第十一章-福州大学-有机化学ppt课件.ppt
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1、第十一章第十一章 羧羧 酸及其衍生物酸及其衍生物 第一节第一节 羧酸羧酸 第二节第二节 羧酸衍生物羧酸衍生物从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。第一节第一节 羧酸(羧酸(carboxylic acids)一、羧酸的结构、分类和命名一、羧酸的结构、分类和命名(一)羧基的结构(一)羧基的结构C=O:键长键长 0.123nm (0.121nm)CO:键长键长 0.136nm (0.139nm)不和羰基试剂不和羰基试剂 2,4二硝基苯肼反应二硝基苯肼反应从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构
2、之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。羧酸的结构羧酸的结构C:sp2杂化,杂化,O:sp2杂化杂化共轭结果使得共轭结果使得OH中的中的H易离去,酸性增强,易离去,酸性增强,羰基上的羰基上的C所带的正电荷减弱,羧酸根中的羰基所带的正电荷减弱,羧酸根中的羰基不像醛酮中的羰基易发生亲核加成不像醛酮中的羰基易发生亲核加成从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。自然界中的羧酸从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,
3、但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。按按烃基分类烃基分类按羧基数目分类按羧基数目分类 一元酸、二元酸、多元酸一元酸、二元酸、多元酸(二)羧酸的分类(二)羧酸的分类(Classification)从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。(三)三)羧酸的命名羧酸的命名1.一元羧酸的命名一元羧酸的命名羧基始终编为1号;主链含烯键 某烯酸;C10 某碳烯酸4-甲基戊酸甲基戊酸3-3-甲基甲基Z Z2 2戊烯酸戊烯酸从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞
4、开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。2.羧基直接连接在环上的羧基直接连接在环上的:烃名羧酸烃名羧酸 脂肪酸 烃名甲酸烃名甲酸 芳香酸COOHBr1234563-溴环己烷羧酸COOH123451-环戊烯羧酸3乙基苯甲酸乙基苯甲酸3苯丙烯酸苯丙烯酸从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。3.二元羧酸二元羧酸3-甲基甲基-6-乙基辛二酸乙基辛二酸邻苯二甲酸邻苯二甲酸从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工
5、中已很少使用,在此不再说明。二、羧酸的制备羧酸的制备1.通过氧化反应制备通过氧化反应制备从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。2 由羧酸衍生物水解由羧酸衍生物水解从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。由腈水解由腈水解(Hydrolysis of nitriles)其中其中:可由卤代烃制备增加一个碳原子的羧酸可由卤代烃制备增加一个碳原子的羧酸从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压
6、式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。3 格氏试剂与二氧化碳反应制备格氏试剂与二氧化碳反应制备三、羧酸的物理性质三、羧酸的物理性质1.性状性状低级脂肪酸 液体,溶于水中级脂肪酸 液体,部分溶于水高级脂肪酸 固体,不溶于水二元羧酸和芳香羧酸固体从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。乙酸的二缔和体乙酸的二缔和体大多数羧酸在固态和液态时以二缔和体形式 存在,bp比相应的醇高2.沸点沸点 CH3CH2OH HCOOHBP()78 100.7四、四、羧酸的化学性质
7、羧酸的化学性质酸性酸性取代取代H的反应的反应脱羧反应脱羧反应从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。(一)酸性和诱导效应(一)酸性和诱导效应RCOO-+H+1.酸性和成盐酸性和成盐RCOOH +NaHCO3 RCOONa +CO2+H2OH+RCOOH从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。酸性比醇强得多酸性比醇强得多 仍是一种弱酸仍是一种弱酸 一元饱和脂肪族羧酸的一元饱和脂肪族羧酸的pKa值一般在值
8、一般在35之间之间 酸性酸性从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。2.诱导效应对脂肪族羧酸酸性的影响诱导效应对脂肪族羧酸酸性的影响吸电子取代基使酸性增强吸电子取代基使酸性增强给电子取代基使酸性减弱给电子取代基使酸性减弱吸电子取代基提高吸电子取代基提高羧酸盐稳定性羧酸盐稳定性给电子取代基降低给电子取代基降低羧酸盐稳定性羧酸盐稳定性1)吸电子基和给电子基)吸电子基和给电子基从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此
9、不再说明。ClCH2COOH HCOOH CH3COOHpKa 2.86 3.77 4.742)吸电子强弱的影响)吸电子强弱的影响FCH2COOH ClCH2COOH BrCH2COOH ICH2COOHpKa 2.66 2.86 2.89 3.123)方向和)方向和ClCH2COOH Cl2CHCOOH CCl3COOHpKa 2.86 1.29 0.65从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。StructurepKaCH3CH2CHClCOOH2.86CH3CHClCH2COOH4.05ClC
10、H2CH2CH2COOH4.52CH3CH2CH2COOH4.824)卤原子与羧基距离的远近)卤原子与羧基距离的远近从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。Yomp*OH2.984.084.57邻邻位位取取代代的的酸酸性性大大于于对对位位OCH34.094.094.47CH33.914.274.38H4.204.204.20I2.863.854.02Br2.853.813.97Cl2.923.833.97CN3.55NO22.213.493.423.电子效应对芳香羧酸酸性的影响电子效应对芳香羧酸酸
11、性的影响从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。4.C原子杂化状态的影响原子杂化状态的影响CH3CH2COOH CH2=CHCOOH C6H6COOH CHCCOOH C的杂化状态的杂化状态 SP3 SP2 SP2 SPS所占比例所占比例 1/4 1/3 1/3 1/2pKa 4.87 4.28 4.20 1.84吸电子能力吸电子能力强强P315 各种基团的诱导效应各种基团的诱导效应P346 4从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工
12、程施工中已很少使用,在此不再说明。1 1)酯化反应酯化反应(二)羧酸衍生物的生成(二)羧酸衍生物的生成(OHOH被取代被取代)可逆反应可逆反应需要酸催化需要酸催化常用催化剂:浓硫酸,对甲苯磺酸,强常用催化剂:浓硫酸,对甲苯磺酸,强酸型离子交换树脂,过渡金属氧化物酸型离子交换树脂,过渡金属氧化物从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。PX3,PX5SOCl22)2)形成酰卤形成酰卤从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使
13、用,在此不再说明。实验室中用实验室中用SOCl2与羧酸反应形成酰氯与羧酸反应形成酰氯:产率高,纯度好。产率高,纯度好。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。3)3)形成酸酐形成酸酐从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。4)4)形成酰胺和腈形成酰胺和腈从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。与与卤素在红
14、磷或酰卤催化下发生卤素在红磷或酰卤催化下发生-卤代:卤代:(三)羧酸(三)羧酸-氢的反应氢的反应从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。卤代酸中的卤原子与卤代烃中的卤原子相似,可卤代酸中的卤原子与卤代烃中的卤原子相似,可进行亲核取代及消除反应,能否制格氏试剂?进行亲核取代及消除反应,能否制格氏试剂?从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。只有LiAlH4和B2H6能还原羧酸(四)(四)羧酸的还原羧酸的
15、还原从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。(五)(五)脱羧反应脱羧反应羧酸在一定条件下失去羧基放出二氧化碳的反应羧酸在一定条件下失去羧基放出二氧化碳的反应称为脱羧反应。称为脱羧反应。当羧基的当羧基的-碳原子上连有吸电子基团时,可在适碳原子上连有吸电子基团时,可在适当的条件下发生脱羧反应。当的条件下发生脱羧反应。从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。当羧基的当羧基的-碳原子上连有羰基碳原子上连有羰基
16、,会发生脱羧反应。会发生脱羧反应。五、五、重要的一元羧酸(重要的一元羧酸(P317)从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。乙二酸、丙二酸受热发生脱羧反应生成一元羧酸;乙二酸、丙二酸受热发生脱羧反应生成一元羧酸;六、六、二元酸的受热反应二元酸的受热反应从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。丁丁二二酸酸、戊戊二二酸酸受受热热发发生生脱脱水水反反应应生生成成环状酸酐环状酸酐从使用情况来看,闭胸式的使用比
17、较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。己己二二酸酸、庚庚二二酸酸受受热热发发生生脱脱水水兼兼脱脱羧羧反反应生成环酮。应生成环酮。七、七、羟基酸的化学性质羟基酸的化学性质(1)羟基酸在酸存在下加热脱水形成交酯羟基酸在酸存在下加热脱水形成交酯从使用情况来看,闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构,但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用,在此不再说明。(2)羟基酸在酸存在下加热脱水形成羟基酸在酸存在下加热脱水形成,不饱和酸不饱和酸(3)gg羟基酸在酸作用下脱水形成内酯羟基酸在酸作用下脱水形成内酯从使用情
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