导图社区 羧酸及羧酸衍生物
分别介绍了羧酸及羧酸衍生物的分类、命名、结构和化学性质,并对应的拓展开叙述,还了解了油脂、蜡和表面活性剂对应的性质和用处,还介绍了两种脱水方式:酰氧键断裂和烷氧键断裂的断裂方式
涵盖了微生物学与免疫学两大块内容的一部分重点,包括免疫球蛋白、补体、免疫器官功能、微生物物理控制方法等等,辅助大家复习。
大体导图从五部分展开介绍,分别为氧化还原滴定法的基本原理、碘量法、高锰酸钾法、亚硝酸钠法和其他氧化还原滴定法,分别介绍对应的原理和指示剂等,辅助对本章节的理解。
列举了几个比较重要的被子植物门中的主要的科的一些特征,列举了相关的特征内容加以区分,并且对其进行比较,分别有:桑科、蓼科、毛茛科、木兰科、十字花科……兰科,希望对大家有所帮助!
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羧酸及羧酸衍生物
羧酸
分类和命名
分类
与羧基所连的烃基不同分为:脂肪酸、脂环酸、芳香酸
根据烃基是否饱和分为:饱和羧酸、不饱和羧酸(如:油酸)
根据分子中所含羧基的数目分为:一元酸、二元酸、多元酸
命名
选择分子中含羧基的最长碳链做主链,自羧基开始给主链碳原子编号
羧酸常用希腊字母来标明位次,例:与羧基直接相连的C为α(2)-C,依次为β(3)、γ(4)、δ……ω
含有两个羧基的最长碳链做主链,称为某二酸
化学性质
羧基的结构
(-COOH)p-π共轭
C为sp²杂化
酸性
-COOH>H₂CO₃>酚>H₂O>醇
羧酸可以和碳酸盐反应,而苯酚不能
鉴别:羧酸和苯酚
α-H被-X取代,酸性↑,F>Cl>Br>I α-C上-X越多,酸性↑ 被取代:α-H>β-H>γ-H 苯环离-COOH越近,酸性↑
羧基上羟基的取代反应
成酯反应
羧酸与醇在酸的催化下,加热脱水生成酯
两种脱水方式:酰氧键断裂(酸脱羟基醇脱氢)→(1°-OH、2°-OH) 烷氧键断裂(酸脱氢醇脱羟基)→(3°-OH)
成酰卤反应
羧酸与PX₃、PX₅、SOCl₂作用,羧酸分子中-OH被-X取代生成酰卤 (与醇不同,HX不能使羧酸生成酰卤)
制备低沸点酰氯→PCl₃,用蒸馏法可与亚磷酸分离 制备高沸点酰氯→PCl₅,可先蒸去三氯氧磷
成酸酐反应
羧酸在脱水剂(如:P₂O₅)或加热条件下失水而形成酸酐
具有五元环或六元环的酸酐,可由二元羧酸加热,分子内失水而得
成酰胺反应
向羧酸中通入氨气或加入碳酸铵,可以得到羧酸的铵盐,铵盐受热失水便生成酰胺
α-H的取代反应
若存在α-H和过量的卤素单质,可进一步发生α-H卤代反应,直至 所有α-H都被卤素取代
酰卤的α-H卤代要比羧酸容易很多
只在α位卤代
还原反应
羧基中羰基可被强还原剂LiAlH₄还原成醇(C=O→CH₂)
还原不饱和羧酸时,不会影响双键,属于选择性还原
脱羧反应
羧酸分子脱去羧基放出CO₂的反应
当一元羧酸的α-C上有强吸电子基团如:硝基、卤素、氰基、羰基,容易发生脱羧反应
芳香酸脱羧比脂肪酸容易,-Ph可作吸电子基,有利于C-C断裂
二元酸的热解反应
1,2-和1,3-二元羧酸→ 脱羧
生成CO₂
1,4-和1,5-二元羧酸→ 脱水
生成H₂O
1,6-和1,7-二元羧酸→ 既脱羧又脱水
生成CO₂和H₂O
羧酸衍生物
结构、分类,命名
结构
酯:无机酸酯(无机酸和醇之间脱水的生成物)、有机酸酯(羧酸和醇的脱水产物)
酰卤
酰基名称放在前面,卤素放后面,并将酰基的“基”省略
酰胺
与酰卤相似
如果分子为含有-CO-NH-基团的环状结构的酰胺,称为内酰胺
若N上有取代基,则在名称前加“N-某基”
酸酐
常将相应的羧酸的名称之后加上“酐”
酯
按照它水解后得到的酸和醇来命名而称为某酸某(醇)酯,一般将“醇”省略
命名多元醇的酯时,通常将多元醇的名称放在前面,酸的名称放在后面,称为某醇某酸酯
水解→羧酸
碱催化水解
酯的水解常用碱催化
酸催化水解
酯的酸性水解为酰氧键断裂
醇解→酯
条件:酸或醇钠的催化
酯的醇解生成新的酯和醇(酯交换反应)
氨解→酰胺
酯的氨解不需加入酸碱等催化剂,氨本身就是碱
与格氏试剂反应
酰氯与格氏试剂作用生成酮和叔醇,格氏试剂过量,则继续反应,生成叔醇
酯缩合反应(克莱森缩合反应)
酯分子α-C上的氢被酯基活化,在醇钠等存在下,与另一分子酯反应得到β-酮酯
例:乙酸乙酯→乙酰乙酸乙酯
含有α-H的酯都有类似反应
迪克曼反应
酯缩合在分子内进行,形成环状β-羧基酯(合成五元、六元碳环)
霍夫曼降解反应
脱去羰基生成伯胺(减少一个C)
碳酸衍生物
油脂、蜡和表面活性剂
油脂
液态称为油,固态称为脂
油脂是直链高级脂肪酸和甘油生成的酯
性质
水解
在碱性条件下,水解得到甘油和高级脂肪酸钠(肥皂)皂化反应
加成
氢化
转化为饱和程度较高的固态或半固态的脂
加碘
碘值↑,表示油脂的 不饱和程度↑
工业上将100g油脂所吸收的碘的质量称为碘值
干性
根据碘值大小分为:干性油(>130)、半干性油(100-130)、不干性油(<100)
酸败
酸值↓,油脂越新鲜
中和1g油脂中游离脂肪酸所需KOH的质量,称为酸值
蜡
蜡是高级脂肪酸和高级一元醇所形成的酯
低熔点的固体,不溶于水,可溶于有机溶剂
肥皂和表面活性剂
肥皂
肥皂是高级脂肪酸的钠盐或钾盐
日常所用肥皂是高级脂肪酸的钠盐
洗发水用的钾肥皂是高级脂肪酸的钾盐
一头是羧基,具有极性,亲水基 一头是链状、非极性烃基,亲油基
肥皂不宜在硬水或酸性水中使用
表面活性剂
同时具有亲水基团和憎水基团
分为:阴离子型、阳离子型、非离子型
酰卤的水解速度最快
酰胺不能与醇反应生成酯
亲核取代反应活性顺序: 酰卤≈酸酐>酯>酰胺
羧酸除去-OH剩余部分为酰基(R-CO-)
生成羧酸衍生物:酯、酰卤、酰胺、酸酐
-OH可以被卤原子(X)、酰氧基(RCOO-) 、烷氧基(-OR)、氨基(-NH₂)等取代