PPT《第十三章 羧酸》

第十三章 羧酸 exit

第一节 一元羧酸的结构和命名

第二节 一元羧酸的物理性质

第三节 羧酸的酸性

第四节 酯化反应

第五节 一元羧酸的其他反应

第六节 一元羧酸的制法

第七节 一元羧酸的来源合用途

第八节 二元羧酸 本章提纲 分类 分子中含有羧基(-COOH)的物质称为羧酸.

13.1.1 一元羧酸的结构 §13.1 一元羧酸的结构和命名 一元羧酸的通式为RCOOH,其中R为氢或烃基. §13.1 一元羧酸的结构和命名 两个碳氧键不等长,部分离域. 两个碳氧键等长,完全离域.个碳氧键等长,完全离域. 13.1.1 一元羧酸的结构 13.1.2 一元羧酸的命名 §13.1 一元羧酸的结构和命名 只含有一个羧基的羧酸称为一元酸.许多羧酸是从天然产物中得到的,可根据它的来源命名. 一元酸 系统命名 普通(俗名)命名HCOOH 甲酸 蚁酸CH3COOH 乙酸 醋酸CH3CH2COOH 丙酸 初油酸CH3CH2CH2COOH 丁酸 酪酸CH3(CH2)14COOH 十六酸 软脂酸CH3(CH2)16COOH 十八酸 硬脂酸 13.1.2 一元羧酸的命名 §13.1 一元羧酸的结构和命名 二元酸 系统命名 普通命名HOOCCOOH 乙二酸 草酸HOOCCH2COOH 丙二酸 缩苹果酸HOOC(CH2)2COOH 丁二酸 琥珀酸(Z)-HOOCCH=CHCOOH 顺丁烯二酸 马来酸(E)-HOOCCH=CHCOOH 反丁烯二酸 富马酸 IUPAC命名法: 选取含取代基的最长碳链――主链从靠近羧基的一端开始编号取代基、重键的位置用阿拉伯数字标出. 13.1.2 一元羧酸的命名 §13.1 一元羧酸的结构和命名 3-硝基苯甲酸(或间-) 3-甲基-2-丁烯酸 3-甲基戊酸(β-甲基戊酸) 13.1.2 一元羧酸的命名 §13.1 一元羧酸的结构和命名 3,4-二甲基-2-乙基-戊酸 3,4-二甲基-2-戊烯酸 甲基丁二酸 间甲基苯甲酸 环戊基甲酸 低级脂肪酸是液体,具有刺鼻的气味,可溶于水.中级脂肪酸也是液体,具有难闻的气味,部分地溶于水.高级脂肪酸是蜡状固体.无味,在水中溶解度不大. 物态,气味,溶解性 §13.2 一元羧酸的物理性质 (1) 沸点(b.p)很高(比M相近的醇高) 例:M甲酸 = M乙醇,b.p 100.7℃ 78.5℃ 13.2.1 熔点,沸点 分子中有两个部位可形成H-键,常以二聚体存在.? (2) 与水形成H-键=>

易溶于水 C1―C4 的酸与水混溶,R增大,水溶性↓ §13.2 一元羧酸的物理性质 13.2.2 红外光谱 §13.2 一元羧酸的物理性质 羧酸中的C=O:单体 二缔合体RCOOH 1770~1750cm-1 ~1710cm-1CH2=CHCOOH ~

1720 cm-1 ~1690cm-1ArCOOH 1700-1690cm-羧酸中的OH:3550 cm-1

3000 ~2500cm-羧酸中的C-O ~

1250 cm-1 1HNMR R2CHCOOH ?H: 10~12 HCR2COOH ?H: 2~2.6 13.2.3 核磁共振谱 §13.2 一元羧酸的物理性质 1. 羧酸根比较稳定,所以羧酸的氢能解离而表现出酸性. 2. 多数的羧酸是弱酸,pKa约为4-5 (大部分的羧酸是以未解离的分子形式存在) §13.3 一元羧酸的酸性 3. 羧酸可以和碳酸氢钠反应,生成羧酸盐. RCOOH + NaHCO3 RCOO-Na + CO2 +H2O 13.3.1 羧酸的电离 §13.3 一元羧酸的酸性 羧酸最重要的性质之一是具有酸性,在水中可离解出质子,能使石蕊试纸变红. R-COOH R-COO- + H+ Ka K a = [ H + ] [ R C O O - ] [ R C O O H ] =

1 .

7 5 *

1 0 -

5 羧酸的酸性强度,一般用解离常数Ka值或pKa值表示: pKa = -lgKa pKa 则酸性 酸性大小:大多无机酸>

羧酸 >

H2CO3 >

苯酚 >

ROH pKa: 1~2 4.75-5 6.37 9.98 16-17 (甲酸3.75)溶于Na2CO3 不溶 13.3.1 羧酸的电离 §13.3 一元羧酸的酸性 (1)电子效应的影响: 吸电子取代基使酸性增大,给电子取代基使酸性减少.HCOOH C6H5-COOH CH3COOH pka 3.37 4.20 4.73 给电子能力弱 给电子能力较强 13.3.1 羧酸的电离 §13.3 一元羧酸的酸性 -I 使酸性增强 X-CH2COOHX= F Cl Br I CHO NO2 N(CH3)3pKa 2.66 2.86 2.90 3.18 3.53 1.68 1.83 (1)电子效应的影响: 13.3.1 羧酸的电离 §13.3 一元羧酸的酸性 FCH2COOH F2CHCOOH F3CCOOH ClCH2COOH Cl2CHCOOH Cl3CCOOH pKa:2.66 1.24 0.23 pKa:2.86 1.29 0.65 吸电子取代基数目增加,酸性也增加. 吸电子取代基与羧基之间的距离增加,酸性迅速减弱. CH3CHCOOH CH2CH2COOH CH3COOH Cl Cl pKa:2.80 4.08 4.87 利于H+离解的空间结构酸性强,不利于H+离解的空间结构酸性弱. 13.3.1 羧酸的电离 §13.3 一元羧酸的酸性 (2)空间效应: pKa = 6.07 pKa = 5.67 取代基具有吸电子共轭效应时,酸性强弱顺序为:邻>