化学教育专业《有机化学》教案——楚雄师范学院化生系 谢启明 编
第十三章 羧酸衍生物
一、教学目的和要求
(1)掌握酰基化合物的命名方法和结构。
(2)掌握酰基化合物的性质及酯水解反应历程。 (3)掌握酯的缩合反应及其在有机合成上的应用。
(4)掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯在有机合成上的应用。
(5)了解蜡、油脂、肥皂、合成洗涤剂、碳酸衍生物结构、性质、用途。 二、教学重点与难点
(1)酰基化合物的性质。
(2)乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯在有机合成上的应用。 三、教学方法和教学学时
1、教学方法:以课堂讲授为主,结合必要的课堂讨论。教学手段以板书和多媒体相结合。
2、教学学时:10学时 四、教学内容
第一节 羧酸衍生物的分类、命名和光谱性质 第二节 酰卤和酸酐 第三节 羧酸酯
羧酸酯的来源、制法、物理性质、光谱性质、化学性质 第四节 油脂和合成洗涤剂
第五节 乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯在有机合成上的应用 第六节 酰胺
酰胺的物理性质、化学性质
第七节 羧酸衍生物的水解、氨解及醇解历程 第八节 碳酸衍生物
光气、尿素、氨基甲酸酯(农药) 第九节 有机合成路线
一、碳胳的形成 二、官能团的引入 三、立体构型的要求 四、合成路线设计 五、课后作业、思考题
习题:4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15。
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化学教育专业《有机化学》教案——楚雄师范学院化生系 谢启明 编 羧酸衍生物是羧酸分子中的羟基被取代后的产物,重要的羧酸衍生物有酰卤,酸酐,酯,酰胺。
§ 13-1 羧酸衍生物的结构和命名
一、羧酸衍生物的结构
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。
RRCOOCL(1)与酰基相连的原子的电负性都比碳大,故有 I效应(2)L和碳相连的原子上有未共用电子对,故具有+ C(3)当+ C>当+ C
P π共轭体系
二、羧酸衍生物的命名
酰卤和酰胺根据酰基称为某酰某。例见P386~387。
OOOCCH2CHC CH3CN(CH3)2BrCl 乙酰氯N,N-=甲基苯甲酰胺丙烯酰溴酸酐的命名是在相应羧酸的名称之后加一“酐”字。例如:
COOOOO OCH3COCCH3CH3COCCH2CH3CO
乙酸酐1,2环己烯二甲酸酐乙酸丙酸酐酯的命名是根据形成它的酸和醇称为某酸某酯。例如:
ONH戊内酰胺 OCH3COCH2CH=CH2
乙酸烯丙酯
CH 3CHCOOC2H5OCH3OOH甲酸甲酯OCOOCH2CHCOCH3丙烯酸甲酯OCOCH2苯甲酸苄酯
CH2COOC2H5环戊基甲酸环己酯甲基丁二酸二乙酯三、羧酸衍生物的光谱性质 见P387~389 (略)
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§ 13-2 酰卤和酸酐
一、酰卤
1.酰卤的制备
酰卤的制取一般是由羧酸与卤化磷或氯化亚砜作用而得。 2.物理性质
无色,有刺激性气味的液体或低熔点固体。低级酰卤遇水激烈水解。乙酰氯暴露在空气中即水解放出氯化氢。 3.化学性质
(1)水解、醇解、氨解(常温下立即反应)
ROOCl+H2OR'OH(ArOH)NH3(NH2R)OROOH+ HClOROOR'+ HClORONH2+ HCl猛烈的放热反应反应不要任何催化剂反应结果是在分子中引入酰基,故酰卤是常用的酰基化剂。 (2)与格氏试剂反应
酰氯与格氏试剂作用可以得到酮或叔醇。反应可停留在酮的一步,但产率不高。
(3)还原反应
ORCXLiAlH4or H2 / NiRCH2OHOMgX无水乙醚ORC+ R'MgXRCXXR'R'R'H2ORCOMgXRCOHR'R'叔醇ORCR'酮 R'MgX罗森蒙德(Rosenmund)还原法可将酰卤还原为醛。
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O 二、酸酐 1.制备
RCH2 Pd_BaSO4喹啉XRCHO(1) 由羧酸脱水而得,可制得单纯酐。 (2) 混酐通过酰氯与羧酸盐作用制得。 2.物理性质 (略) 3.化学性质
(1)水解、醇解、氨解(反应需稍加热)见P390。 酸酐也是常用的酰基化剂。 (2)柏琴(Perkin)反应
酸酐在羧酸钠催化下与醛作用,再脱水生成烯酸的反应称为柏琴(Perkin)反应。
RCH2CRCH2COO+OCHORCOONaRCHCCOOH-H2OOHHRCH=C-COOH
§ 13-3 羧 酸 酯
一、来源与制法
广泛存在于自然界。是生命不可缺少的物质。
酯可通过酯化反应、酰卤或酸酐的醇解、羧酸钠盐与卤代烃作用等方法制得。 二、物理性质
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。
酯的比重比水小,在水中的溶解度很小,溶于有机溶剂,也是优良的有机溶剂。其常见酯的物理常数见P391表13-2。
三、酯的化学性质
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化学教育专业《有机化学》教案——楚雄师范学院化生系 谢启明 编 1.水解、醇解和氨解
(1)水解 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。
OH+ R'OH酯化的逆反应RCOH ORCOR' + H2OO NaOHRCONa+ R'OH皂化反应
(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。
ORCOR'+ R''OHH or OHORCOR''+ R'OH新的醇新的酯酯醇因为酯的醇解生成另一种酯和醇,这种反应称为酯交换反应。此反应在有机合
成中可用与从低级醇酯制取高级醇酯(反应后蒸出低级醇)。
COOCH3COOCH3+ 2HOCH2CH2OHHCOOCH2CH2OHCOOCH2CH2OH+ 2CH3OH(3)氨解
酯能与羟氨反应生成羟肟酸。
ORCOR'+ NH3ORCNH2 + R'OHRCOOC2H5 + NH2OH.HClRCONHOH + C2H5OH羟肟酸羟肟酸与三氯化铁作用生成红色含铁的络合物。这是鉴定酯的一种很好方法。酰卤、酸酐也呈正性反应。
RCONHOH + FeCl羟肟酸3NO3H红色含铁络合物RCOFe + 3HCl·215·