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羧酸衍生物的性质:溶解性和水解活性次序

时间:2023-11-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:羧酸衍生物都可溶于有机溶剂,有的本身就是良好的溶剂,如乙酸乙酯。虽然四种羧酸衍生物都能水解生成相应的羧酸,但它们的活性不同。因此,羧酸衍生物水解反应的活性次序是:酰卤>酸酐>酯>酰胺。酰氯的氨解过于剧烈,并放出大量的热,操作难以控制,生成的酰胺易含杂质,难于提纯。

羧酸衍生物的性质:溶解性和水解活性次序

1.物理性质

室温下,低级酰氯、酸酐、酯大多数是液体,而高级酰氯、酸酐、酯是固体。对酰胺来说,除甲酰胺熔点3℃)是液体外,其余酰胺(N—烷基取代酰胺除外)都是固体。

低级酰氯有刺激性气味,低级酸酐也具有不愉快气味。低级酯为无色、具有果香味的液体,许多花果的香味就是酯所引起的。例如,乙酸异戊酯有香蕉气味,苯甲酸甲酯有茉莉花香味等。

酰氯、酸酐和酯因为不能通过氢键缔合,它们的沸点比相对分子质量相近的羧酸低得多。酰胺分子间氢键缔合作用比羧酸强,因此沸点比相对分子质量相近的羧酸、醇都高。

酰氯、酸酐不溶于水,低级酰氯遇水容易分解,如乙酰氯在空气中即与空气中的水作用而分解。除低级酯(4个碳以下)微溶于水外,其他酯都难溶于水。低级酰胺可溶于水,且随着相对分子质量增大,在水中溶解度降低。羧酸衍生物都可溶于有机溶剂,有的本身就是良好的溶剂,如乙酸乙酯

2.化学性质

羧酸衍生物分子中都含有羰基,和醛、酮相似,由于羰基的存在,它们也能够与水、醇、氨等发生反应。但由于与羰基相连的基团不同,反应的活性有一定差异。

(1)水解反应 酰卤、酸酐、酯和酰胺都可以和水反应,生成相应的羧酸。

虽然四种羧酸衍生物都能水解生成相应的羧酸,但它们的活性不同。酰氯遇冷水即能迅速水解,酸酐需与热水作用,酯的水解需加热,并使用酸或碱催化剂,而酰胺的水解则在酸或碱的催化下,经长时间的回流才能完成。因此,羧酸衍生物水解反应的活性次序是:酰卤>酸酐>酯>酰胺。

酯在酸催化下的水解是酯化反应的逆反应,水解反应是可逆的,水解不完全。酯在碱作用下的水解是不可逆的,可生成羧酸盐和醇。酯的水解反应在油脂工业上有非常重要的应用。

(2)醇解反应 酰氯、酸酐、酯和酰胺与醇反应,生成相应的酯。

酰卤、酸酐可直接和醇作用生成酯,酯和醇需要在酸或碱催化下发生反应。酰胺的醇解反应难以进行,需用过量的醇才能生成酯并放出氨。(www.xing528.com)

酯的醇解反应也称为酯交换反应,它是由一种酯和一种醇反应生成另一种酯和另一种醇的反应,通常是“以大换小”,生成较高级醇的酯。这个反应常用于工业生产中。

(3)氨解反应 酰氯、酸酐和酯都可以顺利地与氨作用生成相应的酰胺。

酰氯的氨解过于剧烈,并放出大量的热,操作难以控制,生成的酰胺易含杂质,难于提纯。工业生产中常用酸酐的氨解来制取酰胺。

(4)还原反应 酰卤、酸酐、酯和酰胺都可以发生还原反应,其中以酯的还原最易。酰卤、酸酐在强还原剂(如LiAlH4)作用下,还原成相应的伯醇,酰胺还原成相应的伯胺,酯还原成两种伯醇。

酯在进行还原反应时,常用的还原剂为金属钠+乙醇或氢化铝锂(LiAlH4),这两种还原剂均可不还原分子中的双键,这在工业生产中具有实际意义。例如:

此法可得到长碳链的醇。

练一练

完成下列反应:

(1)

(2)

(3)CH3COCl+(CH32NH2→?

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