纺织化学 教学课件 ppt 作者 魏玉娟 主编 胡雪敏 崔景东 副主编第10章羧酸及其衍生物.pptVIP

第十章 羧酸及其衍生物 本章引述及小结 羧酸的分子中都含有羧基，羧酸是氧化程度最高的含氧有机化合物。羧酸分子中的羧基（-COOH）上的羟基被其它原子或原子团取代后的生成物称为羧酸。 羧酸（RCOOH）是最重要的一类有机酸，低级脂肪酸是重要的化工原料。纯的乙酸可制造人造纤维、塑料、香精、药物等。高级脂肪酸是油脂工业的基础。二元羧酸广泛用于纤维和塑料工业。某些芳香酸如苯甲酸、水杨酸等都具有多种重要的工业用途。羧酸衍生物主要有：酰卤、酸酐、酯和酰胺等，这几类羧酸衍生物各具特性，并均在化学工业中有重要的应用。 本章主要介绍羧酸分类、命名、物理性质及化学性质，羧酸衍生物酰卤、酰胺、酸酐、酯的物理性质、化学性质以及鉴别方法。此外，还介绍了物质的旋光性及对映异构现象。 2、醇解 酰卤、酸酐、酯可以与醇作用生成酯 此反应称为脂交换反应。 四、构型的标记 为了标记旋光性物质的构型，通常用甘油醛的构型作为相对标准，以确定其他旋光性物质的构型，并标以D或L。甘油醛含一个手性碳原子，有一对对映体。右旋甘油醛被定为D型，它的构型为醛基在C*的上端，羟甲基在下方，羟基在右边，氢在左边。左旋甘油醛被定为L型。 D－（+）—甘油醛 L－（－）—甘油醛 其他物质的构型，可通过化学反应，以它们与甘油醛衍生物之间的关系确定。凡其构型与D-甘油醛相同的称为D型。同样，与L-甘油醛相同的称为L型。实验证明，左旋乳酸的构型与右旋甘油醛的构型相同为D型，右旋乳酸的构型为L型。 D/L标记法应用较久，广泛用于碳水化合物和氨基酸中，但是这种方法只表示一个手性碳原子的构型，有一定局限性。 第一节 羧酸的分类和命名 一、分类：根据烃基：脂肪酸（饱和、不饱和）芳香酸。 根据羧基数目：一元酸、二元酸、多元酸。 二、命名： 选择含有羧酸的最长碳链为主链，编号从羧基开始，用阿拉 伯数字或希腊字母α、β、γ、δ标明。 3，4—二甲基戊酸 3—甲基—2—戊烯酸 二元酸是选择含有两个羧酸的最长碳链为主链，按主链上的碳原子的数目称为某二酸，再加上取代基的名称和位次。 乙基丙二酸 顺丁烯二酸 * 芳香羧酸是把脂肪酸作为母体，芳香环看作取代基。 邻甲苯甲酸 苯乙酸 许多羧酸最初来自天然产物，根据来源命名，HCOOH 甲酸（蚁酸） ，乙酸（醋酸）CH3（CH2）10COOH 十二酸 （月桂酸）等。 第二节 羧酸的物理性质 羧酸的沸点比分子质量相近的醇还高，这是因为羧基氧原子的电子云密度较高，能通过分子间氢键形成分子缔合的环状二聚体。 熔点随着碳链的增加呈锯齿形上升，即含偶数碳原子的羧酸其熔点比相邻两个含奇数碳原子的羧酸高。 羧酸分子中的羧基可与水形成氢键。甲酸至丁酸都溶于水，从戊酸开始水溶性下降，正十二酸就完全不溶于水。芳香酸大都难溶于冷水。一元羧酸能溶于有机溶剂，低级二元羧酸难溶于一般的有机溶剂。 * 第三节 羧酸的化学性质 一、酸性 呈弱酸性，在水溶液中能离解出质子存在着下列电离平衡： 酸的强度常用离解常数Ka，或它的负对数pka表示。 Ka的值越大，或pka越小，酸性越强，羧酸的pka一般在3.5-5的范围内，比苯酚、碳酸的酸性强，但比无机强酸pka=1-2，则弱得多。 * 以乙酸为母体化合物，将取代乙酸的离解常数大小按顺序排列，则各取代基的诱导效应的次序为： 吸电子基：NO2CNFClBrI.OCH3C6H5H 供电子基：(CH3) 3(CH3) 2CHCH3CH2CH3H 芳香酸的酸性：含吸电子基的酸性强于供电子基的酸。 二、羧酸中羟基的取代反应 卤素、羧酸根、烷氧基、氨基取代分别生成酰卤、酸酐、羧酸酯、酰胺。 羧酸与无机酸的酰氯作用，羟基被氯原子取代生成酰氯。 羧酸在脱水剂存在下，两分子羧基脱去一分子水生成酸酐。常用的脱水剂有乙酸酐和五氧化二磷。 * 某些五元环或六元环状酸酐，只需加热，不需脱水剂。 羧酸与醇在少量无机酸催化下可直接加热生成羧酸酯。 此为可逆反应，为了使平衡向生成酯的方向移动，可选