[工程科技]第十三章 羧酸.ppt

第十三章 羧 酸 本章重点内容 一 羧酸的分类和命名 二 羧酸的制法 三 羧酸的酸性和化学性质 四 羟基酸的反应 第一节 羧酸的 分类和命名 13.1.1 羧酸的分类 一 按羧基所连烃基的碳架分类 二 按分子中羧基的数目分类 13.1.2 羧酸的命名 一 俗名 二 普通命名法——αβγδ 13.1.2 羧酸的命名 三 系统命名法 1 选含羧基的最长碳链命名为“某酸”。二元酸选含两个羧基的最长碳链，称为“某二酸”。不饱和羧酸选含羧基和不饱和键在内的最长碳链 13.1.2 羧酸的命名 2 含环羧酸 羧基连在环上，芳烃(或脂环烃)名称+甲酸 13.1.2 羧酸的命名 2 含环羧酸 羧基不与环直接相连，碳链为酸的母体，环作为取代基。 13.2.1 氧化法 一 烃类氧化 13.2.1 氧化法 例：由丙烯和不多于四个碳的有机物为原料，合成 13.2.1 氧化法 二 伯醇和醛的氧化 三 甲基酮氧化 13.2.2 腈水解 腈水解是羧酸的重要合成方法之一 注意：制备腈的卤代烃为伯卤或仲卤代烃 13.2.3 格氏试剂与CO2反应▲ 由卤代烃制备多一个碳的羧酸 13.2.4 Kolbe-Schmidt反应 制备酚酸的重要方法 苯酚钠与CO2作用得邻羟基苯甲酸(水杨酸) 若用钾盐则得到对羟基苯甲酸 羧酸的物理性质 1 物态 2 气味 3 水溶性 由于羧酸能与水形成氢键,甲酸至丁酸与水互溶 4 沸点 比相对分子质量相同的醇的高，两分子羧酸之间形成两个氢键——稳定的二聚体. 羧酸的化学性质 羧酸的官能团是 羧酸可在以下五个部位发生反应 13.3.1 羧酸的酸性 羧基的结构 形式上是一个羰基＋一个羟基，实际是否如此呢？ 13.3.1 羧酸的酸性 醇离解 羧酸离解 负电荷离域比定域稳定——羧酸酸性醇 现代化学的X射线衍射证实，羧酸负离子的两个碳氧键键长相等，无单键双键之分 13.3.1 羧酸的酸性 一些化合物的酸性 羧酸可以成盐 羧酸pKa为4－5，介于无机强酸与碳酸(pKa=6.36)之间 向羧酸中加入NaCO3或NaHCO3会产生CO2，可鉴别和分离羧酸▲ 利用羧酸的酸性和羧酸盐的性质，可把羧酸与中性 或碱性化合物分开. 13.3.1 羧酸的酸性 影响酸性的因素 当测定条件相同时,羧酸酸性的强弱取决于分子的结构.任何使羧酸根负离子稳定的因素将增加其酸性,反之酸性减弱 主要讨论取代基电子效应的影响 13.3.1 羧酸的酸性 取代基电子效应对酸性的影响 13.3.1 羧酸的酸性 吸电子基 13.3.1 羧酸的酸性 吸电子基 诱导效应随距离的增加而下降 13.3.1 羧酸的酸性 给电子基 给电子烷基越多，酸性越弱 13.3.1 二元酸的酸性 二元酸有两个羧基——两个离解常数 pKa1＜pKa2 13.3.2 羧酸衍生物的生成▲ (一)生成酰卤 试剂：PCl3、PCl5、SOCl2 13.3.2 羧酸衍生物的生成 (二)生成酸酐 13.3.2 羧酸衍生物的生成 (三)酯的生成和酯化反应机理 酯化反应可逆，可使一种原料过量,或反应中除去一种产物来提高酯的产率 13.3.2 羧酸衍生物的生成 酯化反应机理 13.3.2 羧酸衍生物的生成 (四)生成酰胺 羧酸与氨或胺作用生成羧酸铵盐，加热后脱水得酰胺或N-取代酰胺——羧酸羟基被氨基取代 13.3.3 羧酸的还原 羧基不容易还原，催化氢化无效 羧酸可被强还原剂四氢铝锂还原为醇 四氢铝锂对双键或叁键无影响 13.3.4 脱羧反应 从羧酸或其盐脱去羧基(失去二氧化碳) 的反应,称为脱羧反应。 1 一元羧酸脱羧 羧基相邻碳上有吸电基时,如 等,羧酸容易脱羧 2 带有吸电子基的芳香酸也易脱羧 13.3.4 脱羧基反应 3 二元酸——碳链长度不同，产物不同 乙二酸、丙二酸加热脱羧成一元酸 丁二酸、戊二酸加热脱水成环状酸酐 己二酸、庚二酸加热脱CO2和水生成环酮 13.3.4 脱羧基反应 问题：此化合物用过量铬酸+硫酸氧化后加热蒸馏，最终产物有几种，是什么？ 13.3.5 羧酸向烃的转化 1 羧酸与碱石灰共融脱羧生成烃 2 柯尔伯(Kolbe)电解 此反应是应用电解法制备有机化合物的实例 13.3.6 羧酸α-H的卤代 少量红磷催化，羧基α-H可被卤原子取代 反应机理 13.3.6 羧酸α-H的卤代 与卤代烷相似，卤代酸中的卤原子可进 行亲核取代和消除反应，可制备其