12 第十二章 羧酸.ppt
《12 第十二章 羧酸.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《12 第十二章 羧酸.ppt(61页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、(一)、教学要求(一)、教学要求1、掌握羧酸的结构、分类、命名、物理性质和化学性质。、掌握羧酸的结构、分类、命名、物理性质和化学性质。2、掌握诱导效应和共轭效应对羧酸酸性的影响。、掌握诱导效应和共轭效应对羧酸酸性的影响。3、掌握、掌握Lewis酸碱理论,用于说明化合物的反应性能。酸碱理论,用于说明化合物的反应性能。4、掌握酯化反应历程。、掌握酯化反应历程。5、熟熟悉悉甲甲酸酸、乙乙酸酸、苯苯甲甲酸酸的的性性质质,了了解解二二元元酸酸和和取取代代酸酸的的性质。性质。(二)、重点与难点(二)、重点与难点 重点重点:羧酸的重要反应及其应用和酯化反应历程。羧酸的重要反应及其应用和酯化反应历程。重重要要
2、反反应应:羧羧酸酸衍衍生生物物的的生生成成,脱脱羧羧反反应应和和-H取取代代反反应应等等。酯酯化化反反应应历历程程包包括括两两种种脱脱水水方方式式,即即酰酰氧氧键键断断裂裂和和烷烷氧键断裂。氧键断裂。难点难点:对结构与性质的关系的认识和理解。对结构与性质的关系的认识和理解。第十二章第十二章 羧酸羧酸(三)、教学内容(三)、教学内容1、羧酸的结构、分类、命名和物理性质。、羧酸的结构、分类、命名和物理性质。2、羧酸的化学性质:、羧酸的化学性质:酸性酸性,羧基上的羧基上的OH的取代反应的取代反应,-H卤代反应,卤代反应,还原反应还原反应3、羧酸的来源和制备,重要的一元羧酸,二元、羧酸的来源和制备,重
3、要的一元羧酸,二元 羧酸,取代酸。羧酸,取代酸。4、酸碱理论:布伦斯特酸碱理论,路易斯酸碱、酸碱理论:布伦斯特酸碱理论,路易斯酸碱 理论。理论。作业:作业:1、2、3、4、5、6、8、9、10、第一节羧酸的分类和命名第一节羧酸的分类和命名COOH是羧酸的官能团。是羧酸的官能团。羧酸在自然界普遍存在,并且在工业、农业、医羧酸在自然界普遍存在,并且在工业、农业、医药及人们的日常生活中广泛应用。药及人们的日常生活中广泛应用。分类:分类:命名:命名:、俗名、俗名依来源命名依来源命名 甲酸甲酸由蒸馏蚂蚁由蒸馏蚂蚁蚁酸蚁酸 乙酸乙酸醋酸醋酸苯甲酸苯甲酸安息香酸安息香酸丁二酸丁二酸琥珀酸琥珀酸乙二酸乙二酸草
4、酸草酸柠檬酸柠檬酸苹果酸苹果酸柠檬酸柠檬酸苹果酸苹果酸、系统命名:、系统命名:)选主链)编号)写名称。)选主链)编号)写名称。,-二甲基戊酸二甲基戊酸芳香酸芳香酸芳环作取代基芳环作取代基多元酸多元酸选含两个羧基最长碳链为主链:选含两个羧基最长碳链为主链:?羧酸英文名称羧酸英文名称将相应烃名称的词尾去掉将相应烃名称的词尾去掉 e 加上加上 -oic acid 例如:例如:2-methyl-2-butene 2-methyl-2-butenoic acid3-羟基羟基-3-羧基戊二酸羧基戊二酸 (柠檬酸)(柠檬酸)第二节第二节 饱和一元羧酸的物理性质和光谱性质饱和一元羧酸的物理性质和光谱性质、状态
5、和气味:、状态和气味:甲、乙、丙酸甲、乙、丙酸液体,易溶于水,有刺激性气味液体,易溶于水,有刺激性气味腐败恶臭的油状液体,部分溶于水腐败恶臭的油状液体,部分溶于水以上以上蜡状固体,无臭味,不溶于水蜡状固体,无臭味,不溶于水芳香羧酸芳香羧酸结晶固体。结晶固体。、沸点:、沸点:,比分子量相当的醇要高,比分子量相当的醇要高乙醇:乙醇:46 bp 78.5C 氢键键能:氢键键能:25 kj/mol 甲酸:甲酸:46 bp 100.7 C 氢键键能:氢键键能:30 kj/mol羧酸分子间氢键比醇要强羧酸分子间氢键比醇要强,常通过氢键成二聚体。,常通过氢键成二聚体。气态时:气态时:3、熔点:、熔点:直链饱
6、和一元羧酸直链饱和一元羧酸 随随C 增加,增加,mp呈锯齿呈锯齿状曲线变化(见右图)状曲线变化(见右图)原因:原因:偶数偶数 C 的对称性高,羧酸分子在晶格中紧密排列,的对称性高,羧酸分子在晶格中紧密排列,奇数奇数 C 的对称性低,羧酸分子在晶格中排列较松。的对称性低,羧酸分子在晶格中排列较松。强引力层强引力层弱引力层弱引力层4、高级脂肪酸具有润滑性的原因:、高级脂肪酸具有润滑性的原因:分子间羧基以氢键缔合形成有规则的双分子状排列,分子间羧基以氢键缔合形成有规则的双分子状排列,层与层间是引力微弱的烃基,互相之间易滑动。层与层间是引力微弱的烃基,互相之间易滑动。5、羧酸的光谱性质、羧酸的光谱性质
7、羧酸在羧酸在IR谱中:谱中:羧基上羟基羧基上羟基 峰峰 25003000 cm-1 强的宽峰强的宽峰 C=O 峰峰 17001725 cm-1 在在NMR谱中:谱中:羧基羧基-COOH 的质子的质子值为值为 10.512 第三节第三节 羧酸的化学性质羧酸的化学性质1)羧酸无典型的醛酮性质,说明具有)羧酸无典型的醛酮性质,说明具有p、共轭体系,共轭体系,使羰基碳电子云密度增加,失去羰基碳正电性典型性质使羰基碳电子云密度增加,失去羰基碳正电性典型性质 键长趋于平均化键长趋于平均化p、共轭效应证明共轭效应证明2)共轭效应结果,羟基上)共轭效应结果,羟基上H酸性增大:酸性增大:从羧酸结构反映出如下性质
8、:从羧酸结构反映出如下性质:一、酸性一、酸性 1、羧酸是弱酸:一元饱和脂肪酸、羧酸是弱酸:一元饱和脂肪酸 pKa=3.7552、羧酸与碳酸、苯酚、醇的酸性比较:、羧酸与碳酸、苯酚、醇的酸性比较:3、取代基的电子效应对羧酸酸性的影响非常明显:、取代基的电子效应对羧酸酸性的影响非常明显:1)诱导效应的影响:)诱导效应的影响:具有具有吸吸电子电子诱导效应的原子或基团,使羧酸酸性诱导效应的原子或基团,使羧酸酸性增强增强;具有具有推推电子电子诱导效应的原子或基团,使羧酸酸性诱导效应的原子或基团,使羧酸酸性减弱减弱 (见表(见表12-2)常常用常常用pKa值大小说明值大小说明诱导效应能力诱导效应能力,例如
9、:,例如:Cl与与CN?ClCH2COOH pKa=2.31;NCCH2COOH pKa=2.74 对二元羧酸:两个羧基间距离越近,对二元羧酸:两个羧基间距离越近,pKa1与与pKa2差值差值越大越大PKa=3.97 PKa 3.97酸性:酸性:B A 场效应的影响阻止羧基质子的电离,其场效应的影响阻止羧基质子的电离,其酸性减弱(酸性减弱(pKa值增大)值增大)2)场效应的影响:场效应的影响:场效应场效应空间的静电作用:即取代基在空间产空间的静电作用:即取代基在空间产生的电场对另一个反应中心的影响生的电场对另一个反应中心的影响 诱导效应和场效应常常同时存在而且作用方向诱导效应和场效应常常同时存
10、在而且作用方向相同,但有时方向相反相同,但有时方向相反.3)共轭效应的影响和)共轭效应的影响和取代苯甲酸的酸性取代苯甲酸的酸性:苯甲酸比脂肪酸酸性强是由于羧基与苯环共轭的结果;苯甲酸比脂肪酸酸性强是由于羧基与苯环共轭的结果;见表见表123 苯甲酸苯甲酸 PKa=4.20取代苯甲酸取代苯甲酸当共轭效应和诱导效应同时存在时情况较复当共轭效应和诱导效应同时存在时情况较复杂杂首先:吸电子定位基存在时无论在哪个位置酸性都比苯甲酸强;首先:吸电子定位基存在时无论在哪个位置酸性都比苯甲酸强;第二:第一类定位基第二:第一类定位基间位间位比比对位对位时酸性时酸性强强;第二类定位基第二类定位基间位间位比比对位对位
11、时酸性时酸性弱弱;第三:任何取代基在邻位时比相应间位或对位时酸性都较强,第三:任何取代基在邻位时比相应间位或对位时酸性都较强,而且比苯甲酸还强而且比苯甲酸还强邻位效应的结果;邻位效应的结果;邻位效应邻位效应电子效应、空间效应、场效应和氢键的综合影响电子效应、空间效应、场效应和氢键的综合影响 (参考袁履冰编著(参考袁履冰编著基础有机化学问题基础有机化学问题P171)邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸PKa=2.97 邻氯苯甲酸邻氯苯甲酸PKa=2.92取代基在取代基在间位时间位时共轭效应共轭效应受到阻碍受到阻碍,诱导效应起主导作用,诱导效应起主导作用共轭效应作用较小共轭效应作用较小?羧酸盐具有盐类的一般性
12、质(离子化合物,不易挥发等)羧酸盐具有盐类的一般性质(离子化合物,不易挥发等)钠盐和钾盐多半能溶于水而不溶于非极性溶剂中。钠盐和钾盐多半能溶于水而不溶于非极性溶剂中。高级脂肪酸盐的作用:钾、钠盐:肥皂工业高级脂肪酸盐的作用:钾、钠盐:肥皂工业镁盐:医药工业镁盐:医药工业钙盐:油黑工业钙盐:油黑工业 C10C18的钾盐或钠盐在水中成胶体溶液。的钾盐或钠盐在水中成胶体溶液。在科研和生产上常利用羧酸的酸性和成盐来鉴别、在科研和生产上常利用羧酸的酸性和成盐来鉴别、分离和测定羧酸。例如:石油产品中含有环烷酸时,有分离和测定羧酸。例如:石油产品中含有环烷酸时,有腐蚀性,必须把它们分离出来。工业上就是用碱溶
13、液抽腐蚀性,必须把它们分离出来。工业上就是用碱溶液抽提油品,使环烷酸成盐溶于碱层中,把碱液和油层分开,提油品,使环烷酸成盐溶于碱层中,把碱液和油层分开,加硫酸酸化后分离出环烷酸。加硫酸酸化后分离出环烷酸。二、羧二、羧基基上上OH的取代反应的取代反应生成羧酸衍生物生成羧酸衍生物(酰卤、酸酐、酯、酰胺)(酰卤、酸酐、酯、酰胺)传统的催化剂传统的催化剂:浓浓H2SO4(强腐蚀性、强氧化性、(强腐蚀性、强氧化性、副反应多、难回收、废液污染严重)副反应多、难回收、废液污染严重)现有研究使用固体超强酸现有研究使用固体超强酸、杂多酸、强酸性离子、杂多酸、强酸性离子交换树脂、无机盐如交换树脂、无机盐如Fe(S
14、O4)3.XH2O、SnCl2、NaHSO4等等 催化剂催化剂。酯化反应酯化反应属于属于典型的可逆反应典型的可逆反应,利用化学平,利用化学平衡移动原理可使反应向右进行。衡移动原理可使反应向右进行。1、酯化反应(、酯化反应(esterification):):酯化反应有酯化反应有两种断键方式两种断键方式:实验证明,大多数情况下是按)方式进行的,可实验证明,大多数情况下是按)方式进行的,可用含同位素用含同位素O18的醇与羧酸酯化的醇与羧酸酯化同位素追踪法同位素追踪法(测定水中是否为(测定水中是否为O18)一般:伯、仲醇与羧酸酯化时按一般:伯、仲醇与羧酸酯化时按酰氧键断裂酰氧键断裂方式进行方式进行叔
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 12 第十二章 羧酸 第十二
限制150内