1、第第3章章 烃烃的衍生物的衍生物第第1课课时时羧酸酯羧酸酯一、羧酸一、羧酸1.羧酸的组成和结构。羧酸的组成和结构。微训练微训练1下列物质中下列物质中,不属于羧酸类有机化合物的是不属于羧酸类有机化合物的是()。A.乙二乙二酸酸B.苯甲酸苯甲酸 C.硬脂酸硬脂酸 D.苯苯酚酚D2.羧酸的分类。羧酸的分类。(1)按照与羧基相连的烃基的不同按照与羧基相连的烃基的不同,羧酸可分为脂肪酸羧酸可分为脂肪酸(如如甲甲酸酸、乙酸、乙酸)和芳香酸和芳香酸(如苯甲酸如苯甲酸, )等。等。(2)按照羧酸分子中羧基的数目按照羧酸分子中羧基的数目,羧酸可以分为一元羧酸羧酸可以分为一元羧酸(如如丙酸丙酸,CH3CH2COO
2、H)、二元羧酸、二元羧酸(如乙二酸如乙二酸,HOOCCOOH)和多元羧酸等。和多元羧酸等。3.几种典型的羧酸。几种典型的羧酸。(1)甲酸甲酸最简单的羧酸。最简单的羧酸。来源及物理性质。来源及物理性质。甲酸又名蚁酸甲酸又名蚁酸,是一种无色、有刺激性气味的是一种无色、有刺激性气味的液液体体,有有腐蚀性腐蚀性,与水、乙醇等互溶。与水、乙醇等互溶。 分子结构。分子结构。甲酸甲酸分子中既含有羧基结构又含有分子中既含有羧基结构又含有醛基醛基结构。结构。 化学性质化学性质:甲酸既具有羧酸的性质又具有醛的性质甲酸既具有羧酸的性质又具有醛的性质,如甲如甲酸既有酸性又能与银氨溶液反应酸既有酸性又能与银氨溶液反应,
3、被氧化为碳酸后分解为二被氧化为碳酸后分解为二氧化碳和水。氧化碳和水。用途用途:在工业上可用作还原剂在工业上可用作还原剂,也是合成医药、农药和染也是合成医药、农药和染料的原料。料的原料。(2)苯甲酸。苯甲酸。其结构简式其结构简式为为 ,属于芳香酸。苯甲酸是无色晶体属于芳香酸。苯甲酸是无色晶体,易易升华升华,微溶于水微溶于水,易溶于乙醇易溶于乙醇,可用于合成香料、药物等可用于合成香料、药物等,苯甲酸苯甲酸钠是常见的食品防腐剂。钠是常见的食品防腐剂。(3)乙二酸乙二酸最简单的二元酸。最简单的二元酸。乙二酸俗称草酸乙二酸俗称草酸,是无色晶体是无色晶体,通常含有两分子结晶水通常含有两分子结晶水,可溶可溶
4、于水和乙醇于水和乙醇,是化学分析中常用的还原剂是化学分析中常用的还原剂,也是重要的化工原也是重要的化工原料。料。微微思考思考1乙乙二酸属于羧酸二酸属于羧酸,能与碳酸钠反应生成二氧化碳。能与碳酸钠反应生成二氧化碳。1 mol乙二酸与适量的碳酸钠反应乙二酸与适量的碳酸钠反应,最多生成多少最多生成多少mol CO2?提示提示:乙二酸中含有两个羧基乙二酸中含有两个羧基,所以所以1 mol乙二酸与适量的碳乙二酸与适量的碳酸钠反应酸钠反应,最多生成最多生成1 mol CO2。4.羧酸的性质。羧酸的性质。(1)物理性质。物理性质。随着分子中碳原子数的增加随着分子中碳原子数的增加,一元羧酸在水中的溶解度迅速一
5、元羧酸在水中的溶解度迅速减小减小,沸点逐渐沸点逐渐升高升高,高级脂肪酸是不溶于水的蜡状固体。高级脂肪酸是不溶于水的蜡状固体。因为羧酸分子间可以形成因为羧酸分子间可以形成氢键氢键,所以羧酸的沸点比相对所以羧酸的沸点比相对分子质量相当的其他有机化合物沸点分子质量相当的其他有机化合物沸点高高。 微微思考思考2在在室温较低时室温较低时,无水乙酸就会凝结成像冰一样的晶无水乙酸就会凝结成像冰一样的晶体。请简单说明在实验中若遇到这种情况时体。请简单说明在实验中若遇到这种情况时,你将如何从试你将如何从试剂瓶中取出无水乙酸。剂瓶中取出无水乙酸。提示提示:方法方法1:把盛无水乙酸的试剂瓶放在温度等于或大于把盛无水
6、乙酸的试剂瓶放在温度等于或大于17 的水浴中加热的水浴中加热,使其熔化后倒出。方法使其熔化后倒出。方法2:用双手焐住盛无用双手焐住盛无水乙酸的试剂瓶水乙酸的试剂瓶,使其升温熔化后倒出。方法使其升温熔化后倒出。方法3:用热湿毛巾用热湿毛巾焐住盛无水乙酸的试剂瓶焐住盛无水乙酸的试剂瓶,使其升温熔化后倒出。使其升温熔化后倒出。(2)化学性质。化学性质。羧酸的化学性质主要取决于官能团羧酸的化学性质主要取决于官能团羧基羧基,羧基的结构羧基的结构如如下下: 。当当OH断裂时断裂时,羧酸表现为酸性羧酸表现为酸性;当当CO断裂时断裂时,OH可可以被其他基团取代以被其他基团取代,生成酯、酰胺等羧酸衍生物生成酯、
7、酰胺等羧酸衍生物。酸性。酸性。羧酸是一类弱酸羧酸是一类弱酸,具有酸的通性具有酸的通性。酯化反应。酯化反应。羧酸与醇在浓硫酸催化下发生酯化反应时羧酸与醇在浓硫酸催化下发生酯化反应时,如乙酸与乙醇在如乙酸与乙醇在浓硫酸催化和加热情况下反应浓硫酸催化和加热情况下反应,生成乙酸乙酯。乙酸与乙醇生成乙酸乙酯。乙酸与乙醇的酯化反应是乙酸分子中羧基的羟基与乙醇分子中羟基的氢的酯化反应是乙酸分子中羧基的羟基与乙醇分子中羟基的氢原子结合生成水原子结合生成水,其余部分相互结合成酯。其反应可用化学其余部分相互结合成酯。其反应可用化学方程式表示如下方程式表示如下:微微思考思考3某某学生做乙酸乙酯的制备实验。在一支试管
8、中加学生做乙酸乙酯的制备实验。在一支试管中加入入2 mL乙醇乙醇,然后边振荡边慢慢加入然后边振荡边慢慢加入0.5 mL浓硫酸和浓硫酸和2 mL乙乙酸酸,用酒精灯缓慢加热用酒精灯缓慢加热,将产生的蒸气经导管通到盛有饱和碳将产生的蒸气经导管通到盛有饱和碳酸钠溶液的接收试管的液面上。饱和碳酸钠的作用是什么酸钠溶液的接收试管的液面上。饱和碳酸钠的作用是什么?提示提示:饱和碳酸钠溶液可以除去乙酸饱和碳酸钠溶液可以除去乙酸,溶解乙醇溶解乙醇,减少乙酸乙减少乙酸乙酯在溶液中的溶解量。酯在溶液中的溶解量。微训练微训练2酯化反应是酸与醇发生反应生成酯和水的反应。酯化反应是酸与醇发生反应生成酯和水的反应。下列反应
9、属于酯化反应的是下列反应属于酯化反应的是()。D二、酯二、酯1.组成与结构。组成与结构。酯是羧酸分子羧基中的酯是羧酸分子羧基中的OH被被OR取代后的产物取代后的产物,可简写为可简写为RCOOR。R和和R可以相同可以相同,也可以不同。也可以不同。 2.物理性质。物理性质。低级酯是具有低级酯是具有芳香芳香气味的液体气味的液体,密度一般比水密度一般比水小小,易溶于有机溶剂。易溶于有机溶剂。 微微思考思考4苯甲酸乙酯与水混合到一起苯甲酸乙酯与水混合到一起,如何将两者分离开来如何将两者分离开来?提示提示:一般采用分液的方法分离一般采用分液的方法分离。3.酯的存在。酯的存在。酯类广泛存在于自然界中酯类广泛
10、存在于自然界中,如苹果里含有戊酸戊酯、菠萝里如苹果里含有戊酸戊酯、菠萝里含有丁酸乙酯、香蕉里含有乙酸异戊酯等。日常生活中的饮含有丁酸乙酯、香蕉里含有乙酸异戊酯等。日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。料、糖果和糕点等常使用酯类香料。4.化学性质。化学性质。酯的重要化学性质之一是发生水解反应酯的重要化学性质之一是发生水解反应,生成相应的酸和醇。生成相应的酸和醇。(1)酯在酸性条件下的水解反应。酯在酸性条件下的水解反应。在酸性条件下在酸性条件下,酯的水解是可逆反应。如乙酸乙酯在稀硫酸酯的水解是可逆反应。如乙酸乙酯在稀硫酸存在下水解的化学方程式为存在下水解的化学方程式为(2)酯在碱性条件下的
11、水解反应。酯在碱性条件下的水解反应。在碱性条件下在碱性条件下,酯水解生成羧酸盐和醇酯水解生成羧酸盐和醇,水解反应是不可逆水解反应是不可逆反应。如乙酸乙酯在氢氧化钠存在下水解的化学方程式为反应。如乙酸乙酯在氢氧化钠存在下水解的化学方程式为微训练微训练3某有机化合物的结构简式如图所示。它在一定条某有机化合物的结构简式如图所示。它在一定条件下能发生水解反应件下能发生水解反应,产生一种醇和一种酸。水解时发生断产生一种醇和一种酸。水解时发生断裂的化学键是裂的化学键是()。A.B.C.D.C一、典一、典型物质中羟基氢活泼性的比较型物质中羟基氢活泼性的比较1.莽莽草酸可用于合成药物磷酸奥司他韦草酸可用于合成
12、药物磷酸奥司他韦,其结构简式如其结构简式如图图( ),下列关于莽草酸的说法正确的是下列关于莽草酸的说法正确的是()。A.分子式为分子式为C7H8O5B.属于芳香族化合物属于芳香族化合物,含有含有2种含氧官能团种含氧官能团C.可与碳酸氢钠溶液反应产生无色无臭气体可与碳酸氢钠溶液反应产生无色无臭气体D.可与氢气发生加成反应可与氢气发生加成反应,1 mol莽草酸最多消耗莽草酸最多消耗2 mol氢气氢气C二、酯二、酯化反应与酯的水解反应化反应与酯的水解反应2.琥琥珀酸二乙酯可用作溶剂、食品加香剂、有机合成中珀酸二乙酯可用作溶剂、食品加香剂、有机合成中间体。以乙烯为原料制备琥珀酸二乙酯的合成路线如下间体
13、。以乙烯为原料制备琥珀酸二乙酯的合成路线如下:请回答下列问题请回答下列问题:(1)琥珀酸二乙酯的结构简式为琥珀酸二乙酯的结构简式为。写出琥珀酸二乙酯在写出琥珀酸二乙酯在NaOH溶液中水解的化学方程式溶液中水解的化学方程式: 。 (2)乙烯生成乙烯生成A的反应类型为的反应类型为,1 mol A物质在加物质在加热条件下与足量的热条件下与足量的NaOH溶液反应生成溶液反应生成D,需要需要消耗消耗 mol NaOH。 (3)D与与C在浓硫酸催化条件下生成八元环状化合物在浓硫酸催化条件下生成八元环状化合物E,E中含中含有的官能团名称为有的官能团名称为。 (4)能发生银镜反应能发生银镜反应,且能与碳酸钠反
14、应生成且能与碳酸钠反应生成CO2的的C的同分的同分异构体有异构体有种。种。 (5)参照上述琥珀酸二乙酯的合成路线参照上述琥珀酸二乙酯的合成路线,在下列流程中在下列流程中,填上填上对应物质的结构简式对应物质的结构简式,完成由丙醇完成由丙醇(CH3CH2CH2OH)合成合成2-甲甲答案答案:(1)CH3CH2OOCCH2CH2COOCH2CH3CH3CH2OOCCH2CH2COOCH2CH3+2NaOHNaOOCC H2CH2COONa+2HOCH2CH2OH(2)加成反应加成反应2(3)酯基酯基(4)3(5)CH3CHCH2CH3CHCNCH3特别提醒特别提醒 酚酚酯水解时消耗酯水解时消耗NaO
15、H的情况。的情况。“酚酯酚酯”是指酚羟基与羧基酯化形成的酯是指酚羟基与羧基酯化形成的酯,即即为为 ,1 mol酯基在碱性条件下水解消耗酯基在碱性条件下水解消耗1 mol NaOH,而而1 mol“酚酯酚酯”在碱性条件下水解在碱性条件下水解,消耗消耗2 mol NaOH。学以致用乌头乌头酸的结构简式如图所示酸的结构简式如图所示,下列关于乌头酸的说法错误的下列关于乌头酸的说法错误的是是()。A.分子式为分子式为 C6H6O6B.乌头酸中含有酯基乌头酸中含有酯基,能使酸性高能使酸性高锰锰酸酸钾溶液褪色钾溶液褪色C.乌头酸分子中所有碳原子可能共平面乌头酸分子中所有碳原子可能共平面D.含含1 mol乌头酸的溶液最多可消耗乌头酸的溶液最多可消耗 3 mol NaOHB2.香豆素香豆素-4由由C、H、O三种元素组成三种元素组成,分子球棍模型分子球棍模型如如右右图图所示。下列有关叙述错误的是所示。下列有关叙述错误的是()。A.分子式为分子式为C10H9O3B.能发生水解反应能发生水解反应C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色能使酸性高锰酸钾溶液褪色D.1 mol香豆素香豆素-4最多消耗最多消耗3 mol NaOHC
