化学课件 羧酸和取代羧酸.ppt

授课教师 安琳 徐医药学系药化教研室 上页 下页 返回 有机化学电子教案—羧酸及取代羧酸 【本章重点】 羧酸中取代基对酸性的影响、羧酸的化学反应与合成方法。 【本章难点】 场效应、取代基对芳香羧酸的影响、羧酸合成方法的比较和选择 。 【要求掌握内容】 1. ?掌握酰卤、酸酐、酯、酰胺、腈的分类命名。 2. 掌握羧酸的结构与酸性，羧酸的化学反应：成盐、羧羟基的取代、还原、α-H以及脱羧反应、二元羧酸的热解反应。 3. 掌握羧酸的一般合成方法及丙二酸酯法，柏琴反应、克脑文盖尔反应的应用。 4. 熟悉卤代酸、羟基酸、酮酸的化学特性及典型制备方法。 上页 下页 返回 Add your text 羧酸及 取代羧酸 一、分类和命名 二、物理性质 三、结构和酸性 四、化学性质 五、羧酸的制备 第十一章、羧酸及取代羧酸 （carboxylic Acids and substituted carboxylic acids） 上页 下页 返回 羧酸：分子中具有羧基（carboxyl）的化合物；可以看作是烃分子中的氢被羧基取代的衍生物。 取代羧酸：羧酸分子中的氢原子被其它原子或原子团取代的化合物。 RCOOH ArCOOH 羧酸或取代羧酸广泛存在于自然界中。主要作为动植物代谢的中间产物、参与动植物的生命过程。部分羧酸和取代羧酸还具有生物活性。 羧酸和取代羧酸都是与药物关系十分密切的重要有机酸。有的药物结构本身就是羧酸、取代羧酸或其它衍生物。 上页 下页 返回 一、分类和命名（Classification and Nomenclature ) 1. 在分子中选择含羧基的最长碳链为主链，按主链上碳原子的数目称为某酸。 （二）、系统命名： 2. 主链碳原子从羧基开始编号，用阿拉伯数字或希腊字母表明取代基的位次。 上页 下页 返回 3. 二取代羧酸命名是取分子中含两个羧基的最长碳链为主链，称为某二酸。 3-甲基戊酸（β-戊酸） 2-丁烯酸（巴豆酸） 3,4,5-三羟基苯甲酸 2-甲基-3-乙基丁二酸 上页 下页 返回 二、物理性质( Physical Properties) 羧酸是极性分子，能与水形成氢键，故低级一元酸可与水互溶，但随M↑，在水中的溶解度↓，从正戊酸开始在水中的溶解度只有3.7 %，＞C10的羧酸不溶于水。 b. p： 羧酸 ＞ M 相同的醇。 m. p： 随M↑呈锯齿形上升。偶数碳原子羧酸的m.p＞ 相邻两个同系物的m.p。 上页 下页 返回 三、结构和酸性(Structure and Acidity) （一）、结构 Structural Features of Formic Acid 上页 下页 返回 　　羧酸和醇在结构上只差一个C=O，但其酸性却相差很大。这是因为醇离解生成的RCH2￣负离子中，负电荷是局限在一个氧原子，而羧酸离解后生成的RCOO ￣负离子，由于共轭效应的存在，氧原子上的负电荷均匀地分散在两个原子上，更稳定。 上页 下页 返回 （ 二）、酸性 由羧酸结构所决定，其最显著的化学性质就是在水中能离解成羧酸根负离子和质子。其酸性强度可用离解常数Ka或它的负对数pKa表示。 上页 下页 返回 一些化合物的酸碱性强弱次序如下： 羧酸及取代羧酸酸性强度规律： (1) 诱导效应的影响 吸电子诱导效应(－I效应)使酸性↑，其相对强度： A：同族元素——从上到下原子序数依次↑， －I效应依次↓。 1. 对于脂肪族的一元羧酸，α-碳原子上烃基的数目↑，酸性↓ 2. 对于取代羧酸的酸性强度，要考虑以下几 个影响因素： 上页 下页 返回 B：同周期元素——从左到右电负性依次↑， －I效应依次↑ 。 C：与碳原子相连的基团不饱和性↑，吸电子能力↑。 供电子诱导效应(+I效应)使酸性↓，其相对强度： 上页 下页 返回 Substituent Effect on Acidity of Carboxylic Acids 上页 下页 返回 诱导效应的特点： A. 具有加和性 B. 诱导效应强度与距离成反比，距离↑，诱导效应强度↓。 (2) 场效应的影响 　　场效应实际上是一种空间的静电作用，即：取代基在空间可以产生一个电场，这个电场将影响到另一端的反应中心。 上页 下页 返回 丁烯二酸有顺式和反式两个异构体，其酸性为： 场效应与空间距离有关，距离愈远，这种作用愈弱。事实上要区别诱导效应和场效应也是比较困难的，因为这两种效应往往同时存在，且作