《153有机化学教案@安徽医高专_第二十二次课教案(羧酸)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《153有机化学教案@安徽医高专_第二十二次课教案(羧酸)（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二十二次课教案课题第八章 羧酸及其衍生物 第一节 羧 酸课 型新授课教 学 目 的1掌握羧基的结构和羧酸的化学性质 2掌握诱导效应和共轭效应对羧酸酸性的影响 3掌握羧酸的制备方法以及重要的羧酸的主要用途 4掌握二元羧酸的特性反应重 点羧酸的化学性质难 点诱导效应和共轭效应对羧酸酸性的影响；二元羧酸的特性反应教 学 资 源课本、教学资料主要教学方法讲述授 课 班 级 授 课 日 期月日月日月日月日月日月日教学过程一组织教学7 1、食物中若含有甲醛如何检出？ 2、写出重要的化工原料季戊四醇的制备方法 3、2-丁烯醛制备 2-丁烯-1-醇用什么催化剂？ 二、导入新课3 上节课学习了醛，醛氧化得羧酸
2、。羧酸可看成是烃分子中的氢原子被羧基（-COOH ） 取代而生成的化合物。其通式为RCOOH。羧酸的官能团是羧基。 羧酸是许多有机物氧化的最后产物，它在自然界普遍存在（以酯的形式），在工业、农 业、医药和人们的日常生活中有着广泛的应用。 三、讲解新课 板书 第八章 羧酸及其衍生物67 第一节 羧 酸 一、羧酸的分类和命名 一、分类（自学） 二、命名（自学） 教师点拨 在自学时要注意三点： 1系统命名与俗名的联系，如苯甲酸俗名为安息香酸、丁二酸的俗名为琥珀酸等。 2用希腊字母表示取代基位次的方法。 3含十个碳以上的直链酸命名时要加一个碳字。例见P138。 板书 二、物理性质1 物态C1C3 有刺
3、激性酸味的液体，溶于水。 C4C9 有酸腐臭味的油状液体（丁酸为脚臭味） ，难溶于水。 C9 腊状固体，无气味。2熔点 有一定规律，随着分子中碳原子数目的增加呈锯齿状的变化。 乙酸熔点16.6 ，当室温低于此温度时，立即凝成冰状结晶，故纯乙酸又称为冰醋 酸。 3沸点 比相应的醇的沸点高。四个碳以下的羧酸与水混溶，原因：通过氢键形成二聚体。 板书 三、化学性质 引言 羧酸是由羟基和羰基组成的，羧基是羧酸的官能团，因此要讨论羧酸的性质，必须 先剖析羧基的结构。 引导学生比较 得出结论 羧基的结构为 P-共轭体系。 展示模型 教师展示羧酸 P-共轭体系模型。 当羧基电离成负离子后，氧原子上带一个负电
4、荷，更有利于共轭，故羧酸易离解成 负离子。例如：由于共轭作用，使得羧基不是羰基和羟基的简单加合，所以羧基中既不存在典型的 羰基，也不存在着典型的羟基，而是两者互相影响的统一体。 学生活动 让学生由羧酸的结构预测其性质，教师板书有以下几类： 板书 板书 （一）酸性 羧酸具有弱酸性，在水溶液中存在着如下平衡：C OHO形式上看羧基是由一个和一个组成实质上并非两者的简单组合OHCOCO HC OHOCOH醛酮中醇中键长键长（甲酸）电子衍射实验证明0.122nm0.143nm0.1245nm0.1312nmRC O-HORC OOHsp2杂化共轭体系P-RCOOHRCOORCOOHCOOHHCOOHC
5、OO0.127nm0.127nmRCCOOHHH羟基被取代的反应的反应脱羧反应 H羟基断裂呈酸性RCOOHRCOO + H+乙酸的离解常数Ka为 1.7510-5甲酸的 Ka=2.110-4, pKa =3.75 其他一元酸的 Ka在 1.1 1.8 10-5之间, pKa 在 4.7 5 之间。 可见羧酸的酸性小于无机酸而大于碳酸（H2CO3 pKa1=6.73） 。 故羧酸能与碱作用成盐，也可分解碳酸盐。 板书 归纳 此性质可用于醇、酚、 酸的鉴别和分离，不溶于水的羧酸既溶于NaOH 也溶于 NaHCO3， 不溶于水的酚能溶于NaOH 不溶于 NaHCO3，不溶于水的醇既不溶于NaOH 也
6、溶于 NaHCO3。 RCOOH + NH4OH RCOONH4 + H2O 高级脂肪酸高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分，高级脂肪酸铵是雪花膏的主要成分。 补充内容 影响羧酸酸性的因素： 影响羧酸酸性的因素复杂，这里主要讨论电子效应。 1诱导效应对酸性的影响 1吸电子诱导效应使酸性增强。 FCH2COOH ClCH2COOH Br CH2COOH I CH2COOH CH3COOH pKa值 2.66 2.86 2.89 3.16 4.76 2供电子诱导效应使酸性减弱。CH3COOH CH3CH2COOH (CH3)3CCOOH pKa值 4.76 4.87 5.05 3吸电子基增多酸性增强。Cl
7、CH2COOH Cl2CHCOOH Cl3CCOOH pKa值 2.86 1.29 0.65 4取代基的位置距羧基越远，酸性越小。pKa 值 2.86 4.41 4.70 4.82 2 共轭效应对酸性的影响 与羧基联接的基团与羧基共轭时, 则酸性增强，例如：CH3COOH Ph-COOH pKa值 4.76 4.20 板书 （二）羧基上的羟基（ OH ）的取代反应 羧基上的 OH原子团可被一系列原子或原子团取代生成羧酸的衍生物。 引导学生观察 归纳 羧酸分子中消去 OH基后剩下的部分（）称为酰基。 板书 1酰卤的生成 羧酸与 SOCl2、PX3、PX5作用则生成酰卤。见P140 RCOOH +
8、 NaOHRCOONa + H2ORCOOH + Na2CO3RCOONa + CO2 + H2ONaHCO3H+RCOOH用于区别酸和其它化合物CH3CH2CHCO2HCH3CHCH2CO2HCH2CH2CH2CO2HClClCH2CH2CH2CO2HClH RCOORRCONH2RCOXRCOO C RO酯酰胺酰卤酸酐RCO三种方法中，方法1 的产物纯、易分离，因而产率高。是一种合成酰卤的好方法 例如： m-NO2C6H4COOH + SOCl2 m-NO2C6H4COCl + SO2 + HCl 90% CH3COOH + SOCl2 CH3COCl + SO2 + HCl 100% 分
9、子量小的羧酸生成酰卤时，一般采用PX3，分子量大的羧酸生成酰卤时，一般采用 PX5。 板书 2酸酐的生成 酸酐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，生成的乙酸有易除去，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。 例如： 板书 3酯化反应 教师说明以下几点 （1） 酯化反应是可逆反应， Kc4，一般只有 2/3 的转化率。 提高酯化率的方法： a 增加反应物的浓度（一般是加过量的醇）b 移走低沸点的酯或水 （2）成酯方式 RCOOH +ROHRCOOR + H2OHRCO HOHO
10、 RHH2ORCOOR+RCO HOHO RHH2ORCOOR+酰氧断裂烷氧断裂R COOH+RCOOHR CO OCRO + H2O2COOH+ (CH3CO)2OCO( )2O + CH3COOH乙酐（脱水剂）CCOOHOOH150 COCOO+ H2OCOOHCOOHCOCOO 230 H2CCH2CH2COOHCOOHH2CCH2CH2CCOOO300顺丁烯二酸酐95%邻苯二甲酸酐100%戊二酸酐+ H2O+ H2O验证：H2O中无 O18，说明反应为酰氧断裂。（3）酯化反应历程1 、2醇为酰氧断裂历程， 3醇（叔醇）为烷氧断裂历程。P141 板书 4酰胺的生成 在羧酸中通入氨气或加入
11、碳酸铵，可得到羧酸铵盐，铵盐热解失水而生成酰胺。 板书 （三） -H 的卤代反应 羧酸的 -H 可在少量红磷、硫等催化剂存在下被溴或氯取代生成卤代酸。控制条件，反应可停留在一卤取代阶段。例如：- 卤代酸很活泼，常用来制备- 羟基酸和 - 氨基酸。 学生讨论 与醛、酮中 -H 的卤代反应比较有何不同点？ 板书 （四）羧酸的还原 羧酸很难被还原，只能用强还原剂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。 板书 （五）脱羧反应及二元羧酸的特殊性质 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强热生成甲烷，是实验室制取甲烷的方法。其他直链羧酸盐与
12、碱石灰热熔的产物复杂，无制备意义。一元羧酸的碳原子上连有强吸电子集团时，易发生脱羧。 例如： 教师详述 二元羧酸受热反应的规律 （1） 乙二酸、丙二酸受热脱羧生成一元酸，RCO HOHO RHH2ORCOOR+1818CH3COOH + NH3CH3COONH4CH3CONH2 + H2OCH3COONa + NaOH(CaO)CH4 + NaCO399%热熔CH3CH2COONa + NaOH(CaO)CH3CH2CH3 + CH4 + 17%热熔20%烯及混合物CCl3COOHCHCl3 + CO2CH3CCH2COOH+ CO2OCH3CCH3O COOHOO+ CO2RCH2COOHR
13、CHCOOHR-C-COOHBr2P BrBrBrBr2PCH3CH2CH2CH2COOH + Br2CH3CH2CH2CHCOOH + HBrP Br270 Br 80%（2）丁二酸、戊二酸受热脱水（不脱羧）生成环状酸酐，例如：（3）己二酸、庚二酸受热既脱水又脱羧生成环酮，例如： 板书 四、重要的羧酸 （自学） 教师指导 注意乙二酸 ( 草酸)的特性 四、总结复习新课8 教师按讲授顺序进行归纳和小结 羧酸的化学反应主要发生在羧基及受羧基影响的氢 原子上，表现为羧基的成盐反应、羟基被取代反应、脱羧反应、羧基的还原及氢的卤代 反应等。 （一）酸性 羧酸具有酸性，能与碱（如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢
14、钠等）中和生成羧酸盐和水， 羧酸盐用无机酸酸化，又可转化为原来的羧酸。（二）羧基中羟基的取代反应 1生成酰卤羧基中的羟基被卤素取代的产物称为酰卤COOHCOOHHCOOH + CO2H2CCOOHCOOHCH3COOH + CO2R2CCOOHCOOHR2CHCOOH + CO2CH2CH2CCO O H O H OCH2CH2CCOOO+ H2OCH2CH2CCOOHOOHCH2CH2CH2CCOOOCH2+ H2OCOOHCOOHCOCOO+ H2OCH2CH2COOHCH2CH2COOHCH2CH2CH2CH2C O + CO2 + H2OCH2CH2COOHCH2CH2COOHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CO+ CO2 + H2OCH2COOHCH2COOHCH2CH2+ CO2 + H2OO2生成酸酐羧酸（除甲酸外） 在脱水剂（如乙酰氯、 乙酸酐、P2O5等）存在下加热， 羧基间失去一分子水生成酸酐（anhyride ） 。 3酯化反应羧酸与醇在酸催化下反应生成酯（ester ）和水，称为酯化反应 （esterification） 。在同样条件下，酯和水也可作用生成羧酸和醇，称酯的水解反应。 所以酯化反应是可逆反应。 不同的醇和酸进行酯化反应的活性顺序： 醇：CH3OH RCH2OH R2CHOH 酸：CH3
