第十章羧酸及其衍生物芳香烴課件

1、第十章 羧酸及其衍生物芳香烴 第十章 羧酸及其衍生物芳香烴 主要內(nèi)容10.1 羧 酸 10.2 羥基酸 10.3 酮 酸10.4 羧酸衍生物10.5 碳酸衍生物 主要內(nèi)容10.1 羧 酸 10.1 羧 酸 羧酸概念 分子中含有羧基，(簡(jiǎn)寫(xiě)為-COOH)的有機(jī)物稱為羧酸。羧酸衍生物是羧基上的羥基被其他原子或原子團(tuán)取代后的產(chǎn)物，主要的羧酸衍生物有酰鹵、酸酐、酯和酰胺。 10.1 羧 酸 羧酸概念一元羧酸的結(jié)構(gòu)通式可表示為： 簡(jiǎn)寫(xiě)成: 10.1 羧 酸一元羧酸的結(jié)構(gòu)通式可表示為：10.1 羧 酸一、羧酸的分類(lèi)和命名(一)羧酸的分類(lèi) 分類(lèi) 一元酸 二元酸 脂肪酸 飽和酸 不飽和酸 脂環(huán)酸 芳香酸 10

2、.1 羧 酸一、羧酸的分類(lèi)和命名分類(lèi) 一元酸 10.1 羧 酸一、羧酸的分類(lèi)和命名(二)羧酸的命名 1. 俗名CH3COOH即乙酸 10.1 羧 酸一、羧酸的分類(lèi)和命名CH3COOH即乙酸10.1 羧 酸一、羧酸的分類(lèi)和命名(二)羧酸的命名 2. 系統(tǒng)命名法 飽和脂肪酸：10.1 羧 酸一、羧酸的分類(lèi)和命名10.1 羧 酸一、羧酸的分類(lèi)和命名(二)羧酸的命名 2. 系統(tǒng)命名法 不飽和脂肪酸：10.1 羧 酸一、羧酸的分類(lèi)和命名10.1 羧 酸一、羧酸的分類(lèi)和命名(二)羧酸的命名 2. 系統(tǒng)命名法 二元脂肪酸：10.1 羧 酸一、羧酸的分類(lèi)和命名10.1 羧 酸一、羧酸的分類(lèi)和命名(二)羧酸的命

3、名 2. 系統(tǒng)命名法 脂環(huán)酸和芳香酸：10.1 羧 酸一、羧酸的分類(lèi)和命名10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(一) 物理性質(zhì) 在飽和一元羧酸中，含19個(gè)碳原子的脂肪酸是有刺激性氣味的液體。10個(gè)碳原子以上的羧酸為無(wú)味的蠟狀固體。脂肪族二元羧酸和芳香羧酸都是結(jié)晶性固體。10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(一) 物理性質(zhì) 氫鍵締合： 10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì)易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的主要部位如下： 10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì) 1. 酸性 10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧

4、酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì) 1. 酸性 羧酸鹽與強(qiáng)無(wú)機(jī)酸作用：10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì) 1. 酸性 一元羧酸的酸性強(qiáng)弱比較如下： 飽和一元羧酸 10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì) 1. 酸性 烴基連有吸電子基團(tuán)時(shí): 10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì) 1. 酸性 苯甲酸的酸性: 10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì) 1. 酸性 飽和二元羧酸: 10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì) 2. 還原反應(yīng)

5、 氫化鋁鋰 選擇性還原劑 10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì) 3. -氫的鹵代反應(yīng) 例如： 10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì) 4. 脫羧反應(yīng)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì) 5. 二元酸的熱解反應(yīng) 10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì) 5. 二元酸的熱解反應(yīng)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)(二)化學(xué)性質(zhì) 5. 二元酸的熱解反應(yīng)10.1 羧 酸二、羧酸的性質(zhì)10.1 羧 酸三、重要的羧酸(一)甲酸(HCOOH

6、) 甲酸俗名蟻酸，是有刺激性的無(wú)色液體，沸點(diǎn)100.5，能與水、乙醇、乙醚混溶，有較強(qiáng)的腐蝕性。 10.1 羧 酸三、重要的羧酸10.1 羧 酸三、重要的羧酸(二)乙酸(CH3COOH) 純凈的乙酸為具有強(qiáng)烈刺激性氣味的無(wú)色液體，沸點(diǎn)118。室溫低于16.6時(shí)易凝結(jié)成冰狀固體，因此無(wú)水乙酸又稱冰醋酸 工業(yè)上采用乙醛氧化法生產(chǎn)乙酸 10.1 羧 酸三、重要的羧酸10.1 羧 酸三、重要的羧酸(三)乙二酸(HOOCCOOH) 乙二酸俗名草酸，草酸為無(wú)色結(jié)晶，通常含兩分子結(jié)晶水，加熱到100，則失去結(jié)晶水成為無(wú)水草酸。草酸有毒，能溶于水、乙醇，不溶于乙醚。10.1 羧 酸三、重要的羧酸10.1 羧

7、酸三、重要的羧酸(三)乙二酸(HOOCCOOH) 在分析化學(xué)上常用草酸作為標(biāo)定高錳酸鉀溶液濃度的基準(zhǔn)物10.1 羧 酸三、重要的羧酸10.1 羧 酸 三、重要的羧酸(四)苯甲酸(C6H5COOH) 苯甲酸俗名安息香酸，因以酯的形成存在于安息香樹(shù)膠中而得名，是最簡(jiǎn)單的芳香酸。苯甲酸為無(wú)味的白色晶體，熔點(diǎn)121.7，難溶于冷水，易溶于熱水、乙醇和乙醚中。 10.1 羧 酸 三、重要的羧酸10.2 羥基酸 一、羥基酸的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和命名 羥基酸是一類(lèi)分子中既有羥基(OH)又有羧基(COOH)的化合物。根據(jù)羥基所連烴基的不同，分為醇酸和酚酸10.2 羥基酸 一、羥基酸的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和命名 10.2 羥基酸

8、一、羥基酸的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和命名 根據(jù)來(lái)源而用俗名:10.2 羥基酸一、羥基酸的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和命名 10.2 羥基酸一、羥基酸的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和命名 酚酸命名是以芳香酸為母體: 10.2 羥基酸一、羥基酸的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和命名 10.2 羥基酸二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì) (一)醇酸 1.酸性10.2 羥基酸二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì) 10.2 羥基酸二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì) (一)醇酸 2.脫水反應(yīng) -醇酸 -醇酸 10.2 羥基酸二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì) 10.2 羥基酸二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì) (一)醇酸 2.脫水反應(yīng) -醇酸 -醇酸 10.2 羥基酸二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì) 10.2 羥基酸二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì) (一)醇酸 2.

9、脫水反應(yīng) 開(kāi)環(huán): 10.2 羥基酸二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì) 10.2 羥基酸二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì) (一)醇酸 3.氧化反應(yīng) 10.2 羥基酸二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì) 10.2 羥基酸 二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì) （二）酚酸 脫羧: 10.2 羥基酸 二、羥基酸的化學(xué)性質(zhì) 10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 (一)乳酸 乳酸在常溫下是無(wú)色或淡黃色粘稠液體，熔點(diǎn)18，有較強(qiáng)的吸濕性，能與水、醇和醚等混溶，但不溶于氯仿。 10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 (二)酒石酸 化學(xué)名稱為2，3-二羥基丁二酸，酒石酸是無(wú)色透明結(jié)晶，熔點(diǎn)170，易溶于水。它的鹽用途很廣，如酒石酸銻鉀（吐酒石）

10、，臨床上作為催吐劑，也用于治療血吸蟲(chóng)病。酒石酸鉀鈉用來(lái)配制斐林試劑。10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 (三)水楊酸 化學(xué)名稱為鄰羥基苯甲酸，又名柳酸，主要存在于柳樹(shù)或水楊樹(shù)皮中。它是白色針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)159，微溶于水，易溶于乙醇和乙醚中，在79時(shí)升華，加熱易發(fā)生脫羧反應(yīng)生成苯酚。10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 (三)水楊酸 乙酰水楊酸10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 (四)蘋(píng)果酸 化學(xué)名稱為羥基丁二酸,天然蘋(píng)果酸是無(wú)色針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)100，易溶于水和乙醇。蘋(píng)果酸是人體內(nèi)糖代謝的中間產(chǎn)物，在酶

11、的催化下脫氫氧化生成草酰乙酸。10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 (五)檸檬酸 化學(xué)名稱為3-羥基-3-羧基戊二酸，又叫枸櫞酸。檸檬酸為透明結(jié)晶，熔點(diǎn)153，易溶于水、乙醇、乙醚中，有較強(qiáng)的酸性，常用來(lái)配制酸性飲料。10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 (六)沒(méi)食子酸 化學(xué)名稱為3,4,5-三羥基苯甲酸。廣泛存在于植物體中。純的沒(méi)食子酸為白色結(jié)晶性粉末，熔點(diǎn)253。能溶于熱水、乙醇和乙醚中，遇三氯化鐵溶液生成藍(lán)黑色物質(zhì)，可用于制作藍(lán)黑墨水。 10.2 羥基酸三、重要的羥基酸 10.3 酮酸 一、酮酸的結(jié)構(gòu)和命名 既含有酮基又含有羧基

12、10.3 酮酸 一、酮酸的結(jié)構(gòu)和命名10.3 酮酸 二、酮酸的性質(zhì) （一）酸性 酮酸的酸性強(qiáng)于相應(yīng)的醇酸 : 不同羰基酸的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)椋?-羰基酸-羰基酸-羰基酸10.3 酮酸 二、酮酸的性質(zhì) 10.3 酮酸 二、酮酸的性質(zhì) （二）加氫還原反應(yīng)10.3 酮酸 二、酮酸的性質(zhì) 10.3 酮酸 二、酮酸的性質(zhì) （三）分解反應(yīng) -酮酸與濃硫酸共熱分解 : -酮酸受熱比-酮酸更容易分解:10.3 酮酸 二、酮酸的性質(zhì) 10.3 酮酸 二、酮酸的性質(zhì) （三）分解反應(yīng) -酮酸與濃堿共熱:10.3 酮酸 二、酮酸的性質(zhì) 10.3 酮酸 二、酮酸的性質(zhì) （四）脫羧反應(yīng)10.3 酮酸 二、酮酸的性質(zhì) 10.3

13、 酮酸 三、重要的酮酸（一）丙酮酸（CH3COCOOH） 是最簡(jiǎn)單的酮酸。它是一種無(wú)色有刺激性氣味的液體，沸點(diǎn)165，易溶于水。丙酮酸除了具有酮和羧酸的一般性質(zhì)外，還具有-酮酸特殊性質(zhì)。 10.3 酮酸 三、重要的酮酸10.3 酮酸 三、重要的酮酸（一）丙酮酸（CH3COCOOH） 丙酮酸在酶的催化作用下通過(guò)氧化與還原實(shí)現(xiàn)與乳酸間相互轉(zhuǎn)化:10.3 酮酸 三、重要的酮酸10.3 酮酸 三、重要的酮酸（二）-丁酮酸（CH3COCH2COOH） 又稱乙酰乙酸，是最簡(jiǎn)單的-酮酸，它是一種無(wú)色粘稠液體，在低溫下穩(wěn)定，溫度高于室溫易脫羧發(fā)生酮式分解，生成丙酮。 在酶的作用下加氫還原生成-羥基丁酸 10.

14、3 酮酸 三、重要的酮酸10.3 酮酸 三、重要的酮酸（三）-酮戊二酸 無(wú)色晶體，熔點(diǎn)110，能溶于水，具有酮酸的性質(zhì)。它是體內(nèi)糖、脂肪、氨基酸代謝的中間產(chǎn)物，在酶的催化下，可發(fā)生脫羧和氧化反應(yīng)生成琥珀酸。10.3 酮酸 三、重要的酮酸10.4 羧酸衍生物 羧酸衍生物一般是指羧酸分子中羧基中的羥基被其他原子或基團(tuán)取代后生成的化合物。 重要的羧酸衍生物有酰鹵、酸酐、酯和酰胺，其結(jié)構(gòu)通式如下：10.4 羧酸衍生物 羧酸衍生物一般是指羧酸分子10.4 羧酸衍生物一、羧酸衍生物的命名10.4 羧酸衍生物一、羧酸衍生物的命名10.4 羧酸衍生物一、羧酸衍生物的命名 含氧酸也有相應(yīng)的酰基：10.4 羧酸衍

15、生物一、羧酸衍生物的命名10.4 羧酸衍生物一、羧酸衍生物的命名(一)酰鹵和酰胺的命名 酰鹵和酰胺是根據(jù)?；鶃?lái)命名，稱為“某酰鹵”或“某酰胺” 10.4 羧酸衍生物一、羧酸衍生物的命名10.4 羧酸衍生物一、羧酸衍生物的命名(一)酰鹵和酰胺的命名 酰胺分子中氮原子上的氫原子被烴基取代時(shí)，可用“N”表示烴基的位置 10.4 羧酸衍生物一、羧酸衍生物的命名10.4 羧酸衍生物一、羧酸衍生物的命名(二)酸酐的命名 酸酐是根據(jù)它水解所得的羧酸來(lái)命名 10.4 羧酸衍生物一、羧酸衍生物的命名10.4 羧酸衍生物一、羧酸衍生物的命名(三)酯的命名 酯是根據(jù)其水解所得的酸和醇來(lái)命名: 10.4 羧酸衍生物一

16、、羧酸衍生物的命名10.4 羧酸衍生物一、羧酸衍生物的命名(三)酯的命名 二元羧酸的酯:10.4 羧酸衍生物一、羧酸衍生物的命名10.4 羧酸衍生物 二、羧酸衍生物的生成 （一）酰鹵的生成 10.4 羧酸衍生物 二、羧酸衍生物的生成 10.4 羧酸衍生物 二、羧酸衍生物的生成 （一）酰鹵的生成 酰鹵命名10.4 羧酸衍生物 二、羧酸衍生物的生成 10.4 羧酸衍生物 二、羧酸衍生物的生成 （二）酸酐的生成10.4 羧酸衍生物 二、羧酸衍生物的生成 10.4 羧酸衍生物 二、羧酸衍生物的生成 （三）酯的生成 酯化反應(yīng)： 同位素跟蹤：10.4 羧酸衍生物 二、羧酸衍生物的生成 10.4 羧酸衍生物

17、 二、羧酸衍生物的生成 （四）酰胺的生成10.4 羧酸衍生物 二、羧酸衍生物的生成 10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì) 酰鹵：中常用的是酰氯，一般是具有強(qiáng)烈刺激性氣味的無(wú)色液體或低熔點(diǎn)固體。酰氯難溶于水，低級(jí)酰氯遇水猛烈水解 低級(jí)酸酐：是無(wú)色液體，具有刺激性氣味，高級(jí)酸酐是無(wú)色無(wú)味的固體。酸酐不溶于水，易溶于乙醚、氯仿等有機(jī)溶劑。 10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì) 低級(jí)酯：是具有花果香味的無(wú)色液體。 酰胺：可以通過(guò)氨基上的氫原子形成分子間氫鍵而締合，所以沸點(diǎn)相當(dāng)高，一般是結(jié)晶性固體(N烷基取代酰胺除外)。 10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物

18、的性質(zhì)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì) 羧酸衍生物有相似的化學(xué)性質(zhì)，多發(fā)生水解、醇解、氨解等反應(yīng)，其反應(yīng)通式為： 10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)(一)水解反應(yīng)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)(一)水解反應(yīng) 水解反應(yīng)的難易程度不同： 冷水酸酐需加熱成均相才能迅速反應(yīng)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)冷水酸酐需加熱成10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)(二)醇解反應(yīng) 酰鹵、酸酐、酯、酰胺與醇反應(yīng)，生成相應(yīng)的酯 10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物

19、的性質(zhì)(三)氨解 酰鹵、酸酐和酯與氨作用生成相應(yīng)的酰胺 10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)(三)氨解10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)(四)酰胺的特殊反應(yīng) 1.弱酸性和弱堿性 弱酸性：10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)(四)酰胺的特殊反應(yīng) 1.弱酸性和弱堿性 弱堿性：10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)(四)酰胺的特殊反應(yīng) 2. 脫水反應(yīng)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性

20、質(zhì)(四)酰胺的特殊反應(yīng) 3. 霍夫曼降解反應(yīng)10.4 羧酸衍生物三、羧酸衍生物的性質(zhì)10.4 羧酸衍生物四、重要的羧酸衍生物(一)乙酰氯(CH3COCl) 乙酰氯是無(wú)色有刺激性氣味的液體，沸點(diǎn)52，遇水劇烈水解并放出大量的熱，空氣中的水分就能使它水解產(chǎn)生氯化氫而冒白煙。乙酰氯具有酰鹵的通性，是常用的乙酰化試劑。10.4 羧酸衍生物四、重要的羧酸衍生物10.4 羧酸衍生物四、重要的羧酸衍生物(二)乙酐(CH3CO)2O 乙酐又名醋酐。也是常用的乙?；噭?。為無(wú)色具有刺激性氣味的液體，沸點(diǎn)139.6，微溶于水，是良好的溶劑，也是重要的化工原料。用于制造醋酸纖維，合成染料、藥物、香料等。10.4 羧

21、酸衍生物四、重要的羧酸衍生物10.4 羧酸衍生物四、重要的羧酸衍生物(三)乙酸乙酯(CH3COOC2H5) 乙酸乙酯是無(wú)色透明的液體，沸點(diǎn)77具有令人愉快的香味，用作溶劑。乙酸乙酯可以生成-碳負(fù)離子，碳負(fù)離子與另一分子酯進(jìn)行取代反應(yīng)生成-酮酸酯，該反應(yīng)稱為克萊森縮合反應(yīng)10.4 羧酸衍生物四、重要的羧酸衍生物10.4 羧酸衍生物四、重要的羧酸衍生物(四)乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5) 乙酰乙酸乙酯又叫-丁酮酸乙酯，是具有芳香氣味的無(wú)色液體，沸點(diǎn)181，微溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。 10.4 羧酸衍生物四、重要的羧酸衍生物10.4 羧酸衍生物四、重要的羧酸衍生物(四)乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5) 互變異構(gòu)現(xiàn)象: 原因:CHCOOC2H5COCH3HCH3CCOOC2H5CHOH酮式烯醇式10.4 羧酸衍生物四、重要的羧酸衍生物CHCOOC2H10.4 羧酸衍生物四、重要的羧酸