第三章第三章 烃的含氧衍生物烃的含氧衍生物第三节第三节 羧酸羧酸 酯酯第第1课时课时 羧酸羧酸自然界中的有机酸自然界中的有机酸资料卡片资料卡片蚁酸蚁酸( (甲酸甲酸) )HCOOH柠檬酸柠檬酸HOCCOOHCH2COOHCH2COOH未成熟的未成熟的梅子梅子、李子李子、杏子杏子等水果中等水果中, ,含有含有草酸草酸、安息安息香酸香酸等成分等成分 草酸草酸（乙二酸）（乙二酸）COOHCOOH安息香酸安息香酸（苯甲酸）（苯甲酸）COOH一、羧酸一、羧酸1 1、定义：、定义：由烃基和羧基相连组成的有机物。由烃基和羧基相连组成的有机物。2 2、羧酸的分类、羧酸的分类（1 1）按与羧基相连的）按与羧基相连的烃基烃基的不同的不同脂肪酸脂肪酸芳香酸芳香酸CHCH3 3COOHCOOH（C C1717H H3535COOHCOOH）苯甲酸苯甲酸（C C6 6H H5 5COOHCOOH）硬脂酸硬脂酸R-COOH软脂酸软脂酸（C C1515H H3131COOHCOOH）油酸油酸（C C1717H H3333COOHCOOH）高级脂肪酸高级脂肪酸（2 2）按羧基数目）按羧基数目一元羧酸一元羧酸二元羧酸二元羧酸多元羧酸多元羧酸乙二酸（乙二酸（HOOC-COOHHOOC-COOH）饱和羧酸饱和羧酸不饱和羧酸不饱和羧酸（3 3）按烃基饱和程度）按烃基饱和程度3 3、通式、通式( (饱和一元羧酸饱和一元羧酸) ) ： CHCOOHCH2COOHCH2COOH油酸（油酸（C C1717H H3333COOHCOOH）C Cn nH H2 2n nO O2 2 或或 C Cn nH H2 2n n+1+1COOH COOH （n n11）CHCH3 3COOHCOOH羧酸的系统命名法羧酸的系统命名法(1)选主链：选择含有羧基的最长碳链作为主链，按主链碳原子数称为某酸。(2)编号位：在选取的主链中，从羧基碳原子开始给主链上的碳原子编号。(3)定名称：在“某酸”名称之前加上取代基的位次号和名称。例如：4、物理性质、物理性质羧酸的沸点比相应的醇的沸点羧酸的沸点比相应的醇的沸点高高碳原子数在碳原子数在4以下的羧酸能与水互溶以下的羧酸能与水互溶5、化学性质、化学性质有机羧酸是有机羧酸是弱酸弱酸，具有酸的通性，具有酸的通性酯化反应酯化反应 1.分子组成与结构分子组成与结构分子式分子式结构式结构式结构简式结构简式官能团官能团C C2 2H H4 4O O2 2CHCH3 3COOHCOOH羧基羧基：C COHOH（或（或COOHCOOH）O O二、乙酸二、乙酸（醋酸、冰醋酸、冰乙酸）（醋酸、冰醋酸、冰乙酸）HHHOCCOH2 2、物理性质、物理性质常温下为无色液体常温下为无色液体强烈刺激性气味、易挥发强烈刺激性气味、易挥发易溶于水、酒精易溶于水、酒精气味气味 ：色色 态态 ：溶解性：溶解性：熔沸点：熔沸点：熔点：熔点：16.6，易结成冰一样的晶体，易结成冰一样的晶体（冰醋酸冰醋酸由此得名）沸点：由此得名）沸点：117.9 3 3、化学性质：、化学性质：（1）弱酸性）弱酸性【思考思考】如何证明乙酸是弱酸？如何证明乙酸是弱酸？等浓度的盐酸和乙酸比较等浓度的盐酸和乙酸比较PH测定测定CH3COONa的的PH等等【思考思考】 前面我们学习了苯酚也有弱酸性，那前面我们学习了苯酚也有弱酸性，那乙酸、碳乙酸、碳酸、苯酚的酸性谁强呢酸、苯酚的酸性谁强呢? 能否自己能否自己设计出实验方案来证设计出实验方案来证明它们三者酸性强弱明它们三者酸性强弱? 双孔A B C D E F 教材教材P60探究探究1科科学学探探究究碳酸钠固体碳酸钠固体乙酸溶液乙酸溶液苯苯酚酚钠钠溶溶液液教材教材P60探究探究1P P6060科学探究科学探究1 1 2CH2CH3 3COOH+NaCOOH+Na2 2COCO3 3 2CH 2CH3 3COONa+HCOONa+H2 2O+COO+CO2 2 CH CH3 3COOH+NaHCOCOOH+NaHCO3 3 CH CH3 3COONa+HCOONa+H2 2O+COO+CO2 2酸性酸性:CH:CH3 3COOHHCOOHH2 2COCO3 3除去挥发出来的乙酸蒸气除去挥发出来的乙酸蒸气酸性酸性:H:H2 2COCO3 3CC6 6H H5 5OHOH乙酸乙酸 碳酸碳酸 苯酚苯酚酸性：酸性：2CH3COOH + CaCO3 = (CH3COO)2Ca +H2O+CO22CH3COOH + Mg = (CH3COO)2Mg+H22CH3COOH + Mg(OH)2 = (CH3COO)2Mg+ 2H2OE E E E、与某些盐反应：、与某些盐反应：、与某些盐反应：、与某些盐反应：A A A A、使指示剂变色：、使指示剂变色：、使指示剂变色：、使指示剂变色：B B B B、与活泼金属反应：、与活泼金属反应：、与活泼金属反应：、与活泼金属反应：D D D D、与碱反应：、与碱反应：、与碱反应：、与碱反应：C C C C、与碱性氧化物反应：、与碱性氧化物反应：、与碱性氧化物反应：、与碱性氧化物反应：2CH3COOH+Na2O=2CH3COONa+H2OCH3COOH CH3COO+H+石蕊试液变红等石蕊试液变红等具有酸的通性：具有酸的通性：醇、酚、羧酸中羟基的比较醇、酚、羧酸中羟基的比较代代表表物物结构简结构简式式羟基羟基氢的氢的活泼活泼性性酸性酸性与钠与钠反应反应与与NaOHNaOH的反的反应应与与NaNa2 2COCO3 3的反的反应应与与NaHCONaHCO3 3的反的反应应乙乙醇醇CHCH3 3CHCH2 2OHOH苯苯酚酚C C6 6H H5 5OHOH乙乙酸酸CHCH3 3COOHCOOH比碳比碳酸弱酸弱比碳比碳酸强酸强，不，不产生产生COCO2，产，产生生COCO2 2，产，产生生CO2增增强强中性中性COOHHO CH2OHCOONaHO CH2OHCOONaNaO CH2OHCOONaNaO CH2ONa(1)(5)(2)(4)(3)(1) (2) (3) (4) (5) 【练习】要实现下列各步骤，需要什么试剂？【练习】要实现下列各步骤，需要什么试剂？NaHCO3NaOH或或Na2CO3NaCO2HCl（2）乙酸的酯化反应）乙酸的酯化反应沸石沸石无水乙醇无水乙醇 3体积体积 浓硫酸浓硫酸 2体积体积冰乙酸冰乙酸 2体积体积饱和的饱和的Na2CO3溶液溶液现象现象:饱和碳酸钠溶液的液面上有透明的油饱和碳酸钠溶液的液面上有透明的油状液体，并可闻到香味。状液体，并可闻到香味。实验要点：实验要点：1.沸石的作用：沸石的作用：防暴沸防暴沸2.加药品的顺序：加药品的顺序：（沸石）乙醇、浓硫酸、乙酸（沸石）乙醇、浓硫酸、乙酸3.加热的目的：加热的目的：5.导气管的作用：导气管的作用： 导气管的位置：导气管的位置：导气、冷凝导气、冷凝伸到饱和碳酸钠溶液液面上伸到饱和碳酸钠溶液液面上提高反应速率、让乙酸乙酯挥发，提高其产率提高反应速率、让乙酸乙酯挥发，提高其产率4.浓硫酸的作用浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂催化剂、吸水剂6.饱和饱和Na2CO3溶液的作用：溶液的作用： 中和乙酸中和乙酸 溶解乙醇。溶解乙醇。 降低酯在水中的溶解度，以便使酯分层析出。降低酯在水中的溶解度，以便使酯分层析出。为什么不用为什么不用NaOH溶液？溶液？【思考】【思考】酯化反应是可逆反应，总结该实验中酯化反应是可逆反应，总结该实验中是如何提高乙酸乙酯产率的？是如何提高乙酸乙酯产率的？加热加热使用浓硫酸使用浓硫酸无水乙醇、冰醋酸无水乙醇、冰醋酸思考：在酯化反应中，生成物水中的氧原子是由乙酸在酯化反应中，生成物水中的氧原子是由乙酸的羟基提供，还是由乙醇的羟基提供？的羟基提供，还是由乙醇的羟基提供？可能一可能一可能二可能二如何证明？如何证明？酯化反应的过程酯化反应的过程同位素原子示踪法同位素原子示踪法CH3COOH+H18OCH2 CH3浓硫酸+H2OCH3CO18OCH2 CH3 a a反应机理：反应机理：酸脱羟基醇脱氢酸脱羟基醇脱氢 b b酯化反应酯化反应可看作是取代反应，也可看作可看作是取代反应，也可看作 是分子间脱水的反应是分子间脱水的反应。 4、乙酸工业制法：、乙酸工业制法：（1）发酵法：）发酵法：（2）乙烯氧化法：）乙烯氧化法：淀粉淀粉C6H12O6 C2H5OH CH3CHO CH3COOH水解水解水解水解氧化氧化发酵发酵氧化氧化2CH=CH+O 2CH3CHO O2CH3CH + O2 2CH3COOH催化剂催化剂催化剂催化剂 催化剂催化剂加温、加压加温、加压第三章第三章 烃的含氧衍生物烃的含氧衍生物第三节第三节 羧酸羧酸 酯酯第第2课时课时 酯酯1、定义：、定义：2、通式：、通式： 羧酸（羧酸（或无机酸或无机酸）与醇反应生成的一类化合物）与醇反应生成的一类化合物羧酸酯的结构简式或一般通式羧酸酯的结构简式或一般通式:RCOOR ORC-O-R 酯的同分异构体酯的同分异构体 CnH2nO2 n2一、酯一、酯羧酸、羟基醛、羟基酮、醚醛、醚酮、羧酸、羟基醛、羟基酮、醚醛、醚酮、烯二醇、烯醚醇、环二醇、环醚醇烯二醇、烯醚醇、环二醇、环醚醇饱和一元羧酸和饱和一元醇生成的酯：饱和一元羧酸和饱和一元醇生成的酯： （1 1） HCOOCH HCOOCH2 2CHCH3 3 （2 2） CH CH3 3CHCH2 2ONOONO2 2 （3 3） CH CH3 3OOCCHOOCCH2 2CHCH3 3 （4 4） C C1717H H3535COOCCOOC2 2H H5 5 （5 5） C C2 2H H5 5OOC-COOCOOC-COOC2 2H H5 5硝酸乙酯硝酸乙酯 甲酸乙酯甲酸乙酯 丙酸甲酯丙酸甲酯 硬脂酸乙酯硬脂酸乙酯 乙二酸二乙酯乙二酸二乙酯 环乙二酸乙二酯环乙二酸乙二酯 二乙酸乙二酯二乙酸乙二酯 3、命名、命名:某酸某酯某酸某酯(根据酸和醇的名称来命根据酸和醇的名称来命名名)根据根据酸的不同酸的不同分为：分为：有机酸酯和无机酸酯。有机酸酯和无机酸酯。4、分类、分类5 5、酯的物理性质、酯的物理性质酯酯密度比水小密度比水小，难溶于水难溶于水，易溶有机溶剂，易溶有机溶剂， 可作溶剂。可作溶剂。低级酯低级酯是具有芳香气味的液体。是具有芳香气味的液体。根据羧酸分子中根据羧酸分子中羧基的数目羧基的数目分为：分为：一元酸一元酸酯、二元酸酯、多元酸酯。酯、二元酸酯、多元酸酯。广泛存在于自然界中广泛存在于自然界中含有：含有：丁酸乙酯丁酸乙酯含有：含有：戊酸戊酯戊酸戊酯含有：含有：乙酸异戊酯乙酸异戊酯存在：存在：二、酯的化学性质二、酯的化学性质乙酸乙酯乙酸乙酯（1 1）乙酸乙酯的分子组成和结构）乙酸乙酯的分子组成和结构结构简式：结构简式：CH3COOCH2CH3 化学式：化学式：C4H8O2乙酸乙酯（乙酸乙酯（C C4 4H H8 8O O2 2）的核磁共振氢谱图）的核磁共振氢谱图吸收强度4 3 2 1 0科学探究科学探究请设计实验探究：请设计实验探究：乙酸乙酯在中性、酸性、碱性并加乙酸乙酯在中性、酸性、碱性并加热（热（7080）的条件下的水解速）的条件下的水解速率。率。编号编号 试试剂剂2mL乙酸乙酸乙酯和乙酯和4mL蒸馏蒸馏水水2mL乙酸乙乙酸乙酯和酯和4mL蒸蒸馏水馏水2mL乙酸乙酸乙酯和乙酯和4mL稀硫稀硫酸酸2mL乙酸乙乙酸乙酯和酯和4mLNaOH溶液溶液温度温度 不加热不加热 水浴加热水浴加热水浴加热水浴加热 水浴加热水浴加热酯层酯层变化变化无变化无变化无变化无变化 消失一部分消失一部分 完全消失完全消失结论结论：酯在碱性条件下水解速率：酯在碱性条件下水解速率最快最快，其次是酸性条件，其次是酸性条件， 中性条件下几乎不水解；中性条件下几乎不水解； 在强碱的溶液中酯水在强碱的溶液中酯水 解趋于解趋于完全完全。 OCH3C-OH + H-OC2H5= OCH3C-O-C2H5 +H2O= 浓浓H2SO4 （2 2）乙酸乙酯的水解）乙酸乙酯的水解 OCH3C-O-C2H5 +HOH= 稀稀H2SO4 OCH3C-OH + C2H5OH= O CH3C-O-C2H5 + NaOH= OCH3C-ONa + C2H5OH= HCOOCH3练习：练习：写出写出甲酸甲酯甲酸甲酯分别在硫酸溶液、分别在硫酸溶液、NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式溶液中发生水解反应的化学方程式 COOCH2CH3 COOCH2CH3_ O R-C-O-R +H2O= 稀稀H2SO4 O R-C-OH + ROH= O R-C-O-R + NaOH= O R- C-ONa + ROH=小结：酯水解的规律：小结：酯水解的规律：酯在无机酸、碱催化下，均能发生水解反应，酯在无机酸、碱催化下，均能发生水解反应，其中在其中在酸性条件下水解是可逆的，在碱性条酸性条件下水解是可逆的，在碱性条件下水解是不可逆的。件下水解是不可逆的。酯化反应与酯水解反应的比较酯化反应与酯水解反应的比较 酯酯 化化 水水 解解反应关系反应关系催催 化化 剂剂催化剂的催化剂的其他作用其他作用加热方式加热方式反应类型反应类型NaOH中和酯水解生成的中和酯水解生成的CH3COOH，提高酯的水，提高酯的水 解率解率CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O浓浓 硫硫 酸酸稀稀H2SO4或或NaOH吸水，提高吸水，提高CH3COOH与与C2H5OH的转化率的转化率酒精灯加热酒精灯加热水浴加热水浴加热酯化反应酯化反应 取代反应取代反应水解反应水解反应取代反应取代反应三、几种常见的羧酸三、几种常见的羧酸1 1、甲酸、甲酸(HCOOH)(HCOOH) 俗称俗称蚁酸蚁酸有刺激性气味，有腐蚀性，能与水、乙醚、有刺激性气味，有腐蚀性，能与水、乙醚、乙醇、甘油以任意比例互溶乙醇、甘油以任意比例互溶 HCOHO HCOHO HCORO HCONaO有有酸性酸性 (3)有有还原性还原性（银镜反应，与新制（银镜反应，与新制Cu(OH)2反应）反应） 能发生能发生酯化反应酯化反应甲酸的化学性质甲酸的化学性质 用一种试剂鉴别：乙醇、乙醛、乙酸、甲酸用一种试剂鉴别：乙醇、乙醛、乙酸、甲酸 结构特点结构特点：既有：既有羧基羧基又有又有醛基醛基特别提醒特别提醒(1)能发生银镜反应的物质含有醛基，但不一定属于醛，如甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖。(2)甲酸和新制Cu(OH)2反应，加热则发生氧化反应，若不加热则发生中和反应。2 2、乙二酸、乙二酸 HOOC- -COOH+2CH3CH2OH(乙二酸二乙酯乙二酸二乙酯)酸性酸性强于乙酸强于乙酸酯化反应酯化反应 HOOCCOOH(俗名：俗名：草酸草酸)CH3CH2OOCCOOCH2CH3+2H2O 无色透明晶体，能溶于乙醇、水，通常会形无色透明晶体，能溶于乙醇、水，通常会形成结晶水合物。草酸钙难溶于水。成结晶水合物。草酸钙难溶于水。浓浓H H2 2SOSO4 4受热易分解受热易分解 H2C2O4H2O+CO+CO22KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2使高锰酸钾褪色使高锰酸钾褪色 3、苯甲酸、苯甲酸 C6H5COOH (安息香酸安息香酸)白色固体，微溶于水。白色固体，微溶于水。【酸性酸性】 HOOC-COOH HCOOH C6H5COOH CH3COOH 。COOH其钠盐常用作防腐剂其钠盐常用作防腐剂 羧酸酸性一般规律：烃基中烃基中C越多，则酸性弱；越多，则酸性弱；-COOH越多，酸性越强越多，酸性越强3、高级脂肪酸、高级脂肪酸名称名称分子式分子式结构简式结构简式状态状态硬脂酸硬脂酸C18H36O2C17H35COOH固态固态软脂酸软脂酸C16H32O2C15H31COOH固态固态油油 酸酸C18H34O2C17H33COOH液态液态（1）酸性（）酸性（2）酯化反应（）酯化反应（3）油酸加成）油酸加成 硬脂酸、软脂酸是乙酸的同系物，而油酸不是乙酸硬脂酸、软脂酸是乙酸的同系物，而油酸不是乙酸的同系物。的同系物。【知识迁移知识迁移】写出下列酸和醇的酯化反应写出下列酸和醇的酯化反应C2H5ONO2 + H2OCH3COOCH3 + H2OCHCH3 3COOH + HOCHCOOH + HOCH3 3浓浓H2SO4C2H5OH + HONO2浓浓H2SO4硝酸乙酯硝酸乙酯乙酸甲酯乙酸甲酯足量足量浓浓H H2 2SOSO4 4浓浓H H2 2SOSO4 4+ 2H2O 二乙酸乙二酯二乙酸乙二酯环乙二酸乙二酯环乙二酸乙二酯酯化反应类型总结酯化反应类型总结(1)一元醇与一元羧酸的酯化反应。酯化反应类型总结酯化反应类型总结酯化反应类型总结酯化反应类型总结