第十四章 羧酸 (2)

合集下载

第十四章 羧酸

第十四章   羧酸
控制卤素用量可得一元或多 元卤代酸。碘代酸由α-氯(或溴 )代酸与KI反应来制备。
催化剂的作用是将羧酸转化为酰 卤,酰卤的α-H具有较高的活性而易 于转变为烯醇式,从而使卤化反应 发生。所以用10%~30%的乙酰氯或 乙酸酐同样可以起催化作用。
3. 羧酸的制备
一、氧化法
1. 伯醇、醛的氧化
2. 酮的氧化
第十四章 羧酸
主 要 内 容
1.羧酸的基本性质
2.羧酸的化学性质
3.酸酸的制备 4.二元羧酸
1.羧酸的基本性质
(包括分类、命名、结构、物理性 质、光谱特征)
分子中具有羧基的化合物,称为羧酸。 它的通式为 RCOOH 一. 分类:
二、命名 (掌握)
1 、俗名,主要根据其来源命名。
一元酸 HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH CH3CH2CH2COOH
RCH2CN
RCH 2OH
H2O
PCl3
RCH 2Cl
RCH2COOH
2. RCH2COOH
Ag RCH2COOAg
H2O RCH2OH
Br2
CCl4 Na2Cr2O7
H2SO4
RCH2Br
RCOOH
O
3.
(CH3)2CHC Cl AlCl3 O
Zn(Hg) HCl
O O CH 3C Cl AlCl3 C CH3 NaBH4
3. 芳环侧链的氧化
4. 甲基醇或甲基酮的氧化(卤仿反应)
O R C CH3 + 3 X2
O (CH3)3CCH2C CH3
+ OH
Br2 H+
RCOONa
+
O
CHX3
NaOH

第十四章羧酸讲义衍生物

第十四章羧酸讲义衍生物
精品jing
第十四章羧酸衍生物
(一) 羧酸衍生物的含义和命名
羧酸衍生物系指酰卤、酸酐、酯、酰胺,它们经简 单水解后都得到羧酸。
O R-C-X
酰卤
O R-C
O R-C
O 酸酐
O
O
R-C-OR' R-C-N2H

酰胺
(R或R'可以是Ar或H)
取代酸(如氨基酸、羟基酸、卤代酸等)通常不属于羧酸 衍生物。
水解速度 R-: C-> C(lR-2CO)>R-C-> ORR'-C-2NH 剧烈放热热水中进加 H+行 o热 rO-催 H 化催 高 ,化 温剂 下, 长时难 间! 回流
(乙) 醇解
O
R-C-Cl
O
活 (R-C)2O
性 降
O
+ HOR'
低 R-C-OR''
O
R-C-NH2
HCl
RCOOR' +
软脂酸三十烷醇酯 软脂酸蜂花酯
鲸蜡 C15H31COOC16H33
软脂酸鲸蜡酯
白蜡(虫蜡)C25H51COOC26H53
蜡酸蜡酯
四川特产
蜡可用来做蜡纸、上光剂、蜡烛、化妆品、软膏的基质等。
(2) 油脂
(甲) 结构和组成
油脂是高级脂肪酸与甘油所形成的酯。自然界中油脂 一般以混合甘油酯存在:
O CH2-O-OC-R CH -O-C-R'
O CH3CH2COCH3 CH3MgI,干醚
H2O/H+
OH
CH3CH2CCH3 CH3
COO3CH + Cl
Br
MgBr74%
O
C

第十四章羧酸

第十四章羧酸

第十四章羧酸重要的概念及术语羧基,一元羧酸,二元羧酸,羧酸的酸性,酯化,脱羧反应,α-H卤化重要的制备反应14.2.1 氧化法14.2.1..1 烃类氧化RCH=CH2KMnO4, H2O2ArCH2R4+ArCOOH3▲2)4COOH14.2.1.2 伯醇、醛、环酮氧化RCH2OHOOHCH2CH2COOHCH2CH2COOH 14.2.1.3 卤仿反应RCOCH3 ( RCHCH3 )OH 1) Br2, NaOH2) H3+O314.2.2 水解法14.2.2.1 油脂水解14.2.2.2 腈水解RCN + H2O +-3腈可由RX制备,但一般只适合伯RX,用仲RX由于可发生消除副反应产率不高。

叔RX主要发生消除反应得到烯烃。

14.2.2.3 其他水解法RCOCl(RCO)2ORCOOR'H3O+CH32CCl322▲COOH14.2.3 由格氏试剂制备RX Mg23+伯、仲、叔卤代烃均适用。

重要的化学性质RCOOH还原C 6H 5COOH 酸性 RCOOH + H 2ORCOO - + H 3O +羟基的取代生成酸酐生成酰胺酯化R'OH, H +2O生成酰卤 352RCOXP 2O 5, ▲(RCO)2O + H 2O32、R 2▲2 + H 2O脱羧反应共熔脱羧 RCOONa 一般加热NaOH (CaO ), ▲一般无合成价值2电解脱羧33R + CO 2卤化脱羧22 + AgBrCH 3COCH 2COOH ▲CH 3COCH 3 + CO 2HOOCCH 2▲CH 3COOH+ CO 2RCHBrCOOH ▲RCH 2Br + CO 2α—C 上连有吸电子基时易脱羧,上述反应可用于定性鉴别α- H 222COOH(X=Cl 、Br)α- 卤代酸中的卤原子活性与RX 相似,易发生SN2,因此由它出发可制备α- 羟基酸、α- 氨基酸和α、β- 不饱和酸1) LiAlH 4, Et 2O2) H 3+ORCH 2OH262) H 2O6H 5CH 2OH + B(OH)3注意:1.影响酸性强弱的因素2.二元羧酸脱羧的规律练习题1.将下列化合物按酸性强弱次序排列。

第十四章羧酸

第十四章羧酸

三、命名
1. 俗名
COOH HCOOH H3CCOOH 蚁酸 醋酸 COOH COOH 草酸 CHOH CH2 COOH 苹果酸 COOH CHOH CHOH COOH 酒石酸 COOH CH2 CH2 COOH 琥珀酸
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 9—十八碳烯—酸(俗称油酸)
5
脂肪酸 与脂肪族烃基相连 乙酸
芳香酸
饱和酸
烃基中含有芳环
与饱和烃基相连
苯甲酸
乙酸 丙烯酸
不饱和酸 与不饱和烃基相连
2.
按分子中羧基的数目多少可分为:
乙酸 乙二酸
一元羧酸 分子中含有一个羧基 二元羧酸 分子中含有两个羧基 多元羧酸 分子中含两上以上羧基
4
Company Logo
3.命名 14.1
羧酸的结构、分类和命名
Company name
第十四章 羧酸
分子中含有—COOH官能团的化合物 称为羧酸
主要内容
一、羧酸的结构、分类和命名 二、羧酸的物理性质
三、羧酸的化学性质 四、羧酸的制备
五、羟基酸
2 Company Logo
14.1 羧酸的结构、分类和命名
一、羧酸的结构

分子中含有羧基(-COOH)的化合物称为羧酸。 可用R-COOH或Ar-COOH表示
CH3CH2CHCOOH > CH3CHCH2COOH > ClCH2CH2CH2COOH > CH3CH2CH2COOH Cl Cl PKa 2.81 4.05 4.50 4.81
吸电子基氯离羧基越远,其吸电子诱导效应的效果越小, 其对羧基负离子上的负电荷的分散的作用也小,相应羧酸 的酸性就弱。
23

14-羧酸

14-羧酸
供电基
COO CH2 COOH
-
pKa2 =5.7
COOH
OOCCH2COO- + H+
诱导效应
场效应
(ii) 随着两个羧基之间碳链加长,二元羧酸 随着两个羧基之间碳链加长,二元羧酸pKa1逐渐增大
HOOC COOH HOOC CH2COOH
pKa1
1.20
2.9
14.2.3 羧酸盐
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。 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。 羧酸盐能与活泼卤代烷反应。
△ 70% %
3CH 3 COOH + PCl3
第十四章 羧酸 (Carboxylic Acids)
Introduction
• The functional group of carboxylic acids consists of a C=O with ―OH bonded to the same carbon. • Carboxyl group is usually written ―COOH. • Aliphatic acids have an alkyl group bonded to ―COOH. • Aromatic acids have an aryl group. • Fatty acids are long-chain aliphatic acids.
3.75 4.75 4.87 5.07
(3)场效应:空间的静电作用,即取代基在空间可以产生 )场效应:空间的静电作用, 一个电场,对另一头的反应中心有影响。 一个电场,对另一头的反应中心有影响。 丁烯二酸有顺式和反式两个异构体,其酸性为: 丁烯二酸有顺式和反式两个异构体,其酸性为:

羧酸.PPT

羧酸.PPT

•10
三、几种常见的羧酸
名称
结构简 式 俗名
甲酸 HCOOH 蚁酸
色态
无色液体
溶解性
与水、乙醇、乙 醚、甘油等互溶
苯甲酸
安息香酸 白色针状晶体 微溶于水,易溶 于乙醇和乙醚
乙二酸
HOOC— COOH
草酸
无色透明晶 体
能溶于水 和乙醇
•.
•11
1 .甲酸(HCOOH) ——俗称蚁酸
根据其结构可推断出甲酸具有些什么性质?
可能存在H——易取代
•.
•5
1 .酸性
受羰基影响,羟基上 的氢变得活泼
R—COOH
R—COO- + H+
使紫色的石蕊溶液变红
Байду номын сангаас
具 有
与活泼金属(如Na、Mg等)反应放出氢气
酸 的
与金属氧化物(如Na2O、CaO等)
通 与碱(如NaOH、KOH等)发生中和反应
性 与部分盐(如碳酸盐等)反应
例如:
2RCOOH
A.新制生石灰
B.银氨溶液
C.浓溴水
D.新制Cu(OH)2
解析:可用新制Cu(OH)2来鉴别四种溶液。其实验现象 是:向四种溶液中加入新制Cu(OH)2,仅乙酸、甲酸 使Cu(OH)2溶解而溶液不浑浊,再将两组溶液分别加 热时,乙醛、甲酸能产生砖红色沉淀,从而将它们
区别开来。
答案:D
•.
•15
+ Na2CO3
→ 2RCOONa •.
+
CO2↑ + H2O•6
不同衍生物中的羟基的活泼性
羟基中氢 物质 结构简式 原子的活
泼性
酸性
与金属 与NaOH 钠反应 反应

(二) 羧酸衍生物

(二) 羧酸衍生物
总的反应历程可以用下式表示:
Nu-:进攻的亲核试剂,即H2O、ROH、NH3、RNH2或R2NH等。
L-:离去基团,即X、-OOCR 、-OR、-NH2、-NHR或-NR2
总的反应速度和两步反应的速度都有关系,但第一步更为重要。酰基中羰基碳原子是sp2杂化,三个σ键是平面形分布。羰基碳上如果连有吸电子基团,将增加羰基碳的正电性,有利于亲核试剂的进攻;反之,如果连有供电子基团,将不利于亲核试剂的进攻。亲核加成生成的中间体,其碳原子为sp3杂化,即四面体结构。如果原来羰基碳原子上连接的基团过于庞大,在四面体结构中就显得过于拥挤而不利于反应进行。上述电子效应和空间效应都将对第一步的反应速度有所影响。第二步反应易否进行,取决于离去基团L-的碱性,碱性越弱,越易离去。羧酸衍生物各离去基团离去的难易次序为:
在有机合成中酯的还原是使羧酸间接转变为伯醇的重要方法,因为羧酸的还原比酯困难。
14.8.3 α-氢化反应
羧酸衍生物分子中的α-氢由于受羰基影响(σ-π超共轭和吸电诱导效应),比较活泼,与醛酮相似,在一些碱性试剂催化下可以发生缩合反应。在有机合成中酯缩合反应应用较多。
由于酯的α-H酸性小于醛酮,也小于酰氯(但大于酰胺),所以酯缩合用的碱是醇钠或其他碱性催化剂(如氨基钠)而不是氢氧化钠的水溶液。酯在强碱作用下发生分子间的缩合反应,称为(Claisen)酯缩合反应,在制备β-二羰基化合物时很有用。
一般克莱森酯缩合反应是在两个相同的酯之间进行。虽然我们可以进行混合酯的交叉缩合反应,即采用两种不同的酯,但产物太复杂,没有实用价值,除非一个酯有α-氢,一个酯没有α-氢,才有制备意义。例如草酸乙酯、苯甲酸酯、甲酸酯等都是不含α-氢的酯,可用于交叉酯缩合反应。这时产物比较纯。
己二酸酯和庚二酸酯在醇钠作用下主要是发生分子内的酯缩合反应,称为狄克曼(Dieckmann) 缩合反应,生成环状的β-酮酸酯。

第十四章-羧酸

第十四章-羧酸

2.86
Cl2CHCOOH
1.29
Cl3CCOOH
0.65
卤素原子与羧基之间的碳链加长,影响会迅速减弱,相 应卤代算得酸性也随之减弱。
CH3CHCOOH > CH2CH2COOH > CH3CH2COOH
Cl
Cl
pKa: 2.80
4.08
4.87
在烃基上有供电子诱导效应的基团,使酸性减弱,具有 供电子诱导效应的主要是烷基。
卤素原子具有-I和+C效应,两者方向相反。
COOH
COOH Cl
pKa: 4.2
2.92
COOH Cl
3.82
COOH
Cl
3.98
由于-I > +C,邻、间、对位的卤原子影响逐渐减弱。 氯原子在间位时,共轭效应同样受到阻碍。
羟基与卤素相似,具有-I和+C效应。
COOH
pKa: 4.2
苯甲酸的苯环上连有取代基时,要从取代基的诱导效应 和共轭效应两方面考虑,取代基的位置也有一定的影响。
硝基、氰基等具有-I和-C效应,两者的方向一致。
COOH
pKa: 4.2
COOH NO2
COOH NO2
COOH NO2
2.21
3.49
3.42
硝基在间位,比邻、对位时酸性弱。 原因:硝基在间位时共轭效应对羧基的影响受到阻碍。
甲基取代乙酸的酸性(pKa值):
甲基取代乙酸
pKa
CH3COOH
4.76
CH3CH2COOH
4.87
(CH3)3CCOOH
5.05
诱导效应沿碳链的传递减弱很快,传递2~3个碳原子后, 就可忽略不计了。

第十四章 三羧酸循环【生物化学】

第十四章 三羧酸循环【生物化学】
动物生长停滞、毛发脱落、生殖能力下降,进而出现贫 血、脂肪肝、子代可出现先天畸形
人类早期表现为疲倦、乏力、口腔疼痛,眼睛出现瘙痒、 烧灼感,继而出现口腔等病变,角膜血管增生
㈣维生素B3(泛酸)和辅酶A
1、结构 是β-丙氨酸与α、γ-二羟-β-二甲基丁酸结合而成的化合
物。分子结构有一肽键 辅酶A是泛酸的主要活性形式常简写成CoA 泛酸的另一种活性形式是酰基载体蛋白(ACP)
并可向外周扩散。婴儿出现肌肉抽搐、惊厥、呕吐等 症状
㈤维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺
4、功能
⑴PLP参加催化涉及氨基 酸的各种反应,包括转氨 作用、α,β脱羧作用、β, γ消除作用、消旋作用和 羟醛反应
⑵催化作用的机制:同氨 基酸的α-氨基形成Schiff 碱;起一种有效电子减弱 稳定反应中间物的作用。
NH
(硫戊烷环部分) HC
CH
H2C
CH(CH 2)4COOH
S
(C5酸根部分)
㈥维生素B7(生物素)
⒉来源
分布于动植物组织中,一部分游离存在,大部分同蛋白质结 合。
许多生物都能自身合成生物素,牛、羊的合成力最强,人体 肠道中的细菌也能合成部分生物素。
(一)维生素B1和硫胺素焦磷酸
⑵促进年幼动物的发育。 VB1对幼小动物发育的影响较VA更为显著,能 促进食欲,增加食物的摄取; ⑶VB1维护正常心脏功能,否则引起心脏失调; ⑷还有保护神经系统的作用;缺乏导致几种神 经炎症,如缺乏VB1引起脚气病、神经炎症等 都是缺乏VB1所引起的。
(二)维生素PP和烟酰胺辅酶
1、结构
包括尼克酸(烟酸)和尼克 酰胺(烟酰胺)两种物质, 烟酸及烟酰胺皆为吡啶衍生 物。烟酸为吡啶-3-羧酸,烟 酰胺为烟酸的酰胺,它们结 构式为

第十四章羧酸

第十四章羧酸
第十四章 羧酸
第一节 一元羧酸的结构和命名
一、结构
二、命名
0
第二节 一元羧酸的物理性质 一、熔点和沸点(P401)
二、波谱性质
IR 一元羧酸-O-H缔合的在
3000cm-1附近宽峰
C=O 在1700-1690cm-1
C-O 1315-1280cm-1
羧酸盐
1650-1550cm-1 强峰
1440-1360cm-1 弱峰
RCO2-+ H2O 溶 解 度 大
肥皂 硬脂酸钠 CH3(CH2)nCO2-Na+ (P406) 合成洗涤剂 CH3(CH2)11OSO2O-Na+
O C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 B r + C H 3 C O 2 - N a + D 9 5 M o C FC H 3 C H 2 C H 2 C H 2 O C C H 3
习题 2。以班为单位,下周二交到讲台上.
三、羧酸酸性的应用
混合物分离等,如苯甲酸、间甲苯酚、二甲苯(P407)
第四节 酰化反应
可用多种方法使平衡向有利于产物的方向移动: 1,较便宜的原料过量;2,除去生成的水 3,蒸出产物(产物沸点低) 相同的酸反应速度 伯醇>仲醇>叔醇,醇的分子量增大,
反应速度减慢。 羧酸的α位有支链,反应速度减慢。 芳香酸的酯化速度比脂肪酸慢。
(倒在干冰上)
第八节 二元羧酸
一、命名:草酸(乙二酸)
琥珀酸(丁二酸) 戊二酸 己二酸等
CH3
HH
HOOCCHCH2COOH H O O C CO O H
2-甲基丁二酸
顺 -1,3-环 戊 烷 二 甲 酸
COOH COOH 邻苯二甲酸

第14章 羧酸

第14章 羧酸
根据羧酸分子中所含羧基的数目可分为一元羧酸,二元羧酸等。饱和 一元羧酸的通式为CnHnO2,含有一个不饱和度。 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。
§14.1 一元羧酸的结构和命名
一元羧酸的通式为RCO2H,其中R为氢或烃基。
O 2 R C OH O H O R C C R O H O
对 甲 酸 而 言 , 其 氢 键 的 强 度 为 30kJ/mol , 高 于 乙 醇 的 氢 键 能 量 (25 kJ/mol)。 羧酸分子中羧基可与水分子形成氢键,因而小分子羧酸具有良好的水溶 性,甲酸、乙酸和丙酸可与水混溶。随分子量增大,其水溶性迅速降低, 最后于烷烃接近,难溶于水。
O CH3CH CH2COH CH3

BrCH2(CH2)9CO2H ω-溴十一酸
β-甲基丁酸
§14.2 一元羧酸的物理性质
一些一元羧酸的熔点、沸点和溶解度见表14.1。
表14.1 一些一元羧酸的熔点、沸点和溶解度g/100mlH2O 羧酸 甲酸 乙酸 丙酸 丁酸 2-甲基丙酸 戊酸 2,2-二甲基丙酸 己酸 十二酸(月桂酸) 十四酸(豆蔻酸) 十六酸(棕榈酸,软脂酸) 十八酸(硬脂酸) 苯甲酸(安息香酸) 苯乙酸 熔点℃ 8.4 16.6 -20.8 -4.3 -46.1 -33.8 35.3 -2 43.2 54.4 63 72 122.4 265.5 沸点℃ 100.7 117.9 141 163.5 153.2 186 163.7 205 溶解度 ∞ ∞ ∞ ∞ 22.8 -5 3.0 0.96 不溶 不溶 不溶 不溶 0.34 pKa(25℃) 3.76 4.75 4.87 4.61 4.84 4.82 5.02 4.83

有机化学14第十四章羧酸衍生物

有机化学14第十四章羧酸衍生物

3.与含氮亲核试剂的反应——氨解
RCOX、(RCO)2O
OH
O
OH
Cl-C-OC2H5
O
NH2
NH-C-OC2H5
O Cl
O NHNHC(CH3)3
(CH3)3CNHNH2
CH2Cl
CH2Cl
O O 2 NH3
O
NH2
H+
O NH2 3000C
O NH
O NH4
OH
O
O
O
O
NH3 3000C
形成酰胺与脱水同时进行,得到邻苯二甲酰亚胺。
O
H2O
O
CH3-C-OC2H5 NaOH CH3-C-ONa + C2H5OH
CH2OOCC17H35 CH-OOCC17H35 CH2OOCC17H35
NaOH
CH2OH
O
CH-OH CH2OH
+
3 C17H35C-ONa
有人设计了如下的以羟基特戊酸新戊二醇单酯为原料合
成3-氯-2,2-二甲基丙酸的工艺,什么原因导致产率很低?
NC
O
NC
HOOC HOOC
O
N
O
O
O
N
O
O
CN
KOH
CN
C2H5OH / H2O 回流 5 天
O
COOH
COOH
B. 醇解生成酯
O R'OH R-C-G H+或OH-
RCOX、(RCO)2O
O R-C-OR' + HG
O
CH3
CH3-C-Cl + CH3-C-OH
CH3
N(CH3)2

有机化学 21 第十四章 羧酸

有机化学 21 第十四章 羧酸
(1) Br2,NaOH (2) H ,H2O,89%
+
(CH3)3CCH2COOH + CHBr3
(2) 腈水解
由腈水解是合成羧酸的重要方法之一.
RX + NaCN RCN
H2O/H+orOH-
RCOOH + NH3
增长碳链的方法之一,RCOOH比RX多一个碳!
例: CH2CN
苯乙腈
+ H 2O
O R-C-OH
H
+
+ OH
OH R-C-OH
+
R-C-OH
R'OH
OH R-C-OH OH R'
+
OH R-C-OH2 O R'
+
-H2O
OH R-C + O R'
+
OH
R-C O R'
-H
+
O R-C-OR'
这个机理可以概括为:酰氧断裂.即:
O R-C-O-H H-O-R'
叔醇的酯化反应经实验证实是按照烷氧断裂的方式进 行的:
H2SO4
CH2COOH
苯乙酸
+ NH3
CH2=CHCN + H2O
丙烯腈
2NaCN
H2SO4
CH2=CHCOOH + NH3
丙烯酸
H2O/H+orOH-
Br(CH2)3Br
1,3-二溴丙烷
NC(CH2)3CN
戊二腈
HOOC(CH2)3COOH
戊二酸
(3) Grignard试剂与 2作用 试剂与CO 试剂与
H3C COOH H3C COOH H3C

2021南开大学有机化学第十四章羧酸解析优选PPT

2021南开大学有机化学第十四章羧酸解析优选PPT

RCOOH
1 应用于一级RX制腈,产率很好。
形成酰卤和形成酸酐的反应与此类似,请同学们阅读教材P466相关内容!
92 pKa2 4.
控1 制羟卤基素酸用的量受可热得反一应元(或在多H+元中卤进代反行酸)。应是可逆的,加热、脱水有利于正反应,
为了使正反应顺利进行,常采用苯、甲苯带水的 失水要加失水剂Ag2O、P2O5、乙酰氯、乙酸酐、三氯氧磷等
十八酸
硬脂酸
*5 RCH=CH-CH2COOH
RCH2CH=CH2 + CO2
O O 羧酸可以和碳酸氢钠反应
当A为吸电子基团,如:A=COOH, CN, C=O, NO2, CX3, C6H5等时。
03 1.
R-C-O NH - CH3OOC(CH2)4COOAg
+
4 二 羧酸与碱的反应与羧酸盐
(2) 由 -卤代酸合成。
阅读P482、483图
二缔合体 ~1710cm-1 ~1690cm-1
1700-1690cm3000 ~2500cm-
14.2 羧酸的结构和酸性 一 羧酸和羧酸根的结构比较
两个碳氧键
不等长,部
O
分离域。
HC
O HC
OH
1.23Å 1.36Å
OH
醇中C-O单键键长为1.43Å
两个碳氧
O
键等长,
完全离域。 H C
(2)酯化反应的机制 *1 加成--消除机制
双分子反应一 步活化能较高
O H + C3C H O H -
+OH C3C H O H - HC O 2H 5
OH CH 3 -C -OH
质子转移
按加成--消除机制进行 反应,是酰氧键断裂

青岛科技大学有机化学课件-第14章羧酸

青岛科技大学有机化学课件-第14章羧酸

生产香料和染料
许多香料和染料是通过羧 酸的化学反应合成的,如 柠檬酸、酒石酸等。
制备表面活性剂
羧酸可以与其他化合物反 应生成表面活性剂,用于 清洁、化妆品和制药等领 域。
医药应用
药物合成
许多药物分子中含有羧酸基团,如阿司匹林、布洛芬等。
营养补充剂
某些羧酸盐是人体所需的营养素,如维生素C。
抗菌剂
某些羧酸衍生物具有抗菌活性,如苯甲酸和山梨酸。
羧酸盐是由羧酸与碱反应生成的化合物,具有羧酸根离子。
详细描述
羧酸盐的结构通式为RCOO−,其中R是烃基。羧酸盐的合成可以通过羧酸与碱在中和反应中得到。在化 学性质上,羧酸盐具有水溶性和盐的性质,可以与金属离子形成沉淀。此外,羧酸盐还具有一定的热稳定 性,可在加热条件下保持稳定。
THANKS
感谢观看
酰胺
总结词
酰胺是由羧酸与氨反应生成的化合物,具有酰胺基。
详细描述
酰胺的结构通式为RCONR'2,其中R和R'是烃基。酰胺的合成可以通过羧酸与氨在酸性或碱性条件下反应得到。 在化学性质上,酰胺具有一定的水解性,可以被弱酸或弱碱催化水解。此外,酰胺还具有热稳定性,可在加热条 件下保持稳定。
羧酸盐
总结词
根据结构分为脂肪酸 和芳香酸。
羧酸的应用
01
02
03
04
化工原料
用于生产塑料、合成纤维、染 料、香料等。
食品添加剂
作为防腐剂、调味剂等用于食 品加工。
医药
用于合成药物,如阿司匹林、 青霉素等。
农业
作为农药、肥料等用于农业生 产。
02
羧酸的合成
脂肪酸的合成
氧化反应
01
将醇或醛等物质在酸性或碱性条件下氧化,可以得到相应的羧

第十四章 羧酸

第十四章 羧酸

C(CH 2 ) 7 COOH H
顺 十 八 碳 - 9- 烯 酸 俗名 油酸
多元羧酸的命名

多元羧酸命名时,应选含有两个羧基的最长碳链作主链。
HOOC COOH
HOOCCH
2 COOH
乙二酸(草酸)
H H C C COOH COO H
丙二酸(胡萝卜酸) OH
H OOCCH2
C
C H 2C O O H
酸性大小

二元羧酸的两个羧基相距越近,相互吸电子的结果使酸性增强。
COOH COOH PKa1 1 .2 7 CH 2 COOH 2 .8 5 COOH CH 2 COOH CH 2 COOH 4 .2 1 CH 2 COOH CH 2 CH 2 COOH 4 .3 4

在芳香羧酸中,取代基处于对位,供电子基使酸性降低,吸电 子基使酸性增加。
(1) 酰氯的生成

酰氯有三种制法
亚硫酰氯(氯化亚砜) O S O C l2 R C C l + SO 2 O C OH O R C O R C Cl + C l + P O C l3 + 107℃ P C l3 H 3P O 3 亚 磷 酸 2 0 0 ℃ 分 解 HCl
+
HCl
P C l5
R
(2) 酸酐的生成
CH
CHCOOH
CH 2 CH 2 COOH 3- 环 己 基 丙 酸
3- 苯 基 丙 烯 酸 ( 肉 桂 酸 )
14.2 羧酸的物理性质
1.沸点:比分子量相近的醇高。甲酸100.7℃ 乙醇78.3 ℃ 乙酸118 ℃ 丙醇 98 ℃ 这是由于两分子羧酸之间能通过两个氢键结合在一起,形成双 分子缔合物。 O H O C R R C O H O O H O 2.水中溶解度:由于羧酸在水中能发生 H C 部分电离,而且与水还能形成三种氢键,R H O H O 所以小分子的羧酸溶于水。 H H + H 2O RCOOH RCOO + H 3O O H

【基础有机化学】第14章 羧酸衍生物酰基碳上的亲核取代反应

【基础有机化学】第14章 羧酸衍生物酰基碳上的亲核取代反应

O H3COC
(大量)
O OH + CH3COCH3
(3)常用于一些难以合成的酯,如酚酯或烯醇酯。
O H3C
CH3COOCH3 +
OOCCH3 SO3H
+ CH3OH
5、腈的醇解
原酸:羧酸分子中羧基与水加成所得的化合物。
例如原碳酸和原甲酸,
OH
OH
HO C OH
H C OH
OH
OH
原碳酸
原甲酸
原酸本身不稳定,但它们的酯却是稳定的:
O + H2O H
O
O
H3C
OH
H
OH
O
3、酰胺的水解
酰胺比较难水解。一般需要强酸或强碱以及长时 间的加热回流才能进行。
H3CO
NHCOCH3 KOH H3CO
NO2
回流
NH2 + CH3COOK NO2
HCl CH2CONH 2 回流
• 酸催化机理:
CH2COOH + NH 4Cl
O R C NH2 + H+
酸化后生成单酰胺酸,或在高温下加热,
则生成酰亚胺。
O
NH2
O O + NH3
O
O NH2
H+
ONH4 O
300℃
OH O O
NH
O
酰卤和酸酐的氨解又称为胺的酰化反应。
3、酯的氨(胺)解 酯的氨解比水解容易些
0--5℃
ClCH2COOC2H5 + NH3
ClCH2CONH2 + C2H5OH
CH3CH2COOC 2H5 + H2NNH2 -C2H5OH CH3CH2CONHNH 2 CH3CH2COOC 2H5 + H2NOH -C2H5OH CH3CH2CONHOH
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

邻苯二甲酸二甲酯
4、酰胺
由酰基+“胺”组成,若氮上有取代基,在其名称前加N 标出。环状酰胺命名为“内酰胺”。
O H3C C 乙酰胺 NH2 HCONH(CH3)2 N,N-二甲基甲酰胺
O NH
丁内酰胺
CONH2 (CH2)4 CONH2
己二酰胺
O NH O
邻苯二甲酰亚胺
O NBr O
N-溴代丁二酰亚胺
CH2 CHCH2COOH
=
C
=
C C
OH C OH

O 邻苯二甲酸酐
=
=
O COOH 300oC
COOH
O O O
O
戊二酸酐
LiAlH4
CH2 CHCH2CH2OH
三、 羧酸的脱羧反应 (一)一元羧酸
1. 当α-碳原子上连有吸电基时, 较易脱羧:
O C O C
=
=
CH2COOH
O C O C Y Y= H2 C R OH HO O C
芳香羧酸的酸性
取代基为间位定位基,酸性强弱顺序为: 邻 > 对 > 间 取代基为邻对位定位基,酸性强弱顺序为: 邻 > 间 > 对 [分析]
COOH NO2 COOH 2.21 COOH OH OH 2.98 4.08 OH 4.57 3.49 COOH NO2 COOH COOH
NO2 3.42 COOH
O
=

CH2 C CH2 C
O
+ H2O
+ H 2O
C H2C H2C O O H
+ O O = O
CO 2
COOH 300oC COOH
O O
戊二酸酐
(3)己二酸、庚二酸加热脱二氧化碳和水生成环酮 :
CH2CH2COOH CH2CH2COOH CH2CH2COOH CH2CH2COOH O + H2O + CO2 O + H2O + CO2 脱羧 脱水
y CH2COOH y= CH3, H, CH=CH2, OH, C CH, I, Br, Cl, F, NO2
pKa
4.87 4.76 4.35
3.83
3.32 3.18 2.94 2.86 2.57 1.08
吸电子基团:
NO2>CN>F>Cl>Br>I>CC>OH>OCH3>C6H5>C=C>H
间〉对〉邻
一些取代苯胺的碱性(pKb, 25℃)
取代基 —H —OH —OMe —CH3 —Cl —NO2 邻 9.40 间 9.40 9.83 9.77 对 9.40 8.50 8.66 8.90 10.02
9.28 9.48
9.56 11.35 14.26
9.28 10.48
11.53
13.00
自由基历程
科西(Kochi)反应(制备少一个碳的氯代烷)
O RCOH Pb(O2CCH3)4 LiCl RCl CO2 Pb(O2CCH3)2 CH3COOH CH3CO2Li
CO2H Pb(O2CCH3)4 LiCl Cl Cl CH3
CH3
CH3
(二) 二元酸的热分解反应:
二元羧酸受热,依两个羧基的相对位置不同,其产物各异。
OR'、 NH2 )
1. 成酯反应 (1)反应模式
RCO O H + R’OH
H+
RCOOR’ + H2O
(2)酯化反应的机制 (重点掌握第一种机理,包含内酯)
*a 加成--消除机制 (酰氧键断裂)
O CH3C-OH
+
H+
OH
CH3C-OH
HOC2H5
加成
OH CH3-C-OH HOC2H5
+
质子转移
3.酰胺的生成
羧酸与NH3或RNH2、R2NH作用,生成铵盐,然后加热脱水生 成酰胺或N-取代酰胺。如:
RCOOH + NH3
C6H5C O O H + H2NC6H5
+ RCOO NH 4

RCONH 2
190℃ H2O
+ H2O
O
=
+ C6H5C O O NH 3 C6H5
C6H5 C NHC6H5 N-苯基苯架酰胺
OH CH3-C-OH2 OC2H5
+
-H2O
+
OH
-H+
O CH3C-OC2H5
CH3C-OC2H5
1OROH,2OROH酯化时按加成--消除机制进行, 且反应速率为: CH3OH>RCH2OH>R2CHOH
HCOOH>CH3COOH>RCH2COOH>R2CHCOOH>R3CCOOH
酯化反应机制的证明
Cl
NO2
Cl N H
S
4 5 6 7 3 6 7
5
4 3 6 7
5 2
4 3
N H
1
2
8
N
1
N2
8 1
NO2
N CH3
CH3
N H
Cl
N
杂环作取代基(杂环上连有醛基、羧基及羧酸衍生物)
O O2N O CHO N C-N(C2H5)2
5-硝基-2-呋喃甲醛
COOH
α β
N,N-二乙基 -3-吡啶甲酰胺
CH3
CONHCH3
N-甲基对甲苯甲酰胺
三、胺的命名
1. 脂肪胺伯胺是用“烃基”+“胺”来命名。
NH2
H2N(CH2)6NH2
CH3
NH2
环己胺
1,6-己二胺
对甲基苯胺
2. “仲胺和叔胺” “较小烃基+较大烃基+最大烃基+胺”。
(CH3CH2CH2CH2)3N
三正丁基胺
(CH3)2NCHCH2CH3 CH3
丁二酸、戊二酸的二铵盐受热则发生分子内脱水和脱氨, 生成五元或六元环状酰亚胺。
CH2COOH NH3 CH2COOH CH2COONH4 300℃ CH2COONH4 O NH
=
=
O
4. 酸酐的生成 分子间脱水制备单酐:
O O P2O5 or (CH3CO)2O R C R C O + H2O O R C OH R C OH O
①同位素跟踪实验,同位素保留在酯内,而水为普通的水。 O O H R C OR' + H2O R C OH + H OR'
18 18
②羧酸与光活性醇的反应实验,手性保留。
O CH3C-OH
+
H-O
CH3 H
O
H+
CH3C-O
CH3 H (CH2)5CH3
(CH2)5CH3
2.酰卤的生成
COOH PCl3 + PCl5 SOCl2 COCl + H3PO3 POCl3 + SO2 + HCl HCl
第一部分 化合物的命名
一、有机酸的命名 1. 脂肪族链状羧酸
母体: 选含羧基的最长连续碳链,不饱和羧酸选含羧
基和不饱和键在内的最长连续碳链为主链.
CH3CH2 Br Cl COOH
HOOCCH CHCOOH CH3 CH2CH3
(E)-2-氯-3-溴-2-戊烯酸
2-甲基-3-乙基丁二酸
可能与手性碳联系,设计R,S构型命名
氨基酸的命名:
NH2
HOOCCH2CH2CHCOOH NH2
4-甲基-2-氨基戊酸 亮氨酸(Leucine)
2-氨基戊二酸 谷氨酸(Glutamic acid)
2,6-二氨基己酸 赖氨酸(Lysine)
H2NCH2CH2CH2CH2CHCOOH NH2
2. 含环羧酸
羧基与环相连: 母体为芳烃(或脂环烃)名称+甲酸.
COOH
COOH
COOH
OCH3
OH
COOH
对羟基间甲氧基苯甲酸
2,4-环戊二烯甲酸 反-1,2-环戊烷二甲酸
羧基与侧链相连: 母体为脂肪酸.
CH3 CH CH CH COOH
4-苯基-2-丁烯酸
二、羧酸衍生物的命名 1、酰卤 由相应的酸的酰基+卤素组成。 CH3CH2COBr 2、酸酐
四、偶氮和重氮类类化合物命名
CH3 CH3 N N
N
N
偶氮苯
NH NH
3,3’-二甲基偶氮苯 氢化偶氮苯
N NHSO4
+
N NCl
+
氯化重氮苯 苯重氮盐酸盐
α-萘基重氮硫酸盐
五、杂环的命名 • 杂环作母体(掌握五、六圆环、喹啉、异喹啉、 吲哚)

COCH3 O
CH3
N
2-乙酰基呋喃
-甲基吡啶

CH3
+ CO2
Y CN
CH3 + CO2 NO2 Ar
2.某些芳香族羧酸脱羧.
COOH O 2N NO2 NO2

O 2N NO2
NO2
+
CO2
3. 羧酸盐的脱羧反应 汉斯狄克反应(制备少一个碳的溴代烷)
RCOOAg + Br2 RBr + CO2 + AgBr
COOAg R Br2 R
Br R Br
NH2 > OH
b
NH2 > C H3 8.90 8.9
NH2 >
NH2 > Cl
NH2 > NO2 13.0 13
NH2 NO2 NO2 13.82 13.82
相关文档
最新文档