c羧酸及其衍生物.pptx

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1、Acetic acidButanoic acid一 自然界中的羧酸O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y第1页/共49页O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y主要用于化学工业中,做乳化剂,润滑剂第2页/共49页亚油酸具有独特的油酸具有独特的结合合/解离氧的能力，能解离氧的能力

2、，能够协助助氧的氧的传输，提高人体耐缺氧和抗疲，提高人体耐缺氧和抗疲劳能力。另外，能力。另外，亚油酸油酸还可以用于化可以用于化妆品，作品，作为营养性助养性助剂，加速，加速皮肤皮肤细胞的更新，去除皮肤表面的黑色素胞的更新，去除皮肤表面的黑色素颗粒，美粒，美白皮肤。白皮肤。还具有保湿、抗具有保湿、抗过敏、敏、调理作用。在肥皂理作用。在肥皂配方中加入配方中加入亚油酸可防浴后昆虫叮咬，增白乳液中，油酸可防浴后昆虫叮咬，增白乳液中，亚油酸能油酸能够有效抑制酪氨酸有效抑制酪氨酸酶的活性，减少黑色素的活性，减少黑色素形成。形成。O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st

3、 tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y第3页/共49页羧酸的分类(Classification)按烃基分类按羧基数目分类 一元酸、二元酸、多元酸O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y第4页/共49页系统命名 将相应的烃名改为某酸，羧基始终编为1号;主链含烯键(须标明不饱和键的位置)某烯酸；C10 某碳烯酸羧基直接连接在环上的:烃名羧酸 脂肪酸 烃名甲酸

4、芳香酸俗名 根据其来源命名，如：蚁酸、醋酸、草酸、软脂酸、硬脂酸。二 羧酸的命名(Nomenclature)O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y第5页/共49页安息香酸巴豆酸第6页/共49页二元酸的主链包括两个羧基，叫某二酸。芳香羧酸常把芳香环看作取代基：丁二酸(琥珀酸)第7页/共49页三 羧酸的结构形式上看，羧基由羰基和羟基组成。羟基氧原子的未共用电子对所占据的p轨道和羰基的键形成p-共轭。羟基氧上电子云密度有所降低，羰基碳上电子

5、云密度有所升高。因此，羧酸中羰基对亲核试剂的活性降低，不利于HCN等亲核试剂反应。第8页/共49页羧酸的结构羧酸根的共振结构第9页/共49页四 物理性质状态:十个碳原子以下的饱和一元羧酸为液体，有酸味；高级脂肪酸为蜡状固体；脂肪二元羧酸和芳香酸为结晶形固体。溶解性:低级脂肪酸易溶于水，随着碳原子数增加水溶性逐渐降低。沸点:羧酸熔沸点比分子量相近的其他化合物高许多，因为：分子间可以形成两个氢键。第10页/共49页五 化学性质 羧酸的反应概貌酸性-H反应羰基羟基取代第11页/共49页 1 酸性(Acidity)1.1 酸性 羧酸可看作水分子中的氢被酰基取代：由于羰基的键与羟基氧上未共用电子对形成p

6、共轭。羟基氧上电子云密度有所降低，羟基中的氢氧键就比水分子中氢氧键要弱，氢更容易离解。表现出酸的通性，其酸性比碳酸还强，但与无机酸比还是弱酸。第12页/共49页羧酸的钠盐、钾盐均溶于水，故可用此法分离提纯羧酸。思考题:怎样分离苯甲酸和苯酚第13页/共49页二元羧酸也可分两步电离，但第二步电离要困难得多，可形成酸性盐和中性盐。草酸 草酸氢钠 草酸钠O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y第14页/共49页甲酸的酸性比其他羧酸要强的多，因为

7、烃基的给电子效应，羟基上氧电子云密度有所增大，氢更难离解。1.2 酸性比较比较 HCOOH 和 RCOOH 的酸性O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y比较下列两组化合物的酸性第15页/共49页影响酸性的因素：使羧酸根负离子趋向更稳定的因素，使酸性增加（1）诱导效应：卤原子使酸根负离子的负电荷分散，有利于酸的离解，酸性增强。A 相同卤原子中，卤原子数越多，酸性越强B 相同卤原子中，卤原子离羧基越近，酸性越强C 不同卤原子中，电负性大酸

8、性强，FClBrI（2）共轭 效应：供电子基团酸性减弱；吸电子基团酸性增强O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y第16页/共49页课堂练习 比较下列三组化合物的酸性O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y第17页/共49页二元酸的酸性：当两个羧基相距较近时，一个羧基由于另一个羧

9、基的存在而电离度加大，酸性增强。二元酸第一步电离的酸性大于第二步电离O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y第18页/共49页2.羧基中羟基的取代反应 羧基中的羟基可被酸根(RCOO-)、卤素、烷氧基(-OR)或氨基(-NH2)取代1 酸酐的生成 脱水剂P2O5存在下加热，分子间脱去一分子水第19页/共49页2 酰卤的生成 常用的是酰氯，由羧酸和SOCl2(亚硫酰氯)、PCl5或PCl3制得：第20页/共49页3 酯的生成 强酸催化下，

10、羧酸与醇分子间脱去一分子水成酯，反应可逆。同位素标记得知，水是由羧酸的OH和醇的H形成的 (特点:可逆反应、需要酸催化)平衡反应，提高产率方法：1.便宜的酸或醇过量；2.油水分离器，苯和水为共沸混合物，蒸去水。第21页/共49页4 酰胺的生成 羧酸与氨反应生成羧酸的铵盐，铵盐加热失去一分子水成酰胺，若继续加热，可进一步失水成腈，腈水解又得到羧酸，为逆反应：酰胺腈第22页/共49页芳香羧酸、二元羧酸也能进行以上各种取代反应。二元羧酸在进行取代反应时，可以是一个羧基中的羟基被取代，如生成单酰氯、单酯等，也可以两个羧基中的羟基都被取代生成二酰氯、二酯等乙二酸单酯 乙二酸二酯O Or rg ga an

11、 ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y第23页/共49页三 还原 羧基中的C是最高氧化态，强还原剂才能将其还原为醇O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y四 烃基上的反应1-卤代作用 脂肪羧酸中的-H和醛酮一样比较活泼，在光照或红 磷的催化下，可以被卤素取代。如第24页/共49页-氢被氯取代后，由于氯原

12、子的吸电子效应，使得O-H间电子云密度降低，酸性更强。故-卤代酸中卤原子数越多，酸性越强。除草剂第25页/共49页2 芳香环的取代反应：羧基是间位定位基，取代基进入间位：第26页/共49页 重要代表物 癸-2-烯-9-酮酸蜂王分泌的吸引雄蜂的外激素前列腺素E2 前列腺素F1a第27页/共49页1 甲酸（HCOOH）强酸性（pKa），还原性，与费林试剂作用生成铜镜，与托伦试剂作用生成银镜。有杀菌力,可作消毒或防腐剂2 乙酸（CH3COOH）醋酸、冰醋酸；乙醛在乙酸锰的催化下，被氧气氧化生成乙酸；无色有刺激性臭的液体；易溶于水及其它许多有机物，常用作氧化反应的溶剂。纯乙酸是无色有刺激臭的液体,沸点

13、C,熔点C.在16C以下能结成似冰状的固体,无水乙酸叫冰醋酸.O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y第28页/共49页3 苯甲酸（C6H5COOH）安息香,无色结晶,微溶于水,能升华 用作药物和食品中的防腐剂4 乙二酸（HOOC-COOH）草酸，无色晶体，含两个结晶水；是饱和二元羧酸中酸性最强的。具有一般羧酸的性质，还有还原性，能还原高锰酸钾O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry

14、y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y5 丁二酸（HOOCCH2CH2COOH）琥珀酸，在医药上有抗痉挛、怯淡及利尿的作用。第29页/共49页6 邻苯二甲酸及对苯二甲酸 均为白色晶体.邻苯二甲酸加热易失水,得酸酐7 丁烯二酸（HOOCCH=CHCOOH）有顺反两种几何异构体顺式（马来酸）反式邻苯二甲酸酐O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y第30页/共49页羧酸衍生物

15、Carboxylic Acid Derivatives 第31页/共49页第32页/共49页一 命名 1酰氯和酰胺都是以它们所含的酰基命名：第33页/共49页2酸酐是根据其来源命名：3 3、酯的命名和酸酐相似，按照形成它的酸和醇，叫某酸某酯：第34页/共49页二 物理性质味道 酰氯和酸酐都对粘膜有刺激性，遇水分解；酯有香味沸点 酰氯、酸酐和酯由于不能形成氢键，熔沸点与分子量相近的羧酸低，酰胺分子间可形成氢键，沸点相当高，一般为固体。溶解性 酯难溶于水，酰胺易溶于水。第35页/共49页三 化学性质1 1 水解 酰氯和酸酐容易水解，酯和酰氨水解需酸碱做催化剂，加热第36页/共49页反应活性：酰氯

16、酸酐 酯 酰胺皂化反应第37页/共49页2 醇解 酰氯、酸酐和酯能醇解，生成酯酯的醇解也叫酯交换，即醇分子中烷氧基取代酯中的烷氧基，在生物体中也存在这类反应，如：乙酰辅酶A与胆碱形成乙酰胆碱的反应：第38页/共49页3 氨解 酰氯、酸酐和酯能氨解，生成酰胺 第39页/共49页反应机理 亲核取代反应历程(双分子历程)A=OH，X，OR，RCOO，NH2；Nu=X，OR，OH，RCOO，NH3第40页/共49页4 克莱森(Claisen)酯缩合 酯中的氢比较活泼，在醇钠作用下，能与另一分子酯脱去一分子醇，生成酮酸酯 生物体内长链脂肪酸以及其他化合物的合成，就是通过酯缩合增长碳链乙酰乙酸乙酯第41页

17、/共49页第42页/共49页5 酰胺的酸碱性酰胺是中性的酰亚胺略带酸性邻苯二甲酰亚胺 邻苯二甲酰亚胺钾第43页/共49页四 自然界中的羧酸衍生物 自然界中酰氯和酸酐很少，只有羧酸和磷酸形成的混合酸酐。酯和酰胺广泛存在 第44页/共49页1 光气剧毒，可水解，醇解，氨解氯甲酸酯 碳酸酯O Or rg ga an ni ic c C Ch he emmi is st tr ry y WWE EN NZ ZH HO OU U U UN NI IV VE ER RS SI IT TY Y五 碳酸的衍生物第45页/共49页2 尿素尿素可看作碳酸的衍生物，碳酸的二酰胺。白色晶体，易溶于水和乙醇。显弱碱性，与硝酸、草酸生成生成不溶于水的盐，常用此法分离尿素。加热或酸碱作用下分解为氨和COCO2 2第46页/共49页尿素与亚硝酸作用放出氮气，用于定量测定尿素含量：分子中含两个酰胺键的化合物如尿素、多肽、蛋白质，加热缩合，脱去一分子水，产生紫色化合物，这叫颜色反应：第47页/共49页作业:P343(2)(3)(6)(7)(11)(12)(13)3 4（2，5，6）1 5(1)(2)6第48页/共49页感谢您的观看！第49页/共49页