化工羧酸衍生物

化工羧酸衍生物第1頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酰氯通式R-COX第2頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酸酐通式RCO-O-OCR’第3頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酯通式RCOOR’第4頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酰胺通式RCONH2第5頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1)酰鹵與酰胺相同，依據(jù)酰基來(lái)命名:乙?；郊柞；阴Ｂ缺郊柞Ｂ纫阴０繁郊柞０種,N-二甲基甲酰胺鄰苯二甲酰胺第6頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2)酸酐、腈是依據(jù)相應(yīng)的羧酸來(lái)命名的：乙酸酐乙丙酸酐鄰苯二甲酸酐順丁烯二酸酐乙腈苯乙腈3)酯是依據(jù)形成它的酸和醇，稱為某酸某酯。乙酸乙酯乙酸異戊酯香蕉香味戊酸異戊酯蘋果香第7頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月13.2羧酸衍生物的物理和化學(xué)性質(zhì)1.物理性質(zhì)酰氯和酸酐都是對(duì)粘膜有刺激性的物質(zhì),多數(shù)的酯卻有愉快的香味。大部分酰胺是固體，無(wú)氣味。酰鹵、酸酐、酯由于失去了酸性氫原子，分子間無(wú)締合作用，故它們的沸點(diǎn)較相應(yīng)的羧酸低很多。酰胺因能形成分子間氫鍵，故沸點(diǎn)較高且多為固體。但被烴基取代了的酰胺多為液體。酰鹵、酸酐遇水分解成羧酸，酯一般不溶于水，而酰胺則易溶于水。第8頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酰鹵、酸酐、酯及酰胺都可與水作用生成相應(yīng)的羧酸：反應(yīng)猛烈，放熱與熱水反應(yīng)較易須催化劑催化在H+或OH-催化下長(zhǎng)時(shí)間回流水解反應(yīng)進(jìn)行的難易次序?yàn)椋?/p>

酰鹵>酸酐>酯>酰胺其中,酯水解是酯化反應(yīng)的逆反應(yīng)。在酸性和中性溶液中生成平衡混合物；在堿性溶液中進(jìn)行水解生成羧酸鹽，反應(yīng)可進(jìn)行到底。2.化學(xué)性質(zhì)1）水解第9頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2)醇解酰氯、酸酐、酯都能與醇作用生成酯：酸酐的酯化反應(yīng)在有機(jī)分析和有機(jī)合成上都很重要。如乙酸酐能與多數(shù)醇、酚定量進(jìn)行反應(yīng)。酯的醇解又稱酯交換反應(yīng).反應(yīng)是可逆的，須在酸或堿催化下進(jìn)行，可用來(lái)由低級(jí)醇的酯制備高級(jí)醇的酯。

第10頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3)氨解酰氯、酸酐及酯與氨作用都生成酰胺,但酯的氨解最慢。還可與RNH2、R2NH等反應(yīng)。第11頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月從上述反應(yīng)可見：四種羧酸衍生物間以及與羧酸間均可以通過(guò)一定的試劑相互轉(zhuǎn)化。其中，酰氯和酸酐的酰化能力最強(qiáng)，是常用的“?；瘎?第12頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

5)與格氏試劑反應(yīng)：酰氯與格氏試劑反應(yīng)可得到酮或叔醇。第13頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酸酐在低溫下與格氏試劑作用也可得到酮：酯與格氏試劑作用生成叔醇：第14頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6)酯縮合反應(yīng)有a-H的酯在強(qiáng)堿(如醇鈉)的作用下能與另一分子酯縮去一分子醇，生成b-酮酸酯，此反應(yīng)稱為Claisen縮合。乙酰乙酸乙酯機(jī)理第15頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Claisen縮合與羥醛縮合相似，且一般只在兩個(gè)酯相同時(shí)反應(yīng)才有意義.但若兩個(gè)不同酯中,只有一個(gè)有a-H則在合成上也很有意義。可見,這是在酯的a-位引入酯基和醛基的重要方法。第16頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二酯可進(jìn)行分子內(nèi)縮合成環(huán),但以五、六元環(huán)為穩(wěn)定。這個(gè)反應(yīng)也稱為Dieckmann反應(yīng)第17頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.?；苌锏乃狻苯?、醇解的機(jī)理1)酯水解機(jī)理(1)酯的堿水解:研究表明,多數(shù)酯的堿水解按下列機(jī)理進(jìn)行。簡(jiǎn)稱BAC2機(jī)理。B:表示堿水解；AC:表示酰氧鍵斷裂；2:表示速度決定步驟為雙分子反應(yīng)。因此，酯堿水解反應(yīng)的速度為：第18頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

問(wèn)題是如何證明酰氧鍵的斷裂是按SN2還是按加成-消除機(jī)理進(jìn)行的？第19頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月而用標(biāo)記的苯甲酸乙酯、異丙酯、叔丁酯在堿性溶液中水解，經(jīng)不同時(shí)間后取樣測(cè)定有機(jī)物中O18的含量，發(fā)現(xiàn)較起初減少；用未標(biāo)記的酯與標(biāo)記的H2O18反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)酯中含O18.此外，還可從立體位阻以及誘導(dǎo)效應(yīng)等對(duì)反應(yīng)的影響等來(lái)判斷反應(yīng)的機(jī)理。研究表明，大多數(shù)酯是按照BAc2機(jī)理進(jìn)行水解的。人們通過(guò)O18標(biāo)記弄清了這個(gè)問(wèn)題：第20頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月但人們發(fā)現(xiàn)酯的堿水解還可按別的機(jī)理進(jìn)行：旋光表明水解時(shí)發(fā)生了烷氧鍵的斷裂，機(jī)理類似于SN1,稱為BAl1機(jī)理:第21頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)酯的酸水解機(jī)理：研究表明，酯的酸水解是通過(guò)它的共軛 酸進(jìn)行的，其它步驟與堿水解相似：稱為AAc2機(jī)理。水解酯化第22頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月但一些結(jié)構(gòu)特殊的酯的水解還可能按其它機(jī)理進(jìn)行.如是通過(guò)?；x子進(jìn)行的，屬于單分子歷程，稱為AAc1機(jī)理。而叔醇的酯酸性水解則是按烷氧鍵斷裂，也屬于單分子歷程，也稱為AAc1機(jī)理：第23頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2)酰基衍生物的水解、氨解及醇解機(jī)理除酯外，其它多數(shù)?；苌锏乃?、氨解、醇解也是按加成-消除機(jī)理進(jìn)行的。反應(yīng)速度與離去基團(tuán)的性質(zhì)有關(guān)，并主要取決于-I和+C效應(yīng).第24頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可見，離去基團(tuán)的-I效應(yīng)使得羰基上電子云密度下降，有利于親核加成反應(yīng)的進(jìn)行；而+C效應(yīng)增加羰基上的電子云密度，不利于親核加成反應(yīng)的進(jìn)行，二種作用正好相反。比較而言:X原子和-OCOR的-I效應(yīng)大于+C效應(yīng)；-OR’的-I與+C大致相當(dāng);-NH2的+C效應(yīng)大于-I效應(yīng)。所以可知它們的反應(yīng)活性次序?yàn)?

酰鹵>酸酐>酯>酰胺此外，L-的穩(wěn)定性也影響反應(yīng)的進(jìn)行，研究表明次序同上.第25頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月13.3油脂和合成洗滌劑油脂:是油和脂肪的簡(jiǎn)稱,廣泛存在于動(dòng)植物體內(nèi)。通常將室溫下呈固體的稱為脂,呈液體的叫做油.常見的油脂有牛油、豬油、花生油、椰子油及蓖麻油等。油脂的主要成分是多種高級(jí)脂肪酸甘油酯的混合物，其結(jié)構(gòu)如下：若R、R’、R”相同，則為單純甘油酯；若不同，則為混合甘油酯。但天然油脂多為混合甘油酯。由結(jié)構(gòu)看，油脂應(yīng)具有酯的性質(zhì)。油脂比重：0.9~0.95;不溶于水。不同油脂性質(zhì)的差別主要在于R、R’、R”的不同。第26頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油脂中的常見脂肪酸：月桂酸硬脂酸油酸亞油酸亞麻酸R結(jié)構(gòu)的不同，導(dǎo)致油脂具有不同的性質(zhì)。第27頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第28頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水解:油脂在適當(dāng)?shù)臈l件下可以水解。油脂的水解是工業(yè)上制取高級(jí)脂肪酸和甘油的重要方法。堿性水解又稱“皂化”,是制取肥皂的基本反應(yīng)。第29頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2)加成：不飽和鍵的存在使得油脂可以進(jìn)行加成反應(yīng)。加H2:在催化劑存在和一定溫度、壓力下，油脂中的不飽和鍵可以加氫變成為飽和鍵。不飽和程度的減小使得液體的油變?yōu)楣腆w的脂，又稱為油脂的硬化。加碘：利用油脂與鹵素的加成反應(yīng)可以測(cè)定油脂的不飽和程度，常用的鹵素為碘。100克油脂能吸收I2的克數(shù)，稱為碘值。碘值越大，油脂的不飽和程度越大。第30頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4)酸?。河椭?jīng)長(zhǎng)期儲(chǔ)存逐漸會(huì)變質(zhì)產(chǎn)生異味,稱為酸敗。酸值：是油脂中游離脂肪酸量度的標(biāo)準(zhǔn)，指的是中和一克油脂所需KOH的毫克數(shù).3）氧化與聚合（油脂的干化）：許多油脂在空氣中可以形成一種硬而有彈性的膜，此現(xiàn)象稱為油脂的干化。油脂的干化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，一般認(rèn)為與其中所含不飽和鍵的氧化與聚合有關(guān)。桐油酸(9,11,13-十八碳烯酸)第31頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.肥皂和合成洗滌劑1）肥皂：一般用硬化油利用皂化反應(yīng)即可制肥皂。

油脂在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位,是人類的三大食物之一.

同時(shí)，在工業(yè)上也有廣泛的用途,如制肥皂、油漆等。

R一般為C12~C13的烴基。由于R的不同，一定量的油脂所耗NaOH的量則不同。第32頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

故人們把皂化1克油脂所需KOH的毫克數(shù)稱為皂化值。C：KOH的濃度（mol/L）V：KOH的體積（ml）m：油脂重（g）由皂化值的大小，可以大致知道油脂的平均分子量。肥皂的去污原理：第33頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）合成洗滌劑：種類很多。按結(jié)構(gòu)可分為陰離子型、陽(yáng)離 子型及非離子型三類。（1）陰離子型：是目前用的最多的合成洗滌劑。A。烷基磺酸鈉型：十二烷基磺酸鈉是最常見的。B。硫酸鹽型第34頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月13.4磷脂(Phosphatids)生物體內(nèi)含有一類與油脂相仿的類脂質(zhì)化合物，它們都是高級(jí)脂肪酸的酯.由于分子中含有磷原子，故稱為磷脂。磷脂可分為兩類:磷酸甘油酯、磷酸鞘氨酯。第35頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第36頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第37頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月13.5碳酸衍生物碳酸在結(jié)構(gòu)上可以看作是羥基甲酸。二氧化碳溶于水便形成碳酸：

因二個(gè)羥基在同一個(gè)碳上，故不穩(wěn)定易失去CO2,H2CO3不以游離態(tài)存在。但其許多的衍生物卻很穩(wěn)定：光氣碳酰胺碳酸二乙酯氨基甲酸乙酯第38頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

碳酸是二元酸，應(yīng)有二種衍生物,即酸性和中性衍生物。但酸性衍生物都是不穩(wěn)定的：然而,碳酸的混合衍生物卻是穩(wěn)定的：氯甲酸乙酯氨基甲酸乙酯氨基脲第39頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月碳酰氯(光氣）光氣在室溫下為有甜味的氣體，b.p.8oC,劇毒,為二戰(zhàn)毒氣.光氣具有酰氯的性質(zhì)：制備第40頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月性質(zhì)氯甲酸乙酯第41頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.碳酰胺(尿素）白色晶體,m.p.132oC;易溶于水和醇。強(qiáng)熱分解為CO2和NH3.化肥,同時(shí)也是重要的有機(jī)合成原料。工業(yè)上合成方法:

尿素為弱堿,不能用石蕊試紙檢驗(yàn)。能與草酸生成不溶于水的鹽，其性質(zhì)與酰胺相似。第42頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1)水解:2)放N2反應(yīng)：

此反應(yīng)可用于測(cè)定尿素的含氮量。第43頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3)酰化反應(yīng)：尿素與酰氯或酸酐反應(yīng)生成酰脲.在堿作用下，尿素會(huì)與丙二酸酯縮合：丙二酰脲丙二酰脲具有酸性,又稱巴比妥酸(babituricacid),其衍生物是常用催眠藥物：二乙基丙二酰脲乙基苯基丙二酰脲(苯巴比妥)第44頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4)雙縮脲反應(yīng)：縮二脲縮二脲與CuSO4的堿溶液作用產(chǎn)生紫色，并且凡具有-NHCO-鍵的化合物都有這個(gè)反應(yīng)。此外三聚氰胺但三聚氰酸第45頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5)形成包合物尿素具有一個(gè)特性，它能與一些脂肪族正構(gòu)化合物如烴、鹵代烴、醇、酮及酯等形成結(jié)構(gòu)復(fù)合物，稱為包合物。要形成穩(wěn)定的包合物,要求碳鏈有一定的長(zhǎng)度:如對(duì)烴類要求正構(gòu)烴碳鏈長(zhǎng)>C6支鏈烴要求其直鏈部分>C10~13用途：1)石油煉制時(shí)用尿素脫蠟；2)有機(jī)實(shí)驗(yàn)中正、異構(gòu)化合物的分離提純。第46頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.氨基甲酸酯和異氰酸酯碳酸二酯與氨或胺反應(yīng),生成氨基甲酸酯或N-烴基氨基甲酸酯：氨基甲酸酯中的烷氧基容易被親核試劑取代：氨基甲酸酯是發(fā)展的很快的一類新農(nóng)藥:西維茵N-甲基氨基甲酸萘酯第47頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月異氰酸可以看作是氨基甲酸的內(nèi)酐:異氰酸氰酸氰酸銀與鹵代烴反應(yīng)可以得到異氰酸酯：異氰酸酯為液體，在高溫時(shí)易二聚和三聚,二聚異氰酸酯在工業(yè)上是作為聚氨基甲酸酯的原料：異氰酸酯第48頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酮式-烯醇式互變異構(gòu)（具有酮和烯醇的雙重反應(yīng)性）13.6乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯的性質(zhì)及應(yīng)用1.乙酰乙酸乙酯第49頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月成酮分解和成酸分解第50頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在合成上的應(yīng)用第51頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：第52頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.丙二酸酯的性質(zhì)及應(yīng)用第53頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第54頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

如何完成下列的轉(zhuǎn)變？

試寫出下面反應(yīng)的產(chǎn)物第55頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月13.7有機(jī)合成路線有機(jī)化學(xué)工作者的一個(gè)基本和重要的任務(wù)，就是如何用最簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的方法，將所需結(jié)構(gòu)的化合物合成出來(lái)。有機(jī)合成是一門藝術(shù)和專門的學(xué)科，要做好有機(jī)合成的設(shè)計(jì)，最基本的就是要掌握和熟悉各種有機(jī)反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)方法。在此,僅簡(jiǎn)單介紹有關(guān)有機(jī)合成的一些基本方法和概念。逆合成分析是在有機(jī)合成中,為找到合適合成路線而常用的分析方法。所謂逆合成分析:就是由目標(biāo)分子出發(fā)，把它分成若干部分從而找出可能的前體,而這些前體可通過(guò)可靠的反應(yīng)重新組合成目標(biāo)分子。如目標(biāo)分子前體第56頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由目標(biāo)分子推前體往往要經(jīng)過(guò)許多步,要到所有前體都是市售商品為止.如第57頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月合成：2.碳胳的形成鏈增長(zhǎng):增加1個(gè)C,RX,NaCN,CO等；增加2個(gè)C,RX,環(huán)氧乙烷,CH2=CH2,HC?CH等;增加多個(gè)C,RX(F-C),Wutz反應(yīng)等。(1)碳負(fù)離子的親核取代：如第58頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月利用適當(dāng)?shù)膲A將一定的試劑變成鹽,再與鹵代烴作用即能使碳鏈增長(zhǎng).常見能形成碳負(fù)離子的試劑有:化合物碳負(fù)離子pKa化合物碳負(fù)離子pKaCH3NO2-CH2NO210C6H5COCH3C6H5COCH2-19CH3SO2CH3CH3SO2CH2-23CH3CO2Et-CH2COEt24CH3CN-CH2CN25C6H5CH3C6H5CH2-50NCCH2CO2EtNCC-HCO2Et9CH2(COCH3)2-CH(COCH3)29CH3COCH2CO2Et11CH2(CO2Et)2-CH(CO2Et)213例1

第59頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2(2)碳負(fù)離子對(duì)羰基的親核加成反應(yīng)這是增加碳鏈的基本方法。例3正庚酸第60頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例4.由三個(gè)碳原子以下的原料合成：第61頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中有三個(gè)碳原子隔開的吸電子基團(tuán)時(shí),就應(yīng)考慮麥克爾加成：例5.合成故第62頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2)鏈縮短利用甲基酮的鹵仿反應(yīng)：酰胺的Hoffmann降解：脫羧:氧化反應(yīng):第63頁(yè)，課件共73頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3)利用