教材 · 化学 · 有机化学 · 芳香族化合物

芳香族羧酸・胺与偶氮染料

芳香族カルボン酸・アミンとアゾ染料

IV 有機化学 / 芳香族化合物
一句话结论

水杨酸甲酯保留酚羟基,阿司匹林保留游离羧基。苯胺的氨基表现弱碱性;重氮化与偶联要另查低温和反应组分。

水杨酸带着两个可辨认的位置:羧基和酚羟基。改变其中一个,另一个可能仍保留;因此名字都含“水杨酸”,用同一种试剂检验却会有不同结果。画出反应发生的位置,比背三个药品名称更可靠。

为什么是这样

水杨酸(サリチル酸)是苯环上邻位带有羧基与酚羟基的化合物。它不是只有一个“酸性位置”的名字,而是一张有两处官能团的结构图。苯甲酸只有羧基;水杨酸还可以表现酚羟基的性质。判断酸碱性、显色或酯化时,必须说明是在讨论哪一个官能团。

水杨酸与甲醇在酸催化下酯化,羧基变成甲酯,酚羟基仍在。水杨酸与乙酸酐反应制阿司匹林,则是酚羟基被乙酰化,游离羧基仍在。两条路线都形成酯,但发生位置相反,不能概括为“酯化后羟基和酸性都消失”。配图从同一水杨酸出发,标出两个产物各保留什么。

水杨酸两条酯化路线与保留官能团水杨酸:邻位羧基 + 酚羟基o—HO—C₆H₄—COOH羧基与甲醇酯化 → 水杨酸甲酯o—HO—C₆H₄—COOCH₃保留酚羟基:可作三氯化铁显色判断。酚羟基与乙酸酐反应 → 阿司匹林o—CH₃COO—C₆H₄—COOH保留游离羧基:遇碳酸氢钠可放气。两条路线反应位置不同;都形成酯并不等价。以上检验按纯净、未水解样品判断。

定量表达

按常见题设,碳酸氢钠检验游离羧基,水杨酸和阿司匹林可放出二氧化碳,水杨酸甲酯通常不放气。三氯化铁用于酚羟基显色,未水解的水杨酸与水杨酸甲酯可呈特征颜色;纯阿司匹林没有游离酚羟基,不作同样的阳性判断。若样品已水解或含水杨酸杂质,现象可能不同,所以必须保留“纯样品、未水解”的条件。

苯胺(アニリン)的氮可以接受质子:C6H5NH2 + HCl → C6H5NH3Cl,在酸中形成盐;苯环使孤对电子的可用性降低,苯胺的碱性弱于常见脂肪胺。苯胺先在盐酸中与亚硝酸钠于约 0~5 ℃反应生成重氮盐,再与合适的酚或芳香胺偶联,形成含 –N=N− 的偶氮化合物。不能把“有颜色”直接当作所有芳香族物质的共同反应。

怎么用

鉴别题先列“游离羧基、酚羟基、酯键”三项。水杨酸是有、有、无;水杨酸甲酯是无、有、有;阿司匹林是有、无、有。再把试剂逐一对应到官能团,避免用产品名称猜。需要水解时另外写条件,不能拿水解后的水杨酸性质直接回答原始样品。

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