有机化学理论课第10章羧酸及其衍生物.doc

PAGE  PAGE - 8 - 第十章 羧酸及其衍生物 （Carboxylic Acid and Their Derivatives） ? 一、教学目的和要求 1、掌握羧酸和羧酸衍生物的结构特点，及主要化学性质，以及如何运用这些性质上的异同点进行鉴别。 2、掌握分子结构与溶解性、酸性、热稳定性的相关性。 3、熟练掌握羧酸和羧酸衍生物的系统命名法。 4、熟练掌握羧酸的结构特征、理化性质及用途。 5、掌握取代酸结构特征和主要理化性质。 6、了解典型羧酸和羧酸衍生物的性能、用途。 二、教学重点与难点 重点是羧酸、羧酸衍生物结构与其性能的相关性；乙酰乙酸乙酯结构、性能及其在酮合成方面的应用。 难点是羧酸的酸性强弱与结构的关系，酯化和酯水解反应历程。 三、教学方法和教学学时 （1）教学方法：以课堂讲授为主，结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合，强化基本概念的理解。并配合适量的课外作业。 （2）教学学时：4学时 四、教学内容 1、羧酸 （1）羧酸的概述 （2）羧酸的物理性质 （3）羧酸的化学性质 （4）个别化合物 2、羧酸衍生物 （1）酰卤 （2）酸酐 （3）酯 3、碳酸的衍生物 五、总结、布置作业 本章讨论羧酸及其衍生物。 羧酸：R-COOH 官能团：羧基 -COOH 羧酸衍生物：羧基上的羟基被其它原子或基团取代后的产物，如酰氯、酸酐、酯、酰胺等。 ? 10.1 羧酸Carboxylic Acid 一、?? 命名 脂肪族一元羧酸的系统命名法与醛类的命名相似；不饱和羧酸要选含羧基和重键的最长碳链作主链；脂肪族二元羧酸应选含两个羧基的碳链为主链；脂环族和芳香族羧酸的命名常把脂环或芳环看作取代基。 3-乙基-3-丁烯酸 2-甲基丁二酸 E-丁烯二酸 ? 环己基甲酸 4-甲基-2-异丙基-苯甲酸 ? 2-甲基-3-苯基丁酸 α－萘乙酸 ? 二、回顾生成羧酸的反应： 1、 ? ? ? 三、羧酸的物理性质： 羧基是亲水基，可与水分子形成氢键，因此碳数相同的一元羧酸水溶性大于一元醇； 羧酸分子之间也能通过羧基形成氢键而缔合，分子量相近的羧酸沸点比醇要高。 四、羧酸的化学性质 (1) 酸性 诱导效应对酸性的影响 ? p-π共轭使O-H键极性增大，有利于离解出氢离子显酸性；而羰基碳的正电性则大大降低，不利于亲核试剂进攻。 ? 羧酸的酸性强弱与烃基结构有关： α-位的斥电子基使酸性减弱 pka 3.75 4.75 4.86 5.05 ? α- 位吸电子基使酸性增强 pka 4.75 2.86 1.36 0.63 ? ? 当基团偏离羧基时，其影响随距离增加而减弱 ? ? ? ? pka 4.82 2.86 ? ? ? ? ? ? 4.41 4.70 一般，二元羧酸的酸性大于相应的一元羧酸。 ?????? 成盐反应 利用此反应可区分羧酸和酚类。 ? (2) 羧酸衍生物的生成（羟基的取代反应） ? 酰卤、酸酐、酯、酰胺又称酰基化合物。 （3）脱羧反应 在特定条件下羧酸分子脱去羧基放出CO2。 饱和一元羧酸与碱石灰共熔可发生脱羧反应： ? ?????? α- C上有吸电子基时脱羧更易 ? ? 生物体内的脱羧是一常见的反应，在脱羧酶的作用下进行。 ? ? （4）羧酸的还原反应 羧基是有机物中碳的最高氧化态，用催化氢化或金属加酸方法都不能将羧基还原，但用氢化铝锂可将羧基还原。 （伯醇） （5）α- H的卤代反应 四、个别化合物 1、 H-COOH 还原性：甲酸能被Tollen、Fehling试剂氧化。 2、CH3-COOH 3、HOOC-COOH 还原性：草酸能被高锰酸钾氧化。 4、丁烯二酸 顺丁烯二酸 反丁烯二酸（延胡索酸） 顺丁烯二酸在自然界尚未发现，可用于合成树脂，并可用作油脂的防腐剂。反丁烯二酸广泛分布于植物中，是生物体内代谢的重要中间产物之一，它在相应的酶的作用下，可加氢还原生成丁二酸，又可加水生成苹果酸，还可加氨生成天门冬氨酸。 ? ? 10.2 羧酸衍生物(De