有机化学羧酸和酯

NaO —
—COONa
(3)
—CH2ONa NaO — —COONa
（2）酯化反应
定义：酸与醇反应，生成酯和水
注意：酯化反应是取代反应
酸和醇也可以发生卤代反应
酸和醇发生的 反应一定是酯 化反应？
无机含氧酸也可酯化
酸和酚之间也可酯化
思考：乙二酸和乙二醇按等物质的量发 生酯化且生成2分子水的化学方程式？
2CH3COOH + Mg(OH)2 = (CH3COO)2Mg+ 2H2O E、与某些盐反应： 2CH3COOH + CaCO3 = (CH3COO)2Ca +H2O+CO2↑
（2）乙酸的酯化反应
• • • • • 沸石 无水乙醇 3体积 浓硫酸 2体积 冰乙酸 2体积 饱和的Na2CO3溶液
现象: 饱和碳酸钠溶液的液面上有透明的油
4、乙酸工业制法：
（1）发酵法： 淀粉
氧化
水解
C6H12O6
氧化
发酵
C2H5OH
CH3CHO
CH3COOH
（2）乙烯氧化法：
2CH₂=CH₂+O₂ 加热加压 → 2CH₃CHO O 催化剂 2CH3—C—H + O2 △ 2CH3COOH
催化剂
二、羧酸：
• 1、定义： R-COOH
由烃基和羧基相连组成的有机物。
2、环状酯 多元羧酸和多元醇 羟基酸分子之间脱水成酯 羟基酸分子内部脱水成酯(内交酯） 3、高分子酯 二元醇和二元羧酸缩聚 羟基酸缩聚
几种重要的羧酸
除乙酸外的其它酸： （1）甲酸：HCOOH
（2）苯甲酸：C6H5-COOH
（3）乙二酸：HOOC-COOH (4)高级脂肪酸
三、几种常见的羧酸
1、甲酸(HCOOH) 俗称蚁酸
6、酯的化学性质——乙酸乙酯
（1）、乙酸乙酯的分子组成和结构 化学式：C4H8O2 结构简式：CH3COOCH2CH3
吸 收 强 度
乙酸乙酯的 核磁共振氢 谱图应怎样 表现?
4
3
2
1
0
乙酸乙酯（C4H8O2）的核磁共振氢谱图
（2）、乙酸乙酯的水解
O
浓H2SO4
O
CH3C-OH + H-OC2H5 O = = =
O O C C O O CH2 CH2
CH 2 O CH 2 O C C CH 3 CH 3
+ 2 H 2O
环乙二酸乙二酯
O 二乙酸乙二酯
4、分类 根据酸的不同分为：有机酸酯和无机酸酯。 根据羧酸分子中羧基的数目分为：一元酸 酯、二元酸酯、多元酸酯。
5、酯的物理性质
低级酯有香味，密度比水小，不溶于 水，易溶有机溶剂，可作溶剂。
结构简 式
羟 基 氢 的 活 泼 性
与钠 酸性 反应
与 与 与 NaOH Na2CO3 NaHCO3 的反 的反 的反 应 应 应
乙 CH3CH2OH 醇
苯 C6H5OH 酚 乙 CH3COOH 酸
中性 增
√
× √
×
√，不 产生CO2
× ×
比碳 √ 酸弱 强 比碳 √ 酸强
√， 产 √，产 √ 生CO 生CO
2 2
要实现下列各步骤，需要什么试剂？
—CH2OH HO — —COOH
(1)
HO —
(5)
—CH2OH —COONa
NaHCO3 (1)＿＿＿＿＿＿＿
NaOH或Na2CO3 (2)＿＿＿＿＿＿＿
(2)
(4)
—CH2OH
Na (3)＿＿＿＿＿＿＿
CO2 (4)＿＿＿＿＿＿＿ HCl (5)＿＿＿＿＿＿＿
酯化反应与酯水解反应的比较
酯
反应关系
化
酯化 水解
水
解
CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+H2O
催化剂 催化剂的 其他作用 加热方式
反应类型
浓硫酸
稀H2SO4或NaOH
吸水，提高CH3COOH NaOH中和酯水解生成的 CH3COOH，提高酯的水 与C2H5OH的转化率 解率
酒精灯火焰加热
浓H2SO4
CH3COOH + HOCH3
浓H2SO4
C2H5O—NO2 + H2O 硝酸乙酯 CH3COOCH3 + H2O 乙酸甲酯
O
浓H2SO4 CH 2 O 足量
CH 2 O
C C O
CH 3 CH 3
+ 2 H 2O
二乙酸乙二酯
浓H2SO4 O
C C
O
CH2 CH2
O
Βιβλιοθήκη Baidu+ 2H2O
O 环乙二酸乙二酯
△
如何证明？
酯化反应的过程 同位素原子示踪法
CH3COOH + HOCH2CH3
浓硫 酸
△
CH3COOCH2CH3+ H2O
CH3COOH H18OCH2 CH3
+
浓硫酸
△
CH3CO18OCH2 CH3
+H O
2
a．反应机理：酸脱羟基醇脱氢 b．酯化反应可看作是取代反应，也可看作 是分子间脱水的反应。
O
H—C—O—H
有刺激性气味，有腐蚀性，能与水、乙醚、 乙醇、甘油以任意比例互溶
结构特点：既有羧基又有醛基
O
H—C—O—H 甲酸的化学性质
⑴能发生酯化反应
O
H—C—OR O
H—C—ONa
⑵有酸性
(3)有还原性（银镜反应，与新制Cu(OH)2反应） ☺用一种试剂鉴别：乙醇、乙醛、乙酸、甲酸
2、乙二酸 HOOC—COOH(俗名：草酸)
四、酯
1、定义：
羧酸（无机酸）与醇反应生成的一类化合物
2、通式：
RCOOR′
羧酸酯的结构简式或一般通式:
RC-O-R′
‖
O
CnH2nO2
酯的同分异构体
羧酸、羟基醛、羟基酮、醚醛、醚酮、烯二醇、环醚醇
练习 写出分子式为C H O 属于芳香羧 8 8 2
4种和6种
酸和芳香类酯的所有同分异构体
写出C4H8O2的下列各种同分异构体的结构简式 羧酸、羟基醛、羟基酮、醚醛、醚酮
HOOC-COOH+HOCH2CH2OH → 浓H2SO4 O
O C C O O CH2 CH2
+ 2H2O
环乙二酸乙二酯
思考：乙二酸和乙二醇发生酯化，有哪些产物？
HOOC-COOH+HOCH2CH2OH →
酯化反应生成的酯的类型： 1、链状酯 一元羧酸和一元醇/酚 一元羧酸（无机含氧酸）和多元醇/酚 多元羧酸和一元醇/酚
硬脂酸（C17H35COOH）
软脂酸（C15H31COOH）
油酸（C17H33COOH） 如何证明硬脂酸是一种弱酸？
资料卡片
自然界中的有机酸
草酸 安息香酸 （苯甲酸） （乙二酸）
COOH
CH2—COOH COOH COOH
蚁酸(甲酸)
HCOOH
HO—C—COOH
柠檬酸 CH —COOH 2
未成熟的梅子、李子、杏子 等水果中,含有草酸、安息 香酸等成分
【例题】今有化合物：
(1)请写出化合物中含氧官能团的名称： 醛基、羟基、羰基、羧基 。 甲、乙、丙互为同分异构体 (2)请判别上述哪些化合物互为同分异构体： 。 (3)请分别写出鉴别甲、乙、丙化合物的方法。(指明所选试剂 及主要现象即可) 鉴别甲的方法： 与FeCl3溶液作用显紫色的为甲 ; 鉴别乙的方法： 与Na2CO3溶液作用有气泡生成的为乙 ; 鉴别丙的方法： 与银氨溶液共热发生银镜反应的是丙. (4)请按酸性由强至弱排列甲、乙、丙的顺序： 乙>甲>丙 。
3、苯甲酸 C6H5COOH (安息香酸)
白色固体，微溶于水。
其钠盐常用作防腐剂
COOH
【酸性】 HOOC-COOH > HCOOH > C6H5COOH > CH3COOH 。
羧酸酸性一般规律：
烃基中C越多，则酸性弱；-COOH越多，酸性越强
4、高级脂肪酸
由于烃基中C原子数目多，酸性极弱，难溶于水
状液体，并可闻到香味。
浓硫 酸
CH3COOH + HOCH2CH3
△
CH3COOCH2CH3+ H2O
CH3COOH + HOCH2CH3
浓硫 酸
△
CH3COOCH2CH3+ H2O
实验要点：
1.沸石的作用：防暴沸
2.加药品的顺序：（沸石）乙醇、浓硫酸、乙酸
提高反应速率、让乙酸乙酯挥发，提高其产率 3.加热的目的：
4.浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂
5.导气管的作用：导气、冷凝
导气管的位置： 伸到饱和碳酸钠溶液液面上
6.饱和Na2CO3溶液的作用：
① 中和乙酸 ② 溶解乙醇。 ③ 降低酯在水中的溶解度，以便使酯分层析出。
CH3COOH + HOCH2CH3
浓硫 酸
为什么不用 NaOH溶液？
△
CH3COOCH2CH3+ H2O
2、羧酸的分类
（1）按与羧基相连的烃基的不同 脂肪酸 CH3COOH 硬脂酸（C17H35COOH） 高级脂 软脂酸 （C15H31COOH） 油酸（C17H33COOH）肪酸 芳香酸 苯甲酸 （C6H5COOH）
（2）按羧基数目 一元羧酸 二元羧酸 多元羧酸 乙二酸（HOOC-COOH）
CH2—COOH CH—COOH
3、命名: 某酸某酯 (根据酸和醇的名称来命名) • （1） HCOOCH2CH3 甲酸乙酯 • （2）CH3CH2O—NO2 硝酸乙酯 • （3）CH3CH2—NO2 硝基乙烷 • （4）CH3OOCCH2CH3 丙酸甲酯
• （5）C17H35COOC2H5 硬脂酸乙酯 • （6）C2H5OOC-COOC2H O 5 乙二酸二乙酯
一、乙酸（醋酸、冰醋酸、冰乙酸） 1、乙酸结构
分子式
C 2 H 4O 2
结构式
H O | ‖ H —C— C—O—H | H
结构简式 CH3COOH O 官能团 羧基：—C—OH （或—COOH）
2、物理性质
色态： 溶解性： 气味 ： 常温下为无色液体 易溶于水、酒精 强烈刺激性气味、易挥发
熔沸点： 熔点：16.6℃，易结成冰一样的晶 体。（冰醋酸由此得名）沸点： 117.9 ℃
CH2—COOH
（3）按烃基饱和程度 不饱和羧酸 3、通式(饱和一元羧酸) ： 油酸（C17H33COOH） CnH2nO2 或 CnH2n+1COOH
饱和羧酸、
3、物理性质
羧酸的沸点比相应的醇的沸点高 低级羧酸溶于水的能力好
4、化学性质 （1）弱酸性
有机羧酸是弱酸
醇、酚、羧酸中羟基的比较
代 表 物
酯化反应 取代反应
热水浴加热
水解反应 取代反应
资料卡片
自然界中的有机酯
戊酸戊酯
丁酸乙酯
乙酸异戊酯
CH3 CH3(CH2)2COOCH2CH3 CH3COO(CH2)2CHCH3 CH3(CH2)3COO(CH2)4CH3
练习：某酯完全燃烧，生成等物质的量的CO2 和H2O，该酯水解可得羧酸X和醇Y，而羧酸X 由醇Y氧化制得，此酯可能是（ C ）
思考：酯化反应是可逆反应，小结该实验中是 如何提高乙酸乙酯产率的？
加热 使用浓硫酸 无水乙醇、冰醋酸
思考：在酯化反应中，生成物水中的氧原子是由乙酸 的羟基提供，还是由乙醇的羟基提供？
可能一
CH3COOH + HOCH2CH3
浓硫 酸
可能二
CH3COOH + HOCH2CH3
△
浓硫 酸
CH3COOCH2CH3+ H2O CH3COOCH2CH3+ H2O
无色透明晶体，能溶于乙醇、水，通常会形 成结晶水合物。草酸钙难溶于水
①酸性强于乙酸 ②酯化反应
HOOC-COOH+2CH3CH2OH CH3CH2OOC—COOCH2CH3+2H2O (乙二酸二乙酯) 浓H2SO4
③受热易分解
H2C2O4
H2O+CO↑+CO2↑
④使高锰酸钾褪色
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑
O
无机酸
R—C—OR’ + H—OH
R-C—OH+H—OR’
RCOOR′+NaOH → RCOONa + R′OH
酯水解的条件： 水浴加热
无机酸
酯水解的规律： 酯 + 水 酯 + 水
△ 无机碱
△
酸 + 醇 /酚
羧酸盐 + 醇/酚盐
酯在无机酸、碱催化下，均能发生水解反应，其中在酸 性条件下水解是可逆的，在碱性条件下水解是不可逆的。
A.CH3COOCH(CH3) 2 B.CH3CH2COOCH2CH=CH2 C.(CH3) 2CHCOOCH2CH(CH3) 2
D.CH3CH2CH2COOCH2CH(CH3)2
多官能团物质性质分析
0.1mol的阿司匹林
，与足量的氢氧化钠
溶液反应，最多消耗氢氧化钠多少？并写出化学方程 式。
【知识迁移】写出下列酸和醇的酯化反应 C2H5OH + HO—NO2
3、化学性质：
（1）弱酸性
【思考】如何证明乙酸是弱酸？ 等浓度的盐酸和乙酸比较PH
测定CH3COONa的PH等
【思考】 前面我们学习了苯酚也有弱酸性，那乙酸、碳 酸、苯酚的酸性谁强呢? ，能否自己设计出实验方案来 证明它们三者酸性强弱?
双孔
A
B
C
D
E
F
科 学 探 究
乙酸溶液
苯 酚 钠 溶 液 碳酸钠固体
Na2CO3+2CH3COOH
2CH3COONa+CO2↑+H2O
酸性： 乙酸>碳酸>苯酚
CH3COOH
CH3COO－+H+
A、使指示剂变色： 石蕊试液变红等 B、与活泼金属反应： 2CH3COOH + Mg = (CH3COO)2Mg+H2↑ C、与碱性氧化物反应：
2CH3COOH+Na2O=2CH3COONa+H2O D、与碱反应：
CH3C-O-C2H5 +H—OH O
CH3C-O-C2H5 +H—OH
O
CH3C-O-C2H5 + NaOH
=
△
CH3C-O-C2H5 +H2O O =
=
稀H2SO4 △
CH3C-OH + C2H5OH O =
NaOH
△
CH3C-OH + C2H5OH
O =
△
CH3C-ONa + C2H5OH
O