第三章

烴的衍生物

第4節

羧酸

羧酸衍生物

第1-4課時

羧酸分子中烴基(或氫原子)和羧基(—COOH)相連的化合物官能團：羧基R可以是氫、烴基COOH或

—COOH飽和一元羧酸：______________或[CnH2nO2]CnH2n＋1COOH自然界和日常生活中的有機羧酸甲酸(蟻酸)HCOOH乙二酸（草酸）COOHCOOH被螞蟻咬后會出現紅腫，螞蟻分泌一種稱為“蟻酸”的物質，會殘留在傷口中。需用肥皂水或蘇打水清洗，可以緩解疼痛。菠菜中含有草酸，不僅使菠菜帶有一股澀味，還能與食物中的鈣相結合，影響人體對鈣質的吸收，草酸鈣(CaC2O4)難溶于水，是人體膀胱結石和腎結石的主要成分。CH3COOH乙酸（醋酸）最早從螞蟻中獲得，故也稱為蟻酸無色、有_______氣味的液體，有______性，能與__________等互溶刺激性強腐蝕水、乙醇工業上可用作還原劑，是合成醫藥、農藥和染料等的原料HCOOH甲酸草酸以鹽存在于多種植物的細胞中，是最簡單的二元羧酸無色______，通常含有_______________，可溶于______和______晶體兩分子結晶水水乙醇化學分析中常用的________，也是重要的化工原料還原劑滴定高錳酸鉀5(COOH)2+2KMnO4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4

+10CO2↑+8H2O乙二酸

______色晶體，易升華，微溶于______，易溶于________與芐醇(苯甲醇)形成的酯類存在于天然樹脂與安息香膠內，故也稱為安息香酸用于合成香料、藥物等，其鈉鹽是常用的食品_______無水乙醇防腐劑苯甲酸CH3-CH-COOHOH乳酸檸檬酸蘋果酸

分子中既含有羧基也含有羥基，又叫羥基酸，它們既具有羥基的性質也具有羧基的性質。自然界和日常生活中的有機羧酸根據羧基數目根據烴基CH3COOH、CH2＝CHCOOH等硬脂酸軟脂酸油酸脂肪酸芳香酸一元羧酸二元羧酸多元羧酸

HOOC－COOH

(乙二酸)低級脂肪酸：高級脂肪酸C>10C17H35COOHC17H33COOHC15H31COOH甲酸、乙酸白色固體白色固體液體不飽和，有碳碳雙鍵（苯甲酸）(檸檬酸)羧酸羧酸的分類羧酸的命名選擇含羧基的最長碳鏈為主鏈，按主鏈碳原子數稱為某酸。以羧基碳原子為1，開始給主鏈上碳原子編號。在酸名稱之前加上取代基位次號和名稱。并用“二、三、四”等表示羧基的個數。①選主鏈：②編序號：③寫名稱：CH3-CH-CH2-COOHCH33-甲基丁酸HOOCCH—CHCOOHC2H5CH32-甲基-3-乙基-丁二酸寫出下列酸的名稱：(1)_______________；(2)_____________；(3)_____________；

(4)CH2==CH—COOH_______；(5)HOOC—COOH_______。3,4-二甲基戊酸對甲基苯甲酸鄰羥基苯甲酸丙烯酸乙二酸羧酸的命名羧酸的性質1.物理性質①溶解性：甲酸、乙酸等分子中碳原子數較少的羧酸能夠與水互溶。隨著分子中碳原子數的增加，一元羧酸在水中的溶解度迅速減小，甚至不溶于水。高級脂肪酸是________水的___________憎水基團親水基團羧基是親水基團，與水可以形成氫鍵。低級羧酸(甲酸、乙酸、丙酸)能與水混溶。隨著相對分子質量的增加，憎水的烴基愈來愈大，羧酸在水中的溶解度迅速減小，最后與烷烴的溶解度相近。COOHR不溶于蠟狀固體羧酸的性質1.物理性質②熔點、沸點

碳原子數越多，沸點越高，而熔點變化規律隨碳原子數的變化不是很明顯。羧酸可以形成分子間氫鍵COOHHCOOHH羧酸的性質2.化學性質H—C—C—O—HOHH②被其他基團取代①斷裂時，表現出酸性③不與H2加成①②③④⑤（1）弱酸性：具有酸的通性①與酸堿指示劑作用：遇紫色石蕊變紅②與活潑金屬起置換反應(與氫前金屬反應)2Na+2CH3COOH＝2CH3COONa+H2↑③與堿反應：④與堿性氧化物反應：⑤與某些鹽反應：2CH3COOH+CaCO3＝(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑醋酸除水垢原理CH3COOH+NaHCO3＝CH3COONa+H2O+CO2↑酸性：乙酸＞碳酸CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2OCH3COOHCH3COO－+H+

2CH3COOH+Na2O

＝

2CH3COONa+H2O羧酸的性質2.化學性質【探究】問題2：利用下圖所示儀器和藥品，設計一個簡單的一次性完成的實驗裝置，

比較乙酸、碳酸和苯酚的酸性強弱?問題1：羧酸的化學性質與乙酸的相似，如何通過實驗證明其他羧酸也具有酸性？紫色的石蕊試液、pH試紙、pH計

【探究】2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+H2O+CO2↑除去B中揮發的乙酸酸性：乙酸碳酸苯酚＞＞代表物結構簡式羥基氫的活潑性酸性NaNaOHNa2CO3NaHCO3乙醇CH3CH2OH苯酚C6H5OH乙酸CH3COOH

增強中性比碳酸弱比碳酸強能能能能能不能不能能

不產生CO2醇、酚、羧酸中羥基的比較能

且產生CO2能不能不能能與NaHCO3反應生成氣體是－COOH的檢驗方法。拓展延伸1mol有機物

最多能消耗下列各物質多少?HOCH-CH2OHCOOHCH2OH(1)Na(2)NaOH(3)NaHCO34mol2mol1mol對點訓練判斷下列各步轉化反應中所需的試劑。①②③⑤④①NaHCO3②NaOH（或Na2CO3）③Na④CO2⑤HCl（較強酸）對點訓練（2）酯化反應羧酸的性質2.化學性質（2）酯化反應

CH3-C-O-H+H-O-C2H5CH3-C-O-C2H5+H2O=OO=乙酸乙酯1818乙酸乙酯的制備裝置圖飽和Na2CO3溶液a.除去乙酸b.溶解乙醇c.降低乙酸乙酯的溶解度無色透明的油狀液體，有香味，微溶于水，密度比水小乙酸

甲醇

甲酸

乙醇

（1）CH3COOH+CH3OHCH3COOCH3+H2O（2）HCOOH+CH3CH2OHHCOOCH2CH3+H2O

乙酸甲酯甲酸乙酯

CH3-C-O-H+H-O-C2H5CH3-C-O-C2H5+H2O=OO=1818練習1：苯甲酸

甲醇

-COOH+CH3OH-COOCH3+H2O苯甲酸甲酯乙酸乙酯（3）練習2：（1）寫出CH3COOH和

發生酯化反應的方程式。CH2OHCH2OH2CH3COOH++

2H2OCH2OOCCH3CH2OOCCH3CH2OHCH2OH濃硫酸△（2）寫出CH3CH2OH和發生酯化反應的方程式。COOHCOOH+

2H2OCOOCH2CH3COOCH2CH32CH3CH2OH+COOHCOOH乙酸

乙二醇

二乙酸乙二酯乙醇

乙二酸

乙二酸二乙酯練習3：（1）寫和發生酯化反應生成環酯的方程式。CH2OHCH2OHCOOHCOOH（2）寫發生酯化反應生成環酯的方程式。CH3-CH-COOHOH拓展延伸縮聚反應

H?O?CH2?CH2?O?C?C?OHnOO＋

(2n?1)H2OnHO?CH2?CH2?OH＋

nHOOC?COOH濃硫酸ΔnCH3?CH?COOHOH濃硫酸Δ＋(n?1)H2O

H?O?CH?C?OHnOCH3羧酸衍生物羧酸分子中羧基上的羥基被其他原子或原子團取代得到的產物。羧酸分子中羧基去掉羥基后剩余部分為酰基R—C—OHO=R—C—OR’O=酯R—C—NH2O=酰胺R—C—O=酯或RCOOR’OR’R其中R和R’可以相同，也可以不同。R可以是烴基也可以是H，R’只能是烴基。官能團：酯基，符號是

或

—COO—R—C—O—RO=

CnH2nO2飽和一元酯通式：與飽和一元羧酸互為同分異構體酯的存在丁酸乙酯乙酸異戊酯戊酸戊酯

酯類廣泛存在于自然界中，低級酯存在于各種水果和花草中。如蘋果里含有戊酸戊酯，菠蘿里含有丁酸乙酯，香蕉里含有乙酸異戊酯等。酯的性質

低級酯是具有______氣味的液體，密度一般比水______，并難溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有機溶劑中，可用作飲料、糖果、化妝品中的香料和有機溶劑。芳香小1.物理性質酯的性質CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O濃硫酸△可逆反應酯的重要化學性質之一是可以發生水解反應（取代反應）生成相應的酸和醇。【問題】乙酸乙酯水解的速率與反應條件有著怎樣的關系呢？影響速率的外界條件：濃度、溫度、催化劑、溶液的酸堿性等。研究方法——控制變量法【探究】環境中性酸性堿性溫度常溫加熱常溫加熱常溫加熱現象結論【探究】環境中性酸性堿性溫度常溫加熱常溫加熱常溫加熱現象結論無變化無變化酯減少較慢酯減少較快酯層消較快酯層消快①酯在堿性條件下水解速率最快，其次是酸性條件，中性條件下幾乎不水解；在強堿的溶液中酯水解趨于完全②溫度越高，酯水解程度越大(水解反應是吸熱反應)【思考討論】1.根據化學平衡移動原理，解釋乙酸乙酯在堿性條件下發生的水解反應是不可逆的。乙酸乙酯水解生成乙酸，堿中和乙酸，使生成物濃度減少，促進平衡正向移動，反應趨于完全，所以不可逆。++稀H2SO4△NaOH+H2O+++△NaOH乙酸乙醇乙酸鈉乙醇酯的性質2.化學性質①乙酸乙酯在稀硫酸存在下水解②乙酸乙酯在氫氧化鈉存在下水解CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O稀硫酸CH3COONa＋C2H5OHCH3COOC2H5＋NaOH水解反應（取代反應）認識甲酸酯特殊的酯——甲酸酯H—C—O—RO=

具有醛基和酯基的性質（2）氧化反應

能發生銀鏡反應及與新制Cu(OH)2懸濁液反應產生磚紅色沉淀。（1）水解反應CH3OH＋HCOOHHCOOCH3

＋H2O

稀硫酸△HCOOCH3

＋NaOH

△CH3OH＋HCOONa鞏固練習某有機物的結構簡式如圖所示，下列關于該有機物的說法錯誤的是A.該有機物的分子式為C19H12O8B.1mol該有機物最多可與8molH2

發生加成反應C.該有機物與稀硫酸混合加熱可生成2種有機物D.1mol該有機物與NaOH溶液反應，最多消耗7molNaOH√鞏固練習某有機化合物的結構簡式為

，則1mol該有機化合物消耗NaOH的物質的量最多為多少？試寫出反應的化學方程式。提示4mol＋CH3OH＋2H2O。＋4NaOH―→＋油脂

油脂是重要的營養物質，我們日常生活中食用的油脂，其成分主要是高級脂肪酸與甘油形成的酯，屬于酯類化合物酯油脂油脂

油脂是重要的營養物質，我們日常生活中食用的油脂，其成分主要是高級脂肪酸與甘油形成的酯，屬于酯類化合物CH2OCHCH2OOROCR′OCR′′OC(1)油脂結構中R、R′和R′′代表高級脂肪酸的烴基，烴基中可能含有碳碳不飽和鍵(2)油脂的平均相對分子質量較大，但不是高分子化合物。(3)R、R′、R″相同時—單甘油酯

R、R′、R″不同時—混甘油酯(4)天然油脂都是混合物，無固定熔、沸點。油脂的分類脂肪（動物油）油（植物油）高沸點低沸點固態：液態：飽和：不飽和：碳鏈為碳碳單鍵含碳碳雙鍵油脂的性質1.物理性質色味黏度密度溶解性熔沸點純凈的油脂無色、無味，但一般油脂因溶有維生素和色素等而有顏色和氣味較大，觸摸時有明顯的油膩感比水小，在0.9~0.95g.cm-3之間難溶于水，易溶于汽油、乙醚、氯仿等有機溶劑天然油脂都是混合物，無固定的熔點、沸點脂肪（動物油）油（植物油）油脂的性質2.化學性質CH2OCHCH2OOROCR′OCR′′OC而高級脂肪酸中又有不飽和的，因此許多油脂又兼有烯烴的化學性質，可以發生加成反應由于油脂是高級脂肪酸的甘油酯，其化學性質與乙酸乙酯的相似，能夠發生水解反應油脂的性質2.化學性質（1）水解反應①硬脂酸甘油酯在酸性條件下水解反應CH2OCHCH2OOC17H35OCC17H35OCC17H35OC3H2O濃硫酸CH2OHCHCH2OHOH3C17H35OHOC油脂的性質2.化學性質（1）水解反應②硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中水解CH2OCHCH2OOC17H35OCC17H35OCC17H35OC3NaOHCH2OHCHCH2OHOH3C17H35ONaOC皂化反應

肥皂的有效成分：高級脂肪酸鈉肥皂制取肥皂制取上層：高級脂肪酸鈉(肥皂)油脂高級脂肪酸鈉、甘油和水下層：甘油、NaCl溶液甘油＋NaOH(水解)＋固體食鹽(鹽析)(蒸餾)因為氯化鈉能降低高級脂肪酸鈉的溶解度，使混合液分成上下兩層，上層為高級脂肪酸鈉鹽，下層為______和_______的混合液甘油食鹽水油脂的性質2.化學性質（2）加成反應油脂的氫化或稱為油脂的硬化人造脂肪(硬化油)CH2OCHCH2OOC17H33OCC1