羧酸和取代羧酸ppt课件.ppt

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1、第十章羧酸和取代羧酸（Carboxylicacidandsubstitutedcarboxylicacid）定义：分子中含有羧基（-COOH）的有机物称为羧酸。羧酸分子烃基上的氢原子被其他原子或基团取代后的化合物称为取代羧酸。包括：卤代酸、羟基酸、羰基酸、氨基酸一、羧酸的结构、分类和命名二、羧酸的物理性质三、羧酸的化学性质（一）羧酸的酸性与成盐（二）羧酸衍生物的生成（三）二元羧酸的受热反应第一节羧酸内容提要：（四）-H的反应一、羧酸的结构、分类和命名(一)羧酸结构p-π共轭123pm136pm一般:C＝O122pm,C－

2、O143pm当羧基离解为负离子后，甲酸根负离子的两个C－O键键长都是127pm。负电荷完全均等地分布在O－C－O链上，即两个C－O键键长完全平均化。（二）羧酸的分类和命名除甲酸外，羧酸是由烃基和羧基两部分构成。1、根据烃基R的不同分为脂肪酸脂环酸芳香酸2、根据烃基是否饱和分为饱和酸不饱和酸3、根据羧基的数目分为一元酸多元酸（三）命名许多羧酸常用俗名：蚁酸（甲酸）醋酸（乙酸）。软脂酸（十六酸）硬脂酸（十八酸）安息香酸（苯甲酸）草酸（乙二酸）琥珀酸（丁二酸）肉桂酸（3-苯基丙烯酸）羧酸的系统命名与醛基本相同。3－甲基丁酸(β－

3、甲基丁酸)顺－丁烯二酸苯甲酸二、羧酸的物理性质1、为什么羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇的沸点高的多？3、为什么偶数碳原子羧酸的熔点比它前后相邻两个奇数碳原子同系物的熔点高？自学2、羧酸的水溶性如何？三、羧酸的化学性质2.羟基中氧氢键的极性增大，因而显示酸性。p－共轭：1.降低了羰基碳原子的正电性，不利于羰基发生亲核加成反应。3.-H的活性降低(一)羧酸的酸性与成盐1、酸性常见的一元羧酸pKa为3－5，因此它们是弱酸，但比碳酸（pKa为6.5）酸性强。利用这一性质可用溶解度实验将不溶于水的羧酸、酚类和醇类区别开来：溶解

4、溶解（－）酸性：乙酸碳酸苯酚乙醇（－）CO2稳定性>影响羧酸酸性的因素：a.诱导效应＞吸电的基团可以使酸性增强；斥电的基团？。FCH2COOHClCH2COOHBrCH2COOHICH2COOH>>>pKa2.672.872.903.16同位置取代，吸电子基的电负性愈强，羧酸的酸性愈强。CH3COOHClCH2COOHCl2CHCOOHCl3CCOOHpKa4.762.871.360.63<<<同位置同基团取代，吸电子基的数目愈多，羧酸的酸性愈强。CH3CH2C(Cl)HCOOHCH3C(Cl)HCH2COOHClC

5、H2CH2CH2COOHpKa2.864.064.52>>不同位置同基团取代，吸电子基离羧基愈近，羧酸的酸性愈强。注意：原因：由于苯环大键与羧基形成共轭体系，电子云稍向羧基偏移，不利于H＋解离，酸性较甲酸弱。pKa3.774.174.75表取代苯甲酸的pKa取代基o－位m－位p－位CH33.914.274.38OH2.984.084.57Cl2.923.833.97NO22.213.493.42b.立体效应以取代苯甲酸为例：已知苯甲酸pKa=4.17结论：（1）邻位基团使苯甲酸的酸增强。——邻位效应原因：邻位基团削弱了苯

6、环与羧基的＋C效应，c.共轭效应邻、对位定位基：间位定位基：间位取代苯甲酸＞对位取代苯甲酸对位取代苯甲酸＞间位取代苯甲酸二元羧酸因此，二元羧酸的酸性大于相应一元羧酸。并且，Ka1》Ka2二元羧酸的酸性与两个羧基的相对距离和在空间的位置有关。如：草酸＞丙二酸＞丁二酸2.羧酸的成盐反应羧酸能与Na2CO3、NaHCO3和NaOH等碱性物质反应生成易溶于水的盐。例如：应用：增加药物的水溶性。（二）羧酸衍生物的生成羧基上的羟基被其他原子或基团取代后产生的化合物称为羧酸衍生物。酰卤、酸酐、酯和酰胺是常见的羧酸衍生物。1.酰卤的生成用

7、于制备低沸点的酰卤用于制备高沸点的酰卤回流回流回流酰卤常用于有机合成、药物合成中。2.酸酐的生成羧酸在（P2O5）作用下或加热，失水生成酸酐。180℃例如：具有五元环或六元环的酸酐，可由二元酸加热分子内失水而得。3.酯的生成特点：1.反应速率低。2.反应不能完全。加酸催化、加热增加价廉反应物的浓度，移去产物。（1）酸与伯醇酯化反应机制羧酸与伯醇反应生成酯，醇脱氢，羧酸脱羟基。（2）酸与叔醇酯化反应机制羧酸与叔醇反应生成酯，醇脱羟基，羧酸脱氢。醇与酸发生酯化反应的活性顺序为：羧酸相同时，醇的活性顺序为：>>>醇相同时，羧酸的

8、活性顺序为：4.酰胺的生成酰胺（三）二元羧酸的反应1.乙二酸、丙二酸脱羧反应：羧酸失去羧基放出CO2的反应脱羧3.己二酸、庚二酸2.丁二酸、戊二酸脱水既脱羧又脱水（四）-H的反应机理：第二节取代羧酸（Substitutedcarboxylicacid）羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或原子团取代后的