第十章羧酸衍生物
有机化学——10羧酸衍生物和脂类
=
R C OH + N2 + H2O
3.霍夫曼降解反应
=
O R C NH2 + Br2
NaOH
R NH2 + NaBr + Na2CO3 + H2O
反应使碳链减少一个碳原子
=
O
O
五、碳酸衍生物
（一）脲（尿素）——碳酸的二元酰胺
1. 弱碱性 不能使石蕊试纸变色, 只能与强酸成盐
= = =
O R C NHOH +
=
R'COOH
O
R C O R'
=
+ H NH OH
O R C NHOH +
= =
R'OH
O
R C NH2 + H NH OH
O R C NHOH + NH3 异羟肟酸
3R C NHOH + FeCl3
=
异羟肟酸铁 (红～紫色)
可用做羧酸及其衍生物的定性检验
=
O
O (R C NHO)3Fe + 3HCl
（四）酯缩合反应
具有α-H的酯在碱的作用下与另一分子酯发生 反应称酯缩合反应或克莱森（Claisen）缩合反应
CH3 O O O O ① C2H5ONa C OC2H5 + H CH2 C O C2H5 CH3 C CH2 C OC2H5 + C2H5OH ②H
=
=
=
（五）还原反应
卤、酸酐和酯还原成伯醇
乙酰乙酸乙酯 β 丁酮酸乙酯
羧酸衍生物比羧酸容易还原。氢化铝锂可将酰
=
O R C O R C
羧酸衍生物知识点
羧酸衍生物知识点羧酸衍生物是一类化合物，它们在化学反应和有机合成中有着广泛的应用。
羧酸衍生物的结构中包含一个羧酸基团，它们的化学性质也与羧酸有关。
本文将从羧酸衍生物的性质、合成和应用三个方面进行阐述。
一、羧酸衍生物的性质羧酸衍生物中含有一个羧酸基团(-COOH)，这个基团可以参与许多化学反应。
例如，在碱性条件下，羧酸基团会失去一个质子，形成相应的负离子，即羧酸盐，这种反应叫做羧化反应。
除此之外，羧酸衍生物还能与醇、胺等反应，生成相应的酯、酰胺等衍生物。
二、羧酸衍生物的合成羧酸衍生物的合成方法非常多，下面介绍两种常用的方法：1.羧化反应羧化反应是一种重要的合成羧酸衍生物的方法。
在这种反应中，通常使用羧酸和一定量的碱反应，生成相应的羧酸盐。
羧酸盐再与酸反应，失去一个水分子，形成相应的酯。
这种反应常用的催化剂有酸性离子交换树脂、三氧化硫等。
2.加成反应加成反应是另一种合成羧酸衍生物的方法。
在这种反应中，羧酸衍生物的反应物通常是烯烃或炔烃。
它们与羧酸在催化剂的存在下发生加成反应，生成相应的羧酸衍生物。
加成反应的催化剂有酸性离子交换树脂、钯等。
三、羧酸衍生物的应用羧酸衍生物在有机合成、材料科学、生物化学等领域有着广泛的应用。
1.有机合成羧酸衍生物是有机合成中常用的反应物和中间体。
它们可以通过羧化反应、加成反应等多种方法进行合成。
羧酸衍生物可以与醇、胺等反应，生成相应的酯、酰胺等衍生物。
2.材料科学羧酸衍生物可以与金属离子、聚合物等反应，形成新的材料。
例如，聚丙烯酸可以与铁离子反应，生成Fe3O4/聚丙烯酸复合材料。
这种材料具有磁性，可以应用于磁性材料、制备催化剂等领域。
3.生物化学羧酸衍生物在生物化学中也有着重要的应用。
例如，羧酸基团是许多生物分子的一部分，例如脂肪酸、氨基酸等。
羧酸衍生物还可以用于制备生物活性分子，例如药物、抗生素等。
羧酸衍生物是一类重要的化合物，在化学反应和有机合成中有着广泛的应用。
通过羧化反应、加成反应等方法可以合成羧酸衍生物。
第十章 羧酸及羧酸衍生物
供电子诱导效应：
O->COO-> (CH3)3C> (CH3)2CH>CH3CH2>CH3>H
二元酸的酸性：
HOOCCH2COOH pKa1 = 2.9 + HOOCCH2COO + H pKa2 = 5.7 + OOCCH2COO + H
pKa1 < pKa2
？
2. 羧酸衍生物的生成（羟基被取代）
1/2
Cl
H O
1/2
>
1/2
Cl
C H
C O 1/2
>
O
1/2
O Cl C H C
1/2
H
O 1/2
>
CH3
O H C H C
1/2
O 1/2
O H C
O 1/2
>
CH3
C
O1/2
>
O CH3 C C
1/2
O 1/2 CH3
产生这一结果的原因是由于分子内的诱导效应。 诱导效应与原子的电负性 有关，一般以氢原子作为比较标准。比氢原子电负性大的原子或基团表现出吸
(1) 俗名
(2) 羧酸的普通命名法 选择含羧基的最长碳链为主链，按主链碳原子数目称为某酸。取代基
的位次用希腊字母表示，与羧基直接相连的碳原子编为α，其余依次编为
β，γ，δ 等，碳链末端有时编为ω。
CH3CH2CHCOOH CH3
CH3CH2C=CHCOOH CH3
α-甲基丁酸
β-甲基-α-戊烯酸
提纯
COONa + HCI
COOH + NaCI
羧基中的碳原子采取SP2杂化，三个杂化轨道在同一平面上，键角约 (2) 羧基的结构与羧酸酸性 为 它们互相平行在侧面交盖形成一个л键，同时，羟基中的氧原子的未共用
第十章 羧酸及其衍生物
+ H OC2H5
18
H
+
O CH3C
18
OC2H5 + H2O
酰氧断裂
12
O CH3C OH
:OH
+H
+
OH CH3C OH 加成
-H2O
HOC2H5
OH CH3 C OH HOC2H5
OH CH3 C OC2H5
: : : : : : : :
质子迁 移
-H+
O CH3 C OC2H5
1
I 羧酸
一,结构 烃基与羧基相连的物质叫羧酸:一元羧酸通式为 RCOOH;羧基( COOH)就是羧酸的官能团 RCOOH;羧基(-COOH)就是羧酸的官能团. 就是羧酸的官能团.
O
ห้องสมุดไป่ตู้
中碳为SP 杂化, OH 中碳为SP2 杂化,氧原子与羰基双键间存 在着P― 共扼.由于共扼, P―л 在着P―л共扼.由于共扼,使羧基中的羰基失去了典 型的羰基的性质(如不与NH OH作用 作用) 型的羰基的性质(如不与NH2OH作用);―OH 氧原 子上的电子云向羰基偏移,这有利于―OH氢的离解 氢的离解. 子上的电子云向羰基偏移,这有利于―OH氢的离解.
14
Br2 / P
(2)芳香环的取代反应 (2)芳香环的取代反应
COOH Br2 FeBr3
COOH
Br
5. 二元羧酸的受热反应
乙 二 酸 HOOCCOOH 丙 二 酸 HOOCCH 2COOH 丁二酸 CH 2 COOH CH 2 COOH 戊 二 酸 CH 2 CH 2COOH CH 2COOH
CH 3 COOH + C 2H 5 OH : 1 1 1 : 10
羧酸及羧酸衍生物
水解
（1）反应特点:
+ RCOOR' H2O
① 反应可逆(酯化和水解都不能进行完全)。
② 反应速度慢，催化剂同时加速酯化和水解反应。
增大产率：① 增加反应物； ② 减少生成物。
（2）反应历程: ① 伯、仲醇：亲核加成—消除历程 醇中羟基上的氢与羧酸中的羟基结合脱水生成 酯，反应中羧酸的酰氧键断裂。
沸点(162℃)
O
+ R C OH SOCl2
沸点(79℃)
O
+ R C Cl POCl3 制备高沸点酰氯
沸点(107℃)
O
+ + R C Cl SO2 HCl
两种情况均适用
生成酰卤的反应历程
R
O
-HCl
C OH + PCl3
R
O CO
PCl2
Cl- R
O C
O PCl2
b.p. 75℃
Cl
O R C Cl + HO PCl2
攻酰基碳而发生酯化。
O
O
O
+O
+
C-OH
C-OH2
+C
C
CH3
CH3 H2SO4(浓) CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3OH CH3
CH3
OH C-O+ CCHH33
-H+ CH3
CH3
O C-OCH3
CH3
CH3
78%
CH3
CH3
（3）羧酸和醇的结构对酯化反应速率的影响 ① 羧酸α-C上支链愈多，基团愈大，酯化反应 速率愈慢。
第十章 羧酸衍生物
负离子四面体中间体
电子效应：吸电子能力，加成反应
-Cl > -OCOR > -OR > -NH2
L-的碱性： -Cl < -OCOR < -OR < -NH2（离去能力相反） 反应活性：酰氯 ＞ 酸酐 ＞ 酯 ＞ 酰胺 立体效应：烃基，空间拥挤 ，反应速度。
如： CH3COOR
OH H2 O
-
CH3COO + ROH
-
反应速度：R = -CH3 ＞ -C2H5 ＞ -CH(CH3)2 ＞ -C(CH3)3
酯的酸催化水解历程 慢
正离子四面体中间体
电子效应影响相对较小，空间效应影响明显。 此机制适用于伯、仲醇的酯水解。
叔醇形成的酯酸催化水解：
SN1
CH3COOR
H3 O+
CH3COOH + ROH
正丁酸正丁酯 ——菠萝香味
正戊酸异戊酯 ——苹果香味
乙酸异戊酯 ——香蕉香味
沸点
酰卤、酸酐和酯由于不存在分子间氢键，沸点比相应的 酸低得多，而酰胺却有较高的沸点（如果胺基上氢被烃基取 代后，由于缔合程度减小而使沸点降低） 。 bp 195℃
bp 182℃
bp 153℃
溶解性 羧酸衍生物可溶于有机溶剂； 酰氯和酸酐不溶于水，低级的遇水分解； 酯在水中溶解度很小； 低级酰胺可溶于水。
克莱森（Claisen) 缩合（也叫酯缩合反应） 酯分子的-H 在强碱性条件下（通常是醇钠）与另一 分子酯缩合失去醇得到b-酮酸酯。
酯的自身缩合：
-CH COOCH CH 2 2 3
CH3COOCH2CH3 + NaOEt 乙酸乙酯 CH3COOCH2CH3
羧酸的衍生物
羧酸的衍生物
工业上，在合成纤维“涤纶”的生产中就利用了酯交换反应。 通过酯交换反应可以从廉价的低级醇来制备高级醇。例如： 酰胺的醇解反应是可逆的，需要过量的醇才能生成酯并释放出氨。
羧酸的衍生物
3. 溶解性
所有羧酸衍生物均能溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯等有机 溶剂。酰卤和酸酐遇水就分解，酯在水中的溶解性很低，但 低级的酰胺（如N,N-二甲基甲酰胺）能与水混溶，是优良的 非质子极性溶剂。
部分羧酸衍生物的物理常数列于表11-4。
羧酸的衍生物
表11-4 部分羧酸衍生物的物理常数
羧酸的衍生物
羧酸的衍生物
（2）酸酐的命名
酸酐的名称是由两个羧酸的名称加上“酐”字来命名。相 同羧酸形成的酸酐称为单酐；不同羧酸形成的酸酐称为混酐。 混酐命名时，通常将简单的羧酸写在前面，复杂的羧酸写在 后面。例如：
羧酸的衍生物
（3）酯的命名
酯的名称是由相应的羧酸和醇中的烃基名称组合后加“酯” 字来命名的。例如：
羧酸的衍生物
4. 还原反应
（1）催化加氢
羧酸衍生物在催化加氢条件下都可以被还原，但一般具有制备意 义的是酰卤的选择性还原和酯的还原。
酰卤选择性加氢的催化体系是Pd/BaSO4-硫-喹啉（或硫脲），此 催化体系可使酰卤的加氢反应停止在生成醛的阶段，称为罗森门德 （Rosenmund）反应，这是一种制备醛的方法。
的杂原子（X、O、N）上都具有未共用电子对，它们所占据的p轨道
与羰基的π轨道形成p-π共轭体系，未共用电子对向羰基离域，使C-L
键具有部分双键的性质。因此，羧酸衍生物的C-L键较典型的单键C-L
第十章_羧酸及羧酸衍生物
RCOCl + H 3PO3 RCOCl + POCl 3
亚 磷 酸
三 氯 氧 磷
RCOCl + SO 2 + HCl
羧酸及其衍生物
有机化学
26
酰氯的生成
反应生成的酰氯的性质活泼，易水解，反应应在 无水条件下进行，否则生成的酰氯就会水解。 与PCl3反应多用于制低沸点酰氯，与PCl5反应多用 于制高沸点酰氯，SOCl2的反应活性虽然比卤化磷 低，但生成的副产物SO2和HCl均为气体，几乎不 用分离，得到的酰氯的纯度好、产率高。 O
丁酸
3 5 2 1 4 C H3 C H CH CH2COOH 3,4- 二甲基戊酸 g g- 二甲基戊酸 CH3 C H3
12-8
羧酸的命名
系统命名法
B 不饱和脂肪酸的命名
1.
选择包括羧基碳原子和各C=C键的碳原子都在内的最长碳链为主链，根据主链上 碳原子的数目称“某酸”或“某烯（炔）酸”
酸 酐
R'OH
NH3
有机化学
R C OR' O
酯
酰 胺
25
R C NH2
羧酸及其衍生物
1.
酰氯的生成
羧酸与PCl3、PCl5、SOCl2等试剂都可以发生羧基 中羟基被取代的反应，生成相应结构的酰氯，此反 应中不能用 HX反应，酰氯是发生活泼的最常用的 酰化试剂之一。
RCOOH RCOOH RCOOH
2-甲基-3-乙基丁二酸
4
CH 3
HOOC
COOH
COOH COOH
1,3-环己基二甲酸
COOH COOH
邻苯二甲酸
羧 酸 衍 生 物
吸电基使吸收峰向高频区移动， 供电基使吸收峰向低频区移动。
X 吸电子效应使波数升高
O
酰酯酯酰酸的：氨氯酐CC：：-=OCOC=在=伸COO=1缩伸0O有5振缩0伸两c动振m个缩-吸动1伸～振收吸缩1动3峰收振0吸0稍峰动cm收高低吸-1峰于于区收在酮域酮峰 1，有，在80在在两01c11个8m76033强-0150c区ccm的mm域-1伸--11。～～～缩117振615980动05cc0mm吸cm--11收区区-1 峰域域区。。。域可如N-和区H和 如芳别伸17于基和4缩0酮相不c振m。连饱-1动则～和降1基吸79至或0收c1芳m7峰1-环15区c在共m域-轭13。～0，5两107cC3个m=0-Oc峰1m～吸相-1 收。3隔55峰约0c下6m0降-1区c至m域1-17。内50。Ccm-O-1的～伸180缩0c振m动-1。吸收 峰在1045cm-1～1310cm-1。
(CH3CO)2O
102 139.6
CH3CH2CH2CH2COOH
103 187
酰胺 ＞＞ 相应的羧酸
原因：酰胺的氨基上的氢原子可在分子间形成较强的氢键。
=
H O NH
C
R
R
O =C N H
H
CH3COOH
b.p(℃)
118
CH3CONH2
222
显然，随着酰胺的氨基上的氢原子被取代，分子间的
氢键缔合作用将逐渐削弱，以致不能发生氢键缔合，其沸
羧酸衍生物
羧酸衍生物的简介
羧酸衍生物是羧酸分子中的羟基被取代后的产物， 重要的羧酸衍生物有酰卤，酸酐，酯，酰胺。
酰基 O 羧基 R C OH
O R C OR'
酯
O R C NH2
第十章 羧酸及衍生物
酰卤
羧基中的羟基可 被其它原子或原 子团取代，生成 羧酸衍生物。
O R C OH
P2O5
O R R C O C O
酸酐
O
R'OH
NH3
R C OR'
酯
酰胺
a.酰氯的生成
• 羧酸与PCl3、PCl5、SOCl2等试剂都可以发生羧基中的羟基被取代的 反应，生成相应结构的酰氯，此反应中不能用 HX反应，酰氯是发生 活泼的最常用的酰化试剂之一。
还原反应 亲核取代反应
(1) 水解
O R C X O O O R C O C R +H HOH 2O
+
R C O R' O
R C NH2
水解反应活性: 酰卤> 酸酐>酯>酰胺
=
立即反应
HX O RC O O H R'OH
（2）乙酸
俗称醋酸，食醋中约含6%-10%的醋酸。纯醋酸为无色并具有刺 激性的液体，沸点118℃ ，冷却至16.6℃时即可凝结为冰状固体。 无色乙酸亦称冰醋酸。
（3）乙二酸
乙二酸俗称草酸，通常以盐的形式存在于多种植物的细 胞膜中。草酸是无色晶体，常见的草酸含有两分子结晶水， 熔点为101.5℃ ，在100～105℃加热则可失去结晶水，得到 无水草酸。无水草酸的熔点为189.5℃ 。
NaO H
RCOO Na+
C10以下溶于水；
+ H2O
＞C10在水溶液中呈胶体溶液。
RCO O H +
NaHCO 3
RCOO Na+
+ CO2 + H2O
应用：用于分离、鉴别。
苯甲酸 对甲苯酚
羧酸衍生物
羧酸衍生物羧酸衍生物是有机化学中最重要的一类化合物，这类化合物由羧酸和其衍生物组成，它们在医药及其他领域有着广泛的应用，是有机化学研究的主要焦点之一。
羧酸衍生物是由羧酸分子和其他不同化学结构的分子组合形成的有机化合物。
羧酸是一种具有一个羧基及以上的有机酸，按照水溶性的大小分为酒精型，醇型，酸型和碱型。
羧酸衍生物的其他分子可以是碳氢化合物、不饱和烃、烃类、碳氮化合物、醛类、酮类等等。
一般来说，羧酸衍生物具有很强的湿润性、高抗蚀性和良好的抗氧化性，可以用于改善纤维素，提高其物理性能以及防止其被氧化老化。
它也具有解吸性能，能够有效溶解纤维素结构，增强其耐受性和抗水性，从而改善纤维素的物理性质。
羧酸衍生物也可以用于保护植物，制备植物类医药剂，减少植物的损害，如光及抗盐的胁迫，从而促进植物的发育健康。
羧酸衍生物还可以用于制备多种医药产品，具有良好的药性，可以用来治疗各种疾病。
它们可以作为抗生素使用，增强机体免疫力，杀灭病原体，防止病原体的复制，从而有效治疗感染性疾病。
此外，它们还可以作为抗炎药使用，降低炎症的发生，减少肿痛，缓解疼痛，从而抑制肿瘤细胞的生长。
羧酸衍生物还可以用于制备抗癌药，有效抑制癌细胞的增殖，降低肿瘤恶化等。
羧酸衍生物还可以用于制造日常用品，如洗发水、洗衣液等。
由于其良好的抗菌性和卫生性，羧酸衍生物可以有效杀灭污染源，减少细菌的滋生，从而维护卫生，保护人们的健康。
羧酸衍生物的应用由于其独特的性质而受到广泛的重视，在有机化学研究中有着重要的地位，经过长期的研究，学者们发现它们具有多种重要的功能，在不同的领域都能发挥重要作用。
未来，羧酸衍生物将在药物研究中发挥更为重要的作用，为人类的健康和生命贡献更多。
有机化学第十章羧酸及其衍生物
尿素亦称脲，是重要的高效有机氮肥。其碱性比一般酰胺强。
缩二脲在碱性溶液中与极稀的硫酸铜溶液能产生紫红的颜色反应，这种颜色反应叫做缩二脲反应。
缩二脲反应鉴定肽键。
紫红
P202. 10.1 a, b, c, e, f, g,i, m
P203. 10.3 j
P204. 10.4 b, c;
羧酸——分子中含有羧基的化合物 用通式：R-COOH或Ar-COOH表示
羧酸 (Carboxylic acid )
命名 (nomenclatune )
HCOOH CH3COOH HOOC—COOH
01.
2,3-二甲基丁酸
1、熟练掌握羧酸和羧酸衍生物的分类和命名以及羧酸、羧酸衍生物的化学性质；
第十章 羧酸及其衍生物
(carboxylic acid and their derivatives)
本章学习要求 熟练掌握羟基酸、羰基酸的化学性质和命名； 从分子结构来分析理解这几类化合物的性质。
甲酸（蚁酸） 乙酸（醋酸） 乙二酸（草酸）
02
二聚体（氢键缔合）
03
04
化学性质（ chemical property ）
酸性
05
几个与羧酸有关的基团：
01
四电子三中心的分子轨道 两个碳氧键键长等同。
02
可以用来鉴别苯酚和羧酸
酰卤的生成
酸酐的生成
2．羧酸中羟基的取代反应
亚硫酰氯
01.
思考 ？
01.
酯化反应的活性次序： 酸相同时 CH3OH > RCH2OH > R2CHOH > R3COH 醇相同时 HCOOH > CH3COOH > RCH2COOH > R2CHCOOH > R3CCOOH
羧酸的四大衍生物
羧酸的四大衍生物
羧酸的四大衍生物
羧酸是一类含有羧基（-COOH）的有机化合物，可作为各种化学反应
的重要中间体。
羧酸有多种衍生物，其中最常见的是如下四种。
一、酰氯（Acyl chloride）
酰氯是羧酸最常见的反应产物，它可以通过将羧酸与氯化物反应制得。
酰氯是一个非常重要的中间体，可用于合成酯、醚、酰胺等多种化合物。
酰氯有弱腐蚀性，可多用于有机合成实验室中。
二、酐（Anhydride）
酐是两个羧酸分子缩合而成的产物，分为内酐和外酐两种。
内酐是指
两个羧基在同一分子内缩合而成的环状产物，外酐则是指两个羧基不
在同一分子内缩合而成的非环状产物。
酐也可作为中间体用于合成酯、酰胺等化合物。
三、酸酐（Acid anhydride）
酸酐是两个不同羧酸分子缩合而成的产物，以其极强的反应性而闻名。
酸酐可用于合成酸酐酯、酸酰胺、酸酐酸等化合物。
但由于其极易水解，因此在使用过程中需要特别注意。
四、酯（Ester）
酯是羧酸的一种重要衍生物，它由羧酸和醇反应而成。
酯具有良好的挥发性和揮發性，并可用于制备香精、香料、油漆等多种化合物。
酯也可作为用于制硝化纤维、炸药等的重要中间体。
在有机合成中，酰氯、酐、酸酐和酯均属于常见的重要中间体。
它们在不同条件下均可相互转化，因此在尝试合成某种化合物时，应根据需要灵活选择相应的羧酸衍生物。
有机化学课件10羧酸衍生物
NaOC 2H 5
O H3C C H2C
O C OC2H5
Claisen 缩合机理
O R CH
-
C
OR
/
Claisen 缩合举例
5. 还原 • 羧酸衍生物的羰基比羧酸的羰基活泼，易被还原。
RCOCl
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
RCH2OH
LiAlH4
(RCO)2O
第十章 羧酸衍生物
羧酸的衍生物 • 酰卤、酸酐、酯、酰胺。
羧酸衍生物 • 包括酰卤、酸酐、酯、酰胺。又称酰基衍生物。
O R C
酰基
一、命名
O CH3C Cl
乙酰氯
O C Cl
苯甲酰氯
O O CH3C O CCH3 乙酸酐(醋酐)
O C O C O
邻苯二甲酸酐
O CH3C OC2H5
乙酸乙酯
O CH3C OCH CH2 乙酸乙烯酯
O R C NH2
－H2O
RCN
－H2O ＋H2O
RCOOH
NH3 HCl
RCOONH4
－H2O ＋H2O
RCONH2
RCN
RCN
LiAlH4
RCH2NH2 RCH2NH2
RCONH2
LiAlH4
五、霍夫曼(Hofmmann)降级反应（霍夫曼重排）
O R C NH2 + Br2+2NaOH
R-NH2+CO2+2NaBr+H2O 伯胺
NK O
邻苯二甲酰亚胺
邻苯二甲酰亚胺钾
二、水解
RCONH2 + NaOH → RCOONa + NH3
羧酸衍生物
2. CH3CH2CH2ONO2 硝酸丙酯
二乙酸乙二酯 或 乙二醇二乙酸酯
乙二酸二乙酯
O CH 3CH 2O C H
O C OCH 2
甲酸乙酯
苯甲酸苄酯
O CH 3CHCOCH 2CH 3 CH 3
2-甲基丙酸乙酯
低级酯都有芳香味。许多水果的香味就是由酯引起的。许 多酯常被用来调配食品或做化妆品香精。
酯和酰胺的水解需酸,碱催化且加热，反应是可逆反应。 油脂是高级脂肪酸的甘油酯，在碱性条件下水解生成高级脂 肪酸盐是肥皂的主要成分，所以该反应又称皂化反应
（2）醇解
酰氯、酸酐、酰胺和酯与醇或酚作用，主要产物是酯。 酯的醇解需酸,碱催化是可逆反应，酰胺的醇解需要酸催化
反 应 活 性 依 次 减 弱
O RC O RC O RC OR Cl O O CR
§12-5 羧酸衍生物
和取代羧酸
（ 酰卤、酸酐、酯、酰胺和羟基酸）
尿素
邻苯二甲酸酐
乙酸酐
一、 羧酸衍生物的定义和命名
1、羧酸衍生物的定义
羧酸衍生物：羧酸中羧基发生变化而产生的有机物统称羧酸衍
生物。（或羧酸中羟基被其他基团取代形成的有机物） 羧酸衍生物主要有：酰卤、酰胺、酸酐、酯等。
2、类别和命名（1）酰卤和酰胺 Nhomakorabea构特点和命名
O R C X酰基
（2）酸酐的命名 [结构特点]
O R C O O C R'
[命名] 由对应的什么酸决定，读“某某酐”或“某酸酐”
O O CH 3C O CCH 3
乙（酸）酐
O O CH 3C O CCH 2CH 3
乙丙(酸）酐
H C C O O
O CH 2 C CH 2 C O O
第10章 羧酸衍生物
基团的电负性：
－X>－OCOR>－OR>－NH2>－NHR>－NR2> 酰卤>酸酐>酯>酰胺
羰基碳正电性：
（二）化学性质
羧酸衍生物化学性质分析
O C O X O O C R
RCH 2
可加成至饱和
O
RCH 2
C O
RCH
OR'
C
L
RCH 2
C
O
H
RCH 2
C
NH 2 (R)
有弱酸性
可被亲核 试剂取代
《有机化学》
第十章羧酸衍生物
苏州卫生职业技术学院
2010-8
本章主要内容
第一节 羧酸衍生物 一、命名 二、性质
(一)物理性质 (二)化学性质
（二）油脂的性质 二、磷脂 （一）甘油磷脂 （二）鞘磷脂
第三节 碳酸衍生物
三、重要的羧酸衍生物 第二节 油脂和磷脂
二、性质
3．密度：酸酐的密度大于1；脂肪族 一元羧酸酯的密度均小于1；二元羧酸 酯和芳酸酯的密度均大于1。 4．水溶性：酰氯强烈水解，放出大量 的HCl及热量； 低级酰胺可溶于水。
二、性质
（二）化学性质
羰基碳的电子云密度高低，取决于离去基 团的电负性，电负性较强的离去基团其吸 电子诱导效应强，而供电子共轭效应弱。
CHOOCC17H35
CH2-O-C-CH3 O
CH2OOCC17H3
乙二醇二乙酸酯
丙三醇三硬脂酸酯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5
羧酸衍生物的名词解释
羧酸衍生物的名词解释羧酸衍生物，指的是一类有机化合物，它们是由羧酸经过化学反应生成的衍生物。
羧酸是一类含有一个羧基（-COOH）的有机化合物，常见的例子如乙酸（CH3COOH）和苹果酸（C4H6O5）。
羧酸衍生物在化学和生物学领域中具有广泛的应用和重要的作用。
羧酸衍生物通常可以通过与其他化合物发生反应而形成。
其中一种常见的反应是酯化反应，即羧酸与醇反应生成酯。
酯是一类含有羧酸酯基（-COOR）的化合物，常见的例子如乙酸乙酯（CH3COOCH2CH3）。
酯具有良好的溶解性和挥发性，广泛用于涂料、溶剂和香料等行业。
除了酯化反应，羧酸衍生物还可以通过羧酸的脱羟基反应生成醛或酮。
脱羟基反应是指羧基上的羟基（-OH）被除去，形成含有碳氧双键的化合物。
醛和酮是含有羰基（C=O）的化合物，分别具有一个和两个碳氧双键。
醛和酮在有机合成和医药化学中都有广泛的应用，可用于合成药物、香料和精细化学品等。
此外，羧酸衍生物还可以通过与胺反应生成酰胺。
酰胺是含有羰基和氮原子的化合物，具有良好的稳定性和溶解性。
酰胺在医药化学和材料科学中具有重要的应用，可用于合成抗生素、聚合物和荧光染料等。
另一类羧酸衍生物是酰氯，它们是羧酸与一分子的氯化亚砜（SOCl2）发生反应而形成的。
酰氯具有很高的反应活性，可与许多化合物发生酰化反应。
酰氯在有机合成和材料科学中具有广泛的应用，可用于合成酰胺、酰化反应和聚合物的修饰等。
总的来说，羧酸衍生物是一类重要的有机化合物，它们通过与其他化合物发生反应，形成具有不同功能和性质的衍生物。
羧酸衍生物在化学和生物学领域中起着重要的作用，广泛应用于药物合成、材料科学和化工工艺等领域。
通过深入研究和理解羧酸衍生物的性质和反应机制，我们可以进一步拓展其应用领域，并为新的化学合成和药物研发提供新的思路和方向。
第10章羧酸衍生物
2。化学性质
1）水解
酰卤、酸酐、酯及酰胺都可与水作用生成相应的羧酸：
RCOCl (RCO)2O RCO2R' RCONH2
H2O
RCO2H + HCl 2 RCO2H
反应猛烈，放热 与热水反应较易
RCO2H + HOR' 须催化剂催化 RCO2H + NH3
水解反应进行的难易次序为： 酰卤 > 酸酐 > 酯 > 酰胺
此反应可用于测定尿素的含氮量。 4) 双缩脲反应：
O 2 H2N C NH2 H2N O C NH O C
NH2 + NH3
缩二脲 缩二脲与CuSO4的碱溶液作用产生紫色，并且凡具有 NHCO-键的化合物都有这个反应。
5) 形成包合物 尿素具有一个特性，它能与一些脂肪族正构化合物如 烃、卤代烃、醇、酮及酯等形成结构复合物，称为包合物。 要形成稳定的包合物, 要求碳链有一定的长度: 如对烃类要求 正构烃碳链长>C6 支链烃要求其直链部分 >C10~13 用途：1) 石油炼制时用尿素脱蜡；
2) 有机实验中正、异构化合物的分离提纯。
3. 氨基甲酸酯和异氰酸酯 碳酸二酯与氨或胺反应, 生成氨基甲酸酯或N-烃基氨基 甲酸酯：
O ROCOR + NH3 O ROCOR + R'NH2 O ROCNH2 + ROH O ROCNHR' + ROH
氨基甲酸酯中的烷氧基容易被亲核试剂取代：
O H2NCOR + NH3 O H2NCNH2 + ROH
CO + Cl2 2 CHCl3 + O2 CCl4 + H2O 200oC
第十章 羧酸及其衍生物
第十章羧酸及其衍生物羧酸及其衍生物❖羧酸及其衍生物的结构特征；❖羧酸及其衍生物的物理和化学性质；❖乙酰乙酸乙酯和丙二酸酯的特性及其在有机合成上的应用；❖蜡和油脂，碳酸衍生物重点要求掌握羧酸及其衍生物的化学性质；乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用。
10.1 羧酸10.1.1 羧酸的构造、分类和命名1、羧酸的构造和分类分子中具有羧基的化合物，称为羧酸。
它的通式为 RCOOH。
2、命名由它的来源命名：甲酸最初是由蚂蚁蒸馏得到的，称为蚁酸。
乙酸最初是由食用的醋中得到，称为醋酸。
还有草酸、琥珀酸、苹果酸、柠檬酸。
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．编号从羧基开始．3，4－二甲基戊酸3－甲基－2－丁烯酸芳香族羧酸可以作为脂肪酸的芳基取代物命名：羧酸常用希腊字母来标名位次，即与羧基直接相连的碳原子为α，其余位次为β、γ…，距羧基最远的为ω位。
二元酸命名：10.1.2 羧酸的物理性质在室温下10个碳原子以下的饱和一元羧酸是液体。
10个碳原子以上的羧酸为石蜡固体，挥发性很低，无气味。
4～9个碳原子的脂肪酸具有腐败恶臭、动物的汗液和奶油发酸变坏的气味。
饱和一元羧酸的沸点比相对分子质量相似的 醇还要高。
饱和一元羧酸的熔点随分子中碳原子数目的增加呈锯齿状的变化。
低级脂肪酸易溶于水，但随分子量的增高而降低。
甲酸与水通过氢键缔合在固态和液态，羧酸主要以二聚体形式存在。
低级的羧酸，在气相时仍以双分子缔合状态存在。
10.1.3 羧酸的化学性质OOH H HOH O HH HHOCRCOOHOORHO ORHCC2HOR H O HC Cα10.1.3.1 酸性羧酸具有弱酸性，在水溶液中存在着如下平衡：乙酸的离解常数K a 为1.75×10-5 甲酸的K a =2.1×10-4 , p Ka =3.75其他一元酸的K a 在1.1~1.8×10-5之间, p Ka 在4.7~5之间。
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诱导效应 X > －OCOR > －OR > 共轭效应 X < －OCOR < －OR < NH2 NH2
离去能力 X > －OCOR > －OR > NH2
O R CH C H
α-氢的酸性
O CH3 C O Cl CH3 C ~17 O OCH3 CH3 C ~30 NH2 CH3 CH3 ~50 H O CH3 C ~20 CH3
C CH3
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O CH3 C CH3
700~800℃ CH2 C O
CH3CO2H CH3CO2H O CH3 C O
700~800℃ OH CH2 C O O C CH3 O
乙烯酮
C CH3
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酯的命名：RCO2R’
O R C OH
O R C OR'
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羧酸的氢被烃基取代
酯 ×酸×(烃基名)酯 -ic acid → alkyl -ate
O C OCH3 O O C OC(CH3)3
CH3C OCH2CH3 乙酸乙酯 Ethyl acetate 苯甲酸甲酯 环己烷羧酸叔丁酯 Methyl benzoate tert-Buthyl cyclohexanecarboxylate
第十一章 羧酸衍生物 Carboxylic Acid Derivatives
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Carboxylic acids are just one member of a class of acyl derivatives, RCOY, where the acyl group is bonded to an electronegatives substituent -Y that can act as a leaving group in substitution reactions. Numerous acyl derivatives are possible, but we’ll be concerned only with four of the more common ones, in addition to carboxylic acids themselves: acid halides, acid anhydrides, esters, and amides.
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腈的命名：RCN
腈 ×腈(含CN碳原子) Alkanenitrile -ic acid or –oic acid→-onitrile -carboxylic acid →-carbonitrile
CH3 CH3 CN CN
CH3CN
乙腈 苯甲腈 2,2-二甲基环己烷甲腈 Acetonitrile Benzonitrile 2,2-Dimethylcyclohexancarbonitrile
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11.2 羧酸衍生物的结构和反应性
Structure and Reactivity of Carboxylic Acid Derivatives
PCl3 PCl5
CH3CH2COCl + H3PO3 CH3(CH2)6COCl + POCl3
CH3(CH2)6CO2H
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酸酐的制备
P 2 O5 (CH3CO)2O O C O
2
2 CH3CO2H O
C OH + (CH3CO)2O O HCO2Na + CH3COCl HC O O
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酰胺的命名：RCONH2
酰胺 ×酸 →×酰胺 N-烃基×酰胺 -ic acid → -amide -carboxylic acid → -carboxamide
O O C O HC N(CH3)2 N,N-二甲基甲酰胺
DMF
酰胺 Amide
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11.1 羧酸衍生物的命名 Nomenclature of Carboxylic Acid Derivatives
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Acid halides: RCOX
R O R O R O H O Y R C C R Y R C C H Y H C C H Y H C C H
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11.3 羧酸衍生物的制备
Preparation of Carboxylic Acid Derivatives
O
OH
H+ CH3CO2C2H5 + H2O 或OH+ H2O H+ 或OH-
CH3CONH2
O
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羧酸衍生物
O R C OH R O C
R
C
Y O O O C R
X
R
C
X = F, Cl, Br, I
羧酸 Carboxylic acid O R C 酯 Ester OR'
酰卤 Acyl halide O R C NH2
酸酐 Acid anhydride R C N 腈 Nitrle
酯的制备
O C OH
+ C2H5OH
H2SO4
O C OC2 H5
+ H 2O
CH3 CH2 CH2 CH3COCl 或 (CH3CO)2O
O C ONa
+ CH3I
CH3 CH2 CH2 O C OC2 H5
O C OCH3
+ C2H5OH
CH3
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酸酐的命名: RCO2COR’
酸酐 ×酸 →×(酸)酐 acid→anhydride
O O O
x酸×酸酐
O O O
O
CH3C O C CH3
HC O C CH3
乙酸酐 Acetic anhydride
甲(酸)乙(酸)酐 Acetic formic anhydride
丁二酸酐 Butanedioic anhydride
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Esters: RCO2R’
Systematic names for esters are derived by first giving the name of the alkyl group attached to oxygen and then identifying the carboxylic acid. In so doing, the –ic acid ending is replaced by –ate.
11.4 羧酸衍生物的水解、醇解、 氨解反应
Hydrolysis, Alcoholysis and Amonolysis Reactions of Carboxylic Acid Derivatives
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1. 水解反应
CH3COCl (CH3CO)2O + H2O + H2O CH3CO2H + HCl 2CH3CO2H CH3CO2H + C 2H5OH CH3CO2H + NH3
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Amides: RCONH2
Amides with an unsubstituted –NH2 group are named by replacing the –oic acid or –ic acid ending with –amide or by replacing the –carboxylic acid ending with –carboxamide.
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Acid anhydrides: RCO2COR’
Symmetrical anhydrides of straightchain monocarboxylic acids, and cyclic anhydrides of dicarboxylic acids, are named by replacing the word acid with anhydride
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Y Nu
pKa
~16 O CH3 C ~26
O R C
O R C
Y
Nu
O
O R C Nu Y
O OR' R C
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离去基团
O
NH2 R C
OCOR' R C
X
反应性增强
酰胺的制备
O C OH 200 C O C NH2