羧酸及其衍生物的分类结构和物理性质.ppt

一 羧酸及其衍生物的结构和分类 1.羧酸的结构和分类 2.羧酸衍生物的结构和分类 羧酸衍生物的结构 羧酸衍生物主要是指羧酸分子中羧基上的羟基被其他原子或基团取代后所生成的化合物。羧酸分子中除去羟基后，剩下的部分叫酰基。本节主要讨论酰基和—X、、—OH、—NH相连而生成的羧酸衍生物——酰卤、酸酐、酯和酰胺。 　　　　 其通式为(L＝X、OCOR、OR′、NH、NR)。除上述羧酸衍生物外，碳酸的衍生物也将在此作介绍。 　　以上化合物含有酰基，所以又叫做酰基化合物。酰基化合物的结构和羧酸相似，酰基中羰基的π键与取代基L的一对未共用电子对形成p，π-共轭。 　　　　　 光谱性质 IR： 酰卤RCOX 酸酐RCOOCOR’ 酯RCOOR’ 酰胺RCONH2(R) υC=O ~1800 1750~1800,1800~1860 1735~1750 1650~1690 υC-O 1045~1310 1050~1300(2个峰) υN－H 3180～3520（NH2）3440~3300(NHR) δN－H 1600，1640（NH2）1530～1550(NHR) 羧酸衍生物的C=O伸缩振动扩大到了1650~1928 cm-1。 酰卤、酸酐、酯和酰胺的C=O伸缩振动为何如此变化？可根据其结构，利用诱导效应和电子效应可以解释。 NMR： RCH2CO- RCOO-CH2- RCONH2 R-H δppm 2~3 3.7~4.1 5~8 ＜ 1.5 二 羧酸及其衍生物的物理性质 1.羧酸的物理性质 2.羧酸衍生物的物理性质 主讲人：王彬 11.1资料收集：王佳航 11.2资料收集：苏建文 最后整理：韩鹏宇 (一)羧酸的分类和结构 （1）分类 （A）按羧基所连烃基的碳架 乙酸 2-丁烯酸 环戊烷甲酸 苯甲酸 ?-呋喃甲酸 脂肪族羧酸 脂环族羧酸 芳香族羧酸 杂环族羧酸 （B） 按分子中羧基的数目 一元酸 二元酸 三元酸 ——羧酸的分类和命名—— 羧酸及其衍生物的结构和分类 羧酸的结构 羧酸中的羧基的碳原子是sp2杂化，三个sp2杂化轨道在一个平面内，键角约120°，与羰基氧原子、羟基氧原子、氢原子（甲酸）或碳原子（乙酸等）形成三个σ 键。羰基碳原子的p轨道与羰基氧原子的p轨道都垂直与σ 键所在平面，它们相互平行在侧面交盖形成一个π 键。同时，羟基氧原子的未共用电子对所在的p轨道与碳氧双键的π轨道平行在侧面交盖，形成共轭体系。 (一)羧酸衍生物的结构和分类 （1）羧酸衍生物的结构 酰卤 酸酐 酯 酰胺 它们经简单的水解反应因可转变为羧酸. 碳酸 其重要衍生物本章将予以讨论. 水解生成羧酸,故也在本章予以讨论. 腈 第二节 羧酸衍生物 ——羧酸衍生物的结构—— (2)羧酸衍生物的分类 羧酸分子中的羟基被其它原子或基团取代生成的化合物叫羧酸衍生物，常见的有: 其中酸酐又可分为同酸酐、混酸酐、和内酐，酰胺又 可分为烃取代酰胺、内酰胺、及二酰亚胺。 （二）羧酸的物理性质 物态： 气味: 由于羧酸能与水形成氢键,甲酸至丁酸与水互溶. 水溶性: C1～C9为液体，C10以上为固体。 C1 ～ C3有刺激性气味，C4 ～ C9有腐败气味。 ——羧酸的物理性质—— 羧酸衍生物的物理性质 低级的酰氯与酸酐有强烈的刺激性，对人的眼睛 和呼吸道粘膜有刺激，高级的为固体。 低级的酯有水果香味，可作为香料；十四碳酸以下的甲酯和乙酯均为液体；例： 乙酸乙酯 乙酸异戊酯 戊酸异戊酯 梨香 香蕉香 苹果香 丁酸丁酯 异戊酸戊酯 菠萝香 桔子香 酰氯、酸酐、酯不能形成分子间的氢键，沸点比相 应的羧酸略低。酰胺能形成氢键缔合体，沸点比相应 的羧酸还高。 酰氯和酸酐不溶于水，低级的酰氯、酸酐遇水分解； 低级的酰胺易溶于水 ； 酯在水中的溶解度很小； 羧酸衍生物易溶于有机溶剂。 酰胺，除甲酰胺外均是固体；而当酰胺的氮上有取代 基时为液体； 比相对分子质量相同的醇的沸点高,因为羧酸分子之间 形成两个氢键,缔合成稳定的二聚体. 例如: 沸点: ——羧酸的物理性质——