羧酸及其衍生物羟基酸磺酸ppt课件.ppt

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1、烃中氢原子被羧基取代的产物称羧酸(除甲酸外);羧酸中羟基被其它基团(如：卤素、酰氧基、烷氧基、氨基等)取代的产物称羧酸衍生物;羟基酸则是羧酸中烃基氢原子被羟基取代的产物,事实上羟基酸亦是羧酸衍生物。有机羟基酸：官能团：－COOH，－OH羧酸：R－COOH官能团：磺酸：R－SO3H官能团：－SO3Hπ键p、π共轭孤对电子p、π共轭体系8.1羧酸一.结构、分类、命名1.结构结构上羧基碳为sp2杂化,羧基的-P共轭体系,使羟基氧上电子云密度有所降低，而羰基碳上电子云密度有所增加，因此，使羰基碳对亲核试剂的活性降低，不能与亲核试剂HCN

2、、H2N-Y等进行加成。有机羧基含有羰基和羟基，但其性质并不能简单地认为是羟基与羰基两类物质的简单加合，而必须把它作为一类新的物质进行讨论。羧酸可按烃基类型分为脂肪酸、芳香酸、饱和酸、不饱和酸；按羧基数目可分为一元羧酸及多元羧酸等。2.分类脂肪酸：CH3COOH乙酸芳香酸：C6H5COOH苯甲酸饱和酸：CH3CH2COOH丙酸不饱和酸：CH2=CHCOOH丙烯酸一元酸：HCOOH甲酸二元酸：HOOC-COOH乙二酸多元酸：柠檬酸3.命名HCOOH蚁酸（甲酸）H3COOH醋酸（乙酸）HOOC-COOH草酸（乙二酸）HOOC-CH2-

3、COOH胡萝卜酸（丙二酸）酒石酸柠檬酸苹果酸许多羧酸有俗名，主要是根据其来源命名的：油酸：十八碳-9-烯酸亚油酸：十八碳-9.12-二烯酸桐油酸：十八碳-9.11.13-三烯酸篦麻油酸：十八碳-12-羟基-9-烯酸有机选择分子中含羧基的最长碳链为主链，根据主链上碳原子数目称为某酸。主链上碳原子的编号从羧基的碳原子开始，用阿拉伯字表示（也可以用希腊字母表示，即与羧基直接相连的碳原子为α，其余依次为β、γ……等）。系统命名法4-甲基己酸（γ-甲基己酸）脂肪族多元羧酸的命名，是选择分子中含有两个羧基的最长碳链为主链，称为某二酸,其它作为

4、取代基:HOOC-CH=CH-COOH丁烯二酸3-羟基-3-羧基戊二酸(柠檬酸)羟基丁二酸(苹果酸)2.3-二羟基-丁二酸(酒石酸)芳香族羧酸和脂环族羧酸可作为脂肪酸的芳基或脂环基的取代物来命名：苯甲酸（安息香酸）α-萘乙酸邻苯二甲酸3-苯丙烯酸(β-苯丙烯酸,肉桂酸)环戊基乙酸C10以下一元羧酸为液体，C1~3酸有较强刺激气味,水溶液有酸味;C4~C10油状液体，丁、己、癸等酸有酸臭味，高级脂肪酸为油脂味的蜡状固体;二元羧酸及芳酸都是结晶固体。低级脂肪酸易溶于水，C1~C4一元羧酸与水混溶，随着分子量加大，溶解度降低，C10以上

5、不溶于水。有机二.物理性质羧酸分子中既有羰基又有羟基,分子间氢键比醇多，除分子间形成二聚体形式氢键外，与水分子亦有氢键，因此，其沸点高于相近分子量的醇,例：甲酸(101℃)>乙醇(78℃)。羧基为极性基团，亲水能力较强，多元羧酸水溶性大于一元羧酸:有机甲酸与水通过氢键缔合在固态和液态，羧酸主要以二聚体形式存在。低级的羧酸，在气相时仍以双分子缔合状态存在:氢键:一元羧酸熔点曲线呈锯齿状，偶数碳羧酸熔点大于奇数:奇数碳甲基与羧基同侧,对称性差,晶体排列不紧密,熔点低偶数碳甲基与羧基异侧,对称性较好,晶体排列紧密,熔点高三.化学性质RC

6、CHHOHOαα－H取代反应脱羧反应－OH被取代反应C=O还原反应酸性1.酸性羧基中-P共轭使羟基氧原子密度降低，因此羟基氢原子活性较大,其酸性比水及醇要强得多，也比酚的酸性强，羧酸与无机强酸比较，则属于弱酸，在水中部分电离:羧酸的酸度强弱，用离解常数Ka表示：羧酸的Ka约在10-4~10-5之间,pka值在4~5之间(pka=-lgka),属于弱酸,甲酸没烷基供电子的作用，酸性稍强些pka为3.75。羧酸的酸性比碳酸(pka=6.4)强，所以羧酸能分解碳酸盐，由于苯酚(pka=10)不能分解碳酸盐，利用这一性质可鉴别酚、羧酸和

7、醇:RCOOH水相(羧酸钠)羧酸游离出来;R-OH有机相(酚-醇)水相(酚钠游离出来)ph-OH有机相(醇)有机H+NaOHNaHCO3思考题：如何分离苯甲酸、苯酚和苯甲醇？方法一：加入NaHCO3，酸溶解。油相加NaOH，酚溶解。方法二：NaOH溶解，分层分离。水相通入CO2，苯酚析出。实验测知羧酸根离子中两个C-O键长是完全相等的，均为0.127nm，这说明共轭作用使其电子云完全平均化:有机羧酸根负离子的结构两个碳氧键键长均为0.127nm0.120nm0.134nm两个碳氧键不等长,部分离域醇中C-O单键键长为0.1

8、43nmpKapKa取代基团对酸性的影响:Y:吸电子基，酸性增强Y:推电子基，酸性减弱pKapKapKa4.202.98形成分子内氢键,有利于羧酸负离子稳定,酸性增加吸电子基：-NR3+＞-NH3+＞-NO2＞-CN＞-COOH＞-F＞-Cl＞-B