医用化学-授课教案:第十六章 羧酸及其衍生物

授课题目

第十六章 羧酸及其衍生物

授课形式

理论课

授课时间

授课学时

2

教学目的

与 要 求

掌握羧酸的结构就及化学性质。

熟悉羧酸衍生物的结构及性质。

了解羧酸的物理性质。

基本内容

一、羧酸

羧酸的构造和分类；羧酸的命名；羧酸的物理性质；羧酸的化学性质（重点)；重要的羧酸

二、羧酸衍生物

酰卤、酸酐、羧酸酯的构造和命名；酰卤、酸酐、羧酸酯的物理性质；酰卤、酸酐、羧酸酯的化学性质；重要的羧酸衍生物

重 点

难 点

重点：羧酸的化学性质。

难点：酸性强弱的比较。二元酸的受热反应。

主要教学

媒 体

多媒体投影

主 要 外

语 词 汇

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

有关本内容的新进展

羧酸反应的机理。

主要参考资料或相关网站

《医用化学》游文玮主编  化学工业出版社；《有机化学》 张生勇主编  科学出版社

《医用化学学习指导及习题解答》孙晓莉主编   第四军医大学出版社http://ce.sysu.edu。cn/ChemEdu/Echemi/elaborate/wujihuaxue/

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

系、教研室

审查意见

课后体会

教 学 内 容

时间分配和媒体选择

羧酸(carboxylic acid) (RCOOH)是最重要的一类有机酸。当羧基中的羟基被其它原子或原子团取代时，则形成羧酸衍生物，主要有羧酸酯、酰卤、酸酐和酰胺。

第一节 羧   酸

一、羧酸的构造和分类

羧酸的官能团是羧基（)。在羧酸分子中，羧基中—OH的氧上有一对未共用电子，可与π键形成p-π共轭体系。

羧酸可按照分子中所含烃基结构的不同，分为脂肪族羧酸、脂环族羧酸和芳香酸等。（表投影)

根据羧酸分子中所含羧基的数目，又可把羧酸分为一元酸及多元酸。常见的二元酸如:

  草酸（乙二酸)  丙二酸   琥珀酸（丁二酸)   邻苯二甲酸

  马来酸（顺丁烯二酸)   富马酸（反丁烯二酸)

二、羧酸的命名

许多羧酸可以从天然产物中获得，因此它们常根据最初的来源而有俗名，如蚁酸、醋酸、草酸等。羧酸的系统命名法与醛相似。

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)

环戊烷羧酸   1,2-环己烷二羧酸   环己烷丙酸

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

芳香酸可将其作为脂肪酸的芳香基取代物来命名。例如：

 苯甲酸（安息香酸)    β-苯基丙烯酸（肉桂酸)

5分；

10分；

板书及电脑投影

5分

板书及电脑投影

教 学 内 容

时间分配和媒体选择

三、羧酸的物理性质

低级饱和脂肪酸(甲酸、乙酸及丙酸)是具有强烈刺激性气味的液体；中级的(C₄～C₉)羧酸是带有不愉快气味的油状液体；C₁₀及C₁₀以上的羧酸为无味的蜡状固体，挥发性很低。脂肪族二元羧酸和芳香族羧酸都是固体。

低级脂肪酸（C₁～C₄)易溶于水；但随着相对分子质量的增加，在水中的溶解度减小，以至难溶或不溶于水，而溶于有机溶剂。

羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇还要高。

一些羧酸的物理常数见表16-2。

四、羧酸的化学性质

根据羧酸的构造，它可以发生如下反应：

(一)酸性

羧酸在水中可离解出质子而显酸性，其pK_a值一般为4～5，属于弱酸。

碳酸(pK_a1=6.35)；酚类(pK_a≈10)

在羧酸（RCOOH)分子中，与羧基直接或间接相连的原子或原子团对羧酸的酸性有不同程度的影响（表16-3)。

饱和脂肪酸中，与羧基碳原子相连的烷基具有供电子诱导效应（+I)，使羧基上的氢较难离解，酸性较甲酸弱。

当卤素取代羧酸分子中烃基上的氢后，由于卤原子的吸电子诱导效应（-I)，酸性增强。烃基某个碳上引入的卤原子数目越多，酸性越强。例如，三氯乙酸的酸性最强。

当卤原子相同时，卤原子离羧基越近，酸性越强,它们的酸性顺序是：

α-一氯丁酸>β-一氯丁酸>γ-一氯丁酸。

当卤原子的种类不同时，酸性顺序是：

氟乙酸>氯乙酸>溴乙酸>碘乙酸。

（二)羟基被取代的反应

羧酸分子中去掉羧基上的羟基后，余下的原子团叫做酰基(acyl group)。

5分

电脑投影

5分

电脑投影

10分

投影

10分

教 学 内 容

时间分配和媒体选择

l. 酯化反应(esterification)

酸与醇脱水生成酯(ester)的反应叫做酯化。

羧酸与醇的酯化反应是可逆的，而且反应速率很慢，需用酸作为催化剂。例如：

2. 酰卤(acyl halide)的生成

   乙酰氯

   苯甲酰氯   

   3-甲基丁酰氯

应用SOCl₂制备酰氯时，副产物SO₂和HCl都是气体，便于处理及提纯。

3. 酸酐(acid anhydride)的生成

 除甲酸外，一元羧酸与脱水剂共同加热时，两分子羧酸可脱去一分子水，生成酸酐。

 乙（酸)酐

4. 酰胺的生成

(三) 脱羧反应和二元羧酸的受热反应

5分

5分

5分

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10分

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教 学 内 容

时间分配和媒体选择

甲  酸

(四)α-H卤化作用

五、重要的羧酸

第二节 羧酸衍生物

一、酰卤、酸酐、羧酸酯的构造和命名

举例。

二、酰卤、酸酐、羧酸酯的物理性质

自学。

三、酰卤、酸酐和羧酸酯的化学性质

酰卤、酸酐和羧酸酯在分子结构上有相似之处，故它们的化学性质相似，都能与水、醇和氨作用而发生水解、醇解和氨解反应。但它们的执业药师反应活性不同，以酰卤最活泼www.med126.com，酸酐次之，羧酸酯较不活泼。

(一)水解

5分

5分

15分

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教 学 内 容

时间分配和媒体选择

(二)醇解

(三)氨解

四、重要的羧酸衍生物

（一)乙酐

（二)光气和双光气

小结

本章重点介绍羧酸的化学性质。酸性，羟基被取代的反应，脱羧反应。

难点之处：酸性的强弱比较。二元酸的受热反应。

5分

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