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1、在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么羧酸和取代羧酸羧酸和取代羧酸第一节第一节 羧羧 酸酸 一、结构分类命名一、结构分类命名 二、物理性质二、物理性质 三、化学性质三、化学性质 第二节第二节 取代羧酸取代羧酸 一、羟基酸一、羟基酸 二、羰基酸二、羰基酸 1在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费
2、,也许你认为浪费这一点点算不了什么含有羧基的化合物,称为羧酸。含有羧基的化合物,称为羧酸。羧酸和取代羧酸羧酸和取代羧酸 烃烃基基上上的的氢氢原原子子被被其其它它原原子子或或基基团团取取代代的的羧羧酸酸称为取代羧酸称为取代羧酸(substituted carboxylic acids)。RCOOH ArCO2H 2在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么第一节第一节 羧羧 酸酸 一、羧酸的结构、分类和命名一、羧酸的结构、分类和命名
3、 (一一)羧酸的羧酸的结构结构 羰基和羟基,通过羰基和羟基,通过 p p-共轭共轭共轭共轭 构成一个整体构成一个整体。所以,所以,羧基并不是羰基和羟基的简单加合。羧基并不是羰基和羟基的简单加合。p p-共轭共轭共轭共轭3在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么键长键长 平均化平均化 p-共轭共轭 对结构与性质的影响对结构与性质的影响:122pm143pm136pm123pm羧基羧基 C 的正电性的正电性 降低,亲核反应变难降低,
4、亲核反应变难-H 的活性的活性 降低,诱导效应减弱降低,诱导效应减弱羧羟基的酸性羧羟基的酸性 增强,极性增强增强,极性增强4在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么羧酸根负离子的羧酸根负离子的 p p-共轭共轭共轭共轭 127pm127pm负电荷,均分在两个氧原子上;负电荷,均分在两个氧原子上;增强了羧酸根负离子的稳定性;增强了羧酸根负离子的稳定性;有利于有利于H+的离去。的离去。键长完全平均化。键长完全平均化。5在日常生活中,
5、随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么(二二二二)羧酸的分类羧酸的分类羧酸的分类羧酸的分类 6在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么(三三三三)羧酸的命名羧酸的命名羧酸的命名羧酸的命名 常见的羧酸多用俗名。常见的羧酸多用俗名。HCOOH 甲酸甲酸(蚁酸蚁酸 Formic a
6、cid)CH3COOH 乙酸乙酸(醋酸醋酸 Acetic acid)CH3CH2CH2CO2H 丁酸丁酸(酪酸酪酸 Butyric acid)HOOC-COOH 乙二酸乙二酸(草酸草酸 Oxalic acid)HO2CCH2CH2CO2H 丁二酸丁二酸(琥珀酸琥珀酸 Succinic acid)C6H5CH=CHCO2H 肉桂酸肉桂酸(Cinnamic acid)7在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么 系统命名法与醛相似。系
7、统命名法与醛相似。羧基羧基羧基羧基C C永远为永远为永远为永远为C-1C-1;对于简单的羧酸,也常用对于简单的羧酸,也常用、等希腊字母等希腊字母表示取代基的位次。表示取代基的位次。5 4 3 21 g g b a b a3-甲基戊酸甲基戊酸-甲基戊酸甲基戊酸4 3 2 1g b ag b a2-甲基甲基-4-溴丁酸溴丁酸-甲基甲基-溴丁酸溴丁酸8在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么2-甲基甲基-3-丁丁烯酸烯酸 3-硝基硝基
8、-4-氯氯苯甲酸苯甲酸 邻苯二甲酸邻苯二甲酸(酞酸酞酸)反反-1,4-环己基二甲酸环己基二甲酸-萘萘甲酸甲酸 1-萘萘甲酸甲酸 9在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么 CH3CH3-C-CO2H C2H5-CO2HCO2HClCl COOH CH2HCCO2H CHOH CH2CO2H2,2-二甲基丁酸二甲基丁酸环丙基甲酸环丙基甲酸2,4-二氯苯甲酸二氯苯甲酸12453-羧基羧基-4-羟基己二酸羟基己二酸(不讲)(不讲)10
9、在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么己二酸己二酸 3-羧甲基羧甲基11在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么二、羧酸的物理性质二、羧酸的物理性质 1.性状:常温下,性状:常温下,19C饱和一元酸为具有饱和一元酸为具有强烈气味的液体强烈气味的液体;高级脂肪酸为
10、无味无臭蜡状固高级脂肪酸为无味无臭蜡状固体体;二元酸和芳香酸是结晶固体。二元酸和芳香酸是结晶固体。2.溶解性:低级脂肪酸易溶于水溶解性:低级脂肪酸易溶于水,但随相对分子质但随相对分子质量的增加水溶度降低量的增加水溶度降低:甲、乙、丙、丁酸与水互溶甲、乙、丙、丁酸与水互溶,己己酸酸0.96%,辛酸辛酸0.08%。高级一元酸不溶于水,但能溶。高级一元酸不溶于水,但能溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。多元酸的水溶性大于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。多元酸的水溶性大于相同碳数的一元酸。芳酸的水溶性极微。于相同碳数的一元酸。芳酸的水溶性极微。12在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自
11、己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么 与相对分子质量相近的其它类型有机化合物相与相对分子质量相近的其它类型有机化合物相比,羧酸有比,羧酸有特别高的沸点特别高的沸点。MWMW 6060 6060 58 58 5656Bp/Bp/117.9117.9 82.382.3 56.5 56.5-6.9-6.9形成形成形成形成双分子氢键缔合体双分子氢键缔合体双分子氢键缔合体双分子氢键缔合体13在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在
12、日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么三、羧酸的化学性质三、羧酸的化学性质 3 3.-H-H 的反应的反应的反应的反应1.1.酸性酸性酸性酸性2.2.亲核取代亲核取代亲核取代亲核取代14在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么(一一一一)羧酸的酸性与成盐羧酸的酸性与成盐羧酸的酸性与成盐羧酸的酸性与成盐 Ka:10-410-5 p p-共轭共轭,增强了羧羟基的极性增强
13、了羧羟基的极性,增强了其酸性增强了其酸性。p p-共轭,共轭,共轭,共轭,增强了羧酸根负离子的稳定性,有利于增强了羧酸根负离子的稳定性,有利于H+的离去。的离去。15在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么酸性比较酸性比较(pKa):酸性强弱,主要影响因素酸性强弱,主要影响因素电子效应电子效应、立体效应和溶剂化效应。立体效应和溶剂化效应。16在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这
14、一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么 1 1、脂肪酸、脂肪酸 就电子效应而言,吸电子基就电子效应而言,吸电子基使酸性增强,供电子基使酸性减弱。使酸性增强,供电子基使酸性减弱。Gw:withdrawing group吸吸电子基电子基增增强酸性强酸性Gr:releasing group供供电子基电子基减减弱酸性弱酸性吸吸增增供供减减17在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你
15、认为浪费这一点点算不了什么pKa 3.77 4.76 1.68 1.68 p pK Ka a 2.62 2.87 2.90 2.62 2.87 2.90 3.16 3.16 4.76 4.76 p pK Ka a 2.86 2.86 4.06 4.06 4.52 4.5218在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么19pKa 4.35 4.17 3.42(1)2 2、芳香酸、芳香酸在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许
16、你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么20CH2=CHCH=CHCH=CHNO2d-d-d-d-d-d-d+d+d+d+d+d+其吸电子共轭效应通过共轭体系,交替传递到终端。其吸电子共轭效应通过共轭体系,交替传递到终端。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么21 CH3-是供电子基,主要发生供电子共轭效应,
17、是供电子基,主要发生供电子共轭效应,其酸性小于苯甲酸。其酸性小于苯甲酸。NO2-是吸电子基,主要发生是吸电子基,主要发生 吸电子共轭效应,其酸性大于苯甲酸。吸电子共轭效应,其酸性大于苯甲酸。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么22(2)(2)HCOOH C6H5COOH CH3COOHpKa 3.77 4.17 4.76 苯环大苯环大 键与羧基构成共轭体系,主要发生供键与羧基构成共轭体系,主要发生供电子共轭效应(电子共轭效应
18、(+C+C),电子云向羧基偏移,减弱),电子云向羧基偏移,减弱了羧羟基的极性了羧羟基的极性。同一基团的若干种作用相反时,其主要作用同一基团的若干种作用相反时,其主要作用决定最终结果。决定最终结果。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么23 HCOOH C6H5COOH CH3COOHpKa 3.77 4.17 4.76 在苯甲酸分子中,羧基与在苯甲酸分子中,羧基与sp2 杂化的碳原子相杂化的碳原子相连;而在乙酸中,与连;而在乙
19、酸中,与sp3杂化的碳原子相连。前者的杂化的碳原子相连。前者的S成分多,吸电子能力强,增强了羧羟基的极性,成分多,吸电子能力强,增强了羧羟基的极性,使其酸性较强使其酸性较强。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么24(3)(3)pKa 4.17 3.89 2.21 邻位基团的存在,产生空间位阻;使羧基与苯环邻位基团的存在,产生空间位阻;使羧基与苯环的共平面性减少的共平面性减少,即羧基碳氧双键上即羧基碳氧双键上 电子不能与苯电子
20、不能与苯电子不能与苯电子不能与苯环环上上电子很好的共轭电子很好的共轭;从而使苯基的供电子共轭效应减;从而使苯基的供电子共轭效应减弱,使羧羟基的极性增强,其酸性大于苯甲酸。弱,使羧羟基的极性增强,其酸性大于苯甲酸。邻位效应:邻位基团对活性中心的影响。邻位效应:邻位基团对活性中心的影响。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么pKa 4.17 3.89 2.21 影响因素多,其作用一致或相反;主要因素决定影响因素多,其作用一致或相反
21、;主要因素决定最终结果。最终结果。25在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么KKa1a1 5.910 5.910-2-2 1.610 1.610-3-3 6.810 6.810-5-5KKa2a2 4.010 4.010-5-5 1.410 1.410-6-6 2.310 2.310-6-63 3、二元酸、二元酸 酸性与两个羧基的相对距离有关。酸性与两个羧基的相对距离有关。低级二元羧酸的酸性,相对于同碳原子数的一低级二元羧酸的
22、酸性,相对于同碳原子数的一元羧酸的酸性,强一些。元羧酸的酸性,强一些。26在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么练习练习:比较酸性强弱比较酸性强弱比较酸性强弱比较酸性强弱 pKpKa a 3.77 4.17 4.76 3.77 4.17 4.76 HHCOOH C C6 6HH5 5-COOH CHCH3COOH(1)(2)pKpKa a 4.76 4.76 2.66 2.66 1.24 1.24 0.23 0.2327在日常
23、生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么 羧酸能与碱中和生成羧酸盐和水。利用羧酸与羧酸能与碱中和生成羧酸盐和水。利用羧酸与NaHCO3反应放出反应放出CO2,可以鉴别、分离苯酚和羧酸。可以鉴别、分离苯酚和羧酸。4、成盐、成盐与无机酸相比,RCOOH仍为弱酸:28在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,
24、也许你认为浪费这一点点算不了什么 氨苄青霉素氨苄青霉素(氨苄西林)(氨苄西林)COONa羧酸的碱金属盐羧酸的碱金属盐易溶于水易溶于水 应用:应用:1.区别和分离酚与羧酸区别和分离酚与羧酸 2.羧酸盐在制药上的应用羧酸盐在制药上的应用提示:酸溶酚溶溶不溶在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么(二二)生成羧酸衍生物生成羧酸衍生物 羧羟基被其它原子或原子团取代后,生成的化合羧羟基被其它原子或原子团取代后,生成的化合物,称为羧酸衍生物
25、物,称为羧酸衍生物(derivatives of carboxylic acid)。酰基酰基离去基团离去基团酰卤酰卤酰卤酰卤(Acyl halide)(Acyl halide)酸酐酸酐酸酐酸酐(Anhydride)(Anhydride)酯酯酯酯(Ester)(Ester)酰胺酰胺酰胺酰胺(Amide)(Amide)30在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么1 1、酰卤的生成、酰卤的生成 酰卤具有高度反应活性,广泛应用于药物合成
26、中。酰卤具有高度反应活性,广泛应用于药物合成中。苯甲酰氯苯甲酰氯31在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么2 2、酸酐的生成、酸酐的生成 羧酸羧酸(除甲酸外除甲酸外)在脱水剂在脱水剂(乙酰氯、乙酐、乙酰氯、乙酐、P2O5)作用下或加热,分子间失去一分子水,生成酸酐作用下或加热,分子间失去一分子水,生成酸酐(acid anhydride)。甲酸与脱水剂共热,分解为一氧化碳和水:甲酸与脱水剂共热,分解为一氧化碳和水:酐键酐键32在
27、日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么马来酸马来酸 马来酸酐马来酸酐 五、六元环的酸酐,可通过加热相应二元羧酸得到。五、六元环的酸酐,可通过加热相应二元羧酸得到。33在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么3 3、酯、酯(ester)的生成的生成 羧酸与醇在酸催化
28、下加热反应生成酯和水,称为羧酸与醇在酸催化下加热反应生成酯和水,称为酯化反应酯化反应酯化反应酯化反应(esterification)。同样条件下,酯水解又可生。同样条件下,酯水解又可生成羧酸和醇。所以,酯化反应是可逆反应。成羧酸和醇。所以,酯化反应是可逆反应。苯甲酸甲酯苯甲酸甲酯(85-95%)乙酸乙酯乙酸乙酯 酯键酯键34在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么 通常,伯醇、仲醇与羧酸的酯化反应,按通常,伯醇、仲醇与羧酸的酯化
29、反应,按酸脱羟基醇脱氢酸脱羟基醇脱氢的方式生成酯。的方式生成酯。35在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么36四面体中间体四面体中间体 羧酸和醇的结构对酯化难易的影响很大。通常,羧酸和醇的结构对酯化难易的影响很大。通常,羧酸或醇分子中,烃基的空间位阻加大,都会使酯化羧酸或醇分子中,烃基的空间位阻加大,都会使酯化反应速度变慢。反应速度变慢。活性顺序:活性顺序:对醇:对醇:CH3OH RCH2OH R2CHOH R3COH对酸:对
30、酸:HCO2H CH3CO2H RCH2CO2H R2CHCO2H R3CCO2H在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么叔醇的酯化反应经实验证实是按照烷氧断裂的方式进叔醇的酯化反应经实验证实是按照烷氧断裂的方式进行的:行的:即:在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不
31、了什么4 4、酰胺的生成、酰胺的生成 羧酸与氨羧酸与氨(或胺或胺)反应首先形成铵盐,反应首先形成铵盐,然后加热脱水得到酰胺然后加热脱水得到酰胺(amide)。酰胺键酰胺键38在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么(三三)脱羧反应和脱水反应脱羧反应和脱水反应 羧酸失去羧基,放出羧酸失去羧基,放出CO2的反应,称为的反应,称为脱羧反应脱羧反应脱羧反应脱羧反应。几乎所有羧酸或其盐类在强烈的条件下都可脱羧几乎所有羧酸或其盐类在强烈的条
32、件下都可脱羧:若若-C 上,连有吸电子基,则易脱羧。上,连有吸电子基,则易脱羧。丙二酸丙二酸 乙酸乙酸 应用应用:体内脂肪酸和氨基酸的脱羧是在脱羧酶化下进行的:体内脂肪酸和氨基酸的脱羧是在脱羧酶化下进行的39在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么无水无水羧酸酸钠与碱石灰共与碱石灰共热,则羧酸酸盐失去失去CO2生生成成烃。仅限于低限于低级脂肪酸脂肪酸盐及芳香族及芳香族羧酸酸盐。例如。例如若若羧酸的酸的-碳原子上碳原子上连有有强吸
33、吸电子基子基团,加加热即可即可顺利地脱利地脱羧。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么 二元二元羧酸受酸受热后后,由于两个由于两个羧基的位置不同而基的位置不同而发生不同生不同的反的反应,有的脱有的脱羧,有的脱水有的脱水,有的同有的同时脱水脱脱水脱羧。丁二酸、戊二酸分子内脱水脱水生成酸酐。丁二酸、戊二酸分子内脱水脱水生成酸酐。在在Ba(OH)2存在下存在下,己二酸、庚二酸受热脱水脱羧形成己二酸、庚二酸受热脱水脱羧形成环酮。环酮。
34、草酸和丙二酸易脱羧草酸和丙二酸易脱羧:200在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么(四四)氧化还原反应氧化还原反应羧酸不易被酸不易被还原。在原。在强还原原剂(如如LiAlH4)作用下作用下,羧酸直接酸直接还原原为伯醇伯醇,分子中所含碳碳双分子中所含碳碳双键一般不受影响。一般不受影响。甲酸中的甲酰基具有醛的性质,容易氧化,其它甲酸中的甲酰基具有醛的性质,容易氧化,其它酸不易氧化。酸不易氧化。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的
35、现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么 (五)(五)-H-H的卤代的卤代少量少量 P少量少量 P 在工业上,可控制反应条件,用于制备一氯乙酸在工业上,可控制反应条件,用于制备一氯乙酸及衍生物,例:及衍生物,例:少量少量 P(过量)(过量)在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么四、四、重要的羧酸重要
36、的羧酸 1.1.甲酸(蚁酸)甲酸(蚁酸)(1 1)甲酸酸性甲酸酸性 其它其它饱和一元酸和一元酸(2 2)甲酸能被托甲酸能被托伦试剂和和费林林试剂氧化,也易被高氧化,也易被高锰酸酸钾氧化而使高氧化而使高锰酸酸钾褪色。利用褪色。利用这些性些性质定性定性鉴别甲酸甲酸。(3 3)甲酸与甲酸与浓硫酸共硫酸共热分解生成分解生成CO和和H2O,这是是实验室制室制备少量少量CO的方法之一。的方法之一。2.2.乙酸乙酸 3.3.丙烯酸丙烯酸在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费
37、,也许你认为浪费这一点点算不了什么4.4.乙二酸(草酸)乙二酸(草酸)(1 1)制制备 (2 2)化学性化学性质 易脱易脱羧:具有具有还原性,易被原性,易被KMnO4氧化。氧化。5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O 此反此反应用于用于标定定KMnO4的的浓度。度。能与多种金属离子形成能与多种金属离子形成络合物。合物。在在纺织、印染、服装工、印染、服装工业中广泛用于除中广泛用于除铁迹。迹。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未
38、意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么第二节第二节 取代羧酸取代羧酸 烃基上的氢,被取代后的产物称为烃基上的氢,被取代后的产物称为取代羧酸取代羧酸取代羧酸取代羧酸。取代羧酸取代羧酸取代羧酸取代羧酸 羧酸衍生物羧酸衍生物羧酸衍生物羧酸衍生物 46在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么一、羟基酸一、羟基酸 命名命名命名命名:系统命名法,更常用俗名。:系统命名法,更常用俗名。羟基酸分子中具有羧基和羟基两种官能团。羟基酸分
39、子中具有羧基和羟基两种官能团。(一一一一)分类与命名分类与命名分类与命名分类与命名分类分类分类分类:醇酸醇酸(,);酚酸酚酸IUPACIUPAC:2-2-羟基丙酸羟基丙酸 2-2-羟基丁二酸羟基丁二酸 俗名俗名俗名俗名:乳酸乳酸(Lactic acid)苹果酸苹果酸(Malic acid)47在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么2,3-二羟基丁二酸二羟基丁二酸 3-羧基羧基-3-羟基戊二酸羟基戊二酸IUPACIUPAC:2-
40、羟基苯甲酸羟基苯甲酸水杨酸水杨酸(salicylic acid)3,4,5-三羟基苯甲酸三羟基苯甲酸没食子酸没食子酸(gallic acid)IUPACIUPAC:俗名俗名俗名俗名:酒石酸酒石酸(Tartaric acid)柠檬酸柠檬酸 枸橼酸枸橼酸(Citric acid)俗名俗名俗名俗名:48在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么(二二二二)羟基酸的物理性质羟基酸的物理性质羟基酸的物理性质羟基酸的物理性质 醇酸醇酸:一般是
41、粘稠状液体或晶体。由于分子中一般是粘稠状液体或晶体。由于分子中 的羟基和羧基都能与水形成分子间氢键,因此的羟基和羧基都能与水形成分子间氢键,因此醇酸比相应的羧酸或醇更易溶于水。醇酸比相应的羧酸或醇更易溶于水。酚酸:都为晶体,大多微溶于水。酚酸:都为晶体,大多微溶于水。羟基酸的熔点比相同碳原子数的羧酸高。羟基酸的熔点比相同碳原子数的羧酸高。49在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么(三三)羟基酸的化学性质羟基酸的化学性质 共性:
42、具有羟基和羧基各自的典型性质。共性:具有羟基和羧基各自的典型性质。羟基:氧化,卤代,脱水,成酯羟基:氧化,卤代,脱水,成酯酚羟基:与酚羟基:与FeCl3显色显色羧基:酸性,成盐,成酯羧基:酸性,成盐,成酯特性:因羟基和羧基的相对位置不同,而有所不同。特性:因羟基和羧基的相对位置不同,而有所不同。相互影响:受热脱水,易氧化,等相互影响:受热脱水,易氧化,等50在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么1 1羟基酸的酸性羟基酸的酸性
43、pKa4.883.834.51 羟基的吸电子诱导效应,一般使醇酸酸性比相羟基的吸电子诱导效应,一般使醇酸酸性比相应的羧酸强。应的羧酸强。羟基越靠近羧基,其酸性就越强。羟基越靠近羧基,其酸性就越强。醇酸:醇酸:51在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么52pKa 2.98 4.20 4.57酚酸:与邻位效应、诱导效应、共轭效应等有关酚酸:与邻位效应、诱导效应、共轭效应等有关在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意
44、识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么53 羧羰基氧与邻位羟基氢,形成分子内氢键;使羧羰基氧与邻位羟基氢,形成分子内氢键;使羧羰基氧上的电子,向邻位羟基氢偏移;导致羧羟羧羰基氧上的电子,向邻位羟基氢偏移;导致羧羟基的极性增强,使羧基氢更容易离去。基的极性增强,使羧基氢更容易离去。羧基负离子,仍与邻位羟基氢形成氢键;使体羧基负离子,仍与邻位羟基氢形成氢键;使体系更稳定,也有利于羧基氢的离去。系更稳定,也有利于羧基氢的离去。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自
45、己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么54对位:对位:主要表现为主要表现为+C 效应,使酸性减弱。效应,使酸性减弱。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么2 2醇酸的氧化反应醇酸的氧化反应 受羧基吸电子效应的影响,醇酸中的醇羟基,受羧基吸电子效应的影响,醇酸中的醇羟基,比醇分子中的羟基,更容易被氧化。比醇分子中的羟基,更
46、容易被氧化。55在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么3 3醇酸的脱水反应醇酸的脱水反应 (热稳定性差,易脱水)(热稳定性差,易脱水)脱水方式因羟基和羧基的相对位置不同而异脱水方式因羟基和羧基的相对位置不同而异。(1 1)-醇酸的醇酸的脱水脱水脱水脱水:受热后,两分子间的羟基和:受热后,两分子间的羟基和羧基交叉脱水,羧基交叉脱水,生成较稳定的生成较稳定的生成较稳定的生成较稳定的六元环交酯六元环交酯六元环交酯六元环交酯。-羟羟基
47、丙基丙酸酸丙交酯丙交酯56在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么(2 2)-醇酸的脱水:由于醇酸的脱水:由于-羟基和羧基的共同影羟基和羧基的共同影响,响,-H很活泼;受热时容易与很活泼;受热时容易与-羟基脱水,生成羟基脱水,生成,-不饱和羧酸不饱和羧酸。57在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪
48、费,也许你认为浪费这一点点算不了什么(3 3)、-醇酸的脱水:醇酸的脱水:-醇酸的羟基和羧基,在醇酸的羟基和羧基,在室温下可自动脱水,室温下可自动脱水,生成稳定的生成稳定的生成稳定的生成稳定的五元环内酯五元环内酯五元环内酯五元环内酯。58在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么 -醇酸发生分子内的脱水反应,生成醇酸发生分子内的脱水反应,生成六六元环内酯元环内酯,条件强烈些。,条件强烈些。-戊内酯易开环戊内酯易开环,常温即可水解常
49、温即可水解,生成生成-戊醇酸。戊醇酸。59在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么应用应用 内内酯酯在在酸酸、碱碱存存在在下下发发生生水水解解反反应应,在在碱碱存存在在下下,则则生生成成稳稳定的羟基酸盐。定的羟基酸盐。羟基丁酸钠具有麻醉作用,但不影响基础代谢和呼吸,羟基丁酸钠具有麻醉作用,但不影响基础代谢和呼吸,故经常将它用于呼吸功能不全的患者手术时的麻醉剂。故经常将它用于呼吸功能不全的患者手术时的麻醉剂。在日常生活中,随处都可
50、以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么4 4酚酸的脱羧反应酚酸的脱羧反应 o-或或 p-羟基苯甲酸羟基苯甲酸,加热至熔点以上时,易脱羧。加热至熔点以上时,易脱羧。61在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么生物体内的羟基酸生物体内的羟基酸 1.乳酸乳酸 存在于酸牛奶、肌肉等中存在于酸