羧酸及衍生物.ppt

羧酸及其衍生物 [目的要求]： 掌握羧酸及衍生物的结构和命名。 掌握羧酸及其衍生物的性质。 理解羧酸及其衍生物的相互转化。 了解羧酸及其衍生物的用途。 * * 一、? 羧酸的结构、分类和命名 １．结构 ⑴ 羰基C原子以SP2杂化轨道成键　 ⑵ 键长： C=O 0.1245nm C—OH 0.1312nm 一般的：C=O 0.1203nm C—OH 0.1430nm ⑶　p –π共轭 ⑷ —COO-?结构 ２．分类 ⑴ 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 c、 芳香族羧酸 ⑵ 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 ３．命名 ⑴ 据来源命名 ⑵ 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。 二、? 羧酸的性质 ⒈物理性质 ⑴ 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。 ⑵溶解性：随着烃基的增大溶解度（水中）减小。 ⑶气味：甲、乙、丙酸有较强的刺鼻气味，水溶液有酸味。 ⑷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。 ⑸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。 2．化学性质 ⑴ 酸性 羧酸能使兰色石蕊试纸变红色。 a.??? 与碱中和生成盐和水 c. 诱导效应对羧酸酸性的影响 b. 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。 +I效应使羧酸酸性减弱， -I效应使羧酸酸性增强。 诱导效应随距离的增加而迅速下降 ⑵ 羧酸中羟基的反应 二元羧酸酸性比一元羧酸酸性强，且 〉PKa2 Pka1 a. 酰卤的生成 b. 酸酐的生成 c. 酯化的生成 酸催化下，酯化反应一般按酰氧键断裂历程进行。 酯化反应不是简单的取代反应， 而是酸催化的加成—消除反应历程。 ⑶ 还原反应 d.酰胺的生成 ⑸ 二元羧酸 酸性：第一个H+电离常数比第二个大。 HOOC—COOH，Ka 1=3.5*10-2 , Ka2=4*10-6 受热分解 A． 草酸、丙二酸加热失羧 ⑷ 烃基上的取代反应 A．α—H的卤代反应(红磷或光照) B．芳烃上取代 B． 丁二酸、戊二酸加热失水成环（酸酐） C． 已二酸、庚二酸加热同时脱羧失水，成环酮 三、重要的羧酸 ⒈甲酸 结构 特性 ⑴ 甲酸的酸性显著高于其它饱和一元酸。 ⑵ 甲酸具有还原性，能发生银镜反应。 ⑶ 甲酸也能使高锰酸钾溶液退色。 ⑷ 甲酸与浓硫酸加热，则分解生成一氧化碳和水。 ⑸ 甲酸具有杀菌力，可作消毒或防腐剂。 2 乙二酸（草酸）：具有还原性，易被氧化成二氧化碳和水 3．丁烯二酸：顺反异构体。 ⑴ 熔点 反式 〉顺式 ⑵ 燃烧热 顺式 〉反式 （顺式没有反式稳定） ⑶ 顺、反的关系 ⑷ 酸性： Ka1 顺式 〉反式 Ka2 反式 〉顺式? 一、? 命名 ⒈酰卤： ⒉酸酐： 称“酐”或“某酸酐”或“某酐” ⒊ 酯： 根据相应的羧酸和醇来命名。酸的部分包括酰基C原子。 ⒋ 酰胺：和酰卤相似，据相应的酰基来命名。 ＃ 二、物理性质 ?⒉密度：酸酐的密度 〉1；脂肪族一元羧酸酯的密度均〈 1； 二元羧酸酯和芳酸酯的密度均 〉1。 ⒊ 水溶性：酰氯强烈水解，放出大量的HCl及热量。 低级酰胺可溶于水。 特点： a.产物均有羧酸生成。 b.活性：酰卤　〉酸酐 〉酯 〉酰胺 三、化学性质 ⒈酰基的反应 ⑴ 水解 ⒈沸点： 酰卤、酸酐和酯，