【教学课件】第13章羧酸及其衍生物和取代羧酸.ppt
第13章 羧酸及其衍生物和取代羧酸,定义:羧酸与烃基或氢原连接而成的化合物叫做羧酸13.1 羧酸13.2 羧酸衍生物13.3 取代羧酸,13.1羧酸,羧酸的结构和命名1.羧酸的结构,2.羧酸的分类,3.羧酸的命名,普通命名法,系统命名法,选主链:含 COOH与重键 Ar 取代基(2)编号:近 COOH端(阿拉伯数字,希腊字母)指明 COOH位置与数目,13.1.2 羧酸的物理性质,1.为什么羧酸的bp比相应醇、醚、酮的bp高？2.低分子羧酸溶于水,随着碳原子数增加,水溶性减小,但比相应的醇高,为什么？,13.1.3 羧酸的化学性质,结构分析,1.酸性,(1)用途 增加水溶性 酸的提纯分离,(2)思考题,2.羧基上的羟基（OH）的取代反应1)酯化反应,问题:(1)如何提高产率？(2)哪个物质脱羟基？,2)酰卤的生成,3)酸酐的生成,4)酰胺的生成,3.脱羧反应,4.-H的卤代反应,5.羧酸的还原,15.2 羧酸衍生物15.2.1 羧酸衍生物的结构和命名1.羧酸衍生物的结构,2.羧酸衍生物的命名,“X 酰卤”,“X X”酐,“X酸X酯”,“X 酰胺”取代酰胺指明N上烃基名称,13.2.2 羧酸衍生物的物理性质,13.2.3 羧酸衍生物的化学性质,1.水解反应,2.醇解和氨解,3.酰胺的化学性质,(1)酸碱性,(2)与亚硝酸反应,(3)霍夫曼降级反应,15.3 取代羧酸,2.羟基酸的性质,1)酸性 比相应羧酸大,2)醇酸的分解反应,3)醇酸的脱水反应,4)酚酸的脱羧反应,羰基酸,1.分类,2.命名系统命名法1)位置:(羰基)X酮(醛)酸2)酰基法:X酰 X酸,2.羰基酸的性质,+,乙酸乙酯的制备,一、实验目的,1、熟悉和掌握酯化反应的特点。2、掌握酯的制备方法。,二、实验原理,在浓硫酸催化下，乙酸和乙醇生成乙酸乙酯：羧酸酯可由羧酸和醇在催化剂存在下直接酯化来进行制备，酸催化的直接酯化和实验室制备羧酸酯是最重要的方法，常用的催化剂有硫酸、氯化氢和对甲磺酸等。一般采用加入过量的乙酸，以便使乙醇转化完全，避免由于乙醇和水及乙酸乙酯形成二元或三元恒沸物给分离带来困难。,三、主要仪器与试剂,仪器：培养皿，烧杯，圆底烧瓶，空气冷凝管，球形冷凝器。试剂：1.5mL 浓硫酸，4.6mL 乙醇，2.9mL冰醋酸，饱和碳酸钠，饱和 氯化钙及饱和氯化钠水溶液，无水硫酸钠,乙酸乙酯的制备反应装置图,四、实验流程和装置,冰醋酸，乙醇浓H2SO4,回流,水浴加热,蒸馏,水浴加热,粗乙酸乙酯,饱和碳酸钠,有机相,洗涤,饱和NaCl 饱和CaCl22,干燥,无水Na2SO4,蒸馏,7378C,乙酸乙酯,五、实验步骤,25mL2.9mL冰醋酸 4.6mL乙醇,慢慢加入1.5mL浓硫酸振摇,循环水,回流30min,粗乙酸乙酯,循环水,粗乙酸乙酯,饱和碳酸钠水溶液,不在产生气泡,有机相,2mL饱和食盐水,洗涤,2mL饱和氯化钙,洗涤两次,有机相,无水MgSO4,干燥,初步纯化的乙酸乙酯,五、实验步骤,六、实验关键及注意事项,1、控制反应温度在120125，控制浓 硫酸滴加速度。2、洗涤时注意放气，有机层用饱和NaCl洗涤后，尽量将水相分干净。3、干燥后的粗产品进行蒸馏，收集65 71馏分。,七、思考题,1、酯化反应有什么特点,本实验如何创造条件使酯化反应尽量向生成物方向进行？2、本实验有哪些可能副反应？3、如果采用醋酸过量是否可以，为什么？,阿司匹林的制备,实验目的,1了解酰化反应及乙酰化物的制备方法。2掌握减压过滤、重结晶等基本操作。,实验原理,阿司匹林（学名乙酰水杨酸）为白色针状或片状晶体，能溶解于温水之中，口服后在肠内开始分解为水杨酸、有退热止痛作用。通常由水杨酸和醋酐在浓硫酸催化下酰化制取乙酰水杨酸。水杨酸具有酚羟基，能与三氯化铁试剂呈现颜色反应，此性质可作为阿司匹林的纯度检验。,器材与药品,1器材 锥形瓶（100mL，干燥），量筒（10mL，100mL，干燥），100温度计，减压过滤装置，大烧杯，铁台，铁圈，试管，水浴锅。2药品 浓硫酸，固体水杨酸，醋酐，三氯化铁溶液。,实验方法,一、乙酰水杨酸制备在100mL干燥的锥形瓶里加入2.0g水杨酸和4.0mL醋酐，摇匀。向混合物中加入3滴浓硫酸，充分振摇。在水浴中加热，水杨酸立即溶解，使瓶内温度保持在70左右（或热水浴80左右），维持20 min，且不时加以振摇。稍微冷却后，加入50mL蒸馏水，并用冰水冷却15 min，直至白色晶体完全析出。抽滤，并用少许冷的蒸馏水洗涤，抽干，即得水杨酸粗品。,将粗产品放入100mL烧杯中，加入50mL饱和碳酸钠溶液并不断搅拌，直至无二氧化碳气泡产生为止。减压过滤，除去不溶性杂质。滤液倒入洁净的烧杯中，在搅拌下加入30mL盐酸溶液，阿司匹林即呈结晶析出。将烧杯置于冰-水浴中充分冷却后，减压过滤。用少量冷水洗涤滤饼两次，压紧抽干，称量粗产品在一支试管中放入少许乙酰水杨酸，加水溶解，滴入1滴三氯化铁溶液。结果如何？用水杨酸重做此实验，结果如何？,注意事项,水杨酸形成分子内氢键，阻碍酚羟基酰化作用。水杨酸与酸酐直接作用须加热至150160才能生成乙酰水杨酸，如果加入浓硫酸（或磷酸），氢键被破坏，酰化作用可在较低温度下进行，同时副产物大大减少。水杨酸应当是完全干燥的，可在烘箱中105下干燥1小时。醋酸酐应重新蒸馏，收集139140馏分。重结晶时不宜长时间加热，因为在此条件下乙酰水杨酸容易水解。加入乙醇的量应恰好使沉淀溶解。若乙醇过量则很难析出结晶。,思考题,1进行酰化反应时所用的水杨酸和玻璃器材都必须是干燥的，为什么？2本实验能否用稀硫酸作催化剂？为什么？3乙酰水杨酸重结晶时，应当注意什么？为什么？,
