第15章羧酸及其衍生物和取代羧酸 下载本文

(2)酰卤的生成

羧酸与PX3、PX5、SOCl2作用则生成酰卤。

通常用羧酸与亚硫酰氯反应制备酰氯,因为反应产物除酰氯外,副产物都是气体,非常容易与反应体系分离,而且亚硫酰氯的价格较低。

酰卤是一类具有高度反应活性的化合物,在有机合成、制药工业中常用作提供酰基的试剂,即作为酰化剂来使用。

(3)酸酐的生成

羧酸在脱水剂作用下加热,脱水生成酸酐。

因乙酐能较迅速的与水反应,且价格便宜,生成的乙酸也易除去,因此,常用乙酐作为制备酸酐的脱水剂。

1,4和1,5二元酸不需要任何脱水剂,加热就能脱水生成环状(五元或六元)酸酐。

(4)酰胺的生成

在羧酸中通入氨气或加入碳酸铵,可得到羧酸铵盐,铵盐热解失水而生成酰胺。

3.脱羧反应

羧酸在一定条件下受热可发生脱羧反应,无水醋酸钠和碱石灰混合后加强热生成甲烷,是实验室制取甲烷的方法。

一元羧酸的α碳原子上连有强吸电子集团时,易发生脱羧。

乙二酸、丙二酸受热脱羧生成一元酸

丁二酸、戊二酸受热脱水(不脱羧)生成环状酸酐

己二酸、庚二酸受热既脱水又脱羧生成环酮,

4.α-H的卤代反应

羧基和羰基一样,能使α-H活化,但羧基的致活作用比羰基小,所以羧酸的α-H需在少量红磷、硫等催化剂存在下被溴或氯取代生成卤代酸。

控制条件,反应可停留在一取代阶段。例如:

α-卤代酸很活泼,常用来制备α-羟基酸和α-氨基酸。 5.羧酸的还原

羧酸很难被还原,只能用强还原剂氢化铝锂(LiAlH4)才能将其还原为相应的伯醇。H2/Ni、NaBH4等都不能使羧酸还原。氢化铝锂可还原羧基而不还原碳碳双键,所以氢化铝锂可将不饱和酸还原为不饱和醇。

15.1.4重要的羧酸

1.甲酸 甲酸俗名蚁酸,存在于蚂蚁等昆虫体和荨麻中。甲酸是无色有刺激性的液体,酸性和腐蚀性均较强,易溶于水。甲酸的羧基直接与氢原子相连,因而表现出与其他同系物不同的某些性质,如易脱水,脱羧及有还原性等。

甲酸能使高锰酸钾褪色,也能发生银镜反应,这些反应常用于鉴定甲酸。甲酸在工业可用作还原剂和橡胶的凝聚剂,也可用作消毒剂和防腐剂。

2.乙酸 乙酸俗名醋酸,是食醋的主要成分,一般食醋中约含6~8%的乙酸。乙酸广泛存在于自然界,它常以盐的形式存在于植物果实和液汁中。

乙酸无色有刺激性气味的液体,沸点118℃,熔点16.6℃,由于乙酸在16℃以下能结成冰状固体,因此纯乙酸又叫冰醋酸。乙酸能与水按任何比例混溶,也可溶于乙醇、乙醚和其它有机溶剂。

乙酸是人类最早使用的食品调料,同时也是重要的工业原料,它可以用来合成乙酸酐、乙酸酯等,又可用于生产醋酸纤维、胶卷、喷漆、溶剂、香料等。

3.乙二酸 乙二酸常存在于许多草本植物及藻类中,因而俗称草酸。草酸是无色柱状结晶,常含两分子结晶水,加热到100℃就失去结晶水得无水草酸。草酸易溶于水而不溶于乙醚等有机溶剂。

草酸加热至150℃以上,即分解脱羧生成二氧化碳和甲酸。

草酸除具有一般羧酸的性质外,还有还原性,易被氧化。例如能与高锰酸钾反应,在分析中常用草酸钠来标定高锰酸钾溶液的浓度。

5HOOC-COOH+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 草酸能把高价铁还原成易溶于水的低价铁盐,因而可用来洗涤铁锈或蓝墨水的污渍。此外,工业上也常用草酸作漂白剂,用以漂白麦草、硬脂酸等。

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

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。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,通常p电子是朝着双键方向转移,呈供电子效应(称之为+C效应)。

2.羧酸衍生物的命名

酰卤和酰胺根据酰基称为某酰某。

酸酐的命名是在相应羧酸的名称之后加一“酐”字。例如: