羧酸及取代羧酸.ppt

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1、学习目的学习目的：1 1、了解羧酸、羟基酸、氨基酸、酮酸的分类。、了解羧酸、羟基酸、氨基酸、酮酸的分类。2 2、理解羧酸、羟基酸、氨基酸、酮酸的结构。、理解羧酸、羟基酸、氨基酸、酮酸的结构。3 3、掌握羧酸、羟基酸、氨基酸、酮酸的命名及化学性质。、掌握羧酸、羟基酸、氨基酸、酮酸的命名及化学性质。复习引入：复习引入：乙醛氧化可生成乙酸乙醛氧化可生成乙酸:CH:CH3 3CHO CHCHO CH3 3COOH COOH 乙酸分子乙酸分子中的中的-COOH-COOH基团叫做基团叫做羧基羧基。羧酸羧酸是一类含有是一类含有羧基（羧基（-COOH-COOH）官官能团的化合物，能团的化合物，一元饱和脂肪羧酸

2、一元饱和脂肪羧酸的通式为的通式为R-COOHR-COOH 。羧酸羧酸分子中分子中羧基上的羟基被其它原子或基团取代的产物称为羧基上的羟基被其它原子或基团取代的产物称为羧酸羧酸衍生物衍生物（如酰卤、酸酐、酯、酰胺等），羧酸分子中烃基上（如酰卤、酸酐、酯、酰胺等），羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或基团取代的产物称为的氢原子被其他原子或基团取代的产物称为取代酸取代酸（如卤代（如卤代酸、羟基酸、羰基酸、氨基酸等）。酸、羟基酸、羰基酸、氨基酸等）。RCOHO一元饱和脂肪羧酸的通式一元饱和脂肪羧酸的通式酮酸酮酸RCOHO讲授新课：讲授新课：第一节第一节 羧酸羧酸一、羧酸的结构、分类和命名一、羧酸的结构、

3、分类和命名1 1、羧酸的结构、羧酸的结构 羧基羧基 COOHCOOH 在羧酸分子中，在羧酸分子中，羧基碳羧基碳原子是原子是spsp2 2杂化的，其未参与杂杂化的，其未参与杂化的化的p p轨道轨道与一个氧原子的与一个氧原子的p p轨道形成轨道形成C=OC=O中的中的键，而羧基键，而羧基中羟基氧原子上的未共用电子对与羧基中的中羟基氧原子上的未共用电子对与羧基中的C=OC=O形成形成p p-共共轭体系轭体系，从而使羟基氧原子上的电子向，从而使羟基氧原子上的电子向C=OC=O转移，结果使转移，结果使O OH H键极性增强，键极性增强，能解离出能解离出H H+。RCOOHRCOOH.羧基上的羧基上的p-

4、共轭示意图共轭示意图RCOHORCOHO 1 1、根据分子中根据分子中烃基的结构烃基的结构，羧酸分为：，羧酸分为：2 2、羧酸的分类、羧酸的分类2 2、根据分子中根据分子中羧基的数目羧基的数目，羧酸分为：，羧酸分为：一元羧酸一元羧酸、二元羧酸二元羧酸、多元羧酸多元羧酸脂肪羧酸脂肪羧酸（饱和脂肪羧酸和不饱和脂肪羧酸）（饱和脂肪羧酸和不饱和脂肪羧酸）脂环羧酸脂环羧酸（饱和脂环羧酸和不饱和脂环羧酸）（饱和脂环羧酸和不饱和脂环羧酸）芳香羧酸芳香羧酸CH3COOHCH2CH2COOHCOOHCOOHCH2CH CH2COOHCOOHCOOHCH3CH CH COOHCOOHHOOCCCHCOOHHCOO

5、HHOOCCOOH一元羧酸一元羧酸脂肪羧酸脂肪羧酸脂环羧酸脂环羧酸芳香羧酸芳香羧酸多元羧酸多元羧酸二元羧酸二元羧酸 3 3羧酸的命名羧酸的命名羧酸的命名方法有羧酸的命名方法有俗名俗名和和系统命名系统命名两种。两种。（1 1）脂肪族一元羧酸的系统命名）脂肪族一元羧酸的系统命名：与醛的命名方法类似，首：与醛的命名方法类似，首先选择含有先选择含有羧基的最长碳链作为主链羧基的最长碳链作为主链，根据主链的碳原子数称，根据主链的碳原子数称为为“某酸某酸”。从含有羧基的一端编号从含有羧基的一端编号，用，用阿拉伯数字阿拉伯数字或用希腊或用希腊字母（字母（、）表示取代基的位置，将取代基的位）表示取代基的位置，将

6、取代基的位次及名称写在主链名称之前。次及名称写在主链名称之前。CH CH CH3CH3CH3COOHCH COOHCH2CH3CH33-3-甲基丁酸甲基丁酸2,3-2,3-二甲基丁酸二甲基丁酸 （2 2）脂肪族二元羧酸的系统命名）脂肪族二元羧酸的系统命名：选择：选择包含两个羧基的最长包含两个羧基的最长碳链碳链作为主链，根据碳原子数称为作为主链，根据碳原子数称为“某二酸某二酸”，把取代基的位，把取代基的位置和名称写在置和名称写在“某二酸某二酸”之前。之前。-甲基丁酸甲基丁酸CH3COOHCH2CH2丁酸丁酸COOHHOOCHOOCCH2COOHCH2COOHCH2HOOCCH3CH COOHCO

7、OHCH2乙二酸（草酸）乙二酸（草酸）丙二酸丙二酸丁二酸（琥珀酸）丁二酸（琥珀酸）甲基丁二酸甲基丁二酸CH2CH COOHCH3CH CH COOH（3 3）不饱和脂肪羧酸的系统命名）不饱和脂肪羧酸的系统命名：选择含有：选择含有重键重键和和羧基的最羧基的最长碳链长碳链作为主链，根据碳原子数称为作为主链，根据碳原子数称为“某烯酸某烯酸”或或“某炔酸某炔酸”，把把重键的位置重键的位置写在写在“某某”字之前。字之前。丙烯酸丙烯酸 2-2-丁烯酸（巴豆酸）丁烯酸（巴豆酸）COOHCOOHCHCH3CH2COOHOHCH CH COOHCOOH（4 4）芳香羧酸和脂环羧酸的系统命名：）芳香羧酸和脂环羧酸

8、的系统命名：一般把环作为取代基一般把环作为取代基。苯甲酸（安息香酸）苯甲酸（安息香酸）3-3-苯基丁酸（苯基丁酸（-苯基丁酸）苯基丁酸）（-萘乙酸）萘乙酸）邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸3-3-苯基丙烯酸苯基丙烯酸环戊基甲酸环戊基甲酸CH2COOH1-1-萘乙酸萘乙酸（水扬酸）（水扬酸）（肉桂酸）（肉桂酸）COOHCOOHCOOHCOOHHOOCCCHCOOHH练习：练习：环己基甲酸环己基甲酸3-3-环己烯基甲酸环己烯基甲酸邻苯二甲酸邻苯二甲酸丁烯二酸丁烯二酸二二 、羧酸的性质、羧酸的性质羧酸的物理性质羧酸的物理性质1 1物理状态物理状态 C C1 1-C-C3 3 有刺激性酸味的液体，溶于水。有刺

9、激性酸味的液体，溶于水。C C4 4-C-C9 9 有酸腐臭味的油状液体，难溶于水。有酸腐臭味的油状液体，难溶于水。C C9 9 腊状固体，无气味。腊状固体，无气味。2.2.溶解性溶解性：低级羧酸与水混溶低级羧酸与水混溶；高级羧酸不溶高级羧酸不溶；一般；一般二元和多二元和多元酸易溶。元酸易溶。3 3熔点熔点：有一定规律，随着分子中碳原子数目的增加呈锯齿：有一定规律，随着分子中碳原子数目的增加呈锯齿状的变化。状的变化。乙酸乙酸熔点熔点16.616.6，当室温低于此温度时，立即凝，当室温低于此温度时，立即凝成冰状结晶，故纯乙酸又称为成冰状结晶，故纯乙酸又称为冰醋酸冰醋酸。4 4沸点沸点：比相应的醇

10、的沸点高比相应的醇的沸点高。原因：通过。原因：通过氢键氢键形成形成二聚体二聚体RCOOH+NaHCO3RCOONa+H2O CO2+3 3、羧酸的酸性比碳酸强羧酸的酸性比碳酸强，所以羧酸可与，所以羧酸可与碳酸钠或碳酸氢钠碳酸钠或碳酸氢钠反应反应生成生成羧酸盐羧酸盐，同时放出，同时放出COCO2 2，用此反应可，用此反应可鉴定羧酸鉴定羧酸。NaRCOO+HClRCOOH+NaCl4 4、羧酸的碱金属盐或铵盐羧酸的碱金属盐或铵盐遇强酸（如遇强酸（如HClHCl）可析出原来的）可析出原来的羧酸羧酸这一反应经常用于羧酸的分离、提纯、鉴别。这一反应经常用于羧酸的分离、提纯、鉴别。羧酸能与碱作用成盐，也可

11、分解碳酸盐。此性质羧酸能与碱作用成盐，也可分解碳酸盐。此性质可用于可用于醇、酚、酸的鉴别和分离醇、酚、酸的鉴别和分离：不溶于水的羧酸既溶于：不溶于水的羧酸既溶于NaOHNaOH也溶也溶于于NaHCONaHCO3 3，不溶于水的酚能溶于，不溶于水的酚能溶于NaOHNaOH不溶于不溶于NaHCONaHCO3 3，不溶于，不溶于水的醇既不溶于水的醇既不溶于NaOHNaOH也不溶于也不溶于NaHCONaHCO3 3。NaRCOOH+NaOHRCOO+H2O2 2、羧酸能与羧酸能与碱反应碱反应生成生成盐和水盐和水应用：应用：制药工业中，常常利用此性质，将不溶于水的药物变制药工业中，常常利用此性质，将不溶

12、于水的药物变成水溶性的盐，以便配制成水剂或注射液，如：青霉素成水溶性的盐，以便配制成水剂或注射液，如：青霉素G G（二）羧酸衍生物的生成（二）羧酸衍生物的生成 羧基中羟基被其它原子或基团取代的产物羧基中羟基被其它原子或基团取代的产物称为称为羧酸衍生羧酸衍生物物。如果羟基分别被。如果羟基分别被卤素卤素（X X）、）、酰氧基酰氧基(OCOR)OCOR)、烷氧烷氧基基（OROR）、）、氨基氨基（NH2NH2）取代，则分别生成）取代，则分别生成酰卤酰卤、酸酐酸酐、酯酯、酰胺酰胺，这些都是羧酸的重要衍生物。，这些都是羧酸的重要衍生物。(Ar)RCLO酰氧基酰氧基 酸酐酸酐 O C RO.羧酸衍生物的通式

13、：羧酸衍生物的通式：L L=卤素卤素 酰卤酰卤-NH2-NH2氨基氨基 酰胺酰胺 烃氧基烃氧基 酯酯CH3OH+PCl5CH3Cl+POCl3HClCOCO1 1、酰卤的生成、酰卤的生成羧酸和羧酸和磷磷的的卤化物卤化物（如五氯化磷）（如五氯化磷）发生反应生成发生反应生成酰卤酰卤。RCXO酰卤键酰卤键CH3OH+PCl3C l+PO3HCOCH3CO3乙酰氯乙酰氯亚磷酸亚磷酸CH3(CH2)6COOH+PCl5+HCl +POCl3.CClOCH3(CH2)6C6H5COOH+SOCl2+SO2 +HClC6H5CClO氯化亚砜氯化亚砜feng常用常用2 2、酸酐的生成、酸酐的生成OHRCOOH

14、RCO2P O5OCOCORR+H2O 羧酸羧酸与与脱水剂脱水剂（五氧化二磷）（五氧化二磷）共热，共热，两个羧基间两个羧基间受热脱去受热脱去一分子水生成一分子水生成酸酐酸酐。（1）一元酸）一元酸乙酸乙酸（2）二元酸）二元酸ROCOH+HORH+R+H2OROCO3 3、酯的生成、酯的生成羧酸羧酸与与醇醇在少量强酸（如浓硫酸）存在下生成在少量强酸（如浓硫酸）存在下生成酯和水酯和水的反的反应称为应称为酯化反应酯化反应。酯化反应是可逆的酯化反应是可逆的，欲提高产率，必须增大某一反应物的，欲提高产率，必须增大某一反应物的用量或降低生成物的浓度，使平衡向生成酯的方向移动。用量或降低生成物的浓度，使平衡向

15、生成酯的方向移动。浓浓H H2 2SOSO4 42P O5RCOONH4RCONH2H2O+OHRCORCOONH4+NH3H2O+OHRCORCOONH4(NH4)2CO3+CO24 4、酰胺的生成、酰胺的生成 羧酸羧酸与与氨氨生成生成羧酸的铵盐羧酸的铵盐，铵盐铵盐受强热或在脱水剂的作受强热或在脱水剂的作用下加热，可在分子内失去一分子水形成用下加热，可在分子内失去一分子水形成酰胺酰胺。乙酸乙酸（三）还原反应（三）还原反应 特点：特点：羧基一般不易被还原，但在强还原剂羧基一般不易被还原，但在强还原剂氢化铝锂氢化铝锂作用下可被作用下可被还原为还原为伯醇伯醇乙酸、苯甲酸乙酸、苯甲酸P2ClP2Cl

16、P2ClCOOH3ClCOOHClCOOHClC2CH2CH3CH COOH（四）（四）-H-H的反应的反应 脂肪族羧酸的脂肪族羧酸的-H-H与醛、酮相似，较活泼，可以被与醛、酮相似，较活泼，可以被卤素卤素取代。在碘、红磷、硫等的催化下，羧酸分子中的取代。在碘、红磷、硫等的催化下，羧酸分子中的-H-H被卤被卤素取代，生成素取代，生成-卤代羧酸。卤代羧酸。一氯乙酸一氯乙酸 二氯乙酸二氯乙酸 三氯乙酸三氯乙酸（五）脱羧反应（五）脱羧反应羧酸失去羧酸失去羧基羧基放出放出二氧化碳的反应二氧化碳的反应，称为，称为脱羧反应脱羧反应。1 1、饱和一元羧酸不易脱羧、饱和一元羧酸不易脱羧，在特殊条件下才能发生脱羧反，在特殊条件下才能发生脱羧反应。例如羧酸的碱金属盐与碱石灰共热，失去一分子应。例如羧酸的碱金属盐与碱石灰共热，失去一分子二氧二氧化碳化碳，生成比原来羧酸，生成比原来羧酸少一个碳原子的烃少一个碳原子的烃。CO3CH3COONa+NaOHCaOCH4+Na2实验室制备甲烷实验室制备甲烷:CH3COOHHOOCCH2COOH+CO2 2、低级二元羧酸、低级二元羧酸受热受热容易发生脱羧反应容易发生脱羧