第十三章羧酸及其衍生物ppt课件.ppt

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1、第十三章羧酸及其衍生物有机化学OrganicChemistry（一）羧酸13.1羧酸的结构、分类和命名——羧酸的分子中都含有羧基官能团:羧基中的碳原子是SP2杂化，三个键在一个平面上。碳原子的一个P轨道与氧原子的P轨道形成键。13.1.1羧酸的结构(1)分类按羧基所连接的烃基种类脂肪族羧酸脂环族羧酸芳香族羧酸按烃基是否饱和饱和羧酸不饱和羧酸按所含羧基的数目一元羧酸二元羧酸三元羧酸13.1.2羧酸的分类和命名俗名——根据天然来源(蚁酸(甲酸)、醋酸(乙酸)等)系统命名法(1)选择含有羧基的最长碳链为主链(母体);(2)碳链编号时,从羧

2、基的碳原子开始;(3)酸前要冠以官能团位置的数字(编号最小);(4)其它同烷烃的命名规则(2)羧酸的命名654321俗名系统名例如：俗称：,-二甲基丁酸(,-二甲基酪酸)系统名称:2,3-二甲基丁酸丙烯酸（败脂酸）2-丁烯酸（巴豆酸）选择分子中含有两个羰基的碳原子在内的最长碳链作主链,称为某二酸.脂肪族二元羧酸的命名乙二酸（草酸）丙二酸（胡萝卜酸）(顺丁烯二酸）(反丁烯二酸）芳香族羧酸的命名1.羧基与苯环支链相连——脂肪酸作为母体2.羧基直接与苯环相连——苯甲酸作为母体苯甲酸（安息香酸）对甲苯甲酸苯乙酸（苯醋酸）3-苯

3、丙烯酸（-苯丙烯酸，肉桂酸）-萘乙酸多元芳香族羧酸的命名用“羧酸”或“甲酸”作字尾，其它作为取代基对苯二羧酸（对苯二甲酸，1,4-苯二甲酸）环己烷羧酸（环己烷甲酸）-萘羧酸-萘甲酸;1-萘甲酸13.2羧酸的制法不饱和醇或醛须用弱氧化剂制备13.2.1从伯醇或醛制备羧酸托伦斯试剂CH3—CH=CH—CHO+[O]CH3—CH=CH-COOHAgNO3,NH3C4H10CH3COOH+HCOOH+CH3CH2COOHRCH2-CH2-R’RCOOH+R’COOH13.2.2从烃氧化制备羧酸1.高级烷烃混合物氧化制取高级脂肪酸混合物,

4、作为制皂原料.如石蜡C20~C30烷烃,得50~60%高级脂肪酸(C10~C20):2.低级烷烃直接氧化制取低级羧酸(往往得到混合物):锰盐，1.5~3MPaO2,120℃高级烷烃混合物高级脂肪酸混合物O2,醋酸盐(或环烷酸钴)6MPa，150~250℃3.烯烃制备羧酸——双键断裂4.环状烯烃制备——二元羧酸5.丙烯酸的制备+4[O]CH2=CH—CH3+O2CH2=CH—COOH磷酸铋550~750℃，0.7~1.4MPaRCH=CHR’+4[O]RCOOH+R’COOHK2Cr2O7+H2SO46.芳烃的側链含有-H—全部在位断

5、裂成酸側链是叔烷基，很难氧化，强氧化剂时环发生破裂，成酸.Ph-CH=CHCOOH？13.2.3从水解制备羧酸此法不适用于仲卤烷和叔卤烷(NaCN,KCN的碱性强,易使仲或叔卤烷脱去卤化氢而成烯烃)。(1)从腈水解制备羧酸注意：R-CN+2H2O+HClR—COOH+NH4ClR-CN+H2O+NaOHR—COONa+NH3加热加热CH3CH2CH2CH2CNCH3CH2CH2CH2COOH(90%)KOHH2O,乙二醇H+Ph-CH2CN+2H2OPh-CH2COOH+NH3苯乙腈苯乙酸(78%)浓H2SO4加热(2)从油脂水解制备羧

6、酸(3)苯甲酸的制备肥皂就是碱性条件下生成的高级脂肪酸盐.一取代？二取代？水解？光100~150℃100~115℃13.2.4从格利雅试剂制备得到增加一个碳原子的羧酸低级羧酸是具有臭味的液体，高级羧酸是无臭固体。羧酸的沸点高于质量相近的醇——双分子缔合。低级羧酸溶于水，但高级羧酸不溶于水，能溶于酒精，乙醚等有机溶剂。羧酸溶于水——与水分子氢键缔合(如甲酸与水)13.3羧酸的物理性质羧酸的沸点高于质量相近的醇——双分子缔合羧基中C=O伸缩振动与直链酮相同:1725~1700cm-1;它的缔和O-H伸缩振动在2500-3000cm-1范围内

7、有一个羧酸特征强的宽谱带;羧酸盐含有两个C—O-的伸缩振动:1610~1550cm-1;1420~1300cm-1羧基中的质子由于两个氧的电负性大和诱导作用，其屏蔽作用大大降低，化学位移出现在低场：=9.5~13ppm.13.4羧酸的化学反应羧酸的化学反应包括：(1)O—H键的酸性;(2)—H取代反应(3)—OH基取代反应;(4)C=O亲核加成(4)脱羧反应13.4.1酸性羧酸的pKa=45,在水溶液中，离解的氢离子与水结合成水和氢离子羧酸与碳酸氢钠的成盐反应加入强酸使盐分解，游离出羧酸羧酸根负离子的负电荷不是集中在一个氧，而是平

8、均分散在两个氧原子上。不同于羧酸，其两个碳氧键是等同的。羧酸根负离子的结构和稳定性羧酸根负离子的共振结构式碳原子的P轨道与氧原子的两个P轨道共轭，形成分子轨道，负电荷平均分散在两个氧原子上。羧酸根负离子的共