羧酸及取代羧酸

为“某酸”。从含有羧基的一端编号，用阿拉伯数字或用希腊
字母（α、β、γ、δ…）表示取代基的位置，将取代基的位
次及名称写在主链名称之前。
CH3CH2CH2COOH CH3 CH CH2 COOH CH3
3-甲基丁酸
丁酸
CH3 β-甲基丁酸
CH CH COOH CH3 CH3
2,3-二甲基丁酸
（2）脂肪族二元羧酸的系统命名：选择包含两个羧基的最长
羟基酸除具有羧酸和醇（酚）的典型化学性质外，还具 有两种官能团相互影响而表现出的特殊性质
H
C
OH
（1）甲酸除具有羧酸的性质外，还具有醛的还原性。如
能发生银镜反应；可被高锰酸钾氧化；
HCOOH + 2 [Ag(NH 3)2]++ 2 OH-
O
4 NH3
+
CO
2
3
-
+
2 Ag
+
2 H2O
H COOH KMnO4 [HO C OH]
CO2 +H2O
（2）甲酸与浓硫酸在60～80℃条件下共热，可以分解为水和 一氧化碳，实验室中用此法制备纯净的一氧化碳
CaO
△
CH4 + Na2CO3
2、低级二元羧酸受热容易发生脱羧反应。如乙二酸和丙
二酸加热，脱去二氧化碳，生成比原来羧酸少一个碳原子
的一元羧酸：
HOOC COOH
HCOOH + CO2
HOOC CH2 COOH
三、重要的羧酸
CH3COOH + CO2
1、甲酸
O
甲酸的结构不同于其它羧酸，它的羧基与一个 氢原子相连，因此又可看成有一个醛基。
CH COOH CH2 COOH
H3C (CH2)7 CH CH (CH2)7 COOH
3-羧基戊二酸
9-十八碳烯酸(油酸）
H3C (CH2)4 CH CH CH2 CH CH (CH2)7 COOH
9,12-十八碳二烯酸(亚油酸）
H2C CH CH CH2COOH H2C CH2 CH3 3-丙基-4-戊烯酸
CH3 C Cl + POCl 3 + HCl O
CH3(CH2)6 COOH + PCl5
CH3(CH2).6 C Cl
C6H5 COOH
+
+ SOCl2 △
氯化亚砜 feng
HCl +
C6H5
POOCl3
C Cl
常用
+ SO2 + HCl
2、酸酐的生成
羧酸与脱水剂（五氧化二磷） O
共热，两个羧基间受热脱去 一分子水生成酸酐。
羧酸衍生物的通式： L =－Ｘ 卤素 酰卤
-NH2 氨基 酰胺
O
－ＯＲ 烃氧基 酯
(Ar)R C
L
O
. O C R 酰氧基 酸酐
1、酰卤的生成
羧酸和磷的卤化物（如五氯化磷）
发生反应生成酰卤。
O
O
O RC
酰卤键
X
CH3 C OH + PC l3 O
CH3 C C l + H3PO3
乙酰氯
亚磷酸
O
CH3 C OH + PCl5
课堂小结： 1、一元饱和脂肪羧酸的通式为R—COOH。根据分子中烃基的 结构，可把羧酸分为脂肪羧酸（饱和脂肪羧酸和不饱和脂肪
羧酸）、脂环羧酸（饱和脂环羧酸和不饱和脂环羧酸）、芳
香羧酸等；根据分子中羧基的数目，又可把羧酸分为一元羧
酸、二元羧酸、多元羧酸等。 2、羧酸的主要化学性质见下表
主要性质
羧
酸
酸性
长碳链作为主链，根据碳原子数称为“某烯酸”或“某炔酸”，
把重键的位置写在“某”字之前。
CH2 CHCOOH 丙烯酸 CH3 CH CH COOH 2-丁烯酸（巴豆酸）
（4）芳香羧酸和脂环羧酸的系统命名：一般把环作为取代基。
CH3
CH2 COOH
COOH
CH CH2 COOH
苯甲酸（安息香酸） 3-苯基丁酸（β-苯基丁酸） 1-萘乙酸（α-萘乙酸）
一元羧酸 脂环羧酸
COOH
COOH
芳香羧酸
二元羧酸 HOOC COOH
H C
CH2 COOH HOOC
多元羧酸 CH COOH
COOH
H C
COOH
COOH COOH
CH2 COOH
3．羧酸的命名 羧酸的命名方法有俗名和系统命名两种。
（1）脂肪族一元羧酸的系统命名：与醛的命名方法类似，首
先选择含有羧基的最长碳链作为主链，根据主链的碳原子数称
H COOH H2SO4 CO + H2O
2、乙酸（俗名醋酸）又称冰醋酸
3、苯甲酸 俗名安息香酸有防腐杀菌作用
4、乙二酸（俗名草酸） 乙二酸有还原性可以还原高锰酸钾，由于这一反应是定
量进行的，乙二酸又极易精制提纯，所以被用作标定高锰 酸钾的基准物质。
课堂练习： 1、命名下列化合物
2、完成下列反应方程式
羧酸衍生物的生成
α－H的卤代反应 脱羧反应
水溶液中显酸性，其酸性强于碳酸，能与氢氧化钠、 碳酸氢钠等成盐，常用于与酚相区别
羧基中的羟基被卤素、酰氧基、烷氧基、氨基取代 ，生成酰卤、酸酐、酯、酰胺等羧酸衍生物 α－H原子可逐个被卤素取代生成一系列卤代酸 一元羧酸在碱石灰的催化下脱羧，生成少一个碳的 烃；二元羧酸中乙二酸和丙二酸脱羧生成少一个碳 原子的一元羧酸
一 、羟基酸的结构分类和命名
羟基酸分子中含有羟基和羧基，羟基酸可分为：
1、醇酸：羟基和羧基均连在脂肪链上，醇酸可根据羟基 与羧基的相对位置分为： α-羟基酸、β-羟基酸、γ-羟基酸，羟
基连在碳链末端时，称为ω–羟基酸
命名时以羧酸为母体，羟基作为取代基。（一般以俗名为主）
CH3 CH COOH
OH 2–羟基丙酸
COOH OH
CH CH COOH
COOH
邻羟基苯甲酸 （水扬酸） 3-苯基丙烯酸（肉桂酸） 环戊基甲酸
练习：
COOH
COOH
环己基甲酸 3-环己烯基甲酸
COOH COOH
邻苯二甲酸
H
H
CC
HOOC
COOH
丁烯二酸
H3C (CH2)14 COOH 十六酸(软脂酸） CH2 COOH
H3C (CH2)16 COOH 十八酸(硬脂酸）
羧基上的p-π共轭示意图
2、羧酸的分类 1、根据分子中烃基的结构，羧酸分为： 脂肪羧酸（饱和脂肪羧酸和不饱和脂肪羧酸） 脂环羧酸（饱和脂环羧酸和不饱和脂环羧酸） 芳香羧酸
2、根据分子中羧基的数目，羧酸分为：
一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸
脂肪羧酸 CH3CH2CH2COOH CH3 CH CH COOH
成水溶性的盐，以便配制成水剂或注射液，如：青霉素G
4、羧酸的碱金属盐或铵盐遇强酸（如HCl）可析出原来的羧酸
RCOONa + HCl RCOOH + NaCl
这一反应经常用于羧酸的分离、提纯、鉴别。
（二）羧酸衍生物的生成
羧基中羟基被其它原子或基团取代的产物称为羧酸衍生 物。如果羟基分别被卤素（—X）、酰氧基( —OCOR)、烷氧 基（—OR）、氨基（—NH2）取代，则分别生成酰卤、酸酐、 酯、酰胺，这些都是羧酸的重要衍生物。
浓H2SO4
4、酰胺的生成 羧酸与氨生成羧酸的铵盐，铵盐受强热或在脱水剂的作
用下加热，O可在分子内失去一分子O 水形成酰胺。
R
C
O
OH +NH3
R C OONH4
乙酸
R
C
O
OH+( NH4)2CO3
O R C ONH4 + CO2+ H2O
R
C
ONH4
P2 O5
△
R
C
NH2+ H2O
（三）还原反应
2、酚பைடு நூலகம்：羟基和羧基连在芳环上
命名时以芳香酸为母体，羟基作为取代基。（一般以俗名为主）
OH 邻羟基苯甲酸 COOH （水杨酸）
二、羟基酸的性质
HOOC
OH
OH3,4,5–三羟基苯甲酸 （没食子酸）
OH
羟基酸多为结晶固体或粘稠液体。羟基酸一般能溶于水， 水溶性大于相应的羧酸，羟基酸的熔点一般高于相应的羧酸。
Cl2 P
Cl3 C COOH
一氯乙酸 二氯乙酸 三氯乙酸
（五）脱羧反应 羧酸失去羧基放出二氧化碳的反应，称为脱羧反应。
1、饱和一元羧酸不易脱羧，在特殊条件下才能发生脱羧反
应。例如羧酸的碱金属盐与碱石灰共热，失去一分子二氧
化碳，生成比原来羧酸少一个碳原子的烃。
O
实验室制备甲烷:
CH3
C
ONa + NaOH
特点：羧基一般不易被还原，但在强还原剂氢化铝锂作用下可被
还原为伯醇
乙酸、苯甲酸
（四）α-H的反应 脂肪族羧酸的α-H与醛、酮相似，较活泼，可以被卤素
取代。在碘、红磷、硫等的催化下，羧酸分子中的α-H被卤 素取代，生成α-卤代羧酸。
CH3 COOH
Cl2 P
ClCH2COOH
Cl2 P
Cl2CHCOOH
在羧酸分子中，羧基碳原子是sp2杂化的，其未参与杂
化的p轨道与一个氧原子的p轨道形成C=O中的π键，而羧基
中羟基氧原子上的未共用电子对与羧基中的C=O形成p-π共
轭体系，从而使羟基氧原子上的电子向C=O转移，结果使
O—H键极性增强，能解离出H+ 。
O
R—C—OH
O
RC
O
O
RC
R
OH
C .. O
H
OH
学习目的：
1、了解羧酸、羟基酸、氨基酸、酮酸的分类。
2、理解羧酸、羟基酸、氨基酸、酮酸的结构。
3、掌握羧酸、羟基酸、氨基酸、酮酸的命名及化学性质。
复习引入：
乙醛氧化可生成乙酸: CH3CHO → CH3COOH 乙酸分
子中的-COOH基团叫做羧基。羧酸是一类含有羧基（-COOH）
官能团的化合物，一元饱和脂肪羧酸的通式为R-COOH 。羧
羧酸的酸性比同样含有羟基的醇和酚的酸性强
1、羧酸能和活泼的金属作用放出氢气
CH3-COOH +Zn
(CH3-COO)2Zn + H2
2、羧酸能与碱反应生成盐和水
RCOOH + NaOH RCOONa + H2O
3、羧酸的酸性比碳酸强，所以羧酸可与碳酸钠或碳酸氢钠反应 生成羧酸盐，同时放出CO2，用此反应可鉴定羧酸。
RCOOH+ NaHCO3
RCOONa+H2O + CO2
羧酸能与碱作用成盐，也可分解碳酸盐。此性质可用于
醇、酚、酸的鉴别和分离：不溶于水的羧酸既溶于NaOH也溶
于NaHCO3，不溶于水的酚能溶于NaOH不溶于NaHCO3，不溶于
水的醇既不溶于NaOH也不溶于NaHCO3。
应用：制药工业中，常常利用此性质，将不溶于水的药物变
碳链作为主链，根据碳原子数称为“某二酸”，把取代基的位
置和名称写在“某二酸”之前。
HOOC COOH HOOC CH2 COOH HOOC CH2 CH2 COOH
乙二酸（草酸） 丙二酸 丁二酸（琥珀酸）
CH3 CH COOH
CH2 COOH 甲基丁二酸
（3）不饱和脂肪羧酸的系统命名：选择含有重键和羧基的最
R
C O
OH
（1）一元酸
R C OH
乙酸
（2）二元酸
O
RC
P2 O5
O +H2O
△ RC
O
3、酯的生成
羧酸与醇在少量强酸（如浓硫酸）存在下生成酯和水的反
应称为酯化反应。
O
O
R C OH + HO R' H+ R C OR'+ H2O
酯化反应是可逆的，欲提高产率，必须增大某一反应物的 用量或降低生成物的浓度，使平衡向生成酯的方向移动。
酸分子中羧基上的羟基被其它原子或基团取代的产物称为羧
酸衍生物（如酰卤、酸酐、酯、酰胺等），羧酸分子中烃基
上的氢原子被其他原子或基团取代的产物称为取代酸（如卤
代酸、羟基酸、羰基酸、氨基酸等）。
O
酮酸
O
一元饱和脂肪羧酸的通式 R—C—OH R C
OH
讲授新课：
第一节 羧酸
一、羧酸的结构、分类和命名
1、羧酸的结构 羧基 —COOH
二 、羧酸的性质 羧酸的物理性质 1．物理状态
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，无气味。 2.溶解性：低级羧酸与水混溶；高级羧酸不溶；一般二元和多
元酸易溶。 3．熔点：有一定规律，随着分子中碳原子数目的增加呈锯齿
状的变化。乙酸熔点16.6℃，当室温低于此温度时，立即凝 成冰状结晶，故纯乙酸又称为冰醋酸。 4．沸点：比相应的醇的沸点高。原因：通过氢键形成二聚体
（乳酸） α–羟基丙酸
CH3 CH CH2 COOH
OH
3–羟基丁酸
β–羟基丁酸
HO CH COOH CH2 COOH
羟基丁二酸 （苹果酸）
HO CH COOH
HO CH COOH
2,3–二羟基丁二酸 （酒石酸）
CH2 COOH HO C COOH
3–羟基C–H32–羧C基OO戊H二酸 （柠檬酸）
羧酸的化学性质 根据羧酸的结构，它可发生的一些主要反应如下所示
脱羧反应
O
羟基被取代的反应
R CH C O H 酸性和成盐反应
H
α-氢的反应
（一）酸性
羧酸具有酸性，在水中能电离出H+：
羧酸酸性的强弱可用电离平衡常数Ka或pKa来表示，Ka 值越 大或pKa值越小，其酸性越强。羧酸（pKa=3~5）的酸性比碳酸 （pKa=6.38）强，但比其它无机酸弱。
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复习引入：
第二节 羟基酸
CH3-CH2-CH2-CH2-COOH
羧酸分子中烃基上的氢原子被其它原子或基团取代的产 物称为取代酸。常见的有羟基酸、酮酸、氨基酸和卤代酸等。
讲授新课：
羟基酸：羧酸分子中烃基上的氢原子被羟基(-OH)取代的产物