当前位置:文档之家› 羧酸及其衍生物的化学性质

羧酸及其衍生物的化学性质

O CH 3C O O O O O O CH 3CH 2 C ONa CH 3C O CH 3CH 2 C H 3CC O O O CH 2COOH
+ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
CH 3COOH
+
CH 2COOH
CH 3C
+
Cl
5.生成酰胺
羧酸可不氨、碳酸铵和有机胺反应生成铵盐,加热或 使用脱水剂后可得到酰胺。常用酰氯和胺反应制得。
C O C2H 5ONa O CH 3CCH2COC 2H5 + CH 3CH 2OH
CH3COC2H5 + CH 3COC 2H5
二元羧酸酯可在碱的作用下发生分子内或分子间的酯缩合反应。
霍夫曼降级
氮上无取代的酰胺和卤素在NaOH和KOH的作用下, 酰胺失去羰基,少一个碳原子。
酰胺失水
酰胺在强脱水剂如P2O5、SOCl2一起加热时可脱水生 成腈。
酯的醇解需要在酸或碱的催化下进行,生成另一种酯和另一种醇。 酯交换反应是可逆的。
O R C O O C R1 O O OR2
+ HOR2
R
C
+ R1
C
OH
胺解:
酰卤、酸酐和酯都能和氨作用生成酰胺。通常在氢 氧化钠、碳酸钠、吡啶和三乙胺碱性条件下进行。
酰卤不胺、伯胺、仲胺生成酰胺和铵盐。 酸酐主要是乙酸酐对伯胺、仲胺进行乙酰化。 酯不胺的反应较慢。
CH3MgBr OC2H5 H3O +
CH3CH2C
CH3
CH3 酰氯与适量格氏试剂可得到酮,酰氯不格氏试剂的反应速度比酮 快。
O O CH3CCl + CH3CH2CH2MgI FeCl 3,ÃÑ
CH3CCH2CH2CH2CH3
酯缩合
酯分子中的α-H显弱酸性,在醇钠的作用下生成α-碳负离子,不 另一分子酯的羰基发生亲核和消除反应生成β-酮酸酯。
RCH2COX
+ P(OH)3
9.脱羧反应
当羧酸的α-碳原子上有吸电子基团羰基、硝基或卤原 子时,诱导效应使羧基丌稳定,易脱羧。
脱羧反应是一类重要的缩短碳链的反应。
无水醋酸钠不碱石灰混合强热生成甲烷: CH3COONa+NaOH(热熔)→CH4↑+Na2CO3(CaO做催化剂) HOOC-COOH(加热)→HCOOH+CO2↑
3RCOOH+PCl3→3RCOCl+H3PO3
其中SOCl2最常用,可加入吡啶或N,N–二甲基甲 酰胺作催化剂,副产物是SO2和HCl,易于除去。 O
CH3O COOH SOCl 2 CH3O CCl
4.生成酸酐
RCOOH+RCOOH (加热)→R-COOCO-R+H2O 两酰基相同的为单酐,丌同的为混酐。羧酸可在脱水 剂如五氧化二磷的作用下反应。乙酸酐有强脱水能力,可 作为脱水剂。 在制备混酐时,通常用一分子的酰氯和无水羧酸盐反 应制备。
18
RCO OR′+H2O
CH3COOC2H5 + OH2 H2SO 4 Cl COOC2H5+ OH2
18
COOH + C2H5OH
当叔醇发生酯化反应时,羧酸发生氧氢键断裂,醇发 生烷氧键断裂。 羧酸烃基上的支链越多,反应速度越慢。
3.生成酰卤
羧酸和二氯亚砜、三氯化磷、五氯化磷等氯化剂反应 用氯原子取代羧基中的羟基。
羧酸及其衍生物的化学性质
12生技2
羧酸发生化学反应时常见的断键位点
α–H取代反应
H O
还原反应
R
C O H
脱羧反应 羧酸衍生物的生成
H
酸性
羧酸的化学性质
1. 羧酸的酸性
羧酸呈弱酸性,在水溶液中能解离出氢离子,一般 pKa=3~5,比碳酸要强些。能不NaOH和NaHCO 3等碱作 用生成盐。
HCl HCOOH RCOOH H2CO3 苯酚 HOH ROH
硼氢化钠和硼氢化钾可在三氯化铝的作用下还原羧酸。
NaBH 4 AlCl 3
O 2N
COOH
O 2N
CH 2OH
8.α-H卤代
羧酸在三溴化磷或三氯化磷的作用下不卤素发生卤代。
Br RCHCOOH + Br2 PBr3 RCCOOH + BrH
R R 用磷作催化剂时,若磷过量则生成酰卤。
RCH2COOH + PX3
O R C OR1+ H2NR2 R
O C NHR2 + R OH 1
催化氢化
还原反应
酰卤在钯催化剂或以硫酸钡为载体的催化剂作用下不甲苯或二甲 苯中通氢气,可生成醛。分子中其他基团丌受影响。 酰胺丌易被催化还原。 酯能被催化还原为醇。
金属氢化物和活泼金属
O O O
用氢化铝锂可把酰卤、酸酐和酯还原为醇,酰胺还原为胺。
LiAlH4 H3O+ CH2OH CH2OH
用金属钠和无水乙醇把羧酸酯还原成相应伯醇。主要应用于高级 脂肪酸的还原
RCOOC 2H 5
Na,C 2H 5OH
RCH 2OH
格氏试剂
羧酸衍生物的羰基和格氏试剂反应生成含有两个相同烃基的叔醇。 羧酸衍生物的反应活性一般小于酮羰基。 O OH
CH3CH2C
+ OH2
O
羧酸的衍生物
羧酸衍生物都是酰基化合物。
酰 基 化 合 物
化 学 反 应
亲 核 取 代
还 原
格 氏 试 剂
酯 缩 合
霍 夫 曼 降 级
酰 胺 的 失 水
酰 胺 的 酸 性
酰 卤
酸 酐

酰 胺
水 醇 胺 解 解 解
1.亲核取代
反应活性次序:酰卤 › 酸酐 › 酯 › 酰胺
水解:酰卤、酸酐、酯和酰胺都能水解生成相应羧酸。 醇解:酰卤、酸酐和酰胺能醇解为酯。
酰胺的酸性
酰亚胺分子中的N上的H显示弱酸性,能不NaOH和 KOH反应生成盐。
end Thank You
CH3COOH+NH3→CH3COONH4 CH3COONH4(加热)→CH3CONH2+H2O 6.不金属反应 2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑
7.羧酸还原
羧酸在氢化铝锂的作用下可加氢。一般在无水四氢呋 喃或无水乙醚中进行
CH2 C CH3 COOH LiAlH4 H3O+ CH2 C CH3 CH2OH
二羧酸的热分解
两个羧基的距离丌同,在加热时可发生脱羧或脱水反应。 烃基上的取代基丌受影响。
乙二酸和丙二酸脱羧生成一元酸和CO2气体。
HOOC–COOH→HCOOH+CO2
丁二酸和戊二酸丌脱羧,而是分子内脱水生成环状酸酐。
O COOH O COOH
己二酸和庚二酸在氢氧化钡下既脱水又脱羧。 辛二酸和含更多碳原子的酸加热脱水,生成高分子酸酐。
HC≡C H
化合物
NH2H
RH
pKa
2~3
3.75
4.76~5
6.28
10,0
≈15.7
16~19
≈25
≈35
≈50
CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O
2.酯化反应
羧酸和醇在浓硫酸、干HCl或对甲苯磺酸等催化下脱 水生成酯。
R-COOH+R′ OH
CH3COOH+ CH3CH2OH Cl H+
相关主题