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)；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

難 點

重點：羧酸的化學(xué)性質(zhì)。

難點：酸性強弱的比較。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)容的新進展

羧酸反應(yīng)的機理。

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酸。當(dāng)羧基中的羥基被其它原子或原子團取代時，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，而溶于有機溶劑。

羧酸的沸點比相對分子質(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。烴基某個碳上引入的鹵原子數(shù)目越多，酸性越強。例如，三氯乙酸的酸性最強。

當(dāng)鹵原子相同時，鹵原子離羧基越近，酸性越強,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，余下的原子團叫做�；�(acyl group)。

5分

電腦投影

5分

電腦投影

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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時間分配和媒體選擇

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zxtf.net.cn，酸酐次之，羧酸酯較不活潑。

(一)水解

5分

5分

15分

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教 學(xué) 內(nèi) 容

時間分配和媒體選擇

(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)。

難點之處：酸性的強弱比較。二元酸的受熱反應(yīng)。

5分

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