RC2HOH
-C O O H ＞ C = O ＞ -C 精N 选课＞ 件ppt -C O O R ＞ -C O C I14
3.5脱 羧 反 应
3 .5 .1 一 元 羧 酸 的 脱 羧 反 应
机理:
+ RC OO AB g2rRC OO BrR C O O ·· B
R-Br·Br R ·+C2O
反 应 活 性 ： 精选R 课件： ppt 1 ° ＞ 2 ° ＞ 3 ° 16
② 克 利 斯 托 反 应 ( C r i s t o l ,s .t .)
RC OO HH gO,Br2 CC 4 l
(PO 3 + C H I C )
2 .制 酰 溴 : 用 P3 Br
O RCOH
PB 3 r O
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RCBr
11
3.3.3 形 成 酸 酐
2 O 去 水 剂 OO R C OH R C O CR+ H 2 O
O
O
O
RCOHNaORH CONR aC CI
OO R COC R
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O
R C O Na + CICH 2
SN2
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O RC
O CH 2 + N a2 C I
重金属盐与卤代烷反应,生成酯(对C=C无影响):
+ O
R C OAg
CIC3HSN2
O R C OCH 3
+ AgCI
O
-+
CH2N2
RC OH
O RC OC3 H+N2
-C2 HN +
H+
N
+
C3 HN N
3.3.1 酯 化 反 应
R C O O+ H H O ’ R H + R C O O ’+ R H 2 O
R O H 的 反 应 活 性 :1 ° ＞ 2 ° ＞ 3 °
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5
酯 化 反 应 机 理 ( 1 ° \2 ° R O H ):
O H +
RCOH
+
OH R’OH
OH
RCOH R C OH
O+
R＇
H
OH
R
C
+
OH 2
O R＇
+O H
- R C OR ＇ H+
+
H 2O
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O R C OR ＇
6
O
C3H COH +C 2H 5O *HH +
O
CH 3 CO * 2C H5+ H2O
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7
当 用 叔 醇 时 ,用 不 同 的 机 理 :
R C O O + ( C H H 3 ) 3 C O * H H +R C O OH C 3 ) 3+ H (2 O * C