醫(yī)用化學(xué)-授課教案:第十六章 羧酸及其衍生物

授課題目

第十六章 羧酸及其衍生物

授課形式

理論課

授課時間

授課學(xué)時

2

教學(xué)目的

與 要 求

掌握羧酸的結(jié)構(gòu)就及化學(xué)性質(zhì)。

熟悉羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。

了解羧酸的物理性質(zhì)。

基本內(nèi)容

一、羧酸

羧酸的構(gòu)造和分類；羧酸的命名；羧酸的物理性質(zhì)；羧酸的化學(xué)性質(zhì)（重點(diǎn))；重要的羧酸

二、羧酸衍生物

酰鹵、酸酐、羧酸酯的構(gòu)造和命名；酰鹵、酸酐、羧酸酯的物理性質(zhì)；酰鹵、酸酐、羧酸酯的化學(xué)性質(zhì)；重要的羧酸衍生物

重 點(diǎn)

難 點(diǎn)

重點(diǎn)：羧酸的化學(xué)性質(zhì)。

難點(diǎn)：酸性強(qiáng)弱的比較。二元酸的受熱反應(yīng)。

主要教學(xué)

媒 體

多媒體投影

主 要 外

語 詞 匯

carboxylic acid；acyl group ；esterification；acyl halide；acid anhydride；

有關(guān)本內(nèi)容的新進(jìn)展

羧酸反應(yīng)的機(jī)理。

主要參考資料或相關(guān)網(wǎng)站

《醫(yī)用化學(xué)》游文瑋主編  化學(xué)工業(yè)出版社；《有機(jī)化學(xué)》 張生勇主編  科學(xué)出版社

《醫(yī)用化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)及習(xí)題解答》孫曉莉主編   第四軍醫(yī)大學(xué)出版社http://ce.sysu.edu。cn/ChemEdu/Echemi/elaborate/wujihuaxue/

http://www.sxmu.edu。cn/jingpin/wujihuaxue/lx.htm

系、教研室

審查意見

課后體會

教 學(xué) 內(nèi) 容

時間分配和媒體選擇

羧酸(carboxylic acid) (RCOOH)是最重要的一類有機(jī)酸。當(dāng)羧基中的羥基被其它原子或原子團(tuán)取代時，則形成羧酸衍生物，主要有羧酸酯、酰鹵、酸酐和酰胺。

第一節(jié) 羧   酸

一、羧酸的構(gòu)造和分類

羧酸的官能團(tuán)是羧基（)。在羧酸分子中，羧基中—OH的氧上有一對未共用電子，可與π鍵形成p-π共軛體系。

羧酸可按照分子中所含烴基結(jié)構(gòu)的不同，分為脂肪族羧酸、脂環(huán)族羧酸和芳香酸等。（表投影)

根據(jù)羧酸分子中所含羧基的數(shù)目，又可把羧酸分為一元酸及多元酸。常見的二元酸如:

  草酸（乙二酸)  丙二酸   琥珀酸（丁二酸)   鄰苯二甲酸

  馬來酸（順丁烯二酸)   富馬酸（反丁烯二酸)

二、羧酸的命名

許多羧酸可以從天然產(chǎn)物中獲得，因此它們常根據(jù)最初的來源而有俗名，如蟻酸、醋酸、草酸等。羧酸的系統(tǒng)命名法與醛相似。

例如：

丁酸 

     3，4-二甲基己酸

 9-十八碳烯酸（油酸)   （β，γ-二甲基己酸)

環(huán)戊烷羧酸   1,2-環(huán)己烷二羧酸   環(huán)己烷丙酸

（環(huán)戊基甲酸) （1,2-環(huán)己基二甲酸)   （3-環(huán)己基丙酸或β-環(huán)己基丙酸)

芳香酸可將其作為脂肪酸的芳香基取代物來命名。例如：

 苯甲酸（安息香酸)    β-苯基丙烯酸（肉桂酸)

5分；

10分；

板書及電腦投影

5分

板書及電腦投影

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時間分配和媒體選擇

三、羧酸的物理性質(zhì)

低級飽和脂肪酸(甲酸、乙酸及丙酸)是具有強(qiáng)烈刺激性氣味的液體；中級的(C₄～C₉)羧酸是帶有不愉快氣味的油狀液體；C₁₀及C₁₀以上的羧酸為無味的蠟狀固體，揮發(fā)性很低。脂肪族二元羧酸和芳香族羧酸都是固體。

低級脂肪酸（C₁～C₄)易溶于水；但隨著相對分子質(zhì)量的增加，在水中的溶解度減小，以至難溶或不溶于水，而溶于有機(jī)溶劑。

羧酸的沸點(diǎn)比相對分子質(zhì)量相近的醇還要高。

一些羧酸的物理常數(shù)見表16-2。

四、羧酸的化學(xué)性質(zhì)

根據(jù)羧酸的構(gòu)造，它可以發(fā)生如下反應(yīng)：

(一)酸性

羧酸在水中可離解出質(zhì)子而顯酸性，其pK_a值一般為4～5，屬于弱酸。

碳酸(pK_a1=6.35)；酚類(pK_a≈10)

在羧酸（RCOOH)分子中，與羧基直接或間接相連的原子或原子團(tuán)對羧酸的酸性有不同程度的影響（表16-3)。

飽和脂肪酸中，與羧基碳原子相連的烷基具有供電子誘導(dǎo)效應(yīng)（+I)，使羧基上的氫較難離解，酸性較甲酸弱。

當(dāng)鹵素取代羧酸分子中烴基上的氫后，由于鹵原子的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)（-I)，酸性增強(qiáng)。烴基某個碳上引入的鹵原子數(shù)目越多，酸性越強(qiáng)。例如，三氯乙酸的酸性最強(qiáng)。

當(dāng)鹵原子相同時，鹵原子離羧基越近，酸性越強(qiáng),它們的酸性順序是：

α-一氯丁酸>β-一氯丁酸>γ-一氯丁酸。

當(dāng)鹵原子的種類不同時，酸性順序是：

氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸>碘乙酸。

（二)羥基被取代的反應(yīng)

羧酸分子中去掉羧基上的羥基后，余下的原子團(tuán)叫做酰基(acyl group)。

5分

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5分

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10分

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10分

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l. 酯化反應(yīng)(esterification)

酸與醇脫水生成酯(ester)的反應(yīng)叫做酯化。

羧酸與醇的酯化反應(yīng)是可逆的，而且反應(yīng)速率很慢，需用酸作為催化劑。例如：

2. 酰鹵(acyl halide)的生成

   乙酰氯

   苯甲酰氯   

   3-甲基丁酰氯

應(yīng)用SOCl₂制備酰氯時，副產(chǎn)物SO₂和HCl都是氣體，便于處理及提純。

3. 酸酐(acid anhydride)的生成

 除甲酸外，一元羧酸與脫水劑共同加熱時，兩分子羧酸可脫去一分子水，生成酸酐。

 乙（酸)酐

4. 酰胺的生成

(三) 脫羧反應(yīng)和二元羧酸的受熱反應(yīng)

5分

5分

5分

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10分

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甲  酸

(四)α-H鹵化作用

五、重要的羧酸

第二節(jié) 羧酸衍生物

一、酰鹵、酸酐、羧酸酯的構(gòu)造和命名

舉例。

二、酰鹵、酸酐、羧酸酯的物理性質(zhì)

自學(xué)。

三、酰鹵、酸酐和羧酸酯的化學(xué)性質(zhì)

酰鹵、酸酐和羧酸酯在分子結(jié)構(gòu)上有相似之處，故它們的化學(xué)性質(zhì)相似，都能與水、醇和氨作用而發(fā)生水解、醇解和氨解反應(yīng)。但它們的執(zhí)業(yè)藥師反應(yīng)活性不同，以酰鹵最活潑payment-defi.com，酸酐次之，羧酸酯較不活潑。

(一)水解

5分

5分

15分

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(二)醇解

(三)氨解

四、重要的羧酸衍生物

（一)乙酐

（二)光氣和雙光氣

小結(jié)

本章重點(diǎn)介紹羧酸的化學(xué)性質(zhì)。酸性，羥基被取代的反應(yīng)，脫羧反應(yīng)。

難點(diǎn)之處：酸性的強(qiáng)弱比較。二元酸的受熱反應(yīng)。

5分

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