第十一章羧酸和取代羧酸课件
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11取代羧酸
H—C—COOH O 乙醛酸
CH3 C COOH O
α-丙酮酸
β-丁酮酸
CH3 C CH2COOH O
一、 酮酸的命名
以羧酸为母体, 酮基作取代基, 酮基的位次用阿 拉伯数字或希腊字母标明。酮基也可称为氧代。
O
O
O
C CH2COOH CH3CCOOH H CH C 3CH 2COOH a b
丙酮酸或2-氧代丙酸 b -丁酮酸(乙酰乙酸)
2．β-酮酸的分解反应
(1) 脱羧反应
β-酮酸比α-酮酸更易脱羧, 通常β-酮酸只能在低温下保存。
O CH3 C CH2COOH
温热
O CH3 C CH3
CO2
β-酮酸由于羧基受β-羰基的影响, 同时也由于 形成6员环的分子内氢键而使脱羧更加容易。其反 应机制为：
O H CH3 C O C O β-丁酮酸
O H CH3 C O C O
CO2
微热
CH3 C CH2 烯醇式
OH
O CH3 C CH3
由于β-酮酸脱羧产物是酮，故称为酮式分解。
(2) 酸式分解
β-酮酸与浓碱共热，分解为两分子羧酸盐，称为酸式分解。
O CH3CH2CCH2CO2H β-戊酮酸 NaOH
△
CH3CH2CO2Na 丙酸钠
CH3CO2Na 乙酸钠
CO2H
> HO
4.54
CO2H
邻位-OH: +C效应 间位-OH主要 及 分 子 内 氢 键 . 后 表现为 -I 效应 者使酸性明显增强
对位-OH主要 表现 +C 效应
OH C O O H
O C O O H
H
2．酚酸的脱羧反应
羧酸及取代羧酸 PPT
羧 酸 Carboxylic Acid
8、1、2 羧酸的重要化学性质
O RC
OH
sp2 R
O C
OH
O
R R C C pO-π共轭 O OHH
p-π共轭的结果使羧羰基碳原子上的正电荷 减少,羧羟基极性增加,C-O键得到加强。
羧 酸 Carboxylic Acid
O R=H时键长
RC
0.123nm 0.136nm
CH3 CH2 CH2 COOH
Cl
(4、52)
(4、82)
羧 酸 Carboxylic Acid
常见取代基诱导效应的强弱 NO2> CN>Cl>Br> CCH > OCH3> OH> Ph > CH=CH2 >H > CH3> CH(CH3)2>C(CH3)3 芳酸酸性>脂肪酸(但HCOOH除外？)
O RC
O-
ORC
O
0.127nm O ≡R C
0.127nm O
羧 酸 Carboxylic Acid
羧酸的性质可从结构上预测,主要有以下两 个重要特征:①氢氧键的极性增强,故羧酸显 示了明显的酸性。②羧基中碳氧双键上碳原 子的正电性降低,故不易进行类似醛、酮羰基 上的亲核加成反应。
H RC
H α H 的反应
O2N
COOH
(1)B2H6 ， O (2)H3O+
O2N
CH2OH
羧 酸 Carboxylic Acid
8、1、2、4 脱羧反应分子内失去羧基,放出CO2
CH3 CO2Na + NaO H(CaO)
碱石灰
CH4 +Na2CO3
《羧酸与取代羧酸》PPT课件
精选PPT
26
甲
酸
O
的
H C OH
特
殊 醛基
性
羧基
羧酸的一般性质
醛的一般性质：银镜反应（还原性）
精选PPT
27
第二节 取代羧酸
重要取代羧酸
卤代羧酸（halogeno acid）
ClCH2COOH
羟基酸（hydroxy acid） 醇酸（alcoholic acid） 酚酸（phenolic acid）
HCO2H > C6H5CO2H > CH3COOH > C2H5CO2H ≈ n-C3H7CO2H
pKa 3.75
4.19
4.76
4.87
4.82
当苯环上连有取代基时，其种类及位置会影响取代苯甲酸的酸性。 吸电子共轭效应基团：
-NO2, -CN, -COOH, -CHO, -COR , X 等，使酸性增加 给电子共轭效应基团：
第十二章 羧酸和取代羧酸 (Carboxylic Acids)
精选PPT
1
主要内容：
羧酸的结构、命名 羧酸的物理和化学性质
1) 酸性(Acidity ) 和成盐 2) -OH的取代(Substitution ) ：羧酸衍生物的生成 3) 脱羧（Decarboxylation）
二元羧酸热解(pyrolysis) 4) 还原（Reduction) 取代酸(羟基酸、酮酸)的物理和化学性质
O
H
O RC
O
p-π共轭
p-π共轭
羰基亲核性比
O-H键极性增强，
醛酮的亲核性
酸性比水、醇的酸
降低
精选PPT 性要强
7
羰基不饱和, 可加成、还原
第十一章羧酸和取代羧酸亲核加成-消除反应
其它能还原羧基的试剂
AlH3 O R C OH B2H6 H2O R CH2OH H2O
O
例： O2N
B2H6 OH
H2O O2 N CH2OH
C
-NO2未受影响 Organic Chem
合成上应用 —— 制备伯醇
O
1. LiAlH4 OH 2. H2O
R
C
R
CH2OH
1. LiAlH4 酯化 R O C OEt 2. H2O
O R CH X C OH
PBr3 R
O C Br
酰 (基 )溴
比较: 醇类的卤代
SOCl2 R R OH PBr3 R Cl Br
羧酸羟基的 卤代与醇类的卤 代有相似性
Organic Chem
2）、生成酸酐的反应：
O 2 RCH2 C OH P2O5 RCH2 O C O O C CH2R + H2O
强除水剂
酸酐
可能机理:
COOH
正常反应: 形成环状酸酐
加热反应即发生
Organic Chem
3）、酯化：
O R C OH + HOR' H+ R O C OR' + H2O
酯化反应特点： 反应需要 H+ 催化，无催化剂时反应很慢。 反应可逆（加大反应物用量或除去水使酯的产率提高） 酯化反应机理的讨论 机理须说明的问题： a. 反应可逆性 b. H+ 在反应中起什么的作用？先作用在哪？ c. 酯中OR‘中氧的来自于酸还是醇？
呋喃甲酸
苯丙酸 3-苯基丙酸
O H3C
O OH
H2N CHCOOH CH2COOH
(末端) CH2(CH2)9COOH Br
有机化学PPT11RCO-L第十一章 羧 酸 衍 生 物课件
三、酯的命名
一元醇的酯：某酸某(醇)酯 多元醇的酯：某醇某酸酯
OO C H 3 C O C H 2 C H 3 C H 3C O C H 2
乙酸乙酯
乙酸苄酯
O
O
CH3OCCH2CH2COCH3
丁二酸二甲酯
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7
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乙二醇二乙酸酯
速率影响较大，R 和 OR’ 基团体积增大，反应速率降低。R 和 OR’ 供电子效应增强, 有利于稳定中间体而加快水解速率。
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22
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(二) 醇解 (alcoholysis) —— 生成相应的酯
O
R— C— X
OO
R -C — O -C -R ’
O
SN
R
C
＋ : NuL
O-
RC Nu
L
EO
R
C
＋ : LNu
羰基的正电性越强、位阻越小, 越有利于亲核加成 离去基碱性越弱, 基团越易离去, 越有利于消去 离去基的离去能力：X- > RCO2- > RO- > NH2羧酸衍生物酰化反应活性: 酰卤 > 酸酐 > 酯 > 酰胺
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C H 3C H 2C
O
苯甲酸酐
乙丙酐
乙酸丙酸酐
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5
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O CH 2 C
O CH 3 CH
O
2-甲基丁二酸酐
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O O O
一元醇的酯：某酸某(醇)酯 多元醇的酯：某醇某酸酯
OO C H 3 C O C H 2 C H 3 C H 3C O C H 2
乙酸乙酯
乙酸苄酯
O
O
CH3OCCH2CH2COCH3
丁二酸二甲酯
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乙二醇二乙酸酯
速率影响较大，R 和 OR’ 基团体积增大，反应速率降低。R 和 OR’ 供电子效应增强, 有利于稳定中间体而加快水解速率。
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(二) 醇解 (alcoholysis) —— 生成相应的酯
O
R— C— X
OO
R -C — O -C -R ’
O
SN
R
C
＋ : NuL
O-
RC Nu
L
EO
R
C
＋ : LNu
羰基的正电性越强、位阻越小, 越有利于亲核加成 离去基碱性越弱, 基团越易离去, 越有利于消去 离去基的离去能力：X- > RCO2- > RO- > NH2羧酸衍生物酰化反应活性: 酰卤 > 酸酐 > 酯 > 酰胺
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C H 3C H 2C
O
苯甲酸酐
乙丙酐
乙酸丙酸酐
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O CH 2 C
O CH 3 CH
O
2-甲基丁二酸酐
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O O O
羧酸与取代羧酸-PPT课件
2 0 1 4 1 1 8 5
C H ( C H ) C H = C H C H C H = C H C H C H = C H C H C H = C H ( C H ) C O H 3 2 4 2 2 2 2 3 2
1
5,8,11,14- 二十碳 四烯酸 (花生四烯酸)
H O O C C H C H C H C H C O O H 2 2 2 3-羧甲基 己二酸 C H C O O H 2
4 g 3 b 2C 2 C H C H C HC O O H 2
C O H 2
2-甲基-3-丁烯酸
COOH
反-1,4-环己烷二甲酸
COOH
COOH
NO
Cl 3-硝基-4-氯苯甲酸
2
COOH
邻苯二甲酸(酞酸)
α-萘甲酸 1-萘甲酸
命名举例：
>10C 的不饱和酸在碳数后加“碳”字！
羧酸的系统命名法与醛相似。对于简单 的脂肪酸也常用 α、β、γ 等希腊字母表示取 代基的位次；羧基永远作为C-1。
C H 3 C H C H C H C H C O H 3 2 2 2
5 4 g 3 b 2 a 1
3-甲基戊酸 β-甲基戊酸 2-甲基-4-溴丁酸 α-甲基-γ-溴丁酸
C H 3 B r C H C H C H C O H 2 2 2
C H C O H C H C H C H C H C O C H C H C = C H 3 2 3 3 3 3 3 2 O H C H 3
MW 60 Bp/℃ 117.9 60 82.3 58 56.5 56 -6.9
— O O H 形成双分子氢键缔合体 C C C H H C 3 3 O — H O
C O O H C H C O O H 2 C a r b o x y l( c a r b o x y ) : 羧 基 C a r b o x y m e t h y l : 羧 甲 基 a r b o x y e t h y l : 羧 乙 基 C H C H C O O H C 2 2
C H ( C H ) C H = C H C H C H = C H C H C H = C H C H C H = C H ( C H ) C O H 3 2 4 2 2 2 2 3 2
1
5,8,11,14- 二十碳 四烯酸 (花生四烯酸)
H O O C C H C H C H C H C O O H 2 2 2 3-羧甲基 己二酸 C H C O O H 2
4 g 3 b 2C 2 C H C H C HC O O H 2
C O H 2
2-甲基-3-丁烯酸
COOH
反-1,4-环己烷二甲酸
COOH
COOH
NO
Cl 3-硝基-4-氯苯甲酸
2
COOH
邻苯二甲酸(酞酸)
α-萘甲酸 1-萘甲酸
命名举例：
>10C 的不饱和酸在碳数后加“碳”字！
羧酸的系统命名法与醛相似。对于简单 的脂肪酸也常用 α、β、γ 等希腊字母表示取 代基的位次；羧基永远作为C-1。
C H 3 C H C H C H C H C O H 3 2 2 2
5 4 g 3 b 2 a 1
3-甲基戊酸 β-甲基戊酸 2-甲基-4-溴丁酸 α-甲基-γ-溴丁酸
C H 3 B r C H C H C H C O H 2 2 2
C H C O H C H C H C H C H C O C H C H C = C H 3 2 3 3 3 3 3 2 O H C H 3
MW 60 Bp/℃ 117.9 60 82.3 58 56.5 56 -6.9
— O O H 形成双分子氢键缔合体 C C C H H C 3 3 O — H O
C O O H C H C O O H 2 C a r b o x y l( c a r b o x y ) : 羧 基 C a r b o x y m e t h y l : 羧 甲 基 a r b o x y e t h y l : 羧 乙 基 C H C H C O O H C 2 2
有机化学第11章 羧酸和取代羧酸
脂肪族多元酸： 选择含有两个羧基的最长碳链为主链，称为某二酸。 例如：
COOH COOH
CH2COOH CH2COOH
丁二酸（琥珀酸）
乙二酸（草酸）
HOOC C C H
H
H C C
COOH
COOH
H
COOH
顺-丁烯二酸 （马来酸）
反-丁烯二酸 （富马酸）
HO CHCOOH CH2COOH
羟基丁二酸 （苹果酸）
H2 O
R C NH 2
酰胺键的结 构： 请指出氨苄青霉素中的酰胺键
CHCONH NH2 O N S
O H C N
CH3 CH3
COONa COOH
4 脱羧反应 decarboxylation
脱羧反应：羧酸及其盐中的羧基失去CO2的反应。 饱和一元羧酸对热稳定，通常不发生脱羧反 应，但在特殊条件下，如变成钠盐后与碱石灰混合 强热失去CO2 ，变成少一个碳原子的烃。
R C OH + PCl5
五氯化磷
R C Cl + POCl3 + HCl
三氯氧磷 107°C
O R C OH + SOCl2
O R C Cl + SO2 + HCl
氯化亚砜（亚硫酰氯）
79°C
其中下反应最为常用：
O C6H5COOH SOCl2 79°C C6H5 C Cl SO2
197 °C
HCl
COOH
CH2COOH
苯甲酸
2-萘乙酸
COOH
CHCH2COOH CH3
3-苯基丁酸 ο-苯二甲酸
COOH
脂环族的羧酸：将脂肪环作为取代基，以脂肪酸为母体。
CH2COOH
11-羧酸及取代羧酸
第一节
羧酸
一、结构、分类、命名 1. 结构：羧基可看成是由羰基和羟基组合而成。
共平面
p,p-共轭体系
R— —
O H
R—C
羰基和羟基通过 p,p- 共轭构成一个整体， 故羧基不是羰基和羟基的简单加合。
· O · ·
H
O R —C
P-π共轭的结果:
键长平均化；
· · O · ·
H
羰基的正电性— 降低，亲核加成变难；
CH3
COOH
CH3CH2CH2-C-COOH CH-CH3
2-丙基-2-丁烯酸
顺-4-甲基环己基甲酸
20 14 11 8 5 1 CH3(CH2)4 CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3CO2H
5,8,11,14- 二十碳 四烯酸 (花生四烯酸)
>10C的不饱和酸在碳数后加“碳”字
C15H31COOH
乙酸(醋酸)
软脂酸 C17H35COOH
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
油酸
羧酸的系统命名法与醛相似。对于简单的脂肪 酸也常用 a、b、g 等希腊字母表示取代基的位次； 羧基永远作为C-1。
CH3 CH3-CH2-CH-CH2-CO2H
5 4 g 3 b 2 a 1
O
C-CH3
三、羧酸的化学性质
羧基结构中 p,p- 共轭体系的存在使羧基 的化学性质并不表现为羰基和羟基的简单加 合。
羧 酸 中 的 C=O 不象醛酮中羰基那 样活泼，不能与 HCN 、 NaHSO3 ， H2N-G 等 进 行 亲 核 加成。
羧基中 -OH 氧原 子的电子密度有所 降低，从而使 O—H 键之间电子密度降 低，且更靠近氧原 子，以致羧基中的H 能以 H+ 的形式离解 ， 表现出明显的酸性。
羧酸及取代羧酸ppt课件
主要性质
羧
酸
酸性
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
（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）
2、酚酸：羟基和羧基连在芳环上
O
O
RC
R
OH
C .. O
H
OH
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 C3HC2HC2HCOOCHH3 CH CH COOH
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。
羧酸及取代羧酸新
NO2
Cl
COOH ＞
CH3
COOH ＞
COOH ＞
COOH
第16页/共75页
• ②当取代基处于间位时,主要考虑诱导效应,但因间隔了3个碳,影响较小。
NO2
＞ COOH
OCH3
＞ COOH
COOH ＞
CH3 COOH
第17页/共75页
③当取代基处于对位时,主要考虑共轭 效应。
NO2
COOH
OCH3
(一) 羧酸的结构
羧酸分子中的羧基碳原子为sp2杂化， 三个杂化轨道分别与两个氧原子和烃 基碳原子或氢原子形成在同一平面的 三个σ键，未参与杂化的碳原子p轨道 与两个氧原子的p轨道重迭形成p-π共 轭体系.
第8页/共75页
O
(Ar)R C OH
O (Ar)R C
OH
O
C O
第9页/共75页
二 羧酸的化学性质
R CO OH+ PCl3
R CO Cl + H3PO3
R CO OH+ PCl5
R CO Cl + POCl3+ HCl
R CO OH+ SOCl 2 R CO Cl + SO2 + HCl
第24页/共75页
2. 酸酐的生成
羧酸在加热或脱水剂（如P2O5）作 用下，羧基间失水生成酸酐。
O
O
P2O5
与羧基相连的基团含不饱和键时，都具 吸电子的-I效应，其程度随不饱和度的
增加而增大。这是因为不同的杂化状态， 如SP、SP2、SP3杂化轨道中，S电子云是
球形的，S成分越多，共价键的 电子云
更趋近于杂化碳的原子核，故吸电子能
羧酸和取代羧酸
NMR: -COOH
10~12ppm
三. Caractè res chimiques
(一) Acidité- sels
R(Ar)COOH R(Ar)COO - + H+
羧酸根负离子的负电荷通过p-共 轭而分散，稳定。
Acidité：
• 二元羧酸 > 相应一元羧酸 • 一元脂肪酸中R COOH，甲酸的 酸性最强。 • 二元脂肪酸中，草酸的酸性最强。 • 苯甲酸的酸性比甲酸弱，比其它 一元脂肪酸强
Acides carboxyliques et dé rivé es
第十一章 羧酸和取代羧酸
第一节 羧酸
羧酸 (acide carboxylique )
Faç on gé né rale： R(Ar)-COOH
Groupement fonctionnel ： 羧基(carboxyle) -COOH
COOH OH COOH COOH COOH
>
OH
>
>
HO
2. 氧化反应 -COOH有-I效应，使-OH容易被氧化。 稀HNO3可氧化醇酸。
CH 2 COOH OH 稀HNO3 O H C COOH 稀HNO3 稀HNO3 HOOC COOH
按酸性由强至弱排列下列化合物： 1.草酸 4.甲酸 2.丁酸 5.苯酚 3.苯甲酸 6.苄醇
羧酸酸性较强，能溶于NaHCO3， 以此区别苯酚与羧酸。
将水溶性较差的药物转变为羧 酸盐，便于临床应用。
(二) 羧酸衍生物的生成
羧酸衍生物：-OH 被取代
1．酰卤的生成 （halogé neure d’acide）
CH 2 COOH HO C COOH CH 2 COOH
羧酸和取代羧酸专选课件
（四）脱羧反应
羧酸分子脱去羧基放出CO2的反应，称为脱羧反应。 饱和一元羧酸对热较稳定，不易发生脱羧。 二元羧酸对热较敏感，乙二酸和丙二酸受热时，脱羧生 成少一个碳原子的一元羧酸。
H O O C — C O O H C O 2 + H C O O H
第九章 羧酸和取代羧酸 第一节 羧酸
第一节 羧酸
第一节 羧酸
CH3 CH3 CH C COOH
2-甲基-2-丁烯酸
H O O CC H 2 C H 2 C O O H
丁二酸(琥珀酸)
CH2COOH
COOH CH3
苯乙酸
邻甲基苯甲酸
芳香酸的羧基直接与苯环连接，其命名一般以苯甲酸为母 体，其他基团作为取代基。
第九章 羧酸和取代羧酸 第一节 羧酸
第一节 羧酸
1.俗名 蚁酸（甲酸）, 醋酸（乙酸） 软脂酸（十六酸），硬脂酸（十八酸）
2.系统命名 羧酸的系统命名法与醛相似。对于简单的脂肪酸常用 α、 β、γ 等希腊字母表示取代基的位次；羧基永远作为C-1。
γ
CH3
4
CH3
βα
CH2 CH COOH
3
21
2-甲基丁酸(α-甲基丁酸)
第九章 羧酸和取代羧酸 第一节 羧酸
O C H 3 CC l+P O C l3+H C l
乙酰氯
第九章 羧酸和取代羧酸 第一节 羧酸
第一节 羧酸
2.酯的生成
在酸（如浓硫酸）催化下，羧酸与醇生成酯和水的反应 称为酯化反应。
O
O
C H 3 CO H + H OC H 2 C H 3 H + C H 3 CO C H 2 C H 3+ H 2 O
羧酸分子脱去羧基放出CO2的反应，称为脱羧反应。 饱和一元羧酸对热较稳定，不易发生脱羧。 二元羧酸对热较敏感，乙二酸和丙二酸受热时，脱羧生 成少一个碳原子的一元羧酸。
H O O C — C O O H C O 2 + H C O O H
第九章 羧酸和取代羧酸 第一节 羧酸
第一节 羧酸
第一节 羧酸
CH3 CH3 CH C COOH
2-甲基-2-丁烯酸
H O O CC H 2 C H 2 C O O H
丁二酸(琥珀酸)
CH2COOH
COOH CH3
苯乙酸
邻甲基苯甲酸
芳香酸的羧基直接与苯环连接，其命名一般以苯甲酸为母 体，其他基团作为取代基。
第九章 羧酸和取代羧酸 第一节 羧酸
第一节 羧酸
1.俗名 蚁酸（甲酸）, 醋酸（乙酸） 软脂酸（十六酸），硬脂酸（十八酸）
2.系统命名 羧酸的系统命名法与醛相似。对于简单的脂肪酸常用 α、 β、γ 等希腊字母表示取代基的位次；羧基永远作为C-1。
γ
CH3
4
CH3
βα
CH2 CH COOH
3
21
2-甲基丁酸(α-甲基丁酸)
第九章 羧酸和取代羧酸 第一节 羧酸
O C H 3 CC l+P O C l3+H C l
乙酰氯
第九章 羧酸和取代羧酸 第一节 羧酸
第一节 羧酸
2.酯的生成
在酸（如浓硫酸）催化下，羧酸与醇生成酯和水的反应 称为酯化反应。
O
O
C H 3 CO H + H OC H 2 C H 3 H + C H 3 CO C H 2 C H 3+ H 2 O
羧酸和取代羧酸亲核加成-消除反应
R CH2OH
1. LiAlH4 2. H2O
直接还原羧酸： LiAlH4用量多， 反应开始剧烈， 后较慢，
先酯化再还原： 反应较易进行，产率较好， 反应条件相对比较温和， LiAlH4用量较少
➢ 合成上由羧酸 制备伯醇，宜先酯 化再还原
补充内容：能被LiAlH4还原的化合物及其产物类型
O R CH
✓ P-π共轭=> C=O键增长：120—>123 pm
✓
C—O键缩短：143—>136 pm
✓ 使得羧基碳原子上的正电性削弱 ✓ —>亲核加成比醛酮难
✓ O—H键极化加大，键变弱，H+易离去—>酸性
✓ α—H受C=O吸电子的影响，仍有酸性，但比醛酮弱
1、酸性：
羧酸根负离子的共振式与稳定性
O
B:
-溴十一碳酸
二、羧酸的物理性质：
1、分子中有两个部位可形成H-键，常以二聚体存在。
R-C
O H-O O-H
O
C-R
1）、b.p很高（比M相近的醇高）
例：
M甲酸 = M乙醇，
b.p 100.7℃ 78.5℃
2）、与水形成H-键=>易溶于水
C1—C4 的酸与水混溶，R增大，水溶性↓
波谱性质：
IR：特征吸收： νC=O： 缔合 1725-1700cm-1 不饱和芳香 1680-1700 cm-1
COOH OCOCH3
阿司匹林 (解热镇痛)
(CH3)2CHCH2—
CH3 CH-COOH
布洛芬(抗炎镇痛)
O CH2–C–NH—
O
S CH3
N
CH3 COOK
青霉素G钾(抗菌剂)
一、分类和命名： O
《羧酸和取代羧酸》课件
羧酸盐与强的无机酸作用, 又可转化为原来的羧酸。
RCOONa HCl
RCOOH NaCl
2) 羧酸能与Na2CO3、NaHCO3和NaOH等物质反应生成 易溶于水的盐。
临床应用：增加其水溶性
CHCONH NH2 O
S N
CH3
CH3 CCOOOOHNa
氨苄青霉素 （氨苄西林）
羧酸的碱金属盐——易溶于水
11
三、化学性质
• 由于共轭作用，羧基中既不存在典型的羰基，也不 存在着典型的羟基，而是两者互相影响的统一体。
• 羧酸的性质可从结构上预测，有以下几类：
H
脱羧反应
O
RCC
H
OH
酸性
α H 的反应
羟基被取代的反应
12
（一）. 酸性及成盐
RCOOH + H2O
δO R C + 子上——稳定
第十章 羧酸和取代羧酸
第一节 羧 酸 第二节 取代羧酸
一、结构分类命名 二、物理性质 三、化学性质
二、羰基酸 一、羟基酸
1
有 机 分 子 中 含 有 羧 基 的 化 合 物 称 为 羧 酸 (carboxylic acids)。
O
O
R—C—OH Ar—C—OH RCOOH ArCO2H
羧酸分子中烃基上的氢原子被其它原子或基团取代的 化合物称为取代羧酸(substituted carboxylic acids)。
COOH COOH
CH2COOH CH2COOH
乙二酸
丁二酸
草酸
琥珀酸
8
1- 4 C 4- 9 C 9以上 C
二、结构
O
RC OH
p-π共轭
:
11羧酸和取代羧酸(N6)
第十一章 羧酸和取代羧酸 Carboxylic acid and Substituted carboxylic acid
本章主要内容
• 羧酸的结构、命名和制备；酸性与成盐； 羧酸的结构、命名和制备；酸性与成盐； 羧酸衍生物的生成；二元酸的热解反应。 羧酸衍生物的生成；二元酸的热解反应。 • 羟基酸的特殊性质：酸性、氧化、脱水等； 羟基酸的特殊性质：酸性、氧化、脱水等； 酮酸的性质。 酮酸的性质。
NaCN
CNCH2CH2CN
H3O
HOOCCH2CH2COOH
此法只适合于伯卤代烷。 此法只适合于伯卤代烷。仲、叔卤代烷在 伯卤代烷 氰化中易发生消除反应。 氰化中易发生消除反应。
3、从格氏试剂制备 、
CH3CH2CHMgCl (1)CO2 CH3
O R-C-OH O R-C-OH P2O5 O R-C O R-C O
O O COC
2
CO H O
(CH CO)2O 3
有些二元酸不需要脱水剂只要加热即可脱 水成环状酸酐。例如： 水成环状酸酐。例如： O C C H OO O C H OO C O 羧酸盐与酰卤作用可制备混合酸酐。 羧酸盐与酰卤作用可制备混合酸酐。
（ 二）、成盐反应：在药学中的应用 成盐反应：
（略）
当两个基团处于一定的空间位置时， 当两个基团处于一定的空间位置时，还可以 通过空间静电场的作用传递， 通过空间静电场的作用传递，这种影响方式叫 场效应使羧基的质子不易离去。 场效应。场效应使羧基的质子不易离去。场效 应的大小与距离平方成反比，距离越远， 应的大小与距离平方成反比，距离越远，作用越 例如： 小。例如：
CH3CH2CHCOOH CH3
α-甲基丁酸 （2-甲基丁酸） 甲基丁酸）
本章主要内容
• 羧酸的结构、命名和制备；酸性与成盐； 羧酸的结构、命名和制备；酸性与成盐； 羧酸衍生物的生成；二元酸的热解反应。 羧酸衍生物的生成；二元酸的热解反应。 • 羟基酸的特殊性质：酸性、氧化、脱水等； 羟基酸的特殊性质：酸性、氧化、脱水等； 酮酸的性质。 酮酸的性质。
NaCN
CNCH2CH2CN
H3O
HOOCCH2CH2COOH
此法只适合于伯卤代烷。 此法只适合于伯卤代烷。仲、叔卤代烷在 伯卤代烷 氰化中易发生消除反应。 氰化中易发生消除反应。
3、从格氏试剂制备 、
CH3CH2CHMgCl (1)CO2 CH3
O R-C-OH O R-C-OH P2O5 O R-C O R-C O
O O COC
2
CO H O
(CH CO)2O 3
有些二元酸不需要脱水剂只要加热即可脱 水成环状酸酐。例如： 水成环状酸酐。例如： O C C H OO O C H OO C O 羧酸盐与酰卤作用可制备混合酸酐。 羧酸盐与酰卤作用可制备混合酸酐。
（ 二）、成盐反应：在药学中的应用 成盐反应：
（略）
当两个基团处于一定的空间位置时， 当两个基团处于一定的空间位置时，还可以 通过空间静电场的作用传递， 通过空间静电场的作用传递，这种影响方式叫 场效应使羧基的质子不易离去。 场效应。场效应使羧基的质子不易离去。场效 应的大小与距离平方成反比，距离越远， 应的大小与距离平方成反比，距离越远，作用越 例如： 小。例如：
CH3CH2CHCOOH CH3
α-甲基丁酸 （2-甲基丁酸） 甲基丁酸）
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
CH3 CH3CHCH2
CH3
布洛芬
CHCOOH 抗炎镇痛
(应用最广泛的镇痛消炎药)
O OCCH3
COOH
(1898年上市的化学合成药)
阿斯匹林 解热镇痛
C H 2C H （ C H 2 ） 8 C O O H
10-十一碳烯酸 抗真菌药
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
43 2 1 CCH CHCOOH
H O
CH2CH2CH2CH3
4-溴丁酸
12-羟基-9-十八碳烯酸 4-丁基-2,4-戊二烯酸
HOOCCH CHCOOH CH3 CH2CH3
HOOC
COOH
CC
H
H
2-甲基-3-乙基丁二酸
(E)-丁烯二酸
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
(B) 含环羧酸
这些羧酸的俗名很常用，应该记住
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
(2) 普通命名法
γβ α
ωγβα
ω
CH3CH2CHCOOH CH3CH2C CHCOOHH O C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C O O H
CH3
CH3
- 甲基丁酸 -甲基- -戊稀酸 -羟基戊酸
油酸 顺-9-十八碳烯酸
亚油酸 顺,顺-9,12-十八碳二烯酸
C O O H H OC H
C H 3 乳酸 α-羟基丙酸
H OC HC O O H H OC HC O O H
酒石酸 2,3-二羟基丁二酸
C H 2 C O O H H OCC O O H
C H 2 C O O H 柠檬酸 3-羟基-3-羧基戊二酸
肉桂酸 3-苯基丙烯酸
O H
水杨酸 2-羟基苯甲酸
这些羧酸的俗名很常用，应该记住
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
HH
H H H H
C C
C C C C
C H 3 ( C H 2 ) 7 ( C H 2 ) 7 C O O H C H 3 ( C H 2 ) 4 C H 2 ( C H 2 ) 7 C O O H
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
（3）系统命名法 (A) 脂肪族羧酸
母体： 选含羧基的最长连续碳链, 不饱和羧酸选含羧基和 不饱和键在内的最长连续碳链为主链.
B r C 4H 2 C 3H 2 C 2H 2 C 1O O H C 1H 83(C H 2)5C 12H C H 2C 1H 0 9C H (C H 2)7 1C O O HC 5H2
羧基与环相连: 母体为芳烃(或脂环烃)名称+甲酸.
COOH
COOH
COOH
CH3
对甲基苯甲酸
COOH
2,4-环戊二烯甲酸 反-1,2-环戊烷二甲酸
羧基与侧链相连: 母体为脂肪酸.
CH CHCOOH
CH2COOH CH2COOH
CH3CHCH2COOH
3-苯基丙烯酸
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1,2-苯二乙酸
第十一章羧酸和取代羧酸课件
OR , ( X ,
R )*, NO2 , NO
*烷基广东药学院
第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
多官能团化合物命名步骤：
1、根据官能团优先次序，找出主要官能团，确定母体名称 和取代基的先后次序，较优基团后列出；
2、选取含最优基团在内的碳链最长的为主链，编号依照最 低系列原则，并使最优基团位码尽可能小；
肉豆蔻酸 十四碳酸
C H 3 ( C H 2 ) 1 4 C O O H C H 3 ( C H 2 ) 1 6 C O O H C H 3 ( C H 2 ) 1 8 C O O H
软脂酸(棕榈酸)
硬脂酸
花生酸
十六碳酸
十八碳酸
二十碳酸
C O O H
C H C H C O O H
C O O H
安息香酸 苯甲酸
羧酸通式： RCOOH （脂肪酸）
ArCOOH（芳香酸）
含羧基的常用药物举例
O CH2C NH
S CH3
N CH3
COOK
青霉素G钾Benzylpenicillin potassium
(人类发明的第一种抗生素)
O OH
F
O
N
N
N
O (S) H
左氧氟沙星Levofloxacin
(喹诺酮类广谱抗生素)
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第十一章 羧酸和取代羧酸
(一) 羧酸的分类和命名 (二) 羧酸的物理性质 (三) 羧酸的结构和酸性 (四) 羧酸的化学反应 (五) 羧酸的制备 (六) 取代羧酸
主讲人:
第十一章羧酸和取代羧酸课件
11.1. 一元羧酸的分类与命名
含有羧基的化合物称为羧酸（carboxylic acids）。除甲 酸外，羧酸可看作是烃分子中的氢被羧基取代的衍生物。
3-环戊基羧酸
主讲人: 申东升
多官能团化合物命名
分子中含两个或两个以上官能团时，确定构 成母体的主官能团，应遵守官能团优先次序规则。 官能团优先递降次序如下：
COOH , SO3H , COOR , COCl , CONH2 , CN,
CHO , CO , OH,
SH ,
NH2 , C C ,
H2C C ,
主讲人: 申东升
1、命名
Naming Caboxylic Acids
(1) 俗名
H C O O H C H 3 C O O H C H 3 C H 2 C H 2 C O O H H O O C C O O H
蚁酸
醋酸
酪酸
草酸
甲酸
乙酸
丁酸
乙二酸
HH
H C O O H
H O O C C H 2 C H 2 C O O H
C C
C C
H O O C C O O HH O O C H
琥珀酸 丁二酸
马来酸 顺丁烯二酸
富马酸 反丁烯二酸
这些羧酸的俗名很常用，应该记住
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
C H 3 ( C H 2 ) 1 0 C O O H
月桂酸 十二碳酸
C H 3 ( C H 2 ) 1 2 C O O H
3、当分子中同时含有烯基或炔基时，编号依照最低系列原 则给烯基或炔基，若烯基或炔基处相同位次，则给烯基最低编 号；
4、当分子中含有烯基或炔基时，通常将烯醇、烯醛、烯酮、 烯酸或炔醇、炔醛、炔酮、炔酸作为母体；
5、当分子中含有两种以上卤素时，按氟、氯、溴、碘的次序； 6、当分子中含有多个烷基时，按碳原子个数由少到多，由
简单到复杂。
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
多官能团系统命名法举例：
C l B r F
1 23
4 321
C H 3 C H 2 C H 2 CC HC H C H 3 C H 2C H C H 2 B r C H 2C H C H C H 2 O H