8.2 羧酸衍生物 课件(共24张PPT)《基础化学(下册)》同步教学(中国纺织出版社)

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8.2 羧酸衍生物 课件(共24张PPT)《基础化学(下册)》同步教学(中国纺织出版社)

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8.2 羧酸衍生物
8.2 羧酸衍生物
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一、羧酸衍生物的结构和命名
羧酸衍生物在结构上的共同特点是都含有酰基( ),酰基与其所连的基团都能形成P-π共轭体系。
(一)羧酸衍生物的结构
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(二) 羧酸衍生物的命名
酰卤和酰胺根据酰基称为“某酰某”。酰卤的命名将相应的酰基名称放在前面,卤素的名称放在后面。即将相应的“酸”改成“酰卤”
酰胺的命名:和酰卤相似。将相应的酰基后边加一“胺”字,既将相应的“酸”改为“酰胺” 。
注意:酰胺分子中氮原子上的氢原子被烃基取代后生成取代酰胺。命名为“N-烃基某酰胺”。
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酸酐的命名是在相应羧酸的名称之后加一“酐”字。
① 由二分子相同的一元羧酸脱水形成的酸酐称为单酐,
它们的命名,可在原来的羧酸名称之后加一“酐”字来称呼,
“酸”字也可以省略。
例如:
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② 由二分子不相同的一元羧酸脱水形成的酸酐称为混酐。
它们的命名,可把简单的或低级的羧酸名称放在前面,复杂的或高级的羧酸名称放在后面(即按甲、乙、丙……顺序,英文按字母顺序),再加一“酐”字来称呼。
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③ 环状酸酐:一分子的二元酸或多元以上的多元酸,它们脱水后可生成环状酸酐。命名时,可在二元酸的名称后加一“酐”字。
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酯的命名是根据形成它的酸和醇称为某酸某酯。把酸的名称放在前面,烃基的名称放在后面,在加一“酯”字。例如:
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二、 羧酸衍生物的物理性质
(一)酰卤
最简单而又稳定存在的酰氯是乙酰氯,是无色有刺激性气味的液体,高级酰氯是固体。低级酰卤遇水激烈水解。乙酰氯遇空气中的水气即能水解。
(二)酸酐
酸酐中最简单的是乙酐。低级酸酐是有刺激味的液体,高级酸酐是固体。酸酐遇水也分解,但比酰卤缓慢。
(三)酯
酯常为液体,低级酯具有芳香气味,存在于花果中。例如,香蕉中含乙酸异戊酯,苹果中含戊酸乙酯,菠萝中含丁酸丁酯等等。
酯的密度比水小,在水中的溶解度很小,溶于有机溶剂,也是优良的有机溶剂。
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酰胺有分子间氢键缔合作用,故除甲酰胺外,其他酰胺均为固体氮上氢被取代后,沸点和熔点显著降低。
(四)酰胺
水溶性: 低级酰胺溶于水。 N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺可与水混溶,是很好的非质子极性溶剂。
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三、 羧酸衍生物的化学性质
(一)酰卤
酰卤中酰氯使用最广泛。甲酰氯(HCOCl)不存在,分解为CO和HCl。酰氯的化学性质很活泼,它能与水、醇和氨反应,分别生成羧酸、酯和酰胺,这些反应分别称为水解、醇解和氨解。
2.醇解:生成酯
1.水解:与水猛烈反应生成羧酸,并放热。
在有机合成上,该反应用于制备羧酸酯。
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3.氨解:生成酰胺或取代酰胺
这种方法称为罗森孟德(Rosenmund)还原法。这是由羧酸通过酰氯制备醛的好方法。
4.还原:在一定条件下,酰氯可还原成醛。
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5.与RMgX反应 酰卤可以与格氏试剂作用得到酮,但是酮很容易与格氏试剂反应得叔醇。因此,如果用一当量的格氏试剂与酰氯反应产物为酮与叔醇的混合物,因此酮的产率很低,如果用两摩尔以上的格氏试剂则主要产物为叔醇。
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(二)羧酸酐
化学性质与酰氯相似。但化学活性不如酰氯。
1.水解:加热下易反应
2.醇解:
酸酐的醇解在有机合成中很重要。
如:邻苯二甲酸酐和丁醇在浓硫酸催化下可得到邻苯二甲酸二丁酯。
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3.氨解
有的酸酐氨解可得到酰亚胺类化合物。例如:
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(三)酰胺
1.酸碱性
通常情况下,酰胺对pH试纸呈中性,只有在强酸作用下,才显弱碱性,生成不稳定的强酸弱碱盐,遇水即水解为酰胺。
此外,酰胺也能溶于浓硫酸中。若干乙醚中用NaNH2处理酰胺,酰胺生成钠盐。
在此反应中,酰胺是酸。
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酰胺的这种特性是由于氮原子上未共用电子对与C=O双键共轭,使氮原子上的电子云密度降低,减弱它接受质子的能力,故碱性小于NH3。同时,N-H键上的电子云向氮原子偏移,因此,酰胺表现出一定的弱酸性
3.脱水反应
2.水解:需酸或碱催化剂存在并流长时间回流
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4.霍夫曼降解(Hoffmann)反应
酰胺与溴或氯在碱溶液中作用,脱去羰基生成伯胺的反应,这是霍夫曼发现的一种制伯胺的方法。生成的伯胺比原来的酰胺少一个碳原子。故这类反应称为霍夫曼降解反应。
用途:该反应可由酰胺制备少一个碳原子的伯胺,
产率较高,产品较纯。例如:
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(四)羧酸酯
比较四类羧酸衍生物水解情况,可知亲核取代反应活性顺序:酰氯>羧酸酐>羧酸酯>酰胺
1.水解:酯的水解是酸酯化反应的逆反应。酯的水解没有催化剂存在时反应很慢,一般是在酸或碱催化下进行。
2.醇解(酯交换反应):
酯的醇解比较困难,要在酸或碱催化下加热进行。
在有机合成中,可用低级醇的酯通过酯交换反应,
使低级醇蒸出来,生成不易挥发醇的酯。
生产涤纶单体工艺中就应用了酯交换反应。
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3.氨解:生成酰胺和醇
酯氨解不需加入酸碱催化剂,因氨本身就是碱,这是与水解,醇解不同之处。
(2) LiAlH4作还原试剂
Na+C2H5OH和LiAlH4都不能还原碳碳双键。
(3) Na+醇作还原试剂
常用的还原剂是金属钠与无水乙醇。
4.还原
酯较易还原,在有机合成上常将羧酸通过酯还原为醇。
(1)催化加氢
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酯与格氏试剂反应生成酮,由于格氏试剂对酮的反应比酯还快,反应很难停留在酮的阶段,故产物是醇。甲酸酯得仲醇,其他酯得叔醇。
5.与格氏试剂反应:
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具有位阻的酯可以停留在酮的阶段。例如:
在产物分子中含有两个等同的烃基(为格氏试剂酚酯中相应的烃基)。例如:
内酯则得二醇:
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四、一种重要酰胺-尿素
尿素
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