濟(jì) 寧 醫(yī) 學(xué) 院 - 濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院

1、濟(jì) 寧 醫(yī) 學(xué) 院教 案2009 2010 學(xué)年 第 二 學(xué)期所在單位 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院 教 研 室 基礎(chǔ)化學(xué) 課程名稱 有機(jī)化學(xué) 授課對(duì)象 2009級(jí)醫(yī)學(xué)本科 授課教師 王軍 職 稱 講師 教材名稱 有機(jī)化學(xué) 2010年 5 月 日教案首頁(yè)章節(jié)第十章 羧酸和取代羧酸講授內(nèi)容第一節(jié) 羧酸第二節(jié) 取代羧酸課時(shí)安排3學(xué)時(shí)教學(xué)目的掌握1、羧酸及取代羧酸的結(jié)構(gòu)、分類、命名和化學(xué)性質(zhì)。2、取代羧酸命名和化學(xué)性質(zhì)。了解羧酸及取代羧酸的物理性質(zhì)重點(diǎn)羧酸及取代羧酸的命名和化學(xué)性質(zhì)難點(diǎn)羧酸的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)、取代羧酸的化學(xué)性質(zhì)教法舉要啟發(fā)式教學(xué)·講授法·比較法·多媒體輔助教學(xué)法教具

2、準(zhǔn)備計(jì)算機(jī)多媒體設(shè)備、自制課件、Powerpoint、Flash軟件教學(xué)后記本章羧酸和取代羧酸某些化學(xué)性質(zhì)如酸性、脫羧反應(yīng)可以相互聯(lián)系，讓學(xué)生更容易記憶。教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)備注介紹羧酸在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用引入本章【講授新課】引入第一節(jié)講解投影講分類時(shí)，強(qiáng)調(diào)分類依據(jù)，使分類清晰、自然，便于學(xué)生理解記憶。講命名方法后給出相應(yīng)的練習(xí)題，以檢查學(xué)生掌握情況。簡(jiǎn)要介紹物理性質(zhì)講解投影重點(diǎn)講解從結(jié)構(gòu)中首先讓學(xué)生了解應(yīng)具有何種化學(xué)性質(zhì)講解投影講解投影注意不同效應(yīng)對(duì)酸性的影響講解投影講解投影講解投影講解投影講解投影引入第二節(jié)講解投影講解投影講解投影重點(diǎn)講述與飽和羧酸酸性比較講解投影講解投影不同醇酸的脫

3、水方式講解投影講解投影酸性與羥基酸酸性比較講解投影注意兩種-酮酸的脫羧反應(yīng)區(qū)別講解投影介紹酮體在醫(yī)學(xué)中的意義總結(jié)本章內(nèi)容布置作業(yè)第十章 羧酸和取代羧酸第一節(jié) 羧酸一、羧酸的結(jié)構(gòu)、分類和命名（一）分類 1.按烴基的種類可分為：a脂肪族羧酸：飽和羧酸、不飽和羧酸b、脂環(huán)族羧酸2.按羧基數(shù)目可分為：一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸（二）命名 1據(jù)來(lái)源命名2系統(tǒng)命名a含羧基的最長(zhǎng)碳鏈。b編號(hào)。從羧基C原子開(kāi)始編號(hào)。（用阿拉伯?dāng)?shù)字或希臘字母。）c. 如有不飽和鍵角要標(biāo)明烯（或炔）鍵的位次。并主鏈包括雙鍵和叁鍵。d. 脂環(huán)族羧酸。簡(jiǎn)單的在脂環(huán)烴后加羧酸二字，復(fù)雜的環(huán)可作為取代基。e.芳香酸可作脂肪酸的芳基取代

4、物命名。f.多元羧酸：選擇含兩個(gè)羧基的碳鏈為主鏈，按C原子數(shù)目稱為某二酸。二、 飽和一元羧酸的物理性質(zhì)1物態(tài)2熔點(diǎn)3沸點(diǎn)三、 羧酸的化學(xué)性質(zhì) 羧酸是由羥基和羰基組成的，羧基是羧酸的官能團(tuán)，因此要討論羧酸的性質(zhì)，必須先剖析羧基的結(jié)構(gòu)。 故羧基的結(jié)構(gòu)為一 P-共軛體系。當(dāng)羧基電離成負(fù)離子后，氧原子上帶一個(gè)負(fù)電荷，更有利于共軛，故羧酸易離解成負(fù)離子。由于共軛作用，使得羧基不是羰基和羥基的簡(jiǎn)單加合，所以羧基中既不存在典型的羰基，也不存在著典型的羥基，而是兩者互相影響的統(tǒng)一體。羧酸的性質(zhì)可從結(jié)構(gòu)上預(yù)測(cè)，有以下幾類：（一）酸性羧酸具有弱酸性，在水溶液中存在著如下平衡：乙酸的離解常數(shù)Ka為1.75×

5、;10-5甲酸的Ka=2.1×10-4 , pKa =3.75其他一元酸的Ka在1.11.8×10-5之間, pKa在4.75之間?？梢?jiàn)羧酸的酸性小于無(wú)機(jī)酸而大于碳酸（H2CO3 pKa1=6.73）。故羧酸能與堿作用成鹽，也可分解碳酸鹽。此性質(zhì)可用于醇、酚、酸的鑒別和分離，不溶于水的羧酸既溶于NaOH也溶于NaHCO3，不溶于水的酚能溶于NaOH不溶于NaHCO3，不溶于水的醇既不溶于NaOH也溶于NaHCO3。影響羧酸酸性的因素：影響羧酸酸性的因素復(fù)雜，這里主要討論電子效應(yīng)和空間效應(yīng)。1.電子效應(yīng)對(duì)酸性的影響1）誘導(dǎo)效應(yīng)1°吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)使酸性增強(qiáng)。FCH2C

6、OOH > ClCH2COOH > BrCH2COOH > ICH2COOH > CH3COOH pKa值 2.66 2.86 2.89 3.16 4.762°供電子誘導(dǎo)效應(yīng)使酸性減弱。CH3COOH>CH3CH2COOH> (CH3)3CCOOHpKa值 4.76 4.87 5.053°吸電子基增多酸性增強(qiáng)。ClCH2COOH> Cl2CHCOOH > Cl3CCOOHpKa值 2.86 1.29 0.654°取代基的位置距羧基越遠(yuǎn)，酸性越小。 pKa值 2.86 4.41 4.70 4.822) 共軛效應(yīng)當(dāng)能與基

7、團(tuán)共軛時(shí),則酸性增強(qiáng)，例如： CH3COOH Ph-COOHpKa值 4.76 4.20 2取代基位置對(duì)苯甲酸酸性的影響 取代苯甲酸的酸性與取代基的位置、共軛效應(yīng)與誘導(dǎo)效應(yīng)的同時(shí)存在和影響有關(guān)，還有場(chǎng)效應(yīng)的影響，情況比較復(fù)雜。 可大致歸納如下： a 鄰位取代基（氨基除外）都使苯甲酸的酸性增強(qiáng)（位阻作用破壞了羧基與苯環(huán)的共軛）。 b 間位取代基使其酸性增強(qiáng)。 c 對(duì)位上是第一類定位基時(shí)，酸性減弱；是第二類定位基時(shí)，酸性增強(qiáng)。（二）羧酸衍生物的生成 羧基上的OH原子團(tuán)可被一系列原子或原子團(tuán)取代生成羧酸的衍生物。羧酸分子中消去OH基后的剩下的部分（ ）稱為?；?。1酯化反應(yīng)（1） 酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，

8、Kc4，一般只有2/3的轉(zhuǎn)化率。提高酯化率的方法：a 增加反應(yīng)物的濃度（一般是加過(guò)量的醇） b 移走低沸點(diǎn)的酯或水（2） 酯化反應(yīng)的活性次序：酸相同CH3OH> RCH2OH> R2CHOH > R3COH醇相同HCOOH >CH3COOH>RCH2COOH > R2CHCOOH > R3CCOOH（3） 成酯方式 H2O中無(wú)O18，說(shuō)明反應(yīng)為酰氧斷裂。（4）酯化反應(yīng)歷程1°、2°醇為酰氧斷裂歷程，3°醇（叔醇）為烷氧斷裂歷程。P3632酰鹵的生成羧酸與PX3、PX5、SOCl2作用則生成酰鹵。三種方法中，方法3的產(chǎn)物純、

9、易分離，因而產(chǎn)率高。是一種合成酰鹵的好方法。3酸酐的生成酸酐在脫水劑作用下加熱，脫水生成酸酐。因乙酐能較迅速的與水反應(yīng)，且價(jià)格便宜，生成的乙酸有易除去，因此，常用乙酐作為制備酸酐的脫水劑。1,4和1,5二元酸不需要任何脫水劑，加熱就能脫手生成環(huán)狀（五元或六元）酸酐。4酰胺的生成在羧酸中通入氨氣或加入碳酸銨，可得到羧酸銨鹽，銨鹽熱解失水而生成酰胺。（三）乙二酸和丙二酸的脫羧反應(yīng)第二節(jié) 取代羧酸羧酸分子中烴基上的氫原子被其他原子或原子團(tuán)取代后形成的化合物稱為取代酸。一、羥基酸(一) 分類與命名分類：醇酸、酚酸命名：醇酸以羧酸為母體，羥基為取代基來(lái)命名。有些醇酸多用俗名。 酚酸以芳香酸為母體，酚羥基

10、為取代基。(二) 羥基酸的物理性質(zhì) (三) 羥基酸的化學(xué)性質(zhì) 具有醇和酸的共性，也有因羥基和羧基的相對(duì)位置的互相影響的特性反應(yīng)。主要表現(xiàn)在受熱反應(yīng)規(guī)律上。1羥基酸的酸性 醇酸比相應(yīng)的羧酸酸性強(qiáng)。醇酸的羥基越靠近羧基, 其酸性就越強(qiáng)。 原因：羥基的吸電子的誘導(dǎo)效應(yīng)通過(guò)碳鏈傳遞，使得羧酸負(fù)離子更加分散，趨于穩(wěn)定。 酚酸的酸性與電子效應(yīng)、共軛效應(yīng)和鄰位效應(yīng)有關(guān)，酸性隨羥基與羧基的相對(duì)位置不同而不同。 2. 醇酸的氧化反應(yīng) 受羧基吸電子效應(yīng)的影響，醇酸分子中的羥基比醇的羥基容易被氧化。應(yīng)用:可鑒別羧酸、醇和-羥基酸。3醇酸的脫水反應(yīng) 脫水方式因羥基和羧基的相對(duì)位置不同而異 。 （1）-醇酸的脫水：生成交酯（2）-醇酸的脫水：生成,-不飽和羧酸。 （3）、-醇酸的脫水：生成內(nèi)酯4酚酸的脫羧反應(yīng) 鄰或?qū)αu基苯甲酸加熱到熔點(diǎn)以上時(shí)發(fā)生脫羧 。二、羰基酸 分類： 醛酸、酮酸； a-酮酸、b-酮酸、g-酮酸等。命名：以羧酸為母體，主鏈含羧基、酮基且最長(zhǎng)，指出酮基位置。酮酸的化學(xué)性質(zhì) 1. 酸性 由于羰基氧吸電子能力強(qiáng)于羥基，酮酸的酸性強(qiáng)于相應(yīng)的醇酸，更強(qiáng)于相應(yīng)的羧酸。2脫羧反應(yīng) - 酮酸在稀硫酸作用下，受熱發(fā)生脫羧反應(yīng)，生成少一個(gè)碳原子的醛。 -酮酸更易脫羧（通常只在低溫下保存）。 - 酮酸與濃堿共熱，分解為兩分子羧酸鹽，稱