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(有机酸
1-10有机酸
目的:
掌握羧酸的命名,了解羧酸的物理性质;
掌握羧酸的结构和化学性质;
掌握羧酸的制备,了解羧酸的来源;
了解一些重要的一元羧酸、二元羧酸和取代酸;
有机酸在食品中的应用
重点:掌握羧酸的结构和化学性质,重要的一元羧酸、二元羧酸和取代酸,有机酸在食品中的应用
难点:二元羧酸和取代酸
人体中存在脂肪分解而来的高级脂肪酸,如亚油酸、花生四烯酸等不饱和脂肪酸和软硬酸等饱和脂肪酸。在动植物食品中还含有游离的低级有机酸,包括各种低级脂肪酸、芳香酸和相应取代酸。但因食品种类不同,所放置后熟会产生乳酸;水果中常含苹果酸、柠檬酸、酒石酸等;蔬菜中(如菠菜)含大量草酸。食品中的游离酸除高级脂肪酸的作用已在脂肪中阐述外,低级脂肪酸的作用在体现在三个方面:
杀菌保藏作用。因酸性环境可抑制微生物生长,故能提高食品的保存期。
含酸食品能促进胃液分泌,帮助消化。
酸与醇生成酯,能增加食品香味,改善口感。
1-10.1有机酸的化学组成
1.羰基C原子以SP2杂化轨道成键。
2.键长:羧基: C=O 0.1245nm C—OH 0.1312nm
普通: C=O 0.1203nm C—OH 0.1430nm
3.p –π共轭 4. —COO结构
一、分类
1.按烃基的种类可分为:
a.脂肪族羧酸:饱和羧酸、不饱和羧酸
b、脂环族羧酸
2.按羧基数目可分为:一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸
饱和酸 不饱和酸 芳香酸 一元酸 乙酸 丙烯酸 苯甲酸 二元酸 乙二酸 顺丁烯二酸 邻二苯甲酸
二、命名
1.据来源命名
2.系统命名
a.含羧基的最长碳链。
b.编号。从羧基C原子开始编号。(用阿拉伯数字或希腊字母。)
c. 如有不饱和键角要标明烯(或炔)键的位次。并主链包括双键和叁键。
d. 脂环族羧酸。简单的在脂环烃后加羧酸二字,复杂的环可作为取代基。
e.芳香酸可作脂肪酸的芳基取代物命名。
f.多元羧酸:选择含两个羧基的碳链为主链,按C原子数目称为某二酸。
1-10.2有机酸的性质
一、物理性质
1.沸点 高于分子量相近的醇。
乙醇分子间氢键键能为25KJ/mol;甲酸分子间氢键键能为30 KJ/mol。
2.熔点:随着C原子的增加呈锯齿状的变化。(偶数C原子酸的熔点比相邻的两个奇数C原子酸的熔点高。)
3.溶解性:随着烃基的增大溶解度(水中)减小。羰基是亲水基团,可与水形成氢键。
4.气味:甲、乙、丙酸有较强的刺鼻气味,水溶液有酸味。
4—9碳原子酸有难闻的酸臭味。高级脂肪酸无气味,挥发性很低。
5.比重:一元羧酸:甲酸、乙酸比重大于1;其它羧酸的比重小于1。
二元羧酸、芳香羧酸的比重大于1。
6.状态:十个碳原子以下的饱和一元酸是液体。
高级脂肪酸是蜡状固体。二元脂肪酸和芳香酸都是结晶固体。
二、化学性质
(一)、酸性 羧酸能使兰色石蕊试纸变红色。
1.与碱中和生成盐和水
2.PKa 甲酸的PKa=3.76;乙酸的 PKa=4.76;
其它饱和一元酸的PKa=4.76—5之间
(二)、羧酸中羟基的反应
1.成酯反应
为提高酯的产量,将平衡向生成物方向移动,可采用:
增加反应物的浓度。(加入过量廉价的醇或酸)
除去反应生成的水。
酯化反应可采取两种脱水方式:
2.酰胺的生成
3.酰卤的生成
①
②
③
4.酸酐的生成
(三)、脱羧反应
1.强热脱羧
2.催化脱羧
3.α—C原子连有吸电基的一元羧酸
4.电解脱羧—H.Kolbe反应
5.洪赛迪克(Hunsdiecker)反应:
可用来合成少一个碳原子的卤代烃。
(四)、α—H的卤代反应
(五)、还原反应
1-10.3有机酸的来源和制备
羧酸广泛存在于自然界中,常见的羧酸几乎都有俗名。自然界的羧酸大都以酯的形式存在于油、脂、蜡中,它们都是脂肪酸。
氧化法
1.石蜡的氧化
2.轻油的氧化 轻油的组成为C5—C7的烷烃,氧化产物为混合物。
3.烯烃的氧化
4.芳烃的氧化
5.醇醛的氧化
6.甲基酮的氧化反应
二、 水解法
1.腈的水解
2. 三卤代物的水解
3.羧基衍生物的水解 L:—X;—OCOR;—OR;—NH2
水解的难易成度:酰氯 〉酸酐 〉酯 〉酰胺 〉腈
三、格氏试剂和有机锂试剂与CO2作用
四、烯烃的羰基化法
1-10
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