页数：52页文件大小：889.5 KB来源： 有机化学ppt课件
本课件讲解羧酸及其衍生物与取代酸。羧酸部分涵盖结构、酸性影响因素与酰氯酸酐酯酰胺的生成；衍生物部分讲亲核取代活性次序、还原、酯缩合与水解机理；最后介绍醇酸、酚酸与羰基酸的性质。
9 羧酸、羧酸衍生物和取代酸
9.1 羧酸（carboxylic acid）
一、羧酸的分类、命名
示例：3-甲基-2-乙基丁酸、3,5-二甲基-2,4-己二烯酸
常见羧酸示例
二、羧酸的物理性质：羧酸是极性分子，能与水形成氢键。
| 沸点高低 | 化合物类别 |
|---|---|
| 最高 | 羧酸 |
| 次之 | 醇 |
| 再次 | 醛、酮 |
| 较低 | 卤代烃 |
| 最低 | 烷烃 |
三、羧酸的化学性质——结构分析
发生反应的主要部位及反应
1、酸性
用途：①分离、提纯；②使不溶性羧酸变成盐，使用方便。
与羧基直接或间接相连的原子或基团，对羧酸的酸性有不同程度的影响。
吸电子基团的影响规律：吸电子能力越强、数目越多、离羧基越近，羧酸的酸性越强。
注：本页源文件以结构式排序为主，编号对应的具体化合物以原课件图片为准。
2、羟基被取代（羧酸衍生物的生成）
羧酸中的羟基可被卤素、酰氧基、烷氧基或氨基取代，分别生成酰氯、酸酐、酯和酰胺。
酰氯的生成：羟基被卤素取代（甲酸除外）。
酸酐的生成：羟基被酰氧基取代。
二元羧酸加热可生成环状内酐（以五元环或六元环最易形成）。
注：本页源文件以结构式与反应式为主，各二元酸对应的具体产物以原课件图片为准。
生成酯：羟基被烷氧基取代。
注意
酰胺的生成：羟基被氨基取代。
能与羧酸反应的胺至少含一个氢：RNH2、R2NH（R3N 不含 N—H）。
3、羧基的还原（用 LiAlH4）
4、脱羧反应：脱去 CO2 的反应。
5、α-H 的反应：脂肪酸 α-C 上的 H 可被卤原子取代而生成 α-卤代酸。
9.2 羧酸衍生物（carboxylic acid derivatives）：酰卤、酸酐、酯和酰胺
一、羧酸衍生物的命名：酰基名称来源于相应羧酸。
酰卤、酰胺示例：2-丁烯酰氯（胺）、2-甲基丙酰氯（胺）、对-硝基苯甲酰氯（胺）、N-甲基丙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺
酸酐的命名示例：乙（酸）酐、乙丙（酸）酐、邻苯二甲酸酐、丁二酸酐、顺丁烯二酸酐（顺酐）
相关含氮衍生物：N-乙酰苯胺、邻苯二甲酰亚胺、γ-丁内酰胺
酯的命名：按「某酸某酯」命名。
示例：2-甲基丙酸乙酯、甲酸乙酯、苯甲酸苄酯、乙酸苯酯、乙酸异戊酯（香蕉水）、正戊酸异戊酯（苹果香味）、丁酸甲酯（菠萝香味）
多数酯有愉快的香味，许多水果的香味就是由酯引起的，因此许多酯被用来调配食品或做化妆品香精。
二、羧酸衍生物的物理性质
三、羧酸衍生物的化学性质
1、酰基上的亲核取代反应——（1）水解：羧酸衍生物水解生成相应的羧酸。
（2）醇解：酰氯、酸酐和酯与醇或酚作用，主要产物是酯。
（3）氨或胺解：酰氯、酸酐和酯与氨或胺作用，主要产物是酰胺。
从羧酸衍生物的角度看是水解、醇解或氨解；但对水、醇或氨来说，相当于在分子中引入酰基，即发生了酰基化反应。酰氯、酸酐和酯都是酰基化试剂，反应活性依次减弱。
酰基上的亲核反应机理（加成—消除机理）
羧酸衍生物水解、醇解、胺解的活性次序是：酰氯 > 酸酐 > 酯 > 酰胺
羧酸衍生物活性大小取决于离去基团离去的难易：离去基团（L）的碱性越弱，越易离去。
| 离去基团 L | 碱性由弱到强 | 共轭酸 | 共轭酸酸性 |
|---|---|---|---|
| Cl- | 最弱（最易离去） | HCl | 最强 |
| RCOO- | 较弱 | RCOOH | 较强 |
| RO- | 较强 | ROH | 较弱 |
| NH2- | 最强（最难离去） | NH3 | 最弱 |
离去基团碱性的强弱可从其共轭酸的酸性强弱得知：强酸的共轭碱是弱碱。酰氯是最活泼的酰基化试剂，酰氯、酸酐是有机合成中常用的酰基化试剂。
2、还原反应：羧酸衍生物一般都比羧酸容易还原。
注：本页源文件以反应式为主，各衍生物的具体还原产物与试剂以原课件图片为准。
注：本页源文件以反应式为主，具体试剂与条件以原课件图片为准。
3、Claisen 酯缩合反应：酯中的 α-H 较活泼，在醇钠作用下与另 1 分子酯缩去 1 分子醇，生成 β-酮酸酯，简称酯缩合。
4、酰胺的反应
示例：邻苯二甲酰亚胺钾（由邻苯二甲酰亚胺的弱酸性成盐得到）。
（3）Hofmann 降解反应：酰胺与溴或氯在碱溶液中作用，脱去羰基生成伯胺，使碳链减少 1 个碳原子，称为 Hofmann 降解反应。
5、酯化和酯水解的反应机理——酯化反应机理
实验证明，大部分羧酸与醇的酯化是按酰氧键断裂方式进行的。
酯水解的反应机理
四、碳酸衍生物的化学性质：碳酸不稳定，但碳酸的某些衍生物是稳定的，其化学性质与羧酸衍生物相似。
9.3 取代酸：羟基酸（醇酸、酚酸）与羰基酸（醛酸、酮酸）
一、醇酸的分类和命名
二、醇酸的物理性质：羟基和羧基都是亲水基，醇酸在水中的溶解度一般都很大。
命名示例：2-羟基-1,2,3-丙烷三羧酸（柠檬酸）、1-羟基-1,2,3-丙烷三羧酸（异柠檬酸）
三、醇酸的化学性质
1、酸性：羟基使醇酸的酸性增强，酸性由大到小的顺序为 > > 。
2、α-羟基酸的氧化：α-羟基酸中的羟基比醇中羟基易氧化；Tollen 试剂与醇不反应，但能把 α-羟基酸氧化为 α-羰基酸，能发生银镜反应。
注：本页源文件的酸性顺序以结构式呈现，具体化合物以原课件图片为准。
3、α-羟基酸的分解反应：α-羟基酸在稀硫酸作用下分解生成醛（或酮）与甲酸。
4、失水反应：α-羟基酸受热时两分子间交叉失水生成交酯。
注：本页源文件以反应式为主，具体产物结构以原课件图片为准。
四、酚酸：酚酸具有芳香酸和酚的典型反应性能。
五、羰基酸——1、分类、命名、性质
示例：丙醛酸（甲酰乙酸）、丙酮酸、3-丁酮酸（乙酰乙酸）
羰基酸的分解：乙醛酸、丙酮酸可分别发生脱羧（放 CO2）与脱羰（放 CO）反应。
注：本页源文件以反应式为主，具体产物以原课件图片为准。
2、乙酰乙酸及其酯
（3）乙酰乙酸乙酯的互变异构
| 异构形式 | 含量 | 检验方法与现象 |
|---|---|---|
| 酮式 | 92.5% | 加金属 Na 有气体放出；加 Br2 使其褪色 |
| 烯醇式 | 7.5% | 加 FeCl3 呈色 |
互变异构现象在尿嘧啶等杂环化合物中同样存在。
（4）乙酰乙酸乙酯在合成上的应用
本章末页标注乙酰乙酸乙酯的两条分解路径：酸式分解与酮式分解。
注：本页正文字符少于 60 字，源文件仅提取到两种分解方式的名称，建议对照原课件图片补充反应式。
下载地址：{{downurl}}
{{{a}}}
{{#b}}{{{b}}}
{{/b}} {{/title}} {{#nolog}}登陆注册
{{/nolog}} {{#djsx}}点我刷新
{{/djsx}} {{#gocz}} {{/gocz}} {{#ffqr}} {{/ffqr}}