羧酸和取代羧酸课件.pptx

1、第十一章 羧酸与取代羧酸第一节 羧酸第二节 取代羧酸重点难点熟悉了解掌握羧酸的结构和理化性质、取代羧酸的化学性质羧酸的命名、取代羧酸的结构 酮体的组成及功能羧 酸第一节（一）结构 有机化学（第9版）一、结构、分类和命名p-共轭导致游离羧酸中C=O与CO键的键长趋向平均化。123pm132pm120pm143pm（二）分类 有机化学（第9版）一、结构、分类和命名脂肪酸一元酸芳香酸一元酸脂肪酸二元酸不饱和脂肪酸二元酸（三）命名 有机化学（第9版）一、结构、分类和命名俗名醋酸acetic acid安息香酸benzoic acid草酸oxalic acid马来酸maleic acid（三）命名 有机化

2、学（第9版）一、结构、分类和命名系统命名(IUPAC名)乙酸acetic acid苯(基)甲酸benzoic acid乙二酸ethanedioic acid(S)-2-甲基丁酸(S)-2-methylbutanoic acid 有机化学（第9版）二、物理性质 常温下，含19个碳原子的直链饱和一元羧酸为液体，高级饱和脂肪酸为蜡状固体，脂肪族二元酸和芳香酸均为结晶固体。含14个碳原子的低级羧酸易溶于水。羧酸的沸点较分子质量相近的醇高。分子间氢键甲酸己酸的沸点 有机化学（第9版）二、物理性质IR谱1HNMR谱（一）酸性与成盐反应 有机化学（第9版）三、化学性质pKa:35 强于HCO3(pKa=6.

3、5)羧酸根负离子中两根CO键等长，p-共轭效应使其稳定性增加。1.脂肪酸：吸电子诱导效应使酸性增强。（一）酸性与成盐反应 有机化学（第9版）三、化学性质pKa2.672.872.903.16pKa2.864.064.522.芳香酸：羧基对位具有钝化作用的基团使取代苯甲酸酸性增强。（一）酸性与成盐反应 有机化学（第9版）三、化学性质YpKaYpKaNO23.41CH34.34CN3.55OCH34.46CHO3.75OH4.48Cl4.0H4.19钝化基团活化基团3.二元酸：其酸性与两个羧基的相对距离和空间位置有关，低级二元酸的pKa2 pKa1。（一）酸性与成盐反应 有机化学（第9版）三、化学

4、性质二元酸pKa1HOOCCOOH1.46HOOCCH2COOH2.80HOOCCH2CH2COOH4.17HOOC(CH2)3COOH4.33HOOC(CH2)4COOH4.44.成盐：羧酸可与NaOH、NaHCO3、Na2CO3等碱反应成盐。（一）酸性与成盐反应 有机化学（第9版）三、化学性质（二）羧酸衍生物的生成 有机化学（第9版）三、化学性质羧酸生成羧酸衍生物的反应是亲核加成-消除反应Base-catalyzed additionelimination:Acid-catalyzed additionelimination1.酰卤的生成（二）羧酸衍生物的生成 有机化学（第9版）三、化学性

5、质bp.79C2.酸酐的生成（二）羧酸衍生物的生成 有机化学（第9版）三、化学性质（甲酸除外）3.酯的生成：酯化反应（esterification）（二）羧酸衍生物的生成 有机化学（第9版）三、化学性质酯键ester bond酯化反应是可逆反应，需要强酸（如浓硫酸）催化、加热（脱水）进行。4.酰胺的生成（二）羧酸衍生物的生成 有机化学（第9版）三、化学性质1.脱羧反应：乙二酸、丙二酸受热，发生脱羧反应，生成少一个碳原子的一元羧酸。（三）二元羧酸的热解反应 有机化学（第9版）三、化学性质2.脱水反应：丁二酸、戊二酸受热发生脱水反应，生成环状酸酐。（三）二元羧酸的热解反应 有机化学（第9版）三、化

6、学性质3.脱羧脱水反应：己二酸、庚二酸加热后发生分子内脱水和脱羧反应，生成少一个碳原子的环酮。（三）二元羧酸的热解反应 有机化学（第9版）三、化学性质取代羧酸第二节（一）命名 有机化学（第9版）一、羟基酸2-羟基丙酸(乳酸)2-hydroxypropanoic acid(latic acid)羟基丁二酸(苹果酸)2-hydroxysuccinic acid(malic acid)3-羧基-3-羟基戊二酸(柠檬酸)2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid(citric acid)（二）物理性质 醇酸比相应的羧酸或醇更易溶于水，酚酸为晶体，多以盐、酯等形式

7、存在于植物中，大多微溶于水。羟基酸的熔点比相同碳原子数的羧酸高。有机化学（第9版）一、羟基酸1.羟基酸的酸性（三）化学性质 有机化学（第9版）一、羟基酸pKa4.883.874.512.961.羟基酸的酸性（三）化学性质 有机化学（第9版）一、羟基酸pKa4.172.984.124.57酚酸的酸性与电子效应、邻位效应等相关，其酸性随羟基与羧基的相对位置不同而表现出明显的差异。2.醇酸的氧化反应：-醇酸中的羟基较醇易氧化，可被Tollens试剂、稀HNO3氧化为-酮酸。（三）化学性质 有机化学（第9版）一、羟基酸3.醇酸的脱水反应：-醇酸加热失水生成交酯(lactide)，-羟基酸加热失水生成,

8、-不饱和酸。（三）化学性质 有机化学（第9版）一、羟基酸3.醇酸的脱水反应：、-羟基酸加热失水生成内酯。（三）化学性质 有机化学（第9版）一、羟基酸4.酚酸的脱羧反应：邻位或对位的酚酸加热至熔点以上时，易分解脱羧形成相应的酚。（三）化学性质 有机化学（第9版）一、羟基酸（一）命名 有机化学（第9版）二、酮酸2-氧丙酸(-丙酮酸)2-oxopropanoic acid(pyruvic acid)3-氧丁酸(-丁酮酸)3-oxobutanoic acid(-butanone acid)2-氧丁二酸(草酰乙酸)2-oxosuccinic acid(butanone diacid)1.酸性（二）化学性

9、质 有机化学（第9版）二、酮酸pKa4.883.872.503.512.脱羧反应：-酮酸与稀酸共热脱酸生成醛；-酮酸较-酮酸更易脱羧生成酮(酮式分解)，通常在低温下保存。（二）化学性质 有机化学（第9版）二、酮酸2.脱羧反应：-酮酸浓碱共热，分解为两分子羧酸盐（酸式分解）。（二）化学性质 有机化学（第9版）二、酮酸 有机化学（第9版）二、酮酸 -羟基丁酸、-丁酮酸和丙酮合称酮体（ketone body），是糖、油脂和蛋白质代谢的中间产物，正常人血液中酮体的含量低于10mgL-1，糖尿病人因糖代谢不正常，靠消耗脂肪提供能量，其血液中酮体的含量在34gL-1以上。酮体含量过高的晚期糖尿病患者易发生酮症酸中毒。1.COOH中羰基与羟基通过p-共轭构成整体。2.羧酸为有机弱酸，pKa约为35。能够使羧基负离子中负电荷分散的基团和结构使酸性增强。3.羧酸可发生亲核加成-消除反应，生成酰卤、酸酐、酯、酰胺。4.二元酸中两个羧基距离较近时，对热不稳定，加热可脱羧、脱水或脱羧脱水。5.羟基酸、羰基酸中由于OH、C=O的影响，酸性、还原性、热稳定性发生变化，有特别的反应。