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第10章_羧酸和取代酸_2010.6.2
1. 酸性与成盐
CH3COOH + H2O OH RCOOH>H2CO3> pKa: 4~5 6.5 10.0
>H2O>ROH>RC≡CH> H2C=CH2
CH3COO- + H3+O
15.7
17
25
34
RCOOH + NaOH
RCOOH + NaHCO3 RCOONa + HCl –OH
RCOONa + H2O
NH2 COOH
4-氨基戊酸
O COOH
不可以说是 4-乙酰基丁酸
4-氧代戊酸 4-羰基戊酸 4-戊酮酸
命名
(E)-4-羟基-2-戊烯酸
完成反应式
4-氧代环己烷甲酸
一 卤代酸
复习:卤烃的两大特征反应:取代、消除
在卤代酸中,卤素原子依旧表现出这两大反应性 质,选择性由位置决定。
反应
α-卤代酸
Br + α COOH H 2 O /O H COOH NH2
NH3
吸电子羧基增加了碳卤键的极性
OH
用于制备
COOH
β-卤代酸
β R C H C H 2C O O H
OH
-
O R C H C H C OH
Br
γ, δ -卤代酸
Cl
Cl
O O4
O C O
-
δ
COOH
OH OH
--
6
5
3
2 1
生成产物 内酯
2
O
1
i-P r
6
O
i-P r
制备
α-卤代酸 复习:泽林斯基反应
少量红磷催化下发生此反应。反应历程(不要求) 生成酰卤,酰卤卤素的吸电子能力增加了α-氢的 活性。请和生成酰卤的条件区分开! 另,少量碘、硫等也能催化反应,略。
(五)脱羧
脱羧比较难,一般在α 、β位上有吸电子基 的羧酸才能脱羧。 α -酮酸的脱羧
α-C上连了吸电子基(以羰基和烯键为例) β -酮酸
3,4号C上连了烯键:脱羧+重排
请问,前述的β-酮酸是否也有重排? 为何其产物没有改变特征?
(六)二元酸受热的反应
1. C2-C3 直接脱羧
COOH COOH HCOOH + CO2
COOH H 3C C H COOH C H 3C H 2C O O H + CO2
2. C4-C5 脱水成环酐—五、六元环的稳定性
CH3–CH2COOH
>
>
4.88
—OH在非共轭体系中只有诱导效应,是吸电基团。
芳香族羧酸的酸性
取代苯甲酸的酸性不仅与取代基的种类有关,而且与取代 基在苯环上的位置有关。
COOH
COOH
COOH
COOH
COOH
NO2
Br
CH3
OCH3
(2)场效应 ——通过空间传递的静电作用
COOH O C–OCOOH NO2 2 COOH NO2 COOH
4.19
2.21
3.49
NO2 3.42
明显强于间位、对位
(3)氢键
COOH O C–OCOOH O–H OH COOH OH 4.19 2.98 4.08 COOH
OH 4.57
⑷空间效应 ——空间阻碍效应 COOH COOH CH3 COOH CH3 4.19 3.91 COOH
4.27
CH3 4.38
RCOONa + CO2 + H2O RCOOH + NaCl
+ NaHCO3
×
不反应
应用:① 能将RCOOH和 ② 能将RCOOH提纯
–OH
鉴别、分离开来
2. 影响羧酸酸性的因素
⑴电子效应 ——诱导效应、共轭效应
Cl–CH2COOH pKa 2.86 ClCH2COOH 2.86 H–CH2COOH 4.76 Cl2CHCOOH 1.26
第10章
羧酸和取代酸
Carboxylic acid
学习重点:
● 羧酸的化学性质 (羧酸衍生物的生成、羧酸中H的取代反应) 。
学习难点:
● 影响羧酸酸性的因素。
10.1 羧酸的分类和命名
10.1.1 羧酸的分类
饱和羧酸 CH3COOH
1. 根据与羧基相连 的烃基种类分
COOH
不饱和羧酸 CH3CH=CHCOOH
子质量相近的醇的沸点还要高。 O R—C H—O C—R
O—H
O
10.3 羧酸的结构和化学性质
羧酸的结构
⑤ O R—CH—C—O—H
O 官能团:− C−OH 羧基
sp2
还原,亲核加成反应, (难)
H
① 酸 性,比酚、醇酸性强。
② 羟基被取代的反应,(难)
③ 脱羧反应 ④ -H的反应,(难)
羧酸的化学性质
2-甲基-2-丙烯酸
H
H3 C
C=C
COOH H
(E)-2-丁烯酸(巴豆酸)
CH2COOH COOH
苯甲酸(安息香酸)
1-萘乙酸(α-萘乙酸)
H 3C
COOH
4-甲基-2-异丙基苯甲酸
CH(CH3)2
HOOC−CH2CH−COOH
2-甲基丁二酸
CH3
10.2
羧酸的物理性质(自学)
沸点高: 由于羧酸分子间可形成双氢键,其沸点比相对分
该反应参照格氏试剂的反应,锌试剂选择性反 应羰基,对酯基影响较小。
R C (R ')H
R C (R ')H O ZnBr
H 3O +
O + B rZ n C H 2 C O O R
R C (R ')H
OH
C H 2C O O R
C H 2C O O R
比较容易出错的是把起始的卤代物在哪一头记混, 需要特别注意下,卤素在酯上。
自此开始其他反应可以参照卤代酸
-羟基酸: 脱水生成 -不饱和羧酸
R C C H 2C O O H OH RCH CHCOOH
-、-羟基酸脱水生成内酯
HO COOH O O
制备
复习:水解法
Br
H 2 O /O H
-
② H 3O
+
CH2
C H C H 2C H 2O H
回忆:醛酮的LiAlH4还原也是两步反应,第二步也 要水解。
(四)α-氢的反应
Hell-Volhard-Zelinsky Reaction
C H 3C H 2C H 2 C O O H + B r2 红P 或 P B r3
C H 3C H 2C H C O O H + H B r Br
O COOH 乙酸酐 C O COOH C O
3. C6-C7 :脱羧又脱水,生成环状酮
CH3 C H C H 2C O O H C H 2C H 2C O O H + H 2O
B a (O H ) 2
H 3C O
+
CO2
B a (O H ) 2
O
H O O C (C H 2 ) 5 C O O H
少量红磷
R C H 2C O O H
X2
ห้องสมุดไป่ตู้
RCCOOH X
β-卤代酸
HX
RHC
CHCOOH
RHC X
CHCHOOH
二 羟基酸
反应
-羟基酸: 两分子交叉脱水, 生成交酯
O H 3C CH O
2
C H
OH H HO C O
O CH 2 C H 3
O H 3C CH O
2
-2H2O
C C O
O CH
2
交酯
LiAlH4能顺利地将羧酸还原为伯醇,并且分子中的 双键不受影响。但NaBH4还原性能比LiAlH4弱,不 能用来还原羧酸。
H 3C O OCH3 (1 ) L iA lH 4 COOH (2 ) H 3 O + C H 2O H H 3C O OCH3
CH2
C H C H 2C O O H
① L iA lH 4 / E t 2 O
H 2O
RCOOH
H 2O
H 2S O 4
C H 2C O O H
105℃
RCOOH
RCN
伯卤 R C l 代烷
生成物比卤烃多一个碳(回忆卤仿反应)
限制:
环上的 C 卤素无 X OOH 法取代
?
NaCN取代 RR CX O的条件易 O H 消除 RR
RR
(三)格氏试剂法
O R - M g +X + (A r) CO2 H 3O + R C (A r) O - M g + X RCOOH (A r)
合成
COOH
M gC l
Cl
1
氨基酸
COOH COOH C H 3C C H 2C O O H OH NH2 CO H O O C 羰基酸 O H
OH I O
卤代酸
酚酸 羟基酸
命名
Cl COOH
ω -氯戊酸 5-氯戊酸 (ω -末位)
OH
COOH
2-羟基环己烷羧酸
OH COOH
2-羟基苯甲酸 水杨酸
4 生成酰胺
O RCOOH
NH3
RCOONH4
R
C
O
N H 2 + H 2O
RCOOH
H N R '2
R C O O N H 2 R '2
R
C
N R '2 + H 2 O