第八章 羧酸及其衍生物取代酸ppt课件.ppt

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1、第八章羧酸exit第一节羧酸的分类和命名第二节羧酸的物理性质第三节羧酸的结构和酸性第四节羧酸的化学性质第五节取代酸的化学性质本章提纲第一节羧酸的分类和命名一元酸系统命名普通命名HCOOH甲酸蚁酸CH3COOH乙酸醋酸CH3CH2COOH丙酸初油酸CH3CH2CH2COOH丁酸酪酸CH3(CH2)16COOH十八酸硬脂酸只含有一个羧基的羧酸称为一元酸。最常见的酸，可根据它的来源命名。二元酸系统命名普通命名HOOCCOOH乙二酸草酸HOOCCH2COOH丙二酸缩苹果酸HOOC(CH2)2COOH丁二酸

2、琥珀酸(Z)-HOOCCH=CHCOOH顺丁烯二酸马来酸(E)-HOOCCH=CHCOOH反丁烯二酸富马酸含有二个羧基的羧酸称为二元酸。第二节羧酸的物理性质低级脂肪酸是液体，可溶于水，具有刺鼻的气味。中级脂肪酸也是液体，部分地溶于水，具有难闻的气味。高级脂肪酸是蜡状固体。无味，在水中溶解度不大。羧酸分子间的氢键（键能约为14kJ·mol-1）比醇羟基间的氢键（键能约为5~7kJ·mol-1）更强。分子量较小的液态脂肪酸以二聚体形式存在。所以羧酸的沸点比相对分子质量相当的烷烃高。直链饱和一元羧酸的熔

3、点随分子量的增加而呈锯齿状变化，偶数碳原子的羧酸比相邻两个奇数碳原子的羧酸熔点都高。所有的二元酸都是结晶化合物。两个碳氧键不等长，部分离域。两个碳氧键等长，完全离域。第三节羧酸的结构和酸性1.36Å1.23Å1.27Å醇中C-O单键键长为1.43Å一羧酸和羧酸根的结构比较2多数的羧酸是弱酸，pKa约为4-5（大部分的羧酸是以未解离的分子形式存在）二讨论1羧酸根比较稳定，所以羧酸的氢能解离而表现出酸性。HCOOHC6H5-COOHCH3COOH3取代基对羧酸酸性的影响（1）电子效应的影响：吸电子取代

4、基使酸性增大，给电子取代基使酸性减少.pka3.374.204.73利于H+离解的空间结构酸性强，不利于H+离解的空间结构酸性弱.（3）分子内的氢键也能使羧酸的酸性增强。（2）空间效应：4芳香羧酸的情况分析取代基具有吸电子共轭效应时，酸性强弱顺序为：邻>对>间取代基具有给电子共轭效应时，酸性强弱顺序为：邻>间>对具体分析：邻位（诱导、共轭、场、氢键效应、空间效应均要考虑。）对位（诱导很小、共轭为主。）间位（诱导为主、共轭很小。）实例诱导吸电子作用大、共轭给电子作用大、氢键效应吸电子作用大。邻位间位

5、对位诱导吸电子作用中、共轭给电子作用小。诱导吸电子作用小、共轭给电子作用大。pka2.98pka4.08pka4.57苯甲酸的pka4.20一羧酸的结构分析二化学性质第四节羧酸的反应一羧酸结构分析-活泼H的反应酸性羰基的亲核加成，然后再消除（表现为羟基的取代）。羰基的亲核加成，还原。二化学性质1.酸碱反应强无机酸>羧酸>碳酸>酚pKa4~56.3510RCOOH+NaHCO3RCOO-Na++CO2+H2O羧酸可以和碳酸氢钠反应ArONa+CO2+H2OArOH+NaHCO3酚不能和碳酸氢钠反应

6、*1.羧酸盐是固体*2.羧酸盐的溶解度钠、钾、銨盐可溶于水，重金属盐不溶于水。*3.羧酸根具有碱性和亲核性羧酸盐能与活泼卤代烷反应（见下页）羧酸盐的若干性质①是SN2反应。②只适用于1oRX和活泼RX。③常用的是钠盐。(有时也用Ag盐，优点：速率快。缺点：太贵。)体系中双键不受影响。RCOO-+R’XRCOOR’+X-SN2+CH3COO-Na+HOAc120oC讨论2.羧酸中α-H的取代反应——赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应在三氯化磷或三溴化磷等催化剂的作用下，卤素取代羧酸α-H的反应称为赫尔-

7、乌尔哈-泽林斯基反应。RCH2COOH+Br2PBr3-HBrRCHCOOHBr（1）定义催化剂的作用是将羧酸转化为酰卤，酰卤的α-H具有较高的活性而易于转变为烯醇式，从而使卤化反应发生。所以用10%~30%的乙酰氯或乙酸酐同样可以起催化作用。控制卤素用量可得一元或多元卤代酸。碘代酸由α-氯（或溴）代酸与KI反应来制备。（2）反应机理RCH2COOHPBr3互变异构+Br--HBrRCH2COOH这步反应不会逆转3.酯化反应（1）定义：羧酸与醇在酸的催化作用下失去一分子水而生成酯的反应称为酯化反应

8、。CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O投料1：1产率67%1：1097%H+（常用的催化剂有盐酸、硫酸、苯磺酸等）①使原料之一过量。②不断移走产物（例如除水，乙酸乙酯、乙酸、水可形成三元恒沸物bp70.4℃）酯化反应是一个可逆的反应，为了使正反应有利，通常采用的手段是：（2）酯化反应的机制*1加成--消除机制双分子反应一步活化能较高质子转移加成消除四面体正离子-H2O-H+按加成--消除机制进行反应，是酰氧键断裂1OROH，2OROH酯化时按加成--消除机制进行