当前课程知识点:有机化学(下) > 第九章 含氧化合物 > 9.4.2 羧酸的制备 > 羧酸的制备
各位同学好
今天我们继续学习羧酸及其羧酸衍生物
羧酸的制备
羧酸可以通过醇 醛 烃的氧化来制备
也可以通过CN化合物的水解来制备
还可以通过格式反应来制备
首先我们一起来学习氧化法制备羧酸
伯醇或者是醛氧化生成相应的羧酸
是制备羧酸的最普遍的方法
伯醇首先氧化生成醛
醛进一步氧化生成羧酸
常用的氧化剂有重铬酸钾 三氧化铬 高锰酸钾等
例如正丁醇在酸性条件下与高锰酸钾反应
可以首先氧化生成正丁醛
正丁醛进一步氧化可以生成正丁酸
苄醇在酸性条件下与高锰酸钾反应
首先生成苯甲醛
苯甲醛进一步氧化生成苯甲酸
不饱和的醛也可以氧化成相应的羧酸
但须选择氧化性较弱的氧化剂
以免影响不饱和键
例如
2-丁烯醛可以与托伦试剂反应生成2-丁烯酸
从烃氧化可以制备羧酸
烃包括饱和烃
烯烃和芳烃
首先
我们来学习从烷烃制备羧酸
工业生产中
常用以高级烷烃的混合物(约C20-C30)为原料
在催化剂存在下
用氧气进行氧化制得高级脂肪酸的混合物
也可以采用低级烷烃为原料
直接氧化制备低级羧酸
但往往得到的是各种羧酸的混合物
例如丁烷氧化之后得到的是
甲酸和丙酸以及乙酸的混合物
直链烯烃氧化也可以制备羧酸
反应中烯烃碳链在双键处断裂而得到两种羧酸产物
例如2-戊烯经过重铬酸钾氧化之后生成
丙酸和乙酸
对称烯烃可以得到单纯的氧化物
例如2-丁烯氧化之后可以得到乙酸
直链烯烃的氧化得到的是碳原子数减少的羧酸
环烯经过氧化之后
得到的是碳原子数不变的纯二元羧酸化合物
例如环己烯氧化之后可以得到己二酸
芳烃的侧链烷基含有α-H原子的
不论烷基基团的大小
都可以用强氧化剂进行氧化
均可以来制备得到羧基
例如
甲苯 乙苯 异丙苯
经过与高锰酸钾在酸性条件下共热
之后都可以生成苯甲酸
但如果芳烃的侧链是叔碳烷基
则很难氧化
例如叔丁基苯
很难氧化生成苯甲酸
经过剧烈氧化之后
侧链不变
但芳环与叔碳之间c-c键发生断裂
生成2,2-二甲基丙酸
我们也可以通过水解来制备羧酸
这部分内容我们着重来介绍
通过腈基水解来制备羧酸
腈基水解制备羧酸
在中性溶液中水解速度非常慢
通常需要加酸或者是碱催化
以加速水解反应的进行
产量一般均较高
例如
戊腈在碱催化下水解之后生成正戊酸
苯乙腈在酸性条件下水解生成苯乙酸
腈基化合物通常是由卤代烃与NaCN
或者是KCN发生亲核取代反应生成
例如苯乙腈是由苄基溴与NaCN进行反应生成的
对比发现
由卤代烃为原料
经过亲核取代反应
腈基水解制备得到的羧酸
比原料中多了一个c原子
现在大家思考一下
我们可以用2-甲基2-溴丙烷为起始原料
经过亲核取代反应
腈基水解来制备2,2-二甲基丙酸吗
答案是不能
因为kcn是强碱
2-甲基2-溴丙烷与kcn反应
并不能得到cn取代的产物
而是2-甲基2-溴丙烷自身发生消除反应
生成了2-甲基1-丙烯
因此大家要注意
由于NaCN和KCN的碱性较强
易使仲或叔卤烷脱去卤化氢而成烯烃
因此此法只适用于伯卤烷
另外在实验室中
经常用格利雅试剂来制备羧酸
此合成法合成的羧酸
比原料中的烃基增加了一个C原子
反应分两步
首先将格利雅试剂倒在干冰上
或者将CO2
在低温下通入格利雅试剂的干醚溶液中
会得到羧酸盐中间体
随后中间体经过水解得到羧酸
例如仲丁基氯化镁与干冰反应生成中间体之后
经过水解我们就可以得到2-甲基丁酸
α-萘基溴化镁与干冰反应后
经过水解可以得到α-萘甲酸
接着我们对本节课的重点内容进行小结
对于一元酸的制备
我们可以通过伯醇的氧化和醛的氧化来得到
另外我们得到的是碳原子数保持的羧酸
也可以通过cn的水解和格式反应
得到的是碳原子数增加1的羧酸
还可以通过
烯烃和有α-H的取代芳烃(除甲苯外)
氧化制得
得到的是碳原子数减少的羧酸
对于二元酸的制备
我们可以通过环状烯烃氧化
我们得到的是碳原子数保持的二元羧酸
也可以通过芳烃的侧链氧化来制备
得到邻苯二甲酸
对苯二甲酸
和间苯二甲酸
当芳烃的侧链都等于CH₃-时
那我们得到的是碳原子数保持的二元羧酸
当芳烃的侧链都不为CH₃-的时候
我们得到的是碳原子数减少的二元羧酸
这节课我们学习的羧酸的制备方法
下节课我们将学习羧酸衍生物的制备
以及羧酸及羧酸衍生物的物理性质
同学们下节课再见
-8.1.1 紫外光谱的基本原理
--紫外光谱的基本原理
-8.1.2 紫外光谱与分子结构
--紫外光谱与分子结构
-8.1.3 紫外吸收波长影响因素
--紫外吸收波长影响因素
-8.1.4 最大吸收波长计算(一)
--最大吸收波长的计算(一)
-8.1.5最大吸收波长计算(二)
--最大吸收波长计算(二)
-8.1.6 紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
-8.2.1 红外光谱的简介
--红外光谱简介
--红外光谱简介简介
-8.2.2 分子结构与红外光谱特征的吸收频率
--分子结构和红外光谱的特征频率
-8.2.3常见有机化合物的红外光谱图(一)
--烃及卤代烃红外光谱
-8.2.4 常见有机化合物的红外光谱图(二)
--含氧氮有机物红外光谱
-8.2.5 红外光谱应用
--红外光谱的应用
--红外光谱的应用
-8.3.1.1 核磁共振谱的基本原理
--核磁共振谱基本原理
-8.3.1.2 化学位移
--化学位移
--化学位移
-8.3.1.3 自旋耦合和自旋裂分
--自旋耦合和自旋裂分
-8.3.1.4 核磁共振氢谱的解析
--氢核磁谱图的解析
--氢核磁共振谱解析
-8.3.2.1 碳核磁共振谱(上)
--碳核磁共振谱上
--碳核磁共振谱(上)
-8.3.2.2 碳核磁共振谱(下)
--碳核磁共振谱下
--碳核磁谱(下)
-8.3.3.1 二维核磁谱图(一)
--二维核磁谱图(一)
-8.3.3.2 二维核磁谱图(二)
--二维核磁谱图(二)
-8.4.1 质谱简介
--质谱简介
--质谱简介练习题
-8.4.2 有机质谱中的主要离子类型
--有机质谱中的主要离子类型练习题
-8.4.3 有机质谱中的裂解和重排
--有机质谱中的裂解和重排习题
-8.4.4 常见有机化合物的质谱特征(一)
--烃类的质谱特征练习题
-8.4.5 常见有机化合物的质谱特征(二)
--含氧化合物,醚和酮的质谱特征练习题
-8.4.6 常见有机化合物的质谱特征(三)
--醛,羧酸及杂原子有机物的质谱特征练习题
-8.4.7 质谱的解析
--质谱的解析
--质谱解析练习题
-8.5.1 单一谱图解析
--单一谱图解析
--单一谱图解析主观题
--单一谱图解析
-8.5.2 综合谱图解析
--综合谱图解析
--综合谱图解析主观题
--综合谱图解析客观题
-9.1.1 醇的命名和结构
--醇的命名和结构
--醇的结构和命名
-9.1.2 醇的制备
--醇的制备
--醇的制备
-9.1.3 醇的性质(一)
--醇的性质(一)
--醇的性质(一)
-9.1.4 醇的性质(二)
--醇的性质(二)
--醇的性质(二)
-9.1.5 醚的命名和制备
--醚的命名和制备
--醚的命名和制备
-9.1.6 醚的性质
--醚的性质
--醚的性质
-9.2.1 酚的命名、结构
--酚的命名、结构
--酚的命名和结构
-9.2.2酚的制备和物理性质
--酚的制备和物理性质
-9.2.3 酚的化学性质(一)
--酚的化学性质(一)
-9.2.4 酚的化学性质(二)
--酚的化学性质(二)
-9.3.1 醛酮的命名和结构
--醛酮的结构和命名
--醛酮的命名和结构
-9.3.2 醛酮的制备
--醛酮的制备
--醛酮的制备
-9.3.3 醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
-9.3.4 醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
-9.3.5 醛酮的性质(三)
--醛酮的性质(三)
--醛酮的化学性质(三)
-9.4.1 羧酸及其衍生物的结构、命名
--羧酸及其衍生物的结构、命名
-9.4.2 羧酸的制备
--羧酸的制备
--羧酸的制备
-9.4.3 羧酸衍生物制备及物理性质
--羧酸衍生物制备及物理性质
-9.4.4 羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
-9.4.5 羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
-9.4.6 羟基羧酸的制备及性质
--羟基羧酸的制备及性质
-9.4.7 羧酸衍生物的性质(一)
--羧酸衍生物的性质(一)
-9.4.8 羧酸衍生物的性质(二)
--羧酸衍生物的性质(二)
-9.5.1 β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
-9.5.2 克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
--克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
-9.5.3 乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
--乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
-9.5.4 麦克尔加成
--麦克尔加成
--麦克尔加成
-10.1 硝基化合物的结构和命名
--硝基化合物的结构和命名
-10.2 硝基化合物的化学性质
--硝基化合物的化学性质
-10.3 胺的结构和命名
--胺的结构和命名
--胺的结构和命名
-10.4 胺的制备
--胺的制备方法
--胺的制备
-10.5 胺的化学性质(一)
--胺的化学性质(一)
-10.6 胺的化学性质(二)
--胺的化学性质(二)
-10.7 季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
-10.8 腈和异腈
--腈和异腈
--腈和异腈
-10.9 重氮盐的性质(一)
--重氮盐的性质(一)
-10.10 重氮盐的性质(二)
--重氮盐的性质(二)
-11.1 杂环化合物的分类和命名
--杂环化合物的分类和命名
-11.2 杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
-11.3 五元杂环化合物的性质
--五元杂环化合物的性质
-11.4 六元杂环化合物的性质
--六元杂环化合物的性质
-11.5 稠杂环化合物
--稠杂环化合物
--稠杂环化合物
-12.1 有机合成的任务
--有机合成的任务
--有机合成的任务
-12.2 有机合成路线的设计
--有机合成路线的设计
-12.3 药物合成案例
--药物合成案例
--药物合成案例
-有机化学下