[工学]第十三章--羧酸及其衍生物PPT课件.ppt
《[工学]第十三章--羧酸及其衍生物PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《[工学]第十三章--羧酸及其衍生物PPT课件.ppt(82页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第十三章第十三章 羧酸及其衍生物羧酸及其衍生物 羧酸羧酸12.1 羧酸的结构、分类和命名羧酸的结构、分类和命名12.2 羧酸的物理性质和波谱性质羧酸的物理性质和波谱性质12.3 羧酸的化学性质羧酸的化学性质12.4 羧酸的制备羧酸的制备12.5 重要的一元羧酸重要的一元羧酸12.6 二元羧酸二元羧酸12.7 羟基酸羟基酸 羧酸衍生物羧酸衍生物12.8 羧酸衍生物的命名羧酸衍生物的命名12.9 羧酸衍生物的物理性质和波谱性质羧酸衍生物的物理性质和波谱性质12.10 羧酸衍生物的化学性质羧酸衍生物的化学性质12.11 重要的羧酸衍生物重要的羧酸衍生物12.12 碳酸及其衍生物碳酸及其衍生物1-羧酸
2、羧酸 Carboxylic acid13.1 羧酸的分类和命名羧酸的分类和命名R-COOH 官能团官能团:-COOH 开链的一元羧酸称为脂肪酸开链的一元羧酸称为脂肪酸按按烃烃基基 分分类类脂肪族羧酸脂肪族羧酸芳香族羧酸芳香族羧酸细分细分饱和羧酸饱和羧酸不饱和羧酸不饱和羧酸CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH2-,不饱和羧酸不饱和羧酸柠檬酸柠檬酸CH3COOH 乙酸乙酸乙二酸乙二酸(草酸草酸)一元羧酸一元羧酸二元羧酸二元羧酸多元羧酸多元羧酸按按羧羧基基 数数目目分分3-命名命名 俗名:俗名:根据来源命名。HCOOH 蚁酸蚁酸 CH3COOH 醋酸醋酸 普通命名法普通命名法:用 、编号
3、(简单的羧酸)。4 3 2 1CCCCOOH 4-2-2-丁烯酸(巴豆酸)丁烯酸(巴豆酸)-丁烯酸丁烯酸 2,3-2,3-二甲基丁酸二甲基丁酸,-,-二甲基丁酸二甲基丁酸 系统命名法系统命名法 以羧酸为母体以羧酸为母体,选择含羧基的最长的碳链为主链,选择含羧基的最长的碳链为主链,称作称作“某酸某酸”。从羧基的一端开始编号。从羧基的一端开始编号。取代基的位次和名称写在母体名称的前面。取代基的位次和名称写在母体名称的前面。二元酸用汉字标明羧基数目二元酸用汉字标明羧基数目5-丙二酸丙二酸(胡萝卜酸胡萝卜酸)-苯基丙烯酸苯基丙烯酸(肉桂酸肉桂酸)丁烯二酸丁烯二酸(马来酸)反丁烯二酸反丁烯二酸 (富马酸
4、富马酸)6-C C1 13 3:无色透明液体无色透明液体 C C4 41010:油状液体油状液体 C C1010以上:蜡状固体。以上:蜡状固体。饱和一元羧酸的沸点随分子量的增加而升高。饱和一元羧酸的沸点随分子量的增加而升高。分子量相近时,分子量相近时,沸点:羧酸醇。沸点:羧酸醇。例:甲酸(101)乙醇(78)H H3 3CCCCOOH HOOCCHCCH3 3OOH HOO原因:原因:羧酸氢键较稳定,并形成双分子缔合。羧酸氢键较稳定,并形成双分子缔合。13.2 羧酸的物理性质和波谱性质羧酸的物理性质和波谱性质7-m.pm.p随碳数增加而增加随碳数增加而增加;但偶数碳羧酸但偶数碳羧酸m.pm.p
5、高于两个相邻奇数碳羧酸。高于两个相邻奇数碳羧酸。甲基,羧基不同侧甲基,羧基不同侧 排列紧密排列紧密甲基,羧基同侧甲基,羧基同侧 排列不太紧密排列不太紧密8-羧酸一般具有升华性,有些能随水蒸气挥发。羧酸一般具有升华性,有些能随水蒸气挥发。低级脂肪酸溶于水,高级脂肪酸不溶于水。低级脂肪酸溶于水,高级脂肪酸不溶于水。C14:与水混溶。与水混溶。羧基为亲水基,能与水形成氢键。羧基为亲水基,能与水形成氢键。C10以上不溶于水。以上不溶于水。H HH H3 3CCCCOOH HOOOOH HOOH HH H9-润滑性因层间作用力较小易滑动润滑性因层间作用力较小易滑动羧酸结晶中碳链的排列羧酸具有润滑性羧酸具
6、有润滑性氢键氢键烃基烃基羧基羧基层与层间层与层间 色散力色散力10-IR:C=O 1700 1725Cm-1 O-H 2500 3000Cm-1 O-H 2500 3000Cm-1(氢键缔合氢键缔合)强、宽谱带强、宽谱带 NMR:-COOH 上质子的化学位移上质子的化学位移9.513ppm波谱性质波谱性质11-13.3 羧酸的化学性质羧酸的化学性质-COOH-COOH的结构的结构:C:C(近似)(近似)sp2sp2杂化杂化.P-P-共轭共轭,羟基、羟基、羰基不是独立的羰基不是独立的H H离解后负电荷为三原子共同承担离解后负电荷为三原子共同承担12-酸酸根根的的共共振振结结构构式式脱羧反应脱羧反
7、应O-HO-H键断裂显酸性键断裂显酸性亲核试剂进攻生成羧酸衍生物亲核试剂进攻生成羧酸衍生物-H-H的取代的取代13-RCOOH+NaOH RCOONa+H2ORCOOH+Na2CO3 RCOONa+CO2+H2ORCOONa+HCl RCOOH+NaCl可用于羧酸的分离和提纯。可用于羧酸的分离和提纯。酸性:酸性:HCl HCOOH 羧酸羧酸 H2CO3 苯酚苯酚 醇醇pKa :3.75 4.765 6.28 10.0一一.酸性酸性RCOOH RCOO-+H+Ka Pka 酸性强酸性强14-思考题:分离苯甲酸、苯酚和苯甲醇思考题:分离苯甲酸、苯酚和苯甲醇方法二:方法二:加入加入NaOH溶解,分层
8、分离。溶解,分层分离。水相通入水相通入CO2,苯酚析出。,苯酚析出。方法一:方法一:加入加入NaHCO3,酸溶解。分层分离,酸溶解。分层分离 油相加油相加NaOH,酚溶解。分层分离,酚溶解。分层分离15-R(Y)-COOH Y-供电子基:使羧酸的酸性减弱供电子基:使羧酸的酸性减弱 Y-吸电子基:使羧酸的酸性增强吸电子基:使羧酸的酸性增强原因:原因:Y:吸电子使:吸电子使-COO-电子云密度降低酸性增强电子云密度降低酸性增强 Y:供电子使供电子使-COO-电子云密度增高酸性减弱电子云密度增高酸性减弱例:比较例:比较 HCOOH、CH3COOH、ClCH2COOH的酸性。的酸性。解:以解:以-H为
9、参比:为参比:-CH3供电子基;供电子基;-Cl 吸电子基(诱导效应)。吸电子基(诱导效应)。酸性强弱顺序:酸性强弱顺序:ClCH2COOH HCOOH CH3COOH Pka:2.87 3.75 4.7616-常见的供电子基团:常见的供电子基团:-NH2,-OH,-OR,-OCOR,-NHCOR,-C(CH3)3-CH(CH3)2-CH2CH3-CH3.常见的吸电子基团:常见的吸电子基团:-NH3,-NO2,-CN,-COOH,-COR(-CHO)-X,例:比较:例:比较:酸性酸性17-解:解:-NO2 具有具有-I,-C效应为吸电子基,使酸性增强;效应为吸电子基,使酸性增强;而且在而且在-
10、COOH的邻、对位,作用较大:的邻、对位,作用较大:Pka:2.213.423.494.19 吸电子基在邻、对位比间位影响大吸电子基在邻、对位比间位影响大例:比较酸性例:比较酸性 CH3CHClCOOH CH2ClCH2COOH解:解:-Cl 连在开链烃上主要为诱导效应,距离越近作用越大。连在开链烃上主要为诱导效应,距离越近作用越大。酸性:酸性:CH3CHClCOOH CH2ClCH2COOH18-例:比较酸性例:比较酸性解:供电子强弱顺序:解:供电子强弱顺序:-NH2 -OH -OCH3 都使酸性减弱都使酸性减弱Pka:4.194.474.574.8619-二二.羧羧酸衍生物的生成酸衍生物的
11、生成-OH 被被 -X、-OR、-NH2、-OOCR 所取代,所取代,生成生成 酰卤、酯、酰胺、酸酐酰卤、酯、酰胺、酸酐 的反应的反应RCOOH+PBr3+H3PO3RCOOH+PCl5(SOCl2)+POCl3+HCl被被 -X -X生成酰卤生成酰卤:20-RCOOH+ROH+H2OH+被被 -OR 生成生成酯酯:酸存在酸存在 反应可逆因而除水、加酸、醇促进反应向右。反应可逆因而除水、加酸、醇促进反应向右。2RCOOH P2O5被被 RCOO RCOO-生成生成酸酐酸酐:2RCOOH+(CH3CO)2O产率低产率低一般用乙酐脱水一般用乙酐脱水21-RCOOH+NH3+H2ORCOONH410
12、0被被 -NH -NH2 2 取代生成酰胺取代生成酰胺:反应历程反应历程酰氧键酰氧键同位素标记证明反同位素标记证明反应中键的断裂部位应中键的断裂部位酰基酰基RCO-OH+H-O18R RCO-O18R+H2OO18RRCOOH+RO18H+H2O例例:22-H+:2+H+H+ROH.慢慢+-H2O快快亲核加成亲核加成 消除消除=复杂取代;复杂取代;决定反应速度在亲核加成这步决定反应速度在亲核加成这步亲核加成亲核加成消除消除-脱水脱水23-R-中含吸电子基使中含吸电子基使C=O碳上正电性集中有利反应碳上正电性集中有利反应R-中含供电子基使中含供电子基使C=O碳上正电性分散不利反应碳上正电性分散不
13、利反应R-小位阻小有利反应;小位阻小有利反应;R-大位阻大不利反应大位阻大不利反应亲核试剂进攻亲核试剂进攻例:比较例:比较 CH3COOH、CH3CH2CH2COOH、(、(CH3)3COOH 与甲醇反应的反应速度。与甲醇反应的反应速度。解:解:R-供电子基对反应不利;供电子基对反应不利;R-体积大对反应不利,所以体积大对反应不利,所以酯化反应速度是:酯化反应速度是:CH3COOH CH3CH2CH2COOH (CH3)3COOH24-特例叔醇与酸的酯化特例叔醇与酸的酯化 烷氧键断裂进行烷氧键断裂进行反反应应历历程程RCOO-H+HO18-CR3 RCOO-CR3-H+H2O18R3C-O18
14、H R3C-O18H2-H+R3C+H2O18+R3CR3C+R3C-H+25-n 一般一元羧酸脱羧困难,但当一般一元羧酸脱羧困难,但当-C上有吸电子基例;上有吸电子基例;-X、-NO2、-CN、-C=O、-COR等时反应较为容易。等时反应较为容易。Cl3CCOOH CHCl3+CO2CH3COCH3+CO2100200三三.脱羧反应脱羧反应CH3COONaCH4+Na2CO3无无 水水固体固体NaOH-CaO实验室制甲烷的方法实验室制甲烷的方法26-羧酸的碱金属盐电解脱羧制备烃羧酸的碱金属盐电解脱羧制备烃2RCOOK+H2O R-R+CO2+H2+2KOH阳极阳极阴极阴极电解电解用羧酸银盐在
15、用羧酸银盐在Br2或或Cl2存在下脱羧制备卤代烃存在下脱羧制备卤代烃C6H5CH2COOAg+Br2 C6H5CH2Br+CO2+AgBrCCl47627-四.-H.-H 的反应RCH2COOH+Cl2P-卤代酸卤代酸 -H受-COOH吸电子的影响较活泼,在红磷或光照下被卤素取代。取代丙二酸H+H2O-羟基酸-氨基酸OH-CN-NH328-五五.还原反应还原反应RCH2OHLiAlH4H2O还原剂也可用还原剂也可用 B2H6/H2OLiAlH4 不还原不还原C=C还原成伯醇还原成伯醇29-一一.由伯醇或醛制备由伯醇或醛制备 氧化氧化12.4 羧酸的制备羧酸的制备常用氧化剂:常用氧化剂:KMnO
16、4 /H2SO4;K2CrO7 /H2SO4 醛氧化氧化剂:醛氧化氧化剂:AgNO3 /NH3RCH2OH RCHO RCOOHOO30-三三.由由R-MgX制备制备二二.由烃氧化制备由烃氧化制备烯烃、有烯烃、有-H-H的烷基苯氧化的烷基苯氧化KMnO4H+多一个碳的酸多一个碳的酸H2ORCOOH无水乙醚无水乙醚低温低温R-MgX+O=C=OO R-C-MgX31-四.由腈制备R-CN RCOOHH2O/H+合合成成举举例例CH2COOHO=C=O无水乙醚无水乙醚H+/H2OCH3CH2BrBr2/hvCH2MgBr无水乙醚无水乙醚MgCH2COOHCH3合成合成多一个碳多一个碳的羧酸的羧酸1
17、.32-CH2BrNaCNCH2CNCH2COOHH+/H2OCH3CH2BrBr2/hv33-12.6 二元羧酸二元羧酸HOOC-R-COOH二元羧酸的酸性:二元羧酸的酸性:Ka1Ka2乙二酸乙二酸HOOC(CH2)4COOH己二酸己二酸HOOC-R-COOH H+-OOC-R-COOHKa1邻苯二甲酸邻苯二甲酸H+-OOC-R-COO-Ka234-二二元元羧羧酸酸的的脱脱羧羧HCOOH+CO2CH3COOH+CO2-COOH 吸电子基吸电子基 脱羧容易脱羧容易乙二酸和丙二酸乙二酸和丙二酸+Na2CO3NaOH-CaO芳酸易脱羧芳酸易脱羧35-+H2O丁二酸和戊二酸丁二酸和戊二酸脱水成五、六
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工学 第十三 羧酸 及其 衍生物 PPT 课件
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。