羧酸简化课件.ppt

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1、1关于羧酸简化关于羧酸简化现在学习的是第1页，共38页2叶叶酸酸,也也叫叫维维生生素素B9,是是一一种种水水溶溶性性维维生生素素。从从菠菠菜菜叶叶中中提提取取纯纯化化的的,故故而而命命名名为为叶叶酸酸。有有促促进进骨骨髓髓中中幼幼细细胞胞成成熟熟的的作作用用,人人类类如如缺缺乏乏叶叶酸酸可可引引起起巨巨红红细细胞胞性性贫贫血血以以及及白白细细胞胞减减少少症症,对对孕孕妇妇尤尤其其重重要。要。现在学习的是第2页，共38页310.1 羧酸羧酸一、羧酸的分类和命名一、羧酸的分类和命名 脂肪族羧酸、脂环族羧酸、芳香族羧酸脂肪族羧酸、脂环族羧酸、芳香族羧酸饱和酸饱和酸不饱和酸不饱和酸芳香酸芳香酸一元酸一

2、元酸乙酸乙酸丙烯酸丙烯酸苯甲酸苯甲酸二元酸二元酸乙二酸乙二酸顺丁烯二酸顺丁烯二酸邻苯二甲酸邻苯二甲酸1、羧酸的分类、羧酸的分类根据和羧基相连的烃基种类分为根据和羧基相连的烃基种类分为:根据和羧基的数目分为根据和羧基的数目分为:一元酸、二元酸及多元酸一元酸、二元酸及多元酸。根据烃基是否饱和分为根据烃基是否饱和分为:饱和酸、不饱和酸。饱和酸、不饱和酸。现在学习的是第3页，共38页42、羧酸的俗名、羧酸的俗名 蚁酸蚁酸甲酸甲酸 醋酸醋酸乙酸乙酸 苯甲酸苯甲酸水杨酸水杨酸邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸3-苯基丙烯酸苯基丙烯酸肉桂酸肉桂酸 现在学习的是第4页，共38页53、羧酸的习惯命名、羧酸的习惯命名 3-

3、甲基甲基-2-丁烯酸丁烯酸-羟基丙酸羟基丙酸2-羟基丙酸羟基丙酸-溴十一碳酸溴十一碳酸 羧酸也常用希腊字母标明位次羧酸也常用希腊字母标明位次,依此为依此为、等等。距羧基最远的碳原子。距羧基最远的碳原子,在超过在超过10个碳且仅在最后一个碳上个碳且仅在最后一个碳上有取代基时有取代基时,可标为可标为位位。现在学习的是第5页，共38页6DHADHA,二二十十二二碳碳六六烯烯酸酸,俗俗称称脑脑黄黄金金,是是一一种种对对人人体体非非常常重重要要的的不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸,属属于于-3不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸家家族族中中的的重重要要成成员员。DHA是是神神经经系系统统细细胞胞生生长长及及维维持持的的一一

4、种种主主要要成成分分,是是大大脑脑和和视视网网膜膜的的重重要要构构成成成成分分,在在人人体体大大脑脑皮皮层层中中含含量量高高达达20%,在在眼眼睛睛视视网网膜膜中中所所占占比比例例最最大大,约约占占50%,因此因此,对对胎儿、胎儿、婴婴儿智力和儿智力和视视力力发发育至关重要。育至关重要。-131942现在学习的是第6页，共38页7酰基酰基:羧酸分子中的羧基除去羟基后的基团羧酸分子中的羧基除去羟基后的基团;酰氧基酰氧基:羧酸分子中的羧基除去氢原子后的基团。羧酸分子中的羧基除去氢原子后的基团。丙酰基丙酰基苯甲酰基苯甲酰基苯乙酰基苯乙酰基苯乙酰氧基苯乙酰氧基乙酰基乙酰基乙酰氧基乙酰氧基现在学习的是第

5、7页，共38页8二、羧酸的物理性质二、羧酸的物理性质 1、物态、物态:低级脂肪酸低级脂肪酸,1C3C是液体是液体,具有刺鼻的酸味具有刺鼻的酸味,中级脂肪酸中级脂肪酸,4C10C为油状液体为油状液体,具有难闻的气味具有难闻的气味,高级脂肪酸是蜡状固体高级脂肪酸是蜡状固体,挥发性低挥发性低,无气味。无气味。2、沸点、沸点:羧酸的沸点比分子量相近的醇高羧酸的沸点比分子量相近的醇高,这是由于羧酸的分子常以这是由于羧酸的分子常以两两个氢键缔合起来形成二聚体个氢键缔合起来形成二聚体。现在学习的是第8页，共38页9三、羧酸的化学性质三、羧酸的化学性质 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

6、氢的反应 还原反应还原反应羰羰基的基的亲亲核加成核加成,然后再消除然后再消除(表表现为羟现为羟基的取代基的取代).现在学习的是第9页，共38页101、酸性、酸性 p-共轭共轭 1.361.231.27羧酸的酸性小于无机强酸而大于碳酸。羧酸的酸性小于无机强酸而大于碳酸。R-COOH H2CO3 R-OHpKa 3.55 6.37 10.0 1619现在学习的是第10页，共38页11不溶于水的不溶于水的羧酸羧酸既既溶于溶于NaOH也溶于也溶于NaHCO3;不溶于水的不溶于水的酚酚能能溶于溶于NaOH但但不溶于不溶于NaHCO3;不溶于水的不溶于水的醇醇既既不溶于不溶于NaOH也不溶于也不溶于NaH

7、CO3。鉴别和分离醇、酚和羧酸鉴别和分离醇、酚和羧酸:现在学习的是第11页，共38页12RCOOH:不易溶于水不易溶于水;RCOO-M+(羧羧酸酸盐盐):易溶于水易溶于水现在学习的是第12页，共38页13影响羧酸酸性的因素影响羧酸酸性的因素 1)、脂肪族羧酸、脂肪族羧酸pKapKaCH3COOH4.76ICH2COOH3.16CH3CH2COOH4.87BrCH2COOH2.89(CH3)3CCOOH5.05ClCH2COOH2.85C6H5COOH4.20FCH2COOH2.66结论结论:吸电子吸电子诱导效应使诱导效应使酸性增强酸性增强;供电子供电子诱导效应使诱导效应使酸性减弱酸性减弱;羧基

8、与其他基团羧基与其他基团共轭时共轭时,酸性增强。酸性增强。任何使酸根任何使酸根任何使酸根任何使酸根负负负负离子离子离子离子稳稳稳稳定的因素都将增加其酸性。定的因素都将增加其酸性。定的因素都将增加其酸性。定的因素都将增加其酸性。羧羧羧羧酸根酸根酸根酸根负负负负离子愈离子愈离子愈离子愈稳稳稳稳定定定定,愈容易生成愈容易生成愈容易生成愈容易生成,酸性就愈酸性就愈酸性就愈酸性就愈强强强强。现在学习的是第13页，共38页144.75不同数目不同数目距羧基不同距离距羧基不同距离pKa 4.82现在学习的是第14页，共38页15芳香酸脂肪酸芳香酸脂肪酸(共共轭轭效效应应的影响的影响)2)、芳香族羧酸、芳香族

9、羧酸B.-I、+C共存共存,方向相反方向相反:同周期同周期时时,+C-I,酸性减弱酸性减弱;pKa 4.86 4.47 4.20当芳当芳环环上有取代基上有取代基时时,分析两种效分析两种效应应影响影响:A.-I、-C共存共存,方向相同方向相同,作用加作用加强强现在学习的是第15页，共38页16B.-I、+C共存共存,方向相反方向相反:不同周期不同周期时时,-I+C,酸性增酸性增强强pKa 3.97 3.97 4.02现在学习的是第16页，共38页17pka 2.98 pka 4.08 pka 4.57诱导吸电子作用大、诱导吸电子作用大、共轭给电子作用大、共轭给电子作用大、氢键效应吸电子作用大。氢

10、键效应吸电子作用大。诱导吸电子作用中诱导吸电子作用中无共轭给电子作用无共轭给电子作用诱导吸电子作用小诱导吸电子作用小共轭给电子作用大共轭给电子作用大苯甲酸的苯甲酸的pka 4.20取代基具有给电子共轭效应时取代基具有给电子共轭效应时,酸性强弱顺序为酸性强弱顺序为:邻邻 间间 对对C.取代基在取代基在邻邻、间间、对对位位,影响不同影响不同现在学习的是第17页，共38页18pKa:4.22.213.493.42取代基具有吸电子共轭效应时取代基具有吸电子共轭效应时,酸性强弱顺序酸性强弱顺序为为:邻邻对对间间无共轭吸电子作用无共轭吸电子作用取代基位于间位时取代基位于间位时,共轭效应的影响受到阻碍共轭效

11、应的影响受到阻碍。现在学习的是第18页，共38页192、取代反应、取代反应 (羧酸衍生物的生成羧酸衍生物的生成)酰基酰基 酰氯酰氯酸酐酸酐 酯酯 酰胺酰胺 氯原子氯原子酰氧基酰氧基烷氧基烷氧基氨基氨基羧基中的羟基可以被羧基中的羟基可以被其他基团取代其他基团取代,生成生成羧酸衍生物。羧酸衍生物。现在学习的是第19页，共38页201)、酯化反应、酯化反应 投料投料:1 :1产率产率:67%1 :1097%羧酸在酸催化下和醇作用脱去一分子水生成酯的反羧酸在酸催化下和醇作用脱去一分子水生成酯的反应。应。酯化反应是可逆的酯化反应是可逆的,一般只有三分之二的转化率。一般只有三分之二的转化率。提高酯化率的方

12、法提高酯化率的方法:使原料之一过量使原料之一过量;不断移走产物不断移走产物(如除去水如除去水)。现在学习的是第20页，共38页21酰氧断裂酰氧断裂烷氧断裂烷氧断裂18181818成酯的方式有酰氧断裂和烷氧断裂两种方式。成酯的方式有酰氧断裂和烷氧断裂两种方式。叔醇叔醇成酯的方式为醇的成酯的方式为醇的烷氧烷氧键键断裂。断裂。现在学习的是第21页，共38页22酯化反应的历程酯化反应的历程:、大多数情况下大多数情况下,伯醇、仲醇伯醇、仲醇是按加成是按加成-消除历程消除历程 进行的进行的,成酯的方式为成酯的方式为酰氧断裂酰氧断裂。立体障碍越大立体障碍越大,酯酯化反化反应应越慢越慢,见见下下页页。现在学习

13、的是第22页，共38页23当烃基当烃基R和和R的体积越大的体积越大时时,酯化反应的速度越慢酯化反应的速度越慢。羧酸相同时羧酸相同时,不同醇的活性次序为不同醇的活性次序为:CH3OH RCH2OH R2CHOH R3COH 醇相同时醇相同时,不同羧酸的活性次序不同羧酸的活性次序:HCOOH CH3COOH RCH2COOH R2CHCOOH R3CCOOH现在学习的是第23页，共38页24、叔醇叔醇的酯化反应是按碳正离子历程进行的的酯化反应是按碳正离子历程进行的,成酯的方式为醇的成酯的方式为醇的烷氧烷氧键键断裂。断裂。由于由于R3C+易与碱性较强的水结合易与碱性较强的水结合,不易不易与羧酸结合与

14、羧酸结合,故逆向反应比正向反应容易故逆向反应比正向反应容易进行进行,所以所以叔醇酯化叔醇酯化反应产率很低。反应产率很低。现在学习的是第24页，共38页25也可用羧酸盐与卤代烃反应制备酯。例如也可用羧酸盐与卤代烃反应制备酯。例如也可用羧酸盐与卤代烃反应制备酯。例如也可用羧酸盐与卤代烃反应制备酯。例如:现在学习的是第25页，共38页262)、生成酰卤、生成酰卤 70现在学习的是第26页，共38页27应用最多应用最多,产物纯化方便产物纯化方便现在学习的是第27页，共38页283)、生成酸酐、生成酸酐 (脱水剂脱水剂,如如:P2O5或乙酸酐或乙酸酐)现在学习的是第28页，共38页29混合酸酐可利用下列

15、反应得到混合酸酐可利用下列反应得到混合酸酐可利用下列反应得到混合酸酐可利用下列反应得到:可用酰卤与羧酸盐一起共热的方法来制备。可用酰卤与羧酸盐一起共热的方法来制备。现在学习的是第29页，共38页304)、生成酰胺、生成酰胺 羧酸的铵盐热解失水羧酸的铵盐热解失水,可生成酰胺可生成酰胺铵盐铵盐酰胺酰胺N-取代酰胺取代酰胺N,N-二取代酰胺二取代酰胺现在学习的是第30页，共38页313、脱羧反应、脱羧反应 (失去二氧化碳的反应失去二氧化碳的反应)羧酸的无水碱金属盐与碱石灰羧酸的无水碱金属盐与碱石灰(NaOH-CaO)共热共热 当当-碳原子上有强吸电子基团时碳原子上有强吸电子基团时,使羧基变得不稳定使

16、羧基变得不稳定,加热到加热到100200时时,容易发生脱羧反应。容易发生脱羧反应。现在学习的是第31页，共38页324、-氢的卤代氢的卤代 羧基羧基和羰基一样能使和羰基一样能使-氢活化氢活化(-H的活性醛酮的活性醛酮)。现在学习的是第32页，共38页33NH3NaCN现在学习的是第33页，共38页345、还原反应、还原反应 LiAiH4不能还原碳碳双键不能还原碳碳双键,但但羰基、氰基等能同羰基、氰基等能同时被还原。时被还原。由于羧基中的羰基与羟基共轭由于羧基中的羰基与羟基共轭,活性降低活性降低,很很难发生还原反应。难发生还原反应。现在学习的是第34页，共38页35也可先将羧酸转化为酯也可先将羧

17、酸转化为酯也可先将羧酸转化为酯也可先将羧酸转化为酯,再用再用再用再用Na+CNa+C2 2HH5 5OHOH还原还原还原还原(间接还原羧间接还原羧间接还原羧间接还原羧酸酸酸酸)P337:现在学习的是第35页，共38页36乙二酸乙二酸丙二酸丙二酸丁二酸丁二酸四、二元羧酸的性质四、二元羧酸的性质 1、酸性、酸性:比一元羧酸的酸性强。比一元羧酸的酸性强。2、热分解、热分解:乙二酸、丙二酸乙二酸、丙二酸受热后容受热后容易脱羧易脱羧,生成一元酸。生成一元酸。现在学习的是第36页，共38页37丁二酸、戊二酸丁二酸、戊二酸受热后受热后脱水脱水,生成环状酸酐。生成环状酸酐。己二酸、庚二酸己二酸、庚二酸受热后受热后,同时同时脱水和脱羧脱水和脱羧,生成稳定生成稳定的五元、六元环酮。的五元、六元环酮。现在学习的是第37页，共38页38感谢大家观看现在学习的是第38页，共38页