羧酸及其衍生物 (7)精选PPT.ppt
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1、关于羧酸及其衍生物关于羧酸及其衍生物 (7)(7)第1页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃2 2概述概述1.1.羧酸(羧酸(R-COOHR-COOH):烃分子中氢原子被羧基(:烃分子中氢原子被羧基(-COOH-COOH)取代后)取代后的生成物。的生成物。2.2.羧基(羧基(-COOH-COOH):羧酸的官能团。:羧酸的官能团。3.3.羧酸衍生物羧酸衍生物:由羧酸分子中羧基:由羧酸分子中羧基(-COOH)(-COOH)上的上的羟基羟基(-OH-OH)被其他原子或原子团被其他原子或原子团取代取代而
2、形成。而形成。例如,酰卤、酸酐、羧酸酯与酰胺。例如,酰卤、酸酐、羧酸酯与酰胺。第2页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃3 3第一节第一节 羧羧 酸酸第3页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃4 4一、羧酸的构造和分类一、羧酸的构造和分类p-p-共轭共轭(1 1)羰基键长:)羰基键长:0.123nm0.123nm(普通羰基(普通羰基 0.120nm)0.120nm)羟基键长:羟基键长:0.134n
3、m0.134nm(普通羟基(普通羟基 0.143nm0.143nm)(2 2)键长出现平均化,形成了羧基)键长出现平均化,形成了羧基(-COOH)(-COOH)。1.1.羧酸结构:羧酸结构:第4页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃5 5第5页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃6 62.2.羧酸(羧酸(R-COOH)R-COOH)分类:分类:(1 1)按烃基按烃基R R不同不同:分为脂肪族羧酸、
4、脂环族羧酸、芳香族:分为脂肪族羧酸、脂环族羧酸、芳香族羧酸三类。羧酸三类。例如,例如,乙酸乙酸(脂肪族饱和羧酸)(脂肪族饱和羧酸)CHCH2 2=CH-COOH=CH-COOH丙烯酸丙烯酸(脂肪族不饱和羧酸)(脂肪族不饱和羧酸)CHCH3 3-COOH-COOH环己烷羧酸环己烷羧酸(脂环族羧酸)(脂环族羧酸)苯甲酸苯甲酸(芳香族羧酸)(芳香族羧酸)第6页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃7 7丁二酸丁二酸(琥珀酸)(琥珀酸)顺丁烯二酸顺丁烯二酸(马来酸)(马来酸)乙二酸乙二酸(草酸)(草酸)2
5、.2.按所含羧基的数目按所含羧基的数目:分为一元酸及多元酸:分为一元酸及多元酸CH3-COOH 乙酸乙酸(醋酸)(醋酸)第7页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃8 8二、羧酸的命名二、羧酸的命名1.1.脂肪酸脂肪酸的命名与脂肪醛的命名相似。的命名与脂肪醛的命名相似。选择选择含有羧基的最长碳链为主链,并按主链碳数称含有羧基的最长碳链为主链,并按主链碳数称“X X酸酸”,编号从羧基碳原子开始,编号从羧基碳原子开始,用阿拉伯数字标明取代基的用阿拉伯数字标明取代基的位置,并将取代基的位次、数目、名称写
6、于酸名前。位置,并将取代基的位次、数目、名称写于酸名前。第8页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃9 92.2.不饱和酸不饱和酸 选主链时,应选择同时含有羧基和不饱和键的最长碳链为选主链时,应选择同时含有羧基和不饱和键的最长碳链为主链,称为主链,称为“X X烯酸烯酸”或或“X X炔酸炔酸”,并需标明不饱和键的位,并需标明不饱和键的位置。(因羧基必在置。(因羧基必在1 1位,可不标明)如:位,可不标明)如:5 5 氯氯 3 3 戊烯酸戊烯酸2 2 丁烯酸丁烯酸9-9-十八十八碳烯碳烯酸(油酸)酸(
7、油酸)第9页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃10103.3.二元羧酸二元羧酸选含两个羧基的最长碳链为主链,称选含两个羧基的最长碳链为主链,称“X X二酸二酸”,如:,如:含两个羧基的最长碳链只有两个碳,所以其名含两个羧基的最长碳链只有两个碳,所以其名称为称为“乙二酸乙二酸”,俗名:,俗名:草酸草酸丁二酸,丁二酸,俗名:俗名:琥珀酸琥珀酸2-2-甲基甲基-3-3-乙基丁二酸乙基丁二酸第10页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与
8、护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃11114.4.芳香酸芳香酸 A.A.羧基在羧基在芳烃侧链芳烃侧链上,以脂肪酸为母体。上,以脂肪酸为母体。B.B.羧基连在羧基连在芳环芳环上,以芳甲酸为母体。上,以芳甲酸为母体。3-3-苯基丙烯酸苯基丙烯酸4-4-苯基戊酸苯基戊酸2-2-硝基硝基-5-5-羟基苯甲酸羟基苯甲酸第11页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃1212三、羧酸的物理性质三、羧酸的物理性质1.1.羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇还要高羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇还要高(因羧酸分(因羧酸分
9、子间能以氢键缔合成二聚体)。子间能以氢键缔合成二聚体)。2.2.小分子羧酸可和水混溶(羧酸与水分子之间形成小分子羧酸可和水混溶(羧酸与水分子之间形成氢键氢键)。)。第12页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃13133.3.低低级级饱饱和和脂脂肪肪酸酸(甲甲酸酸、乙乙酸酸及及丙丙酸酸)是是具具有有强强烈烈刺刺激激性性气气味味的液体;的液体;4.4.中级中级的的(C(C4 4C C9 9)羧酸是带有羧酸是带有不愉快不愉快气味的气味的油状油状液体;液体;5.5.C C1010及及C C1010以以上
10、上的的羧羧酸酸为为无无味味的的蜡蜡状状固固体体,挥挥发发性性很很低低。脂脂肪肪族二元羧酸和芳香族羧酸都是固体。族二元羧酸和芳香族羧酸都是固体。第13页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃1414四、羧酸的化学性质(重点)四、羧酸的化学性质(重点)p p共轭降低了共轭降低了O-HO-H中氧原子上的电子云密度,使中氧原子上的电子云密度,使O-HO-H键中的共用电子对更键中的共用电子对更偏向于氧一侧,增强了偏向于氧一侧,增强了O-HO-H键的极性,利于质子的电离而呈现键的极性,利于质子的电离而呈现明显
11、的酸性明显的酸性。p p共轭同时还增加了羰基碳上的电子云密度,使其共轭同时还增加了羰基碳上的电子云密度,使其正电性降低正电性降低,不利于不利于亲核反应亲核反应,因此不能与,因此不能与HCNHCN、NHNH2 2-OH-OH等亲核试剂反应。等亲核试剂反应。第14页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃1515酸性酸性羟基被取代羟基被取代脱羧反应脱羧反应-氢的反应氢的反应羧酸的化学反应包括:羧酸的化学反应包括:(1)OH(1)OH键的酸性;键的酸性;(2)(2)HH取代反应;取代反应;(3)OH(3)
12、OH基取代反应;基取代反应;(4)(4)C=OC=O亲核加成;亲核加成;(4)(4)脱羧反应脱羧反应第15页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃1616pKa 羧酸羧酸:4:45 5;碳酸碳酸:6.356.35;苯酚苯酚:10101.1.酸性酸性(羧酸溶于碳酸氢钠溶液,一般酚类羧酸溶于碳酸氢钠溶液,一般酚类不溶不溶,用于两者区别),用于两者区别)第16页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃1717
13、(1 1)饱和脂肪酸饱和脂肪酸中,与羧基碳原子相连的烷基具有供电子诱中,与羧基碳原子相连的烷基具有供电子诱导效应(导效应(+I+I),使羧基上的氢较难离解,酸性较甲酸弱。),使羧基上的氢较难离解,酸性较甲酸弱。例如,例如,甲酸甲酸 pKa=3.75;pKa=3.75;乙酸乙酸 pKa=4.75pKa=4.75(2 2)当卤素取代羧酸分子中烃基上的氢原子后,由于卤原子)当卤素取代羧酸分子中烃基上的氢原子后,由于卤原子(-X-X)的吸电子诱导效应()的吸电子诱导效应(-I-I),),卤代酸卤代酸的酸性将增强。的酸性将增强。例如,三氯例如,三氯乙酸乙酸 pKa=0.65pKa=0.65;二氯二氯乙酸
14、乙酸 pKa=1.29pKa=1.29;氯氯乙酸乙酸 pKa=2.86pKa=2.86第17页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃1818 pKa 3.40 4.03 4.20 4.31 pKa 3.40 4.03 4.20 4.31(3 3)芳香羧酸的酸性强弱同样)芳香羧酸的酸性强弱同样受取代基受取代基的影响的影响(4 4)吸电子基与羧基离得越近,羧酸酸性越强。吸电子基与羧基离得越近,羧酸酸性越强。-氯丁酸氯丁酸 -氯丁酸氯丁酸 -氯丁酸氯丁酸 (5 5)吸电子基的电负性越大,相应羧酸酸性越强
15、。吸电子基的电负性越大,相应羧酸酸性越强。氟氟乙酸乙酸 氯氯乙酸乙酸 溴溴乙酸乙酸 碘碘乙酸乙酸第18页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃1919酰卤酰卤酸酐酸酐酯酯酰胺酰胺2.2.羧基中羧基中羟基羟基被取代的反应被取代的反应 羧基中的羧基中的羟基羟基可被其它可被其它原子或原子团原子或原子团取代,生成取代,生成羧酸衍生羧酸衍生物物。第19页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃2020(1 1)酯
16、化反应)酯化反应 本反应是可逆的,而且反应速度很慢,需要酸作为催化剂。本反应是可逆的,而且反应速度很慢,需要酸作为催化剂。H H+(乙酸乙酯)(乙酸乙酯)羧酸与醇在酸催化下作用,脱去羧酸与醇在酸催化下作用,脱去一分子一分子水生成酯的反应,水生成酯的反应,称为称为酯化反应酯化反应。第20页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃2121(2 2)酰卤的生成)酰卤的生成(苯甲酰氯)(苯甲酰氯)(乙酰氯)(乙酰氯)羧酸与羧酸与PClPCl3 3、PClPCl5 5、SOClSOCl2 2等试剂都可以发生羧
17、基中的羟基被等试剂都可以发生羧基中的羟基被取代的反应,生成相应结构的取代的反应,生成相应结构的酰氯酰氯,此反应中不能用,此反应中不能用 HXHX反应,反应,酰氯是发生活泼的酰氯是发生活泼的最常用最常用的酰化试剂之一。的酰化试剂之一。第21页,讲稿共48张,创作于星期二2022/9/162022/9/16中山大学南方学院中山大学南方学院 健康与护理系健康与护理系 陈秋铃陈秋铃2222(3 3)酸酐的生成)酸酐的生成(乙酸酐)(乙酸酐)除除HCOOHHCOOH外,羧酸与外,羧酸与脱水剂脱水剂PP2 2O O5 5或或(CH(CH3 3CO)CO)2 2OO共热,两分子羧共热,两分子羧酸则发生分子间
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