11._羧酸及其衍生物
有机化学--羧酸及其衍生物
POCl3
HCl↑
O R C OH
SOCl2
O R C Cl
SO2↑
低、高沸点 ↑ HCl 的酰氯制备 都适合
② 酸酐的生成
羧酸在脱水剂如五氧化二磷的存在下，加热。两分子羧 酸失去一分子水而形成酸酐。
R-C OH R-C OH O R-C O R-C + H2O
P2O5
△
（产率较低）
O
分子量较大的羧酸在乙酐（作脱水剂）存在下，失水生 成酸酐。反应平衡中发生了酸和酸酐的交换。 O O CH3-C 2R-C-OH + O CH3-C O
任何使酸根负离子稳定的因素都将增加其酸性，羧酸根负离 子愈稳定，愈容易生成，酸性就愈强。
（1）电子效应的影响
诱导效应：X—COOH
-I使酸性增强， +I使酸性减弱
X= F Cl Br I CHO 3.53 NO2 1.68
+N(CH ) 3 3
pKa 2.66 2.86 2.90 3.18
1.83
O CH3CH2 C
丙酰基
O C
苯甲酰基
CH3 CH3 CH3CH-CHCH2COOH CH3CH-CHCH21 COOH 4 3 2 CH2CH3 CH
5 6 3
CH3-C =CH-COOH CH3 3-甲基-2-丁烯酸
γ β α
4
3
2
1
3,4-二甲基戊酸 CH2-COOH CH2-COOH 丁二酸
羧酸铵盐 腈的水解为其逆反应：
酰胺
腈
O C OH + HNH-
O C NHN-苯基苯甲酰胺
+ H2 O
扑热息痛
3、羧基的还原 (LiAlH4)
羧酸及其衍生物的分类结构和物理性质
羧酸及其衍生物的分类结构和物理性质羧酸是一类具有羧基（-COOH）的有机化合物，它是碳链上的一个碳原子与一个羧基团相连形成的化合物。
羧基团由一个碳原子与一个氧原子以及一个氢原子组成。
根据羧基的位置不同，羧酸可以分为两类：取代羧酸和芳香羧酸。
取代羧酸是指羧基连接在碳链上，而芳香羧酸则是指羧基连接在芳香环上。
在取代羧酸中，根据羧基所连接到的碳原子的取代原子（或基团）的不同，可以进一步分为单取代羧酸、二取代羧酸和多取代羧酸。
单取代羧酸是指羧基所连接的碳原子上只有一个取代原子（或基团），如乙酸（CH3COOH）。
二取代羧酸是指羧基所连接的碳原子上有两个取代原子（或基团），如丙酸（CH3CH2COOH）。
多取代羧酸是指羧基所连接的碳原子上有多个取代原子（或基团），如苯甲酸（C6H5COOH）。
芳香羧酸是指羧基连接在芳香环上的羧酸化合物。
芳香羧酸通常以其常见的名称命名，如苯甲酸（C6H5COOH）和苯乙酸（C6H5CH2COOH）等。
羧酸及其衍生物通常具有一些共同的物理性质。
首先，羧酸具有高沸点和高熔点，这是因为羧酸分子之间通过氢键形成二聚体或多聚体结构。
其次，由于羧酸中的羧基是极性官能团，因此羧酸具有很强的溶解性。
它们可以与水中的氢氧根离子形成氢键，也可以通过与有机溶剂（如醇、醚和酯）的酯化反应溶解。
此外，羧酸还具有一定的酸性，可以在水中与碱进行中和反应。
羧酸的反应性与羧基的酸性和碳原子的电子密度有关。
具有更高电子密度的碳原子上的羧基更容易释放负电荷，在水溶液中呈现更强的酸性。
此外，羧基的芳香羧酸比取代羧酸更酸。
总之，羧酸及其衍生物是一类具有羧基的有机化合物。
根据羧基的位置和取代原子的不同，羧酸可以分为取代羧酸和芳香羧酸。
羧酸具有高沸点、高熔点、良好的溶解性和一定的酸性。
这些属性使得羧酸在许多领域都有广泛的应用，如有机合成、染料工业、食品添加剂等。
《有机化学》第十一章 羧酸及其衍生物的结构与性质
第十一章羧酸及其衍生物的结构与性质引言羧基（）是羧酸的官能团，是由羰基和羟基组成的。
由于羰基的碳氧双键与羟基氧原子的共轭效应的作用，使羟基中氧原子电子向羰基转移，羟基的氢易离解而显酸性。
羧基中羟基也能被其它基团取代生成羧酸衍生物。
羧基是吸电子基，α－H具有活性，可以被卤代。
此外羧酸还能被还原和发生脱羧反应。
这里所讨论的羧酸衍生物主要是指羧基中羟基被取代后生成的酰卤（），酸酐（），酯（），酰胺（）以及由酰胺脱水后生成的产物腈（）。
在羧酸衍生物中羰基与卤素，酰胺基，烷氧基和氨基相连，由于卤素，氧原子和氮原子的负电性以及孤对电子的作用，使羰基碳上正电性不同，因此它们发生亲核反应性质也有差别。
羧酸衍生物还能发生还原反应。
11.1 羧酸的酸性羧酸是弱酸，能与强碱反应生成盐：羧酸酸性的强弱与所连的基团有关，连吸电子基团的羧酸酸性较强，而连供电子基团的酸性相对较弱。
如下列化合物酸性强弱顺序为：11.2 羧酸衍生物的生成羧基中的羟基被卤素、酰胺基、烷氧基和氨基取代形成酰卤、酸酐、酯和酰胺等羧酸衍生物。
1、酰卤的形成羧酸与SO2Cl，PCl5，PCl3等氯化剂直接反应生成酰卤：因为POCl3沸点低易除去，此法可制备高沸点的酰氯。
H3PO3沸点高，可制备低沸点的酰氯。
该法产生的SO2，HCl易除去，因此生成的酰氯纯度高，后处理容易。
2、酸酐的形成羧酸在脱水剂（如乙酰氯、乙酸酐）存在下加热，失去一分子水而生成酸酐。
二元酸可以分子内脱水生成二酸酐：3、酯化反应羧酸和醇在催化剂（H2SO4、HCl或苯磺酸等）作用下回流生成酯：酯化反应由多种机理，在大多数情况下，是羧酸中羟基与醇中羟基氢结合生成水，表观上看是一种亲核取代反应，实际上是一个亲核加成－消除反应的机理：决定反应速度的一步是亲核加成，因此羧基中碳的正电性以及羧基所连的基团大小核亲核试剂R'OH中R'体积大小都影响反应的速度，下列羧酸与甲醇酯化反应的相对速度的快慢顺序为：4、形成酰胺的反应羧酸与氨立即反应生成盐，在加热条件下，脱水生成酰胺，生成酰胺的反应是可逆的，如果把生成的水从反应体系中除去，反应可趋于完全。
11 章 思考题 习题答案
NaBH4
OH O CH3CH2CHCH COCH2CH3
CH3
HCN (5) HC CH
CH2 CHCN
H2O,H+
CH3OH H+
CH2
CHCOOCH3
O
(6)
CH3OH/H+ NaBH4 HO CO2H
CO2CH3
OH
(7)格式试剂与二氧化碳反应 CH3CHCH3 HBr
Mg/醚
1）CO2 CH3CHCOOH
COOC2H5 CH2=CHCH2-C-CH3
COOC2H5
(1) OH-,H2O (2) H3O+
CH2=CHCH2CHCOOH CH3
思考题 11-19 写出反应产物 O + NCCH2COOH CH3COONH4
答案：为活泼亚甲基与酮的 Knoevenagel 反应： O + NCCH2COOH CH3COONH4
CH3CCH3
CH3CHCH3
答案：β-二羰基的互变性。与 2,4-二硝基苯肼反应的为(a)、(b)，(a)使 Br2/CCl4
褪色。
思考题 11-17 由乙酰乙酸乙酯合成
O -C-CH3
答案：为乙酰乙酸乙酯合成环状取代丙酮的方法：
OO
OO
CH3CCH2COC2H5
(1)C2H5ONa (2)Br(CH2)4Br
HOCH2CH2CH2CH2OH
思考题 11-15 由对羟基苯胺合成药物泰诺林的有效成分对乙酰氨基酚
答案：为酰胺的制备 HO-
OO -NH2 + CH3COCCH3 吡啶 HO-
O -NH-CCH3
3
思考题 11-16 用化学方法鉴别下列化合物
浙江大学有机化学课件讲义11
OH
CH3(CH2)14CO2H 棕榈酸
HO2CCH OH
CHCO2H OH
安息香酸
水杨酸
酒石酸
对于比较复杂的羧酸，常用系统命名法命名。选含有羧基的最长碳链为主链，从羧基碳
原子开始编号，称为“某酸”，如有取代基，将取代基的名称与位次放在前面。例如：
CH3CHCH2CHCH2CO2H CH3 CH2CH3
吸收在 1640 和 1600 cm-1 处，是伯酰胺的另一特征吸收。图 11-1、11-2、11-3 分别是乙酸乙
4
酯、苯甲酸、乙酸酐和 N, N-二甲基甲酰胺（DMF）的红外光谱图。 图 11-1 乙酸乙酯的红外光谱 图 11-2 苯甲酸的红外光谱
5
图 11-3 乙酸酐的红外光谱
图 11-4 N, N-二甲基甲酰胺的红外光谱 羧基上的质子因受羰基的去屏蔽作用以及氧电负性的影响，其化学位移出现在低场δ 10~12ppm 处。伯酰胺和仲酰胺氮上的质子在δ 5~8ppm（通常是一个宽峰）。羧酸及其衍生 物的α-位质子因受羰基的吸电子作用影响，化学位移稍向低场移动，一般在δ 2~3ppm 处。
H
CO2H
CH3
CH2CH3
5-甲基-3-乙基己酸
(E)-2-乙基-2-丁烯酸
环直接与羧基相连称为环烷酸，编号从羧基所连接的碳原子开始，例如：
CO2H
CO2H
CO2H H
CH3
H
CO2H
4-甲基环己烷甲酸
2-环戊烯甲酸
反-1, 3-环戊烷二甲酸
芳香酸则常用苯甲酸作为母体，加上取代基的名称与位置，例如：
酰胺是由酰基和“胺”组成其名称的，如果氮上有取代基，则在取代基名称前加“N”
标出，例如：
羧酸及其衍生物
羧酸及其衍生物羧酸及其衍生物Ⅰ 目的要求羧酸是含有羧基(―COOH)的含氧有机化合物，我们平常所说的有机酸就是指的这类化合物。
所谓羧酸衍生物，包括的化合物种类很多，诸如羧酸盐类、酰卤类、酯类(包括内酯、交酯、聚酯等)、酸酐类、酰胺类(包括酰亚胺、内酰胺)等都是羧酸衍生物，有人甚至把腈类也包括在羧酸衍生物的范围之内。
其实，比较常见的而又比较重要的是酰卤、酸酐、酯和酰胺这四类化合物。
羧酸盐与一般无机酸盐在键价类型上没大区别，不作专门介绍。
至于腈类，将放在含氮化合物中加以介绍。
这四类化合物都是羧酸分子中，因酰基转移而产生的衍生物，所以又叫羧酸的酰基衍生物。
羧酸及其衍生物RCOL(L：－OH、－X、－OOCR′、－OR′、－NH2)在许多重要天然产物的构成以及在生物代谢过程中均占有重要地位。
本章将以饱和一元脂肪酸为重点，讨论羧酸及其衍生物的结构和性质。
鉴于乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的重要地位，本章作概括介绍。
希望学生在此基础上，探讨设计合成路线的一般方法。
本章学习的具体要求1、掌握羧酸的结构与性质之间的关系。
2、掌握羧酸衍生物的主要化学性质。
3、了解羧酸衍生物的亲核取代反应机理。
4、掌握羧酸与羧酸衍生物之间相互转变条件。
5、了解卤代酸、羟基酸的特性。
6、掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯的制法、性质和在有机合成上的应用。
这也是本章的重点之一。
Ⅱ 学习提要(一)羧酸一、概述羧酸往往有俗名，希望学生有所了解，尽可能记忆一些，脂肪酸的系统命名原则和醛相β α同。
γCH3－CH－CH2－COOH2 14 3 OH 芳香酸命名是把芳环视作取代基。
76羧酸的沸点比分子量相近的其它有机物高，这是由于羧酸能以氢键缔合。
同时，即使在气态时，羧酸也是双分子缔合的，所以羧酸的沸点比分子量相近的醇还要高。
二、羧酸结构和化学性质亲核取代O 还原R－C－C－O－H α-H反应H 脱羧酸性1、酸性?E O O O +?R－C H + R－C R－C E EO－H O OO O NaOH/Na2CO3/ NaHCO3H2O + R－C E R－C EH+ O－Na O－H应用：①鉴别：与酚不同，与非酸性物质不同。
羧酸及其衍生物的结构特点分析
羧酸及其衍生物的结构特点分析
羧酸是有机化合物的一类，其通式为R-COOH，其中R为有机基团。
羧酸的结构特点包括官能团、酸性、羧基的构型和胺脱氨反应等方面。
首先，羧酸的结构中含有一个羧基（-COOH），这是羧酸的官能团，也是羧酸的命名基团。
羧基是由一个碳氧双键和一个羟基组成，通常以双键碳上的氧为羰基（-C=O），羟基中的氧为羟氧基（-OH）。
其次，羧酸是弱酸性物质。
羧基中的碳氧双键极性较强，具有较高的电负性，因此能够进行H+的解离，生成羧酸根离子（-COO-）和一个氢离子（H+）。
羧酸的酸性可以通过它的电离常数（Ka）来衡量。
第三，关于羧基的构型，碳氧双键的特殊性使得羧酸中的碳原子存在一个空杂化p轨道，形成一个带有正电荷的共轭碳阳离子。
这使得羧酸具有一定的构象选择性，即平面构象和非平面构象。
平面构象中，羧基的两个键（羧基与羰基）在同一个平面上。
非平面构象中，羧基的两个键呈现弯曲的构象。
最后，羧酸可以发生胺脱氨反应，在适当的条件下，羧酸与氨或胺反应，生成酰胺。
这个反应的条件包括反应物的浓度、反应温度和反应时间等。
胺脱氨反应对于合成酰胺具有重要的意义，因为酰胺在生物体中广泛存在，是许多生物活性物质的重要结构单元。
综上所述，羧酸及其衍生物具有许多结构特点，包括官能团、酸性、羧基的构型和胺脱氨反应等。
对这些结构特点的分析可以帮助我们更好地理解羧酸及其衍生物的性质和反应行为。
第十一、十二章 羧酸及其衍生物
酸 + CO2
环酐 + H2O
己、庚二酸
环酮 + H2O+CO2
几种常见的羧酸
甲酸(formic acid) 草酸(dicarboxyl) 乙酸(acetic acid)
苯甲酸(benzoic acid)
O
甲酸的结构 H C OH
醛基
羧基
甲酸
甲酸既具有一般羧酸的通性，还具有还原 性。能和托伦试剂、高锰酸钾等试剂反应 HCOOH+KMnO4+H2SO4
H2C
CH2COOH CH2COOH
O O + H2O O
己二酸和庚二酸受热脱水和二氧化碳
CH2CH2COOH CH2CH2COOH
CH2CH2COOH CH2CH2COOH
O + CO2 + H 2O
H2C
O + CO2 + H 2O
小结：
二元羧酸热解产物与碳链长度有关：
乙、丙二酸
丁、戊二酸
CH2CH2CH2COOH Cl
CH3CH2CHCOOH Cl
CH3CHCH2COOH Cl
pKa
2.86
4.06
4.52
(二) 羧酸衍生物的生成
羧基中的 –OH 被其它原子或基团取代后生成的 化合物称羧酸衍生物(derivatives of carboxylic acid)。
O R C OH
离去基
O C O C O C O C
R
X OCOR OR NH 2
R
O C
R
OH
R R
羧酸衍生物
DHA怎么补？
DHA
DHA，二十二碳六烯酸（docosahexenoic acid ）， 俗称脑黄金，是一种对人体非常重要的多不饱和脂肪 酸，属于Omega-3不饱和脂肪酸家族中的重要成员。 DHA是神经系统细胞生长及维持的一种主要元素，是 大脑和视网膜的重要构成成分，在人体大脑皮层中含 量高达20%，在眼睛视网膜中所占比例最大，约占 50%，因此，对胎婴儿智力和视力发育至关重要。
11羧酸及其衍生物
O
O
R
羧基
C OH
O R-C-X
R-C O
R-C O
酰卤
酸酐
O R-C-OR'
酯
O R-C-N2H
酰胺
（R或R'可以是Ar或H）
COOH
OCOCH3
阿司匹林 1
11.1 羧酸的分类、命名和结构
1）羧酸的分类 ① 按烃基不同：
② 按－COOH数目：
一元酸 CH3COOH
、二元酸
拉-( -I>+C)
-NO2, -CN ,-COOH, -SO3H ,-CHO, -COR 等
13
C. 二元酸
二元羧酸可以发生二级电离，通常Ka1 > Ka2
① 酸性：二元酸的酸性>一元酸的酸性； 原因：两个－COOH，且－COOH有较强的－I效应。
② HOOCn-＞ 2()n1CH-COOHn越小，1越 pK小 a ，酸性
5
CH CHCOOH
3-溴环己基甲酸
3苯基丙烯酸（肉桂酸）
6
11.2 羧酸的物理性质
➢ 物态：C1－C3刺激臭味液体；C4－C9腐败气味油状液体； C10以上羧酸为固体。
➢水溶解度：大于分子量相近的醇、醛、酮； 随R↑，水溶解度↓，C10以上羧酸不溶于水。
原因：羧酸中的羟基H和 O-羰 HO基H O-H 可与水形成氢键C： H3-C-OH
1）一元脂肪酸
• 一元羧酸加热下难以脱羧! 但α-C上有强吸电子基， 或β-C为羰基等不饱和键时，脱羧容易发生。
Cl3C-COO H
CHCl3 + CO2
O
O
CH3C-CH2-C-O H
羧酸及其羧酸衍生物的性质
羧酸及其羧酸衍生物的性质
羧酸是一类重要的有机化合物，它们的性质受到结构和环境的影响。
羧酸的结构可以用式子COOH表示，它们是一类有机物，其
中碳原子与一个氧原子和一个氢原子结合，形成一个羧基，即COOH。
羧酸的结构决定了它们的性质，如果羧酸的碳原子上
有其他原子或分子，则称为羧酸衍生物。
羧酸的性质受到环境的影响，如温度、pH值等。
羧酸在常温
下是无色液体，但在高温下会分解，变成水和二氧化碳。
羧酸的pH值一般在2-3之间，它们是强酸，可以与碱反应，产生
盐和水。
羧酸衍生物的性质也受到结构和环境的影响。
羧酸衍生物的结构可以用式子R-COOH表示，其中R代表羧酸衍生物的其他
原子或分子，如烷烃、芳香烃等。
羧酸衍生物的性质受到R
的影响，如果R是烷烃，则羧酸衍生物的沸点会比羧酸低；
如果R是芳香烃，则羧酸衍生物的沸点会比羧酸高。
羧酸衍
生物的pH值也受到R的影响，如果R是烷烃，则羧酸衍生物的pH值会比羧酸高；如果R是芳香烃，则羧酸衍生物的pH
值会比羧酸低。
综上所述，羧酸及其羧酸衍生物的性质受到结构和环境的影响，
羧酸的结构决定了它们的性质，而羧酸衍生物的性质受到R 的影响，R可以是烷烃或芳香烃。
有机化学(下册)课后课后练习题答案
有机化学课后习题参考答案第9章 醇、酚、醚9-1 命名下列化合物。
CH 3CHOHCCHO OO OO OHH 3COCH 3OHCH 2OHPhCHCH 2CH 2CH 3OHPhOCH 2CH=CH 2OOCH 3H 3COOCH 2CH 3CH 3(CH 2)10CH 2SHCH 3SCH 2CH 3O 2S(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)（1）3-丁炔-2-醇； （2）15-冠-5； （3）(1R )-5-甲基-2-异丙基环已醇； （4）3-甲基-5-甲氧基苯酚； （5）3-羟甲基苯酚； （6）1-苯基-1-丁醇； （7）苯基烯丙基醚； （8）4,4’-二甲氧基二苯醚； （9）1,2-环氧丁烷； （10）正十二硫醇； （11）甲乙硫醚； （12）二苯砜。
9-2 完成下列反应(1)25H 3C 6H525H 3C 6H 52H 53（S N i 反应，构型保持）（S N 2反应，构型翻转）OH CH 3H PBr 3H CH 3Br（S N 2反应，构型翻转）(CH 3)3CCH 2OHH 2SO 4CrO 3,(CH 3)2C=CHCH 3（E1反应，碳架发生重排）HOOH CH 3NOOHCH 3（弱氧化剂不能氧化叔醇和双键）O3OH（S N 2反应，进攻位阻较小的碳原子）(2)(3)(4)(5)OH HCO 3H H 2O / H(6)OHH OHOHH +（中间产物为环氧化物，亲核试剂进攻两碳原子的几率相等）CH 3AlCl 3(8)OH+CH 3OOHCO CH 3（Fries 重排，热力学控制产物）(7)OH OHOOO （频哪醇重排）（邻二醇氧化）222(10)O CH 2CH=CHCH 2CH 3OH(1) NaOH (9)OHOHOO （亲核取代反应）H 3CCH 3*OHH 3C3CH 2CH=CHCH 2CH 3*（发生两次Claisen 重排）OH OHC +（Reimer-Tiemann 反应）(11)C 2H 5SH(13)CH 3CH 2CHCH 2CH 3(15)CH 3Br +(12)OCH 3+CH 3CH 2CHCH 2CH 3OH+（S N 2反应）OHOBrHBr（S N 1反应）(CH 3)2CHCH 2CH 2CH 2Br+OH(CH 3)2CHCH 2CH 2CH 2SVH 2CH 3（S N 2反应）OH HClH H OH H OHOHHOHH (1) OH (2) H 2O(14)9-3 将下列各组组化合物按酸性由强至弱排列成序。
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(第二版)鲁崇贤11 羧酸及其衍生物
C3H7CHO
HCN
OH C3H7CH CN
H2O, HCl
OH C3H7CH COOH
C3H7CHO
HCN (NH4)2CO3
NH2 C3H7CH CN
H2O, HCl
NH2 C3H7CH COOH
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——甲基酮氧化：制备减少一个碳原子的羧酸：
O (CH3)3CCH2CCH3
>
H2 O >
ROH > CH
CH
Pka 4~5 6.5
10
10.2 15.7 18
26
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◆羧酸在水溶液中离解出羧酸负离子和水合氢离子： pKa=45
◆羧酸与碳酸氢钠反应成盐，加入强酸又游离出羧酸：
羧酸的酸性比碳酸强，利用此性质可鉴别和分离羧酸.
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羧酸根负离子的结构和稳定性
O
O
R C= O
1
O2 RC 1
O2
相对碱性： RCOO ＜ HO ＜ RO ＜ HC C ＜ NH2 ＜ R
相对酸性： RCOOH ＞ HOH ＞ ROH ＞ HC CH ＞ NH3 ＞ RH
Company Logo
影响酸性强度的因素
(1) 诱导效应的影响 吸电子诱导效应(－I效应)使酸性↑，其相对强度：
RCOOH
CH 3 CN
H2O , H2SO4
CH2CN
70%H2SO4 130℃，2h
苯乙腈
CH 3 COOH
CH2COOH 苯乙酸
Company Logo
例：
2 NaCN
BrCH2CH2Br
NCCH2CH2CN
《有机化学》第11章 羧酸及衍生物
二元酸时选择含有两个羧基在内的最长碳链为主链，称为某二酸。例如： HOOC-COOH 乙二酸
2023/6/13
3
2023/6/13
4
二、羧酸的物理性质
常温下，C10以下的饱和一元羧酸为液体，具有较强的刺激性气味或难闻 腥臭味；C10以上的饱和一元羧酸为蜡状固体；二元羧酸和芳香族羧酸都是结 晶固体。
2023/6/13
1
第一节 羧酸
一、羧酸分类和命名 1. 羧酸的分类
⑴ 根据和羧基相连的烃基的不同，可以分为脂肪族羧酸（脂肪酸）、 脂环酸、芳香族羧酸（芳香酸）；
⑵ 根据和羧基相连的烃基是否饱和可以分为饱和羧酸、不饱和羧酸； ⑶ 根据分子中羧基的数目，又可以分为一元酸、二元酸、多元酸等。
2. 羧酸的命名 ⑴ 羧酸的俗名
2. 酸酐
酸酐是将羧酸的名称后加“酐”字。例如：
2023/6/13
15
3. 酯
酯是羧酸和醇经酯化反应而得，命名时，酸的名称在前，醇的名称在后， 再加“酯”字。例如：
二、物理性质
最简单的酰氯为乙酰氯，沸点为52℃。甲酰氯在-60℃以上是不稳定的， 立即分解为一氧化碳和氯化氢。苯甲酰氯的沸点为197℃。
2023/6/13
12
5. α-H的卤代
脂肪酸中的羧基和羰基一样能使α-H活化，但羧基的致活作用比羰基小得多，要 在催化剂（常用红磷）作用下逐步卤代。例如：
红磷的作用是生成卤化磷（PCl3和PBr3），它与羧酸作用生成酰卤，酰卤的α-H卤代要比羧酸 容易得多。
2023/6/13
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第二节 羧酸衍生物
酰氯的沸点比相应的羧酸低，低级酰氯遇水猛烈水解，水解产物能溶于水，
表面上好象是酰氯溶解。酰氯的密度大于1。 乙酐的沸点为140℃，比乙酸高，苯甲酸酐和邻苯二甲酐为固体，熔点为
羧酸及衍生物的性质
羧酸及衍生物的性质
与应用
羧酸是一类半碱性有机物质，它们含有–COOH的一般结构，简称COOH。
羧酸的电解质可以充分的溶解在水中，如HCL、HC及其它的羧酸，它们都是酸性的，具有电解质性质。
因此，它们常被用于工业作业中，用作缩点常用试剂，在农业中用于加工有机物质，以用作植物生长的营养成分，在工业用途上，羧酸也用作有机化合物的中间产物等。
羧酸的衍生物主要包括羧酸酯、羧酸盐和羧酸酸酯。
羧酸酯常被用作活性材料，根据它们的不同类型，它们在化工、精细化学、农化、颜料行业有着广泛的应用。
羧酸盐的主要用途在于改善饮料的口感，在食品中很容易添加到食物中，用于调节酸碱度，增加细菌的活力。
羧酸酸酯可以用于提高涂料、油漆、油墨等涂料的水散不稳定性，以及增加涂料抗化学污染和耐水性能。
有机化学答案
第十章 羧酸及其衍生物习题答案1. 命名下列化合物（1）三氟乙酸 （2）3-丁烯酸 （3）4-戊酮酸 （4）1-羟基环己基甲酸 （5）2,4-二氯苯氧乙酸 （6）1,3-环己基二甲酸 （7）2,2-二甲基丙二酸 （8）丁二酸单酰氯 （9）2-甲基顺丁烯二酸酐 （10）N-溴丁二酰亚胺 （11）2-环戊酮基甲酸甲酯 （12） -丁内酯 （13）N-苯基-4-甲氧基苯甲酰胺 （14）N-苯基氨基甲酸甲酯 （15）2-乙酰氧基苯甲酸（乙酰水杨酸） （16）2-乙基-3-丁酮酸乙酯 2. 写出下列化合物的结构式CH 3CH 2CHCCHOOHCH 3CH 3COOH COOH CH CHCOOHHOOCCH 2CCH 2COOH COOH CH 3CHCOOH CH 3ONHCOCH 3H C ON(CH 3)2CH 2CCOOCH 33C C O OO NHC O (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)3. 比较下列化合物的酸性大小（1）甲酸 ＞ 碳酸 ＞ 苯酚 ＞ 水 ＞ 环己醇（2）氯乙酸 ＞ 羟基乙酸 ＞ 乙酸 ＞ 丙酸 （3）草酸 ＞ 丙二酸 ＞ 苯甲酸 ＞ 乙酸（4）邻硝基苯甲酸 ＞ 对硝基苯甲酸 ＞ 间硝基苯甲酸 ＞ 苯甲酸（5）对溴苯甲酸 ＞ 对甲基苯甲酸 ＞ 对甲氧基苯甲酸 ＞ 对氨基苯甲酸 4.按要求排序（1）按水解活性大小排序:丙酰氯 ＞ 丙酸酐 ＞ 丙酸乙酯 ＞ 丙酰胺 （2）与乙醇酯化的速度：乙酸 ＞ 丙酸 ＞ 2-甲基丙酸 ＞ 苯甲酸 （3）与丙酸酯化的速度：乙醇 ＞ 丙醇 ＞ 异丙醇 ＞ 苯甲醇（4）碱性水解的速度：甲酸甲酯 ＞ 乙酸甲酯 ＞ 乙酸乙酯 ＞ 乙酸异丙酯（5）碱性水解的速度：对硝基苯甲酸乙酯 ＞ 对氯苯甲酸乙酸 ＞ 对甲基苯甲酸乙酯 5.写出下列化合物加热后生成的主要产物。
(2)(3)(4)(1)CH 3CH O C OOCHCCH 3OCH 3CH CHCOOH C O OCH 3COCH 3O(5)(6)CH 3CHO C C O O OHCOOH (7)(8)(9)CH 3COOH6.写出丙酸与下列试剂反应的主要产物(2)(3)(4)(1)(5)(6)CH 3CH 2COONa CH 3CH 2COCl CH 3CH 2COOCH 2CH 3CH 3CH 2CH 2OHCH 3CHCOOHCH 3CH 2CONH 27.写出乙酰氯与下列试剂反应的主要产物。
有机化学羧酸及其衍生物
O
CH2C
CH3CH2CH
O
CH2C
O
Ⅱ 羧酸的衍生物
★ 酰氯、酸酐、酯和酰胺都是羧酸中的羟基被不同 基团取代的产物，统称为羧酸衍生物。
10.6 命名：
① 酰氯和酰胺以其所含的酰基来命名； ② 酸酐根据其来源的酸命名； ③ 酯按其来源的酸和醇，叫某酸某酯。
O
酰氯
H3CC Cl
O
OH
R COH LiAlH4 RCH2
4）烃基上的反应： ① α—卤代作用：脂肪羧酸中的α—H比其它C原子
上的H活泼，可被卤素取代：
C3 C HOO 2o H 日 红 r 光 磷 + C 一 l2 C C C 氯 O H l 日 乙 C O 2 l光 C H 酸 二 2 C l H 氯 C 日 C 乙 2O l光 C 三 酸 O 3 C l H 氯 CO 乙
O CH 3COC2H5
NaO2HC 5
O
-CH 2CO OC2H5CH 3 COC2H5
（Ⅰ）
OO CH 3CCH 2COC2H5+-OC2H5
乙 乙酰酸 乙酸乙乙酰 酯 乙酯
O- O
[CH 3CCH 2 COC2H5] OC2H5 (Ⅱ）
5）酰胺的酸碱性：氨是碱性的，但酰胺是中性 物质。这是由于氮上未共用电子对与碳—氧 双键共轭而氮原子上电子密度降低所致。O ．． R C NH 2
O
RC O
HCOOH
CH3CO2H
CH3CH2CH2CO2H
CH3CH2CHCO2H Cl
CH3CHCH2CO2H Cl
ClCH2CH2CH2CO2H
pKa 3.75
4.75
羧酸及其衍生物的反应
羧酸及其衍生物的反应
羧酸及其衍生物是一类重要的有机化合物，它们在生物体中扮演着重要的角色，并参与了许多重要的生物化学反应。
因此，了解羧酸及其衍生物的反应是非常必要的。
羧酸及其衍生物由自由羧酸和其衍生物组成，其中，自由羧酸是包含有羧基和
一水分子的有机物质，常见的有乙酸、丙酸和苯甲酸等；而它们的衍生物是羧酸的缩合物，其中的羧基与另外的物质发生了缩合反应，通常由有机化合物、无机化合物、氧化物或二价离子组成。
比如，乙酸乙酯是乙酸与乙醇发生缩合反应的结果，碳酸钠则是碳酸与氢氧化钠发生缩合反应的结果。
在反应过程中，羧基通常发生加水分解反应，简称“羧末水合反应”。
当羧基
与水发生反应时，由于羧基对水分子非常敏感，因此很容易发生缩合，这会导致原来的羧酸离解，形成羧酸的盐和水的混合物。
同时，在反应过程中也会产生一些气态物质，例如二氧化碳和氢气。
此外，羧酸及其衍生物还会发生好几种不同的反应，比如与碱反应生成碱碱盐，并且由于它们具有极性特性，也可以与特定的柱苯等有机溶剂发生吸附反应。
总之，羧酸及其衍生物在化学反应中发挥了重要作用，它们常常能够与特点的
物质发生反应，并产生新的物质，如衍生物。
在学习化学时，要深入了解羧酸及其衍生物的反应，以便进一步提高我们的化学水平。
羧酸及其衍生物的分类结构和物理性质
羧酸衍生物的C=O伸缩振动扩大到了1650~1928 cm-1。
酰卤、酸酐、酯和酰胺的C=O伸缩振动为何如此变化？可根据其结构， 利用诱导效应和电子效应可以解释。
NMR： RCH2CORCOO-CH23.7~4.1 5~8 RCONH2 ＜ 1.5 R-H
δppm 2~3
第二节
羧酸衍生物
(一)羧酸衍生物的结构和分类 （1）羧酸衍生物的结构
O R C X
O
O
O R C OR'
O R C NH2
R C O C R'
酰卤
酸酐
酯
酰胺
它们经简单的水解反应因可转变为羧酸. 碳酸
O ( HOCOH )
其重要衍生物本章将予以讨论.
腈 ( RCN ) 水解生成羧酸,故也在本章予以讨论.
酰氯和酸酐不溶于水，低级的酰氯、酸酐遇水分解； 低级的酰胺易溶于水 ；
酯在水中的溶解度很小；
羧酸衍生物易溶于有机溶剂。 酰胺，除甲酰胺外均是固体；而当酰胺的氮上有取代 基时为液体；
沸点: 比相对分子质量相同的醇的沸点高,因为羧酸分 子之间 形成两个氢键,缔合成稳定的二聚体.
O R C H O C O H O
——羧酸衍生物的结构——
(2)羧酸衍生物的分类
羧酸分子中的羟基被其它原子或基团取代生成的化合物叫羧酸衍生物， 常见的有:
O R— C— X 酰卤
O 酸酐
O
O R -C — O R 酯
O R -C -N H 2 酰胺 R—CN 腈
R -C — O — C -R
其中酸酐又可分为同酸酐、混酸酐、和内酐，酰胺又 可分为烃取代酰胺、内酰胺、及二酰亚胺。
和呼吸道粘膜有刺激，高级的为固体。 低级的酯有水果香味，可作为香料；十四碳酸 以下的甲酯和乙酯均为液体；例：
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第十一章羧酸及其衍生物1. 完成下列各组反应，写出主要的反应产物：
2. 写出下列反应的主产物：
3. 两个什么样的化合物缩合后再酸化会得到下列各产物？
4. 给下列反应式填入适当的试剂：
5. 回答下列问题：
1）比较下列各酯水解的反应相对活性：
2）比较下列各个酯氨解反应的相对活性：
3）比较化合物的酸性强弱顺序：
3. 两个什么样的化合物缩合后再酸化会得到下列各产物？
4. 给下列反应式填入适当的试剂：
5. 回答下列问题：
1）比较下列各酯水解的反应相对活性：
2）比较下列各个酯氨解反应的相对活性：
3）比较化合物的酸性强弱顺序：
8. 某化合物(E) 的分子式为C5H6O3，（E）和乙醇作用得到两个互为异构体（F）和（G），将（F）和（G）分别与亚硫酰氯作用后，再与乙醇作用得到相同的化合物（H），试推测（E）（F）（G）（H）的构造式，并写出各步反应式。
9. 一个中性化合物C7H13O2Br，与羟氨和苯肼均没有反应。
IR 谱在2850-2950cm-1区域有吸收峰，而在3000cm-1以上区域没有吸收峰，另外一个较强的吸收峰在1740cm-1。
NMR 谱在δ=1.0(3H)三重峰；δ=1.3(6H)二重峰;δ=2.1(2H)多重峰;δ=4.2(1H) 三重峰;δ=4.6(1H) 多重峰。
请推测此化合物的结构。
10. 化合物A, 分子式为C9H10O3。
它不溶于水、稀HCl 及稀NaHCO3溶液，但能溶于NaOH 液。
A 与稀NaOH 共热后，冷却酸化得一沉淀B，分子式为C7H6O3，B 能溶于NaHCO3溶液并放出气体，B 与FeCl3 溶液作用给出紫色，B 在酸性介质中可以进行水蒸气蒸馏，写出A，B 的构造式及各步反应式。
11. 写出化合物的A-F 正确构造式。
12. 推测化合物A-F 的结构。
13. 化合物A的分子式为C10H22O2，与碱不起作用，但可被稀酸水解成B 和C。
C 的分子式为C
3H8O，与金属钠作用有气体放出，能与NaIO 反应。
B 的分子式为C4H8O，能进
行银镜反应，与K
2Cr2O7和H2SO4作用生成D。
D 与Cl2/P 作用后，再水解可得到E。
E
与稀H
2SO4共沸得F，F 的分子式为C3H6O，F 的同分异构体可由 C 氧化得到。
写出A-F 的构造式。