内容正文:
第51讲 羧酸及其衍生物
复习目标
1.认识羧酸、酯、油脂的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用。
2.知道胺和酰胺的结构特点及其应用。掌握乙酸乙酯的实验制取原理、实验操作及注意事项等。
羧酸、酯的结构与性质
1.羧酸的结构与性质
(1)结构
①由烃基(或氢原子)与羧基相连构成的有机化合物,其官能团为—COOH。
②饱和一元羧酸分子的通式为CnH2nO2(n≥1)。
(2)分类
(3)三种重要的羧酸
羧酸
性质
用途
甲酸
俗称蚁酸,与水、乙醇等互溶;具有羧酸的化学性质和醛的化学性质
在工业上可用作还原剂,在医疗上可用作消毒剂
苯甲酸
俗称安息香酸,白色针状晶体,易升华,微溶于水,易溶于乙醇、乙醚
用于合成香料、药物等,其钠盐或钾盐常用作食品防腐剂
乙二酸
俗称草酸,无色透明晶体,能溶于水和乙醇
化学分析中常用的还原剂,是重要的化工原料
(4)化学性质
①弱酸性
羧酸是一类弱酸,在水中部分电离,电离方程式为RCOOHRCOO-+H+,具有酸的化学通性。以CH3COOH为例,填写下表(写出化学方程式):
性质
现象或化学方程式
与酸碱指示剂作用
CH3COOH溶液使紫色石蕊溶液变红
与活泼金属反应产生H2
2CH3COOH+Zn―→(CH3COO)2Zn+H2↑
与碱发生中和反应
含酚酞的NaOH溶液中加入CH3COOH溶液,红色褪去:CH3COOH+NaOH―→CH3COONa+H2O
与弱酸盐反应生成另一种弱酸和另一种盐
CaCO3与CH3COOH溶液反应:CaCO3+2CH3COOH―→(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O
与碱性氧化物反应生成盐和水
CuO+2CH3COOH―→(CH3COO)2Cu+H2O
②酯化反应(取代反应)
羧酸分子中羧基的羟基与醇分子中羟基的氢原子结合生成水,其余部分相互结合成酯,其反应可表示如下:
2.酯的结构与性质
(1)结构
①酯是由酰基和烃氧基(RO—)相连构成,可以简写为RCOOR′,其中R(H或烃基)和R′(烃基)可以相同,也可以不同。
②饱和一元酯的分子通式为CnH2nO2(n≥2)。
(2)物理性质
(3)化学性质
酯的重要化学性质之一是可以发生水解反应,生成相应的羧酸(盐)和醇。
3.油脂
(1)组成和结构
油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为
(2)分类
(3)物理性质
性质
特点
密度
密度比水小
溶解性
难溶于水,易溶于有机溶剂
状态
含有不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯,常温下一般呈液态;含有饱和脂肪酸成分较多的甘油酯,常温下一般呈固态
熔、沸点
天然油脂都是混合物,没有固定的熔、沸点
(4)化学性质
①油脂的酸性水解
如硬脂酸甘油酯在酸性条件下水解,化学方程式为+3H2O3C17H35COOH+。
②油脂的碱性水解(皂化反应)
如硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中水解,化学方程式为+3NaOH 3C17H35COONa+。碱性条件下水解程度比酸性条件下水解程度大。
③油脂的氢化(硬化)
如油酸甘油酯与H2发生加成反应,化学方程式为
。
经硬化制得的油脂叫人造脂肪,也称硬化油。
(1)羧基和酯基中都含有,在催化剂、加热条件下均可与H2发生加成反应( × )
(2)实验室制备乙酸乙酯时,常用NaOH溶液除去乙酸乙酯中的乙酸( × )
(3)甲酸既能与新制氢氧化铜悬浊液发生中和反应,又能发生氧化反应( √ )
(4)在酸性条件下,的水解产物是CH3COOH和C2HOH ( √ )
(5)所有酯类有机物在碱性条件下的水解反应均称为皂化反应( × )
考向1 羧酸的结构与性质
【例1】(经典考题)分枝酸可用于生化研究,在微生物、植物的芳香氨基酸的生物合成系统中作为中间体,是重要的化合物,其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是( )
A.该物质含有2种含氧官能团
B.该物质最多可与2 mol氢气加成
C.该物质能与Na、NaOH、Na2CO3和NaHCO3发生反应
D.1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
C 解析:根据结构简式可知,含有羧基、羟基、醚键共3种含氧官能团,A错误; 分子中只有碳碳双键和氢气发生加成反应,该物质最多可与3 mol氢气加成,B错误; 含有羧基,具有酸性,能与Na、NaOH、Na2CO3和NaHCO3发生反应,C正确;分子中只有羧基和NaOH反应,1 mol分枝酸最多可与2 mol NaOH发生中和反应,D错误。
考向2 酯的结构与性质
【例2】乙酸松油酯具有清香带甜气息,留香时间较长,广泛用于薰衣草、辛香、柑橘香型等日用香精,其结构简式如图所示。下列有关该有机物的叙述正确