羧酸的分类和命名重点ppt课件.ppt

《羧酸的分类和命名重点ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《羧酸的分类和命名重点ppt课件.ppt（46页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、(一一)羧酸的分类和命名羧酸的分类和命名(二二)羧酸的制法羧酸的制法(三三)羧酸的物理性质羧酸的物理性质(四四)羧酸的化学性质羧酸的化学性质(五五)羟基酸羟基酸第十四章第十四章 羧酸羧酸制作制作 杨学茹杨学茹羧酸：分子中含有羧基（羧酸：分子中含有羧基（COOH)的化合的化合物物.(一一)羧酸的分类和命名羧酸的分类和命名(1)分类分类(甲甲)按羧基所连烃基的碳架按羧基所连烃基的碳架乙酸乙酸Acetic acid2-丁烯酸丁烯酸2-butenoic acid 脂肪族脂肪族羧酸羧酸 CH3COOHCH3CHCHCOOH环戊烷甲酸环戊烷甲酸Cyclopentyl carboxylic acid苯甲酸苯

2、甲酸Benzoic acid2-呋喃甲酸呋喃甲酸2-furanyl carboxylic acid脂环族羧酸脂环族羧酸芳香族羧酸芳香族羧酸杂环族羧酸杂环族羧酸COOHCOOH OCOOH(乙乙) 按分子中羧基的数目按分子中羧基的数目CH3CH2COOH HOOCCOOHHOOCCH2CH2CHCOOHNH2Propanoic acid 草酸草酸 Oxalic acid Ethanedioic acid 谷氨酸谷氨酸 Glutamic acidCOOHHOOCHOOCCH2CCH2COOHOHCOOH对苯二甲酸对苯二甲酸 柠檬酸柠檬酸 p-Phthalic acid Citric acid甲酸甲

3、酸蚁酸蚁酸(2)(2)命名命名(甲甲)俗名俗名HCOOHCH3COOH 乙酸乙酸 醋酸醋酸 CH3CH2CH2COOH 丁酸丁酸 酪酸酪酸 月桂酸月桂酸 Lauric acid 豆蔻酸豆蔻酸 Palmitic acid棕榈酸棕榈酸 Palmitic acid 硬脂酸硬脂酸 Stearic acidCH3(CH2)10COOHCH3(CH2)12COOHCH3(CH2)14COOHCH3(CH2)16COOHCCCH3(CH2)7HH(CH2)7COOH 油酸油酸 Oleic acid(乙乙)普通命名法普通命名法 CH3CH2CHCOOHCH3 CH3CH2C CHCOOHCH3 HOCH2CH

4、2CH2CH2COOH - 甲基丁酸甲基丁酸 -甲基甲基- -戊稀酸戊稀酸 -羟基戊酸羟基戊酸 （丙）系统命名法（丙）系统命名法(A)脂肪族羧酸脂肪族羧酸母体：母体：选含羧基的最长连续碳链选含羧基的最长连续碳链,不饱和羧酸选含羧不饱和羧酸选含羧基和不饱和键在内的最长连续碳链为主链基和不饱和键在内的最长连续碳链为主链. CH2CCH CHCOOHCH2CH2CH2CH3BrCH2CH2CH2COOH CH3(CH2)5CHCH2CH CH(CH2)7COOHHO4 3 2 118 12 10 9 1 5 4 3 2 14-溴丁酸溴丁酸12-羟基羟基-9-十八碳烯酸十八碳烯酸4-丁基丁基-2,4-

5、戊二烯酸戊二烯酸HOOCCHCHCOOHCH2CH3CH32-甲基甲基-3-乙基丁二酸乙基丁二酸HOOCCCCOOHHH(Z)-丁烯二酸丁烯二酸(B)含环羧酸含环羧酸羧基与环相连羧基与环相连:母体为芳烃母体为芳烃(或脂环烃或脂环烃)名称名称+甲酸甲酸对甲基苯甲酸对甲基苯甲酸2,4-环戊二烯甲酸环戊二烯甲酸反反-1,2-环戊烷二甲酸环戊烷二甲酸COOHCH3COOHCOOHCOOH羧基与侧链相连羧基与侧链相连:母体为脂肪酸母体为脂肪酸.3-苯基丙烯酸苯基丙烯酸1,2-苯二乙酸苯二乙酸3-环戊基丁酸环戊基丁酸CHCHCOOHCH2COOHCH2COOHCH3CHCH2COOH(二）羧酸的制法二）羧

6、酸的制法（1）氧化）氧化法法（甲）烃氧化（甲）烃氧化CH3CH2CH2CH3O2, 醋酸钴CH3COOH + HCOOH + CH3CH2COOH + CO2 + CO(57%)(1-2%)(2-3%)(17%)90-100 C, 1.01-5.47MPao+32O2 钴盐或锰盐165C, 0.88MPaCOOHCH3+ H2Oo（丙）甲基酮氧化（丙）甲基酮氧化(CH3)3CCH2CCH3O1, Br2, NaOH2, H, H2O(CH3)3CCH2COHO89%（乙）伯醇和醛氧化（乙）伯醇和醛氧化(CH3)3CCHCH2OHC(CH3)3K2Cr2O7 , H2SO4(CH3)3C CH

7、C(CH3)3COOHCH3CH2CHO O20.1MPa,90%21+丙酸锰CH3CH2COOH（2）氰水解）氰水解氰水解是合成羧酸的重要方法之一氰水解是合成羧酸的重要方法之一.CNCH3H2O, H2SO4CH3COOH80-90%RXNaCNRCNH+ or HO-H2ORCOOH( 1, 2)注意注意:CH3CCH3CH3BrNaCNCH3CCH2CH3 是由卤代烃（是由卤代烃（1、2、3卤代烷、烯丙基卤和芳基卤代烷、烯丙基卤和芳基卤）制备多一个碳原子羧酸很有效的方法。卤）制备多一个碳原子羧酸很有效的方法。(3)Grignard试剂与试剂与CO2作用作用+OCOOCC(CH3)3OMg

8、Cl(CH3)3CCOO H79-80%Br MgEt2OMgBrH2O,H+CO2H2O, HCOOH85%Me3C MgCl(4）酚酸合成）酚酸合成Kolbe-Schmidt反应反应ONaCO2OHCOONaH2O, HOHCOOH90%0.5MPa150-160oCOHCOOKHH2OOHCOOHOKCO22.02MPa180-190oC（三）羧酸的物理性质（三）羧酸的物理性质（1）一般物性：）一般物性：物态物态：C1C9为液体,C10以上为固体.气味气味C C1 1C C3 3有有刺刺激激性性气气味味, ,C C4 4C C9 9有有腐腐败败气气味味. .与水形成氢键与水形成氢键, ,

9、甲酸至丁酸与水互溶甲酸至丁酸与水互溶. RCOOHHOHOHH缔合成稳定的二聚体，比相应分子量的醇沸点高缔合成稳定的二聚体，比相应分子量的醇沸点高RCOOHHOCOR例如例如:CH3CH2OH HCOOH CH3CH2CH2OH CH3COOH46466060b.p.78.5100.797.4117.9M沸点沸点水溶性水溶性(2)波谱性质波谱性质(甲甲)红外光谱红外光谱羧酸的官能团是羧基羧酸的官能团是羧基,故有羰基和羟基的特征吸收故有羰基和羟基的特征吸收.羧酸羧酸 的红外特征吸收的红外特征吸收羧酸状态羧酸状态振动类型振动类型单体单体二聚体二聚体伸缩振动伸缩振动COCOCOC伸缩振动伸缩振动CO

10、COCOCROHCOCOCOOHC CCOCOCOC OHAr35603600cm-130002500cm-11710cm-117151690cm-11700 1680cm-11760cm-11720cm-1O H正癸酸的红外光谱正癸酸的红外光谱(乙乙)核磁共振谱核磁共振谱羧基中的质子羧基中的质子:由于氢键缔合的去屏蔽作用由于氢键缔合的去屏蔽作用,吸收峰出现在很远的低场吸收峰出现在很远的低场.RCH2COOHHRCH2COOHR2CHCOOHH=10.513=22.6-碳上的质子碳上的质子:由于羧基的吸电作用由于羧基的吸电作用,吸收峰向吸收峰向低场位移低场位移.异丁酸的核磁共振谱异丁酸的核磁共

11、振谱(四四)羧酸的化学性质羧酸的化学性质羧酸的官能团是羧酸的官能团是COO H由由 C=O 和和 O-H 直接相连而成跟据羧酸分子结直接相连而成跟据羧酸分子结构的特点构的特点,羧酸可在以下四个部位发生反应羧酸可在以下四个部位发生反应:(Ar)R COOH(Ar) R COOHR CHHCOOHCOOHH(Ar) R COO H（1）羧酸的酸性）羧酸的酸性（甲）羧基的结构与羧酸酸性（甲）羧基的结构与羧酸酸性羧基结构羧基结构RCOOHRCOO H羧酸的酸性比醇强羧酸的酸性比醇强:R CH2OHRCH2O+ H定域定域离域离域-一些化合物的酸性一些化合物的酸性 : RCOOH HOH ROH HC

12、CH HNH2 RHPKa15. 74 5416 19 25 34 50 R COO+ HRCO OHR COO或或共振：共振：R COOROCORCOO2112OCOR（乙）成盐（乙）成盐RCOOH NaOHRCOONaH2O+ RCOOH RCOONaCO2+H2ONaHCO3RCOONa+HClRCOOH +NaCl利用羧酸的酸性和羧酸盐的性质，可把羧酸与中利用羧酸的酸性和羧酸盐的性质，可把羧酸与中性性 或碱性化合物分开或碱性化合物分开.羧酸酸性介于盐酸和碳酸之间羧酸酸性介于盐酸和碳酸之间(丙丙)影响酸性的因素影响酸性的因素羧酸酸性取决于分子的结构，任何使羧酸根羧酸酸性取决于分子的结构，

13、任何使羧酸根负离子稳定的因素将增加其酸性，反之酸性负离子稳定的因素将增加其酸性，反之酸性减弱。减弱。主要讨论诱导效应的影响：主要讨论诱导效应的影响：诱导效应的表示诱导效应的表示HCR3XCR3YCR3标准标准- I 效应效应X的电负性大的电负性大于于H，吸电子，吸电子Y的电负性小的电负性小于于H，供电子，供电子+ I 效应效应取代基诱导效应对酸性的影响取代基诱导效应对酸性的影响YCOOYCOO_吸电基使负离子稳定吸电基使负离子稳定 供电基使负离子不稳定供电基使负离子不稳定酸性增强酸性增强酸性减弱酸性减弱FCH2COOHClCH2COOHBrCH2COOH ICH2COOH吸电基吸电基:pKa2

14、.662.812.873.31Cl3CCOOHCl2CHCOOHClCH2COOHCH3COOHpKa0.701.292.814.75CH2COOHHC CCH2COOHCH3CH2COOHH2CCHCH2COOHpKa3.324.314.354.82不同原子不同原子不同数目不同数目不同杂化不同杂化CH3CH2CHCOOHClCH3CHCH2COOHClCH2CH2CH2COOHClCH3CH2CH2COOHpKa2.864.04.524.82不同距离不同距离供电基供电基:H COOHCH3COOHCH3CH2COOHCH3CCH3CH3COOHpKa3.754.754.875.07二元酸二元

15、酸:HOOC COOHHOOC CH2COOHHOOC CH2CH2COOHpKa1 1.20 2.9 4.2 pKa1pKa2HOOCCH2COOHpKa1= 2.9HOOCCH2COO-+ HpKa2OOCCH2COO+ HCH2COOCOOHCH2COOCOOH诱导效应诱导效应场效应场效应吸电基吸电基供供电电基基有两个解离常数有两个解离常数=5.7(2)羧酸衍生物的生成羧酸衍生物的生成(甲甲)酰卤的生成酰卤的生成试剂试剂:PCl3 PCl5 SOCl23CH3COOH + PCl33CH3COCl + H3PO3COOHNO2+SOCl2COClNO2+ HClSO2+7090 98(乙

16、乙)酸酐的生成酸酐的生成一元酸酐一元酸酐RCOOHRCOOHP2O5R CORCOOCCOHOHOO230100OCCOO混合酸酐混合酸酐CH3CH2ClCO+N a O COC H360CH3CH2COOCOCH3二元酸酐二元酸酐(丙丙)酯的生成和酯化反应机理酯的生成和酯化反应机理CH3COOHHOCH2CH3HCH3COOCH2CH3+H2O+酯化反应可逆酯化反应可逆,可采取使一种原料过量可采取使一种原料过量,或反应过程中除去一或反应过程中除去一种产物的方法来提高酯的产率种产物的方法来提高酯的产率. CH3COOH+HO(CH2)3CH3树脂_SO3H , CaSO4(干燥剂)60CH3C

17、OO(CH2)3CH3酯的生成酯的生成:CH3COO+CH2Cl90CH2OCOCH3+Cl酯化反应机理酯化反应机理:ORCOHHOROR C O HHOR. 酰氧断裂酰氧断裂. 烷氧断裂烷氧断裂: 叔醇的酯化反应按方式叔醇的酯化反应按方式进行进行:O HR COHOCR3OR COCR3+H2O+RCOOHH+RCOHOHHORRCOHOROHHHRCOHOROHRCOHORH2ORCOORH+(丁丁)酰胺的生成酰胺的生成羧酸与氨或胺作用生成羧酸铵羧酸与氨或胺作用生成羧酸铵,加热后脱水得加热后脱水得酰胺或酰胺或N-取代酰胺取代酰胺.C6H5CONHC6H5H2O+190+N-苯基苯甲酰胺苯基

18、苯甲酰胺(3)羧基被还原羧基被还原羧酸可被四氢铝锂还原羧酸可被四氢铝锂还原（CH3)3CCOOH（CH3)3CCH2OHLiAlH4, 乙醚H2O, 92C6H5COOHH2NC6H5C6H5COO NH3C6H5(4)脱羧反应脱羧反应从羧酸或其盐脱去羧基从羧酸或其盐脱去羧基(失去二氧化碳失去二氧化碳)的反应的反应,称称为脱羧反应为脱羧反应.一元羧酸一元羧酸当当-碳原子上连有吸电基时碳原子上连有吸电基时,如如NO2、 CN、COCl等等,较易脱羧较易脱羧:Cl3CCOOHCHCl3CO2+某些芳香酸某些芳香酸NO2NO2O2NCOOHNO2NO2O2N+CO2二元酸二元酸:乙二酸、丙二酸加热脱

19、羧成一元酸乙二酸、丙二酸加热脱羧成一元酸:HOOC COOHHCOOH+CO2丁二酸、戊二酸加热脱水成环状酸酐丁二酸、戊二酸加热脱水成环状酸酐:CH2CH2COOHCOOHCOCOOCH2CH2己二酸、庚二酸加热脱二氧化碳和水生成环酮己二酸、庚二酸加热脱二氧化碳和水生成环酮:+H2OCH2CH2CH2CH2COOHCOOHBa(OH)2CH2CH2CH2CH2C O+CO2+H2O羧酸碱金属盐羧酸碱金属盐:与碱石灰共融脱羧生成烃与碱石灰共融脱羧生成烃:CH3COONaNaOH(CaO)CH4+NaCO3+Kolbe合成法合成法电解羧酸盐水溶液电解羧酸盐水溶液,在阳极发生偶联在阳极发生偶联,生成

20、烃生成烃.CH3(CH2)12COONa电解60CH3(CH2)24CH3此反应是应用电解法制备有机化合物的一个实例此反应是应用电解法制备有机化合物的一个实例.(5)-氢的反应氢的反应 （Hell-Volhard-Zelinsky 反应）反应）CH3COOHCl2PCH2COOHClCl2PCHCOOHClClCl2PCCOOHClClClCH3CH2COOHCH3CHCOOHBrBr2/PCl3Hell-Volhard-Zelinsky 反应的机理反应的机理3RCH2COOH + PX33RCH2COX + H3PO3RCH2COCl + Cl2RCHCOCl + HClClRCHCOCl

21、+ ClRCH2COOHRCHCOOH + ClRCH2COClHell-Volhard-Zelinsky 反应的应用反应的应用CH2COOHClNH3excessCH2COOHNH2CH3CHCOOHBrNa2CO3CH3CHCOOHOHCH2CHBrCOOHCH2CHBrCOOHKOH/MeOHCH2CHCOOHCH2CHCOOH（6）苯环上的取代反应）苯环上的取代反应 卤代、硝化、磺化卤代、硝化、磺化COOH+ Br2FeCOOHBr（五）羟基酸（五）羟基酸羧酸烃基上的氢原子被羟基取代而成的化合物羧酸烃基上的氢原子被羟基取代而成的化合物2-羟基丙酸羟基丙酸-羟基丙酸羟基丙酸（乳酸）（乳酸

22、）3-羟基羟基-3-羧基戊二酸羧基戊二酸（柠檬酸）柠檬酸）2-羟基苯甲酸羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸（水扬酸）（水扬酸）CH2COOHCH2COOHCCOOHHOOHCOOHCH3CHCOOHOH（1）羟基酸的制法）羟基酸的制法（甲）卤代酸水解（甲）卤代酸水解CH3CH2CHCOOHBrOHCH3CH2CHCOOH+ HK2CO3, H2O,10069,（乙）羟基晴水解（乙）羟基晴水解CH3CH2COCH3CH3CH2CCH3OHCNCH3CH2CH3C COOHOHHCNHCl稀NaCN80CH2CH2OHCNHCl稀7580COOHCH2CH2OHCH2CH2OHClCH2COOCH

23、2CH3Br(丙)Reformatsky反应OZnOCH2COOCH2CH3ZnBr苯CH2COOCH2CH3OHH2O, H+ZnCH2COOCH2CH3ZnBrO是制备是制备-羟基酸酯和羟基酸酯和-羟基酸的重要方法之一羟基酸的重要方法之一.(2)羟基酸的性质羟基酸的性质具有羟基和羧基的各种反应；具有羟基和羧基的各种反应； 两个官能团相互影响，有特殊性两个官能团相互影响，有特殊性(甲甲) 酸性酸性CH3CHCOOHOHOHCH2CH2COOHpKaCH3CH2COOH3.874.514.86吸电基吸电基(乙乙)脱水反应脱水反应-氨基酸氨基酸:两分子相互酯化两分子相互酯化,生成六元环的交酯生成六元环的交酯CH3CHC OHOHO HOHOCH3CHCOCH3CH3C O CC O COO+2H2O-羟基丙酸羟基丙酸丙交酯丙交酯-羟基酸羟基酸: 分子内脱水生成分子内脱水生成,-不饱和酸不饱和酸OHCH2CHCOOHHH2CCOOHCH-和和-羟基酸羟基酸:生成五元环和六元环的内酯生成五元环和六元环的内酯CH2CH2CH2CH2C OOHOHOO-戊内酯戊内酯-羟基戊酸羟基戊酸