内容正文:
考点12 羧酸衍生物
【核心考点梳理】
一、酯
1.酯的组成与结构
(1)酯是羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物,其结构可简写为。
其中:①R和R′可以相同,也可以不同。
②R是烃基,也可以是H,但R′只能是烃基。
③羧酸酯的官能团是酯基。
(2)饱和一元羧酸CnH2n+1COOH与饱和一元醇CmH2m+1OH生成酯的结构简式为
CnH2n+1COOCmH2m+1,其组成通式为CnH2nO2(n≥2)。
(3)命名:根据生成酯的酸和醇命名为某酸某酯。
如:CH3COOCH2CH3乙酸乙酯;
HCOOCH2CH2CH3甲酸正丙酯。
2.酯的存在与物理性质
(1)存在:酯类广泛存在于自然界中,低级酯存在于各种水果和花草中。如苹果里含有戊酸戊酯,菠萝里含有丁酸乙酯,香蕉里含有乙酸异戊酯等。
(2)物理性质
低级酯是具有芳香气味的液体,密度一般比水小,并难溶于水,易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂中。
3.酯的化学性质
(1)酯的水解反应原理
酯化反应形成的键,即酯水解反应断裂的键。请用化学方程式表示水解反应的原理:
。
(2)酯在酸性或碱性条件下的水解反应
①在酸性条件下,酯的水解是可逆反应。乙酸乙酯在稀硫酸存在下水解的化学方程式为
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH。
②在碱性条件下,酯水解生成羧酸盐和醇,水解反应是不可逆反应。乙酸乙酯在氢氧化钠存在下水解的化学方程式为CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH。
③酯在碱性条件下的水解程度比在酸性条件下水解程度大。
【典型例题】
例1.(2022浙江选考)有关的说法正确的是 ( )
A.可以与氢气发生加成反应
B.不会使溴水褪色
C.只含两种官能团
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗1 mol NaOH
例2.某有机化合物的结构简式为
,1 mol该有机化合物与足量的NaOH溶液在一定条件下充分反应,消耗的NaOH的物质的量为( )
A.5 mol B.4 mol C.3 mol D.2 mol
【核心归纳】酯化反应与酯的水解反应的比较
酯化反应
酯的水解反应
反应关系
CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O
催化剂
浓硫酸
稀硫酸或NaOH溶液
催化剂的其他作用
吸水、提高CH3COOH和C2H5OH的转化率
NaOH中和酯水解生成的羧酸、提高酯的水解率
加热方式
酒精灯火焰加热
热水浴加热
反应类型
酯化反应、取代反应
水解反应、取代反应
二、油脂
1.油脂的结构和分类
(1)概念: 油脂是由高级脂肪酸和甘油生成的酯,属于酯类化合物。
(2)结构
①结构简式:。②官能团:酯基,有的在其烃基中可能含有碳碳不饱和键。
(3)常见高级脂肪酸的分类
名称
饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
软脂酸
硬脂酸
油酸
亚油酸
结构简式
C15H31COOH
C17H35COOH
C17H33COOH
C17H31COOH
2.油脂的性质
(1)物理性质 ①密度:比水的小;②溶解性:难溶于水,易溶于有机溶剂;③熔、沸点:天然油脂都是混合物,没有固定的熔、沸点。
(2)化学性质
①水解反应
a.硬脂酸甘油酯在酸性条件下水解反应的化学方程式为
+3H2O3C17H35COOH+。
b.硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中水解的化学方程式为
+3NaOH3C17H35COONa+。油脂在碱性溶液中的水解反应又称为皂化反应,工业上常用来制取肥皂。高级脂肪酸钠是肥皂的有效成分。
②油脂的氢化
油酸甘油酯与氢气发生加成反应的化学方程式为
+3H2,
这一过程又称为油脂的氢化,也可称为油脂的硬化。这样制得的油脂叫人造脂肪,通常又称为硬化油。
③肥皂的制取
a.生产流程
b.盐析
工业上利用油脂在碱性条件下的水解生成高级脂肪酸钠盐(肥皂的主要成分),反应完毕后加食盐进行盐析,因为氯化钠能降低高级脂肪酸钠的溶解度,使混合液分成上下两层,上层为高级脂肪酸钠盐,下层为甘油和食盐水的混合液。
④脂肪、油、矿物油三者的比较
物质
油脂
矿物油
脂肪
油
组成
多种高级脂肪酸的甘油酯
多种烃(石油及其分馏产品)
含饱和烃基多
含不饱和烃基多
性质
固态或半固态
液态
液态
具有酯的性质,能水解,有的油脂兼有烯烃的性质
具有烃的性质,不能水解
鉴别
加含酚酞的NaOH溶液,加热,红色变浅,不再分层
加含酚酞的NaOH溶液,加热,无变化
用途
营养素可食用,化工原料如制肥皂、甘油
燃料、化工原料
【典型例题】
例1.(2023·江苏连云港市·高二期末)油脂是人体重要的供能物质,软脂酸甘油酯分子中不含的元素是