有机化学第12章 羧酸
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此反应可用来合成比羧酸少一个碳的卤代烃。
四、α-H的卤代反应
羧酸的α-H可在光、碘、红磷、硫等催化剂存在下被溴 或氯取代生成卤代酸。
RCH2COOH
Br2 PΔ
RCHCOOH Br2
Br
PΔ
Br R-C-COOH
Br
控制条件,反应可停留在一取代阶段。
CH3CH2CH2CH2COOH + Br2
P Br2 70 ℃
实质上并非两者的简单组合
醛酮中 C O 键长 0.122nm
醇中
C OH 键长 0.143nm
O HC
OH
(甲酸)
0.1245nm 0.1312nm 电子衍射实验证明
O RC
O-H
P-π 共轭体系
RC sp2 杂化
O OH
O RC
OH O HC OH
O RC
O
O 0.127nm HC
O 0.127nm
O RC
O
O HC
O
羧酸的化学性质
H
脱羧反应
O
RCC
羟基断裂呈酸性
H
OH
α H 的反应
羟基被取代的反应
一、酸性
羧酸具有弱酸性,在水溶液中存在着如下平衡:
RCOOH
RCOO + H+
乙酸的离解常数Ka为1.75×10-5 , pKa =4.76 甲酸的Ka=2.1×10-4 , pKa =3.75 其他一元酸的Ka在1.1~1.8×10-5之间, pKa在4.7~5之间。 可见羧酸的酸性小于无机酸而大于碳酸(H2CO3 pKa1=6.73)。
oocoh形式上看羧基是由一个和一个组成coh实质上并非两者的简单组合醛酮中coo01245nm键长0122nmhc01312nmoh醇中coh甲酸电子衍射实验证明键长0143nmoorcohrc2ohp共轭体系sp杂化ooorcrcrcohoooo0127nmohchchcohoo0127nm羧酸的化学性质h脱羧反应orcc羟基断裂呈酸性ohhh的反应羟基被取代的反应一酸性?羧酸具有弱酸性在水溶液中存在着如下平衡
-I CC
Cl
COOH
邻氯苯丙炔酸,诱导效 应使酸性增强,场效应 使酸性减弱。
(3)共轭效应的影响
CH3COOH pKa值 4.76
COOH 4.20
苯甲酸的酸性强,原因是羧基负离子可与苯环共轭, 使负电荷得到充分分散而稳定,H更易离解。
COOH pka 4.20
COOH NO2
2.21 COOH
CH3CH2CH2CHCOOH + HBr
Br 80%
α-卤代酸很活泼,常用来制备α-羟基酸和α-氨基酸。
P + Br2
PBr3
PBr3 RCH2COOH
RCH2COBr
Br2
RCHBrCOBr
RCHBrCOBr + RCH2COOH
RCHBrCOOH + RCH2COBr
羧酸衍生物的α-H能被强碱如二异丙基氨基锂(LDA)夺去
O CH3(CH2)6CCl + POCl3 + HCl
3、形成酸酐
酸酐在脱水剂(如 P2O5)作用下加热,脱水生成酸酐。
O R C OH P2O5 R C OH
O
O RC R C O + H2O
O
2
COOH + (CH3CO)2O
(
CO )2O + CH3COOH
乙酐(脱水剂)
1,4和1,5二元酸不需要任何脱水剂,加热就能脱水生成环状 (五元或六元)酸酐。
CH3CH2CHCH2COOH CH3
CH=CHCOOH HOCH2CHCH2COOH Cl
β-甲基戊酸
β-苯基丙烯酸 γ-羟基-β-氯丁酸
系统命名:
含羧基最长的碳链作为主链,根据主链上碳原子数目 称为某酸。编号从H3 CH COOH
OH
NH2
2-羟基丁酸
还原成醛:用锂-甲胺还原羧酸,因为生成醛被溶剂截 获而成亚胺的缘故,亚胺水解即得醛。
CH3CCH2COOH
CHCl3 + CO2
O
Δ
CH3CCH3 + CO2
COOH Δ O
O + CO2
洪塞迪克尔(Hunsdiecker)反应, 羧酸的银盐在溴或氯存 在下脱羧生成卤代烷的反应。
RCOOAg + Br2 CCl4 R-Br + CO2 + AgBr Δ
CH3CH2CH2COOAg + Br2 CCl4 CH3CH2CH3-Br + CO2 + AgBr Δ
而生成碳负离子。溴和碘与酯的负离子反应生成α-溴代或碘
代酯。
HO
HO R-C-C-OR' + LiN[CH(CH3)2]2
H
HO R-C-C-OR'
Li
I2 R-C-C-OR'
I HO Br2 R-C-C-OR'
Br
五、羧酸的还原
羧酸很难被还原,只能用强还原剂LiAlH4才能将其还原为 相应的伯醇。 H2/Ni、NaBH4等都不能使羧酸还原。 RCOOH LiAlH4 RCH2OH
2.86
2.89
3.16
4.76
供电子诱导效应使酸性减弱。
CH3COOH > CH3CH2COOH > (CH3)3CCOOH
pKa值 4.76
4.87
5.05
吸电子基增多酸性增强。
ClCH2COOH > Cl2CHCOOH > Cl3CCOOH
pKa值 2.86
1.29
0.65
取代基的位置距羧基越远,酸性越小。
2-氨基丙酸
CH3 CH CH CH2 COOH CH3CH3
3,4-二甲基戊酸
CH3CH2 C
H3C
CH3 C
CH2COOH
反-3,4-二甲基-3-己烯酸
芳香族羧酸可以作为脂肪酸的芳基取代物命名:
CH= CHCOOH
CH3 CH3 C CH=CHCOOH
3-苯基丙烯酸(肉桂酸) 4-甲基-4-苯基-2-戊烯酸
(2) 成酯方式
O R C O H + H O R' H
酰氧断裂 O R C O H + H O R' H
烷氧断裂
验证(同位素实验):
O R C O H + H O18 R' H
O R C O R' + H2O
O R C O R' + H2O
O
R
C
18
O R'
+
H2O
H2O中无O18,说明反应为酰氧断裂。
IR:反映出-C=O和-OH的两个官能团
O C
OH
CO OH
在 二聚体 游离
1700~1725 cm-1 2500~3000 cm-1 3100~3650 cm-1
1HNMR: -COO-H δ= 10.5 ~ 12
第三节 羧酸的化学性质
羧酸的结构:
O C
OH
O 形式上看羧基是由一个 C 和一个OH 组成
一、羧酸的物理性质
物态:
C1~C3 有刺激性酸味的液体,溶于水。 C4~C9 有酸腐臭味的油状液体,难溶于水。 > C9 腊状固体,不溶于水,无气味。
沸点:
高于烷烃、卤代烃,甚至醇。
O HO
原因: 通过氢键形成二聚体。
R
C OH
CR O
熔点:
随分子量的增大呈锯齿状上升,含偶数碳原子的直链饱和一 元酸的熔点,比邻近两个奇数碳原子酸熔点高。
第十二章
羧酸
本章要求:
1、掌握羧酸系统命名法及某些俗名,注意不饱和酸中双键 位次的表示法。
2、掌握羧酸的化学性质:酸性、酯化、酰卤的生成、脱羧、 α-H卤代、还原反应。
3、 理解影响羧酸酸性的因素、诱导效应、共轭效应、比较 各类化合物酸碱性强弱。
4、理解酰基碳上的亲核取代(加成—消除)反应机理。 5、理解甲酸和乙二酸的还原性。 6、了解二元酸和羟基酸、羰基酸的主要反应。 7、了解饱和一元酸的常用制备方法。
对醇:
1°ROH > 2°ROH > 3°ROH
2、形成酰卤
羧酸与亚硫酰氯SOCl2,PCl3、PCl5作用生成酰卤。
COOH
COCl
+ SOCl2
+ SO2 + HCl
O 3 CH3CH2CH2COH + PCl3
O 3 CH3CH2CH2CCl + H3PO3
O CH3(CH2)6COH + PCl5
Δ表示烯键位次,把双键C的位次写在Δ的右上角。
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
9-十八碳烯酸
9 - 十八碳烯酸
二元酸命名:
COOH CH2
COOH
丙二酸
CH2CH2COOH CH2CH2COOH
己二酸
COOH CH3CH2CH
COOH
乙基丙二酸
COOH COOH
邻苯二甲酸
第二节 饱和一元羧酸的物理性质和光谱性质
溶解性:
低级羧酸(甲酸、乙酸、丙酸)能与水混溶;随着相对分子 质量的增加,憎水的烃基愈来愈大。在水是的溶解度迅速减 小,最后与烷烃的溶解度相近。
晶体结构:
碳链按锯齿状排列,两分子羧基以氢键缔合,缔合的双分子有 规律地层层排列,烃基层间分子间力微弱,相互间可滑动。因 此,高级脂肪酸具有润滑性。
二、羧酸的光谱性质
OH
COOH
NO2 3.49 COOH
COOH
NO2 3.42
COOH
OH OH
2.98
4.08
4.57
取代基具有吸电子共轭效应时,酸性强弱顺序为:
邻>对>间
取代基具有给电子共轭效应时,酸性强弱顺序为:
邻>间>对
具体分析: 邻 位(诱导、共轭、场、氢键效应、空间效应 均要考虑。) 对 位(诱导很小、共轭为主。) 间 位(诱导为主、共轭很小。)
O
RCOOH + NH3
RCOONH4 -H2O RCNH2
RCOOH + (NH4)2CO3
RCOONH4 + CO2 +H2O RCONH2 + H2O
三、脱羧反应
一般的脱羧反应在以下的条件下进行的。 加热 碱性条件 加热和碱性条件共存
无水醋酸钠和碱石灰混合后强热生成甲烷,是实验室制取甲烷的方法
O R C NH2
酰胺
O RCX
酰卤
OO R C O C R'
酸酐
1、成酯反应
H RCOOH + R'OH
RCOOR' + H2O
(1) 酯化反应是可逆反应,乙醇和乙酸的酯化反应, Kc≈4,一般只有2/3的转化率。
提高酯化率的方法: a 增加反应物的浓度(一般是加过量的醇) b 移走低沸点的酯或水
O C OH
C OH O
150 ℃
O C
O
+ H2O
C O
顺丁烯二酸酐 95%
COOH COOH
230 ℃
O
C
O + H2O C
O 邻苯二甲酸酐 ~100%
CH2 COOH H2C
CH2 COOH
300 ℃
CH2 C O
H2C
O
CH2 C O
戊二酸酐
+ H2O
4、成酰胺反应
在羧酸中通入氨气或加入碳酸铵,可得到羧酸铵盐,铵盐热 解失水而生成酰胺。
第一节 羧酸的分类和命名
一、分类
1)羧基所连的基团的种类:脂肪族羧酸和芳香族羧酸; 2)羧酸中是否含有不饱和键:饱和羧酸和不饱和羧酸; 3)羧酸中羧基是数目:一元和二元羧酸等 。
二、命名
由它的来源命名:
一元、二元羧酸
HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH CH3CH2CH2COOH CH3(CH2)16COOH CH3CH=CHCOOH PhCH=CHCOOH HOOCCOOH HOOCCH2COOH HOOC(CH2)2COOH (Z)-HOOCCH=CHCOOH (E)-HOOCCH=CHCOOH
CH3CH2CHCO2H > CH3CHCH2CO2H > CH2CH2CH2CO2H > CH2CH2CH2CO2H
Cl
Cl
Cl
H
pKa值 2.86
4.41
4.70
4.82
(2)场效应的影响
场效应是空间静电作用,即取代基在空间产生一个电 场,对另一个反应中心有影响。
COO-
HOOC
CH2
丙二酸的羧基负离子对另 一羧基既有诱导效应,又 有场效应。两者共同作用 的结果,均使质子不易离 去,酸性减弱。
系统命名
甲酸 乙酸 丙酸 丁酸 十八酸 2-丁烯酸 β-苯基丙烯酸 乙二酸 丙二酸 丁二酸 顺丁烯二酸 反丁烯二酸
俗名
蚁酸 醋酸 初油酸 酪酸 硬脂酸 巴豆酸 肉桂酸 草酸 缩苹果酸 琥珀酸 马来酸 富马酸
普通命名法:
适用于简单的羧酸:选含羧基的最长碳链为主链, 取代基位置从-COOH的邻碳开始,用希腊字母表 示:αβγδε…………ω。
RCOOH + Na2CO3 NaHCO3
RCOONa + CO2 + H2O
H+
用于区别酸和其它化合物
RCOOH
影响羧酸酸性的主要因素: 1)诱导效应
吸电子诱导效应使酸性增强。
FCH2COOH > ClCH2COOH > BrCH2COOH > ICH2COOH > CH3COOH
pKa值 2.66
(3)酯化反应历程
O H+ RC
OH
OH+ R'O* H RC
OH
OH
R
C
+
OH2
-H2O
*OR'
OH+ R C O*R'
OH
R C OH H*OR'
+
O -H+ R C O* R'
1°、2°醇为酰氧断裂历程,3°醇(叔醇)为烷氧断裂历程。
(4) 羧酸与醇的结构对酯化速度的影响:
对酸:
HCOOH > 1°RCOOH > 2°RCOOH > 3°RCOOH
取代基位置对苯甲酸酸性的影响 • 邻位取代基都使苯甲酸的酸性增强。 • 间位取代基使其酸性增强。 • 对位上是第一类定位基时,酸性减弱;是第二类定位基
时,酸性增强。
二、羧基上的羟基(OH)的取代反应
酰氧键断裂,羟基被取代。
羧基上的OH可被一系列原子或基团取代生成羧酸的衍生物。
O R C OR'
酯
CH3COONa + NaOH(CaO) 热熔 CH4 + NaCO3
99%
其他直链羧酸盐与碱石灰热熔的产物复杂,无制备意义。
CH3CH2COONa + NaOH(CaO) 热熔 CH3CH2CH3 + CH4 + 烯及混合物
17%
20%
一元羧酸的α碳原子连有强吸电子基时,易发生脱羧。
CCl3COOH Δ O
四、α-H的卤代反应
羧酸的α-H可在光、碘、红磷、硫等催化剂存在下被溴 或氯取代生成卤代酸。
RCH2COOH
Br2 PΔ
RCHCOOH Br2
Br
PΔ
Br R-C-COOH
Br
控制条件,反应可停留在一取代阶段。
CH3CH2CH2CH2COOH + Br2
P Br2 70 ℃
实质上并非两者的简单组合
醛酮中 C O 键长 0.122nm
醇中
C OH 键长 0.143nm
O HC
OH
(甲酸)
0.1245nm 0.1312nm 电子衍射实验证明
O RC
O-H
P-π 共轭体系
RC sp2 杂化
O OH
O RC
OH O HC OH
O RC
O
O 0.127nm HC
O 0.127nm
O RC
O
O HC
O
羧酸的化学性质
H
脱羧反应
O
RCC
羟基断裂呈酸性
H
OH
α H 的反应
羟基被取代的反应
一、酸性
羧酸具有弱酸性,在水溶液中存在着如下平衡:
RCOOH
RCOO + H+
乙酸的离解常数Ka为1.75×10-5 , pKa =4.76 甲酸的Ka=2.1×10-4 , pKa =3.75 其他一元酸的Ka在1.1~1.8×10-5之间, pKa在4.7~5之间。 可见羧酸的酸性小于无机酸而大于碳酸(H2CO3 pKa1=6.73)。
oocoh形式上看羧基是由一个和一个组成coh实质上并非两者的简单组合醛酮中coo01245nm键长0122nmhc01312nmoh醇中coh甲酸电子衍射实验证明键长0143nmoorcohrc2ohp共轭体系sp杂化ooorcrcrcohoooo0127nmohchchcohoo0127nm羧酸的化学性质h脱羧反应orcc羟基断裂呈酸性ohhh的反应羟基被取代的反应一酸性?羧酸具有弱酸性在水溶液中存在着如下平衡
-I CC
Cl
COOH
邻氯苯丙炔酸,诱导效 应使酸性增强,场效应 使酸性减弱。
(3)共轭效应的影响
CH3COOH pKa值 4.76
COOH 4.20
苯甲酸的酸性强,原因是羧基负离子可与苯环共轭, 使负电荷得到充分分散而稳定,H更易离解。
COOH pka 4.20
COOH NO2
2.21 COOH
CH3CH2CH2CHCOOH + HBr
Br 80%
α-卤代酸很活泼,常用来制备α-羟基酸和α-氨基酸。
P + Br2
PBr3
PBr3 RCH2COOH
RCH2COBr
Br2
RCHBrCOBr
RCHBrCOBr + RCH2COOH
RCHBrCOOH + RCH2COBr
羧酸衍生物的α-H能被强碱如二异丙基氨基锂(LDA)夺去
O CH3(CH2)6CCl + POCl3 + HCl
3、形成酸酐
酸酐在脱水剂(如 P2O5)作用下加热,脱水生成酸酐。
O R C OH P2O5 R C OH
O
O RC R C O + H2O
O
2
COOH + (CH3CO)2O
(
CO )2O + CH3COOH
乙酐(脱水剂)
1,4和1,5二元酸不需要任何脱水剂,加热就能脱水生成环状 (五元或六元)酸酐。
CH3CH2CHCH2COOH CH3
CH=CHCOOH HOCH2CHCH2COOH Cl
β-甲基戊酸
β-苯基丙烯酸 γ-羟基-β-氯丁酸
系统命名:
含羧基最长的碳链作为主链,根据主链上碳原子数目 称为某酸。编号从H3 CH COOH
OH
NH2
2-羟基丁酸
还原成醛:用锂-甲胺还原羧酸,因为生成醛被溶剂截 获而成亚胺的缘故,亚胺水解即得醛。
CH3CCH2COOH
CHCl3 + CO2
O
Δ
CH3CCH3 + CO2
COOH Δ O
O + CO2
洪塞迪克尔(Hunsdiecker)反应, 羧酸的银盐在溴或氯存 在下脱羧生成卤代烷的反应。
RCOOAg + Br2 CCl4 R-Br + CO2 + AgBr Δ
CH3CH2CH2COOAg + Br2 CCl4 CH3CH2CH3-Br + CO2 + AgBr Δ
而生成碳负离子。溴和碘与酯的负离子反应生成α-溴代或碘
代酯。
HO
HO R-C-C-OR' + LiN[CH(CH3)2]2
H
HO R-C-C-OR'
Li
I2 R-C-C-OR'
I HO Br2 R-C-C-OR'
Br
五、羧酸的还原
羧酸很难被还原,只能用强还原剂LiAlH4才能将其还原为 相应的伯醇。 H2/Ni、NaBH4等都不能使羧酸还原。 RCOOH LiAlH4 RCH2OH
2.86
2.89
3.16
4.76
供电子诱导效应使酸性减弱。
CH3COOH > CH3CH2COOH > (CH3)3CCOOH
pKa值 4.76
4.87
5.05
吸电子基增多酸性增强。
ClCH2COOH > Cl2CHCOOH > Cl3CCOOH
pKa值 2.86
1.29
0.65
取代基的位置距羧基越远,酸性越小。
2-氨基丙酸
CH3 CH CH CH2 COOH CH3CH3
3,4-二甲基戊酸
CH3CH2 C
H3C
CH3 C
CH2COOH
反-3,4-二甲基-3-己烯酸
芳香族羧酸可以作为脂肪酸的芳基取代物命名:
CH= CHCOOH
CH3 CH3 C CH=CHCOOH
3-苯基丙烯酸(肉桂酸) 4-甲基-4-苯基-2-戊烯酸
(2) 成酯方式
O R C O H + H O R' H
酰氧断裂 O R C O H + H O R' H
烷氧断裂
验证(同位素实验):
O R C O H + H O18 R' H
O R C O R' + H2O
O R C O R' + H2O
O
R
C
18
O R'
+
H2O
H2O中无O18,说明反应为酰氧断裂。
IR:反映出-C=O和-OH的两个官能团
O C
OH
CO OH
在 二聚体 游离
1700~1725 cm-1 2500~3000 cm-1 3100~3650 cm-1
1HNMR: -COO-H δ= 10.5 ~ 12
第三节 羧酸的化学性质
羧酸的结构:
O C
OH
O 形式上看羧基是由一个 C 和一个OH 组成
一、羧酸的物理性质
物态:
C1~C3 有刺激性酸味的液体,溶于水。 C4~C9 有酸腐臭味的油状液体,难溶于水。 > C9 腊状固体,不溶于水,无气味。
沸点:
高于烷烃、卤代烃,甚至醇。
O HO
原因: 通过氢键形成二聚体。
R
C OH
CR O
熔点:
随分子量的增大呈锯齿状上升,含偶数碳原子的直链饱和一 元酸的熔点,比邻近两个奇数碳原子酸熔点高。
第十二章
羧酸
本章要求:
1、掌握羧酸系统命名法及某些俗名,注意不饱和酸中双键 位次的表示法。
2、掌握羧酸的化学性质:酸性、酯化、酰卤的生成、脱羧、 α-H卤代、还原反应。
3、 理解影响羧酸酸性的因素、诱导效应、共轭效应、比较 各类化合物酸碱性强弱。
4、理解酰基碳上的亲核取代(加成—消除)反应机理。 5、理解甲酸和乙二酸的还原性。 6、了解二元酸和羟基酸、羰基酸的主要反应。 7、了解饱和一元酸的常用制备方法。
对醇:
1°ROH > 2°ROH > 3°ROH
2、形成酰卤
羧酸与亚硫酰氯SOCl2,PCl3、PCl5作用生成酰卤。
COOH
COCl
+ SOCl2
+ SO2 + HCl
O 3 CH3CH2CH2COH + PCl3
O 3 CH3CH2CH2CCl + H3PO3
O CH3(CH2)6COH + PCl5
Δ表示烯键位次,把双键C的位次写在Δ的右上角。
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
9-十八碳烯酸
9 - 十八碳烯酸
二元酸命名:
COOH CH2
COOH
丙二酸
CH2CH2COOH CH2CH2COOH
己二酸
COOH CH3CH2CH
COOH
乙基丙二酸
COOH COOH
邻苯二甲酸
第二节 饱和一元羧酸的物理性质和光谱性质
溶解性:
低级羧酸(甲酸、乙酸、丙酸)能与水混溶;随着相对分子 质量的增加,憎水的烃基愈来愈大。在水是的溶解度迅速减 小,最后与烷烃的溶解度相近。
晶体结构:
碳链按锯齿状排列,两分子羧基以氢键缔合,缔合的双分子有 规律地层层排列,烃基层间分子间力微弱,相互间可滑动。因 此,高级脂肪酸具有润滑性。
二、羧酸的光谱性质
OH
COOH
NO2 3.49 COOH
COOH
NO2 3.42
COOH
OH OH
2.98
4.08
4.57
取代基具有吸电子共轭效应时,酸性强弱顺序为:
邻>对>间
取代基具有给电子共轭效应时,酸性强弱顺序为:
邻>间>对
具体分析: 邻 位(诱导、共轭、场、氢键效应、空间效应 均要考虑。) 对 位(诱导很小、共轭为主。) 间 位(诱导为主、共轭很小。)
O
RCOOH + NH3
RCOONH4 -H2O RCNH2
RCOOH + (NH4)2CO3
RCOONH4 + CO2 +H2O RCONH2 + H2O
三、脱羧反应
一般的脱羧反应在以下的条件下进行的。 加热 碱性条件 加热和碱性条件共存
无水醋酸钠和碱石灰混合后强热生成甲烷,是实验室制取甲烷的方法
O R C NH2
酰胺
O RCX
酰卤
OO R C O C R'
酸酐
1、成酯反应
H RCOOH + R'OH
RCOOR' + H2O
(1) 酯化反应是可逆反应,乙醇和乙酸的酯化反应, Kc≈4,一般只有2/3的转化率。
提高酯化率的方法: a 增加反应物的浓度(一般是加过量的醇) b 移走低沸点的酯或水
O C OH
C OH O
150 ℃
O C
O
+ H2O
C O
顺丁烯二酸酐 95%
COOH COOH
230 ℃
O
C
O + H2O C
O 邻苯二甲酸酐 ~100%
CH2 COOH H2C
CH2 COOH
300 ℃
CH2 C O
H2C
O
CH2 C O
戊二酸酐
+ H2O
4、成酰胺反应
在羧酸中通入氨气或加入碳酸铵,可得到羧酸铵盐,铵盐热 解失水而生成酰胺。
第一节 羧酸的分类和命名
一、分类
1)羧基所连的基团的种类:脂肪族羧酸和芳香族羧酸; 2)羧酸中是否含有不饱和键:饱和羧酸和不饱和羧酸; 3)羧酸中羧基是数目:一元和二元羧酸等 。
二、命名
由它的来源命名:
一元、二元羧酸
HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH CH3CH2CH2COOH CH3(CH2)16COOH CH3CH=CHCOOH PhCH=CHCOOH HOOCCOOH HOOCCH2COOH HOOC(CH2)2COOH (Z)-HOOCCH=CHCOOH (E)-HOOCCH=CHCOOH
CH3CH2CHCO2H > CH3CHCH2CO2H > CH2CH2CH2CO2H > CH2CH2CH2CO2H
Cl
Cl
Cl
H
pKa值 2.86
4.41
4.70
4.82
(2)场效应的影响
场效应是空间静电作用,即取代基在空间产生一个电 场,对另一个反应中心有影响。
COO-
HOOC
CH2
丙二酸的羧基负离子对另 一羧基既有诱导效应,又 有场效应。两者共同作用 的结果,均使质子不易离 去,酸性减弱。
系统命名
甲酸 乙酸 丙酸 丁酸 十八酸 2-丁烯酸 β-苯基丙烯酸 乙二酸 丙二酸 丁二酸 顺丁烯二酸 反丁烯二酸
俗名
蚁酸 醋酸 初油酸 酪酸 硬脂酸 巴豆酸 肉桂酸 草酸 缩苹果酸 琥珀酸 马来酸 富马酸
普通命名法:
适用于简单的羧酸:选含羧基的最长碳链为主链, 取代基位置从-COOH的邻碳开始,用希腊字母表 示:αβγδε…………ω。
RCOOH + Na2CO3 NaHCO3
RCOONa + CO2 + H2O
H+
用于区别酸和其它化合物
RCOOH
影响羧酸酸性的主要因素: 1)诱导效应
吸电子诱导效应使酸性增强。
FCH2COOH > ClCH2COOH > BrCH2COOH > ICH2COOH > CH3COOH
pKa值 2.66
(3)酯化反应历程
O H+ RC
OH
OH+ R'O* H RC
OH
OH
R
C
+
OH2
-H2O
*OR'
OH+ R C O*R'
OH
R C OH H*OR'
+
O -H+ R C O* R'
1°、2°醇为酰氧断裂历程,3°醇(叔醇)为烷氧断裂历程。
(4) 羧酸与醇的结构对酯化速度的影响:
对酸:
HCOOH > 1°RCOOH > 2°RCOOH > 3°RCOOH
取代基位置对苯甲酸酸性的影响 • 邻位取代基都使苯甲酸的酸性增强。 • 间位取代基使其酸性增强。 • 对位上是第一类定位基时,酸性减弱;是第二类定位基
时,酸性增强。
二、羧基上的羟基(OH)的取代反应
酰氧键断裂,羟基被取代。
羧基上的OH可被一系列原子或基团取代生成羧酸的衍生物。
O R C OR'
酯
CH3COONa + NaOH(CaO) 热熔 CH4 + NaCO3
99%
其他直链羧酸盐与碱石灰热熔的产物复杂,无制备意义。
CH3CH2COONa + NaOH(CaO) 热熔 CH3CH2CH3 + CH4 + 烯及混合物
17%
20%
一元羧酸的α碳原子连有强吸电子基时,易发生脱羧。
CCl3COOH Δ O