第六章羧酸及其取代酸
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羧酸及取代酸
O
O
R C OH+( NH4)2CO3
R C ONH4 + CO2+ H2O
二元羧酸与氨共热脱水，可生成酰亚胺。 O
COOH
+NH3 △
COOH
C NH
C
O
3．脱羧反应
一元羧酸的钠盐与强碱共热，生成比原来羧酸少一 个碳原子的烃。
O
CH3
C
ONa + NaOH
CaO
△
CH4 + Na2CO3
有些低级二元羧酸，由于羧基是吸电子基团，在两 个羧基的相互影响下，受热也容易发生脱羧反应。
脱羧反应是生物体内重要的生物化学反应
C3 C HO脱 OH 羧 C4 酶 + H C2O
4．α-H的卤代反应
C3H COC P O 2l C HCl 2 C HOC O P 2l C H2 C l C HOC P O 2l C H3C l CO
一氯乙酸 二氯乙酸
三氯乙酸
5．还原反应
羧基中的羰基由于p-π共轭效应的结果，羧基很难用催 化氢化或一般的还原剂还原，只有LiAlH4能将其直接还原 成伯醇。LiAlH4是选择性的还原剂，只还原羧基，不还原 碳碳双键。
8.丙烯酸 9. 丁二酸
第二节 羧酸衍生物
羧酸衍生物主要有酰卤、酸酐、酯和酰胺，它们都是 含有酰基的化合物。
一、羧酸衍生物的命名
1.酰卤 根据酰基和卤原子来命名，称为“某酰卤”
O
O
CH3 C Cl
CH3
C Cl
乙酰氯
对甲基苯甲酰氯
2. 酸酐 根据相应的羧酸来命名。
简单酸酐：称为“某酸酐”；
混合酸酐：称为“某某酸酐”；
《羧酸及取代羧酸》课件
取代羧酸中的取代基可能参与还原反应，影响其 化学性质。
取代羧酸可通过取代基的亲核作用与其他分子发 生反应。
Hale Waihona Puke 羧酸的脱羧反应羧酸可脱去羧基，生成相应的 醛或酮化合物。
羧酸的应用
1 食品工业
羧酸可用作食品酸味剂和抗氧化剂。
2 药物工业
羧酸是制备药物的重要原料，可调控药物的性质和稳定性。
3 洗涤品工业
羧酸可用作洗涤剂的表面活性剂，改善洗涤效果。
什么是取代羧酸？
取代羧酸是指羧酸分子中的一个或多个氢被其他原子或基团取代的化合物，具有类似羧酸的化学性质，但性质 和用途也有所不同。
不同的取代基赋予取代羧酸不同的功能，影响其在化学和生物领域的应用。
取代羧酸的物性质
溶解性
取代羧酸的溶解性依赖于取 代基的性质和溶剂的性质。
熔点和沸点
取代羧酸的熔点和沸点受取 代基和羧酸的影响。
分子构型
取代羧酸的立体构型由取代 基的空间位阻决定。
取代羧酸的化学性质
酸性 还原性
亲核性
取代羧酸可通过脱质子反应表现出酸的性质。
羧酸的物理性质
• 羧酸通常呈液体或固体，具有特定的熔点和沸点。 • 具有酸性，可以与碱发生中和反应。 • 一些羧酸具有特殊的气味，例如柠檬酸和醋酸。
羧酸的化学性质
羧酸的酯化反应
羧酸与醇反应生成酯，常用于 有机合成和食品调味中。
羧酸的酰氯化反应
羧酸与酰氯反应生成酰氯，用 作有机合成中的重要中间体。
取代羧酸的命名方式
取代羧酸的命名方式与羧酸类似，根据取代基的种类和位置进行命名。例如，“氨基乙酸”代表乙酸的一个氨基 取代物。
取代羧酸的化学特性
1
取代基的电子效应
取代羧酸可通过取代基的亲核作用与其他分子发 生反应。
Hale Waihona Puke 羧酸的脱羧反应羧酸可脱去羧基，生成相应的 醛或酮化合物。
羧酸的应用
1 食品工业
羧酸可用作食品酸味剂和抗氧化剂。
2 药物工业
羧酸是制备药物的重要原料，可调控药物的性质和稳定性。
3 洗涤品工业
羧酸可用作洗涤剂的表面活性剂，改善洗涤效果。
什么是取代羧酸？
取代羧酸是指羧酸分子中的一个或多个氢被其他原子或基团取代的化合物，具有类似羧酸的化学性质，但性质 和用途也有所不同。
不同的取代基赋予取代羧酸不同的功能，影响其在化学和生物领域的应用。
取代羧酸的物性质
溶解性
取代羧酸的溶解性依赖于取 代基的性质和溶剂的性质。
熔点和沸点
取代羧酸的熔点和沸点受取 代基和羧酸的影响。
分子构型
取代羧酸的立体构型由取代 基的空间位阻决定。
取代羧酸的化学性质
酸性 还原性
亲核性
取代羧酸可通过脱质子反应表现出酸的性质。
羧酸的物理性质
• 羧酸通常呈液体或固体，具有特定的熔点和沸点。 • 具有酸性，可以与碱发生中和反应。 • 一些羧酸具有特殊的气味，例如柠檬酸和醋酸。
羧酸的化学性质
羧酸的酯化反应
羧酸与醇反应生成酯，常用于 有机合成和食品调味中。
羧酸的酰氯化反应
羧酸与酰氯反应生成酰氯，用 作有机合成中的重要中间体。
取代羧酸的命名方式
取代羧酸的命名方式与羧酸类似，根据取代基的种类和位置进行命名。例如，“氨基乙酸”代表乙酸的一个氨基 取代物。
取代羧酸的化学特性
1
取代基的电子效应
羧酸羧酸衍生物和取代酸
（3）脂环酸和芳香酸 。把碳环作为取代基。若碳环上有 几个羧基时，应标明羧基的相对位置。
（4）多元酸。选择含羧基碳最多的最长碳链为主链，称为 “某几酸”。与多元醇的命名相似。
CH3 4
CH 3
CH2 COOH 21
CH3
3-甲基丁酸;异戊酸; β-甲基丁酸;异缬草酸
CH3 C CH COOH
H
CH3
HO
脱羧反应
R C C O H 酸性
H
α—H被取代
—OH被取代
1、官能团的反应
（1） 酸性
O O
RCO H
RC
H
O
烃基上连吸电子基团时，由于吸电子的诱导效应， O — H 键的极性增大，使电离出的RCOO-更稳定，酸性增强。斥电子 基则反之。
练习：
HCOOH ，CH3COOH，ClCH2COOH，CH3CH2COOH， Cl2CHCOOH酸性强弱次序？
C
O
④ 己二酸和庚二酸在氢氧化钡作用下脱羧和脱水同时进行， 生成环酮 。
CH2 CH2
CH2 CH2
COOH COOH
+
Ba(OH)2
O + CO2 + H2O
CH2 CH2 CH2
CH2 CH2
COOH COOH
Ba(OH)2
O + CO2 + H2O
⑤ 在动植物体内酶催化下的脱羧。
O
丙酮酸脱羧酶
3、水溶性：比相应的醇大；随着相对分子质量的增大而减小。 因为：羧酸与羧酸、羧酸与水分子间形成氢键的能力比醇强。
乙酸模型图
9.1. 3 化学性质
羧基是一个整体，失去了羟基和羰基各自典型的性质。
取代酸的名词解释
取代酸的名词解释取代酸，是一种有机化合物，具有取代基与酸基团共存的特性。
它在化学反应中充当酸的角色，可以和碱反应形成盐，并释放出氢离子。
取代酸的名称中常常包含酸的特定基团，以反映其结构和性质。
本文将通过解释取代酸的定义、特性和应用领域，深入探讨取代酸的本质和意义。
取代酸是有机化学中一种重要的化合物，它在许多自然和人工合成的物质中都起着重要作用。
通过在取代基上引入酸基团，取代酸可以增强原有物质的酸性，从而使其具有更多的化学反应性。
常见的取代酸包括硝基酸、羧酸、磺酸等。
首先，硝基酸是一种含有硝基（-NO2）基团的化合物。
它在有机合成中常常用作氧化剂和亲电试剂。
硝基酸可以与各种碱反应，形成相应的盐和水。
硝基酸的应用十分广泛，例如硝酸可以用作炸药的原料，硝酸酯则被广泛用于有机合成中的取代反应。
其次，羧酸是一类含有羧基（-COOH）的有机酸。
羧酸可以通过取代基上的氧原子与碱发生酸碱反应，形成盐和水。
羧酸具有广泛的应用领域，例如乙酸是一种常用的有机酸，被广泛用于制备醋酸纤维丝和染料中。
另外，柠檬酸是一种常见的天然羧酸，被广泛应用于食品和药品工业。
最后，磺酸是一类含有磺酸基团（-SO3H）的有机酸。
磺酸通常具有强酸性，并且在化学反应中起着重要的催化作用。
磺酸可以通过与碱反应形成相应的盐和水。
磺酸的应用十分广泛，它在染料、药物、表面活性剂等领域有着重要的用途。
综上所述，取代酸是一类具有取代基和酸基团的有机化合物。
它们具有酸性、反应性和催化性的特点，被广泛应用于有机合成、材料科学、生命科学等领域。
通过引入不同的基团，取代酸的性质可以得到调控和改善，从而实现更加精确和高效的化学反应。
在未来的科学研究和工业应用中，取代酸的作用将继续发挥着重要的作用。
不饱和羧酸和取代羧酸
第十六章
不饱和羧酸和取代羧酸
(Unsaturated carboxylic acid and Substituted carboxylic acid )
第十六章
不饱和羧酸和取代羧酸 (Unsaturated carboxylic acid and Substituted carboxylic acid )
H+ HO( CH2)5COO H
ε– 羟基己酸
K2CO 3
Br(CH 2)10COOH CH3COOE t
Br(CH 2)10COO
ω–卤代酸 （碳数在9以上）
O
C
(CH2)10 O
在极稀的溶液中进行
85%
大环内酯
24
2). 达让(Darzer)反应 指α－卤代酸酯在醇钠或氨基钠作用下与醛酮发生的 羟醛缩合反应，产物为αβ－环氧酸酯。
C6H5CHC Cl
ROH
Br
O
C6H5CHC OR
Br
20
2). β– 卤代酸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O
CH2 CH C OH + HX
CH2 CH2 COOH X
3). γ, δ 等卤代酸用二元羧酸的单酯发生汉斯狄克反应
O
AgNO 3 , KOH
O
ROC CH 2 n COOH
ROC CH 2 n COOA g
Br2 , CCl4
C6H5
H
CC
H
COOH
(E )–3–苯基丙烯酸 （肉桂酸）
H
H
CC
C6H5
COOH
(Z )–3–苯基丙烯酸
（异肉桂酸）
3
CH3(CH2)7CH CH( CH2)7COOH
不饱和羧酸和取代羧酸
(Unsaturated carboxylic acid and Substituted carboxylic acid )
第十六章
不饱和羧酸和取代羧酸 (Unsaturated carboxylic acid and Substituted carboxylic acid )
H+ HO( CH2)5COO H
ε– 羟基己酸
K2CO 3
Br(CH 2)10COOH CH3COOE t
Br(CH 2)10COO
ω–卤代酸 （碳数在9以上）
O
C
(CH2)10 O
在极稀的溶液中进行
85%
大环内酯
24
2). 达让(Darzer)反应 指α－卤代酸酯在醇钠或氨基钠作用下与醛酮发生的 羟醛缩合反应，产物为αβ－环氧酸酯。
C6H5CHC Cl
ROH
Br
O
C6H5CHC OR
Br
20
2). β– 卤代酸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O
CH2 CH C OH + HX
CH2 CH2 COOH X
3). γ, δ 等卤代酸用二元羧酸的单酯发生汉斯狄克反应
O
AgNO 3 , KOH
O
ROC CH 2 n COOH
ROC CH 2 n COOA g
Br2 , CCl4
C6H5
H
CC
H
COOH
(E )–3–苯基丙烯酸 （肉桂酸）
H
H
CC
C6H5
COOH
(Z )–3–苯基丙烯酸
（异肉桂酸）
3
CH3(CH2)7CH CH( CH2)7COOH
羧酸和取代羧酸10-PPT课件
O
Tollens H C C C O O H H C CH COOH + 3 3
Ag
+
OH
O
(3) 脱水反应 ① 羟 基 酸
RCH C O O H OH OH H O O C HCR
（2） o-硝基苯甲酸＞p-硝基苯甲酸 ＞
m-硝基苯甲酸＞苯甲酸
(2) 醇酸氧化反应 -羟酸中的羟基比醇分子中的羟基更易于氧化
O
HOCH COOH 2
稀 H N O 3 稀 H N O 3
H
C
COOH
HOOCCOOH
3
H C CH CH COOH CC CH COOH 3 2 3 2 稀 H N OH OH
1.乙二酸、丙二酸
脱羧
H O O CC O O H
H C 2 C O O H C O O H
O H C O O H+ C 2
C H C O O H +C O 3 2
2.丁二酸、戊二酸
脱水
O CH 2 C OH OH CH 2 C O
O CH 2 C O O+ H 2 CH 2 CO
3.己二酸、庚二酸 既脱羧又脱水
当羧基离解为负离子后，甲酸根负 离子的两个
C－O键键长都是127pm。
O H C O -
负电荷完全均等地分布在 O－C－O链上，即两个C－O键
键长完全平均化。
（二）羧酸的分类和命名
除甲酸外，羧酸是由烃基和羧基两部分构成。 1、根据烃基R的不同分为 脂肪酸 脂环酸 芳香酸 饱和酸 不饱和酸 一元酸 多元酸
三、羧酸的化学性质
H R C
O C
:
O H
p－ 共轭： 1. 降低了羰基碳原子的正电性，不利于羰基发 生亲核加成反应。 2.羟基中氧氢键的极性增大，因而显示酸性。 3.-H的活性降低
羧酸的取代反应
羧酸的取代反應
羧酸的取代反应是有机化学中重要的一类反应，其基本原理是通过将羧基（-COOH）取代为其他官能团，从而合成不同的有机化合物。
常见的羧酸取代反应包括酯化反应、酰化反应、酰胺化反应、酰基氯化反应等。
其中，酯化反应是应用最广泛的一种反应，它是通过羧酸与醇反应，生成酯的过程。
酰化反应是在羧酸与醇反应的基础上，进一步加入酸催化剂，使酯与另一种化合物（如醇、醚、胺等）反应，生成酰化物。
酰胺化反应则是利用羧酸与胺反应，生成酰胺。
酰基氯化反应则是将羧酸与SOCl2反应，生成酰基氯，进而用于后续反应。
羧酸的取代反应在有机化学合成中具有重要的应用价值，例如可用于合成药物、医药中间体等有机化合物。
同时，羧酸类化合物也是生物体内重要的代谢产物。
因此，深入研究羧酸的取代反应机理及其应用，对于推动有机化学领域的发展和人类社会的进步具有重要意义。
- 1 -。
羧酸、羧酸衍生物及取代酸
R O C OH R O C OH R O C OH R C O R C O H O H O C R O H H H O H O H O H O H
三、羧酸的物理性质
室温下，十个碳原子以下的饱和一元脂肪羧酸是有 刺激性或腐败气味的液体，十个碳原子以上的脂肪羧酸是 蜡状固体，饱和二元脂肪羧酸和芳香羧酸在室温下是结晶 状固体。 直链饱和一元羧酸的熔点随分子量的增加而呈锯齿 状变化，偶数碳原子的羧酸比相邻两个奇数碳原子的羧酸 熔点都高，这是由于含偶数碳原子的羧酸碳链对称性比含 奇数碳原子羧酸的碳链好，在晶格中排列较紧密，分子间 作用力大，需要较高的温度才能将它们彼此分离，所以熔 点较高。 羧酸在水中的溶解度比相应的醇大。
HOOC
CH 2
COOH
CH 3COOH + CO 2
丁二酸及戊二酸加热至熔点以上不发生脱羧 反应，而是分子内脱水生成稳定的内酐。
O CH2 COOH CH2 COOH
△
CH2 C O CH2 C O
O
+
H 2O
CH2 COOH H2C CH2 COOH
△
CH2 C H2C CH2 C O O
+
O CH3 C Cl
O CH3CH2
丙酰溴
O
C
Br
苯甲酰氯
C
Cl
乙酰氯
酸酐根据相应的羧酸命名。两个相同羧酸形成的酸酐 为简单酸酐，称为“某酸酐”，简称“某酐”；两个不相 同羧酸形成的酸酐为混合酸酐，称为“某酸某酸酐”，简 称“某某酐”；二元羧酸分子内失去一分子水形成的酸酐 为内酐，称为“某二酸酐”。
4.52
（4）当烃基上连有供电子基团时，基团的供电子 能力越强，羧酸的酸性就愈弱。供电子基团的数目增加， 酸性减弱：
三、羧酸的物理性质
室温下，十个碳原子以下的饱和一元脂肪羧酸是有 刺激性或腐败气味的液体，十个碳原子以上的脂肪羧酸是 蜡状固体，饱和二元脂肪羧酸和芳香羧酸在室温下是结晶 状固体。 直链饱和一元羧酸的熔点随分子量的增加而呈锯齿 状变化，偶数碳原子的羧酸比相邻两个奇数碳原子的羧酸 熔点都高，这是由于含偶数碳原子的羧酸碳链对称性比含 奇数碳原子羧酸的碳链好，在晶格中排列较紧密，分子间 作用力大，需要较高的温度才能将它们彼此分离，所以熔 点较高。 羧酸在水中的溶解度比相应的醇大。
HOOC
CH 2
COOH
CH 3COOH + CO 2
丁二酸及戊二酸加热至熔点以上不发生脱羧 反应，而是分子内脱水生成稳定的内酐。
O CH2 COOH CH2 COOH
△
CH2 C O CH2 C O
O
+
H 2O
CH2 COOH H2C CH2 COOH
△
CH2 C H2C CH2 C O O
+
O CH3 C Cl
O CH3CH2
丙酰溴
O
C
Br
苯甲酰氯
C
Cl
乙酰氯
酸酐根据相应的羧酸命名。两个相同羧酸形成的酸酐 为简单酸酐，称为“某酸酐”，简称“某酐”；两个不相 同羧酸形成的酸酐为混合酸酐，称为“某酸某酸酐”，简 称“某某酐”；二元羧酸分子内失去一分子水形成的酸酐 为内酐，称为“某二酸酐”。
4.52
（4）当烃基上连有供电子基团时，基团的供电子 能力越强，羧酸的酸性就愈弱。供电子基团的数目增加， 酸性减弱：
医用化学-羧酸及其取代酸
COOH
环已基甲酸
COOH
苯甲酸
CH 2CH2CH 2COOH 4—环已基丁酸
CH 2CH 2CH 2COOH 4—苯基丁酸
二、羧酸的化学性质
O || —C—OH
“羰基”和“羟基”的相互影响，表现出羧酸的性质 羰基：不易起亲核加成反应 ?
羧 基
羟基：具有明显的酸性 ?
羧酸中的羰基为什么不易亲核加成反应
CH3（CH2）4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH（CH2）3COOH —— 5，8，11，14-二十碳四烯酸（花生四烯酸）
第二节 羟基酸
分子中同时含羟基和羧基两种功能基的化合物 一、羟基酸的分类和命名
醇酸
CH3-CH-COOH |
OH 2-羟基丙酸（乳酸）
• 根据羟基类型分为
2、-羟基丁酸 CH3-CHOH-CH2-COOH
• 强吸湿性，糖浆状 • 极易溶于水、乙醇和乙醚，不溶于苯 • 是人体脂肪代谢的中间产物
CH3-C| H-CH2COOH OH
β-羟基丁酸
-2H
+2H
CH3-C|| -CH2COOH
O
β-丁酮酸（乙酰乙酸）
3、酒石酸 HOOC-CHOH-CHOH-COOH
2，3-二羟基丁二酸
• 存在与各种水果中，葡萄中含量最多 • 酒石酸用于配制饮料 • 酒石酸氢钾用于配制发酵粉 • 酒石酸锑钾（吐酒石）用作催吐剂，并曾用于治疗血
吸虫病
4、 柠檬酸
C| H2-COOH HO-C-COOH
（枸橼酸） |
CH2-COOH
β-羟基-β羧基戊二酸
• 广泛分布于植物中，尤以柠檬中含量最多 • 是糖、脂肪等代谢过程中的重要中间产物 • 用作清凉饮料的调味剂 • 柠檬酸钠用作血液的抗凝剂 • 柠檬酸铁铵是常用的补血药，可用于防治缺铁性贫血
羧酸及取代羧酸
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
CH3 CH COOH
乙二酸（草酸） 丙二酸
丁二酸（琥珀酸）
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
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
羟基在苯环上不同位置的酚酸酸性顺序为：
邻位> 间位>羧酸>对位。
2．氧化反应
醇酸中的羟基比醇中的羟基更容易氧化，托伦试剂或稀硝 酸不能氧化醇，却能把羟基酸氧化为酮酸。如乳酸能被托伦试 剂或稀硝酸氧化生成丙酮酸：
CH3 CH COOH Ag[(NH3)2]+CH3 C-COOH
OH
或稀硝酸
O
CH3 CH CH2 COOH稀硝酸CH3 C CH2 COOH
COOH OH
CH CH COOH
邻羟基苯甲酸 （水扬酸） 3-苯基丙烯酸（肉桂酸）
COOH 环戊基甲酸
练习：
COOH
COOH
第六章 羧酸及羧酸衍生物
2011-102011-10-11
青岛理工大学
6
有
机
化
学
5
§6.3 羧酸的化学性质
6.3.1 酸性 6.3.2 羧酸衍生物的生成 6.3.3 羧基的还原 6.3.4 脱羧反应 6.3.5 烃基上α-氢的取代反应 烃基上α
α -H卤代 卤
H
α
脱羧 反应
R C C H
=
O O H
酸 活
羟基被 取代
2011-102011-10-11
COOH
CH2 CH CH COOH
4 3 2 1
H2C
CH2 COOH COOH
3-甲基己二酸
邻苯二甲酸
青岛理工大学
4-苯基-2-丁烯酸 苯基-
2011-102011-10-11
3
有
一元酸 HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH CH3CH2CH2COOH
机
系统命名 甲酸 乙酸 丙酸 丁酸
COOH
Ph-COOH 4.20
COOH
4.76
取代基对芳香羧酸的影响： 取代基对芳香羧酸的影响：
COOH COOH COOH
NH2
CH3
Cl
NO2
pKa 4.92
2011-102011-10-11
4.39
4.19
青岛理工大学
3.97
3.42
13
有
机
化
学
5
COOH
COOH NO2
COOH
NO2 2.21 3.49
2011-102011-10-11
青岛理工大学
17
有
2．酰卤的生成
机
化
学
青岛理工大学
6
有
机
化
学
5
§6.3 羧酸的化学性质
6.3.1 酸性 6.3.2 羧酸衍生物的生成 6.3.3 羧基的还原 6.3.4 脱羧反应 6.3.5 烃基上α-氢的取代反应 烃基上α
α -H卤代 卤
H
α
脱羧 反应
R C C H
=
O O H
酸 活
羟基被 取代
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COOH
CH2 CH CH COOH
4 3 2 1
H2C
CH2 COOH COOH
3-甲基己二酸
邻苯二甲酸
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4-苯基-2-丁烯酸 苯基-
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3
有
一元酸 HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH CH3CH2CH2COOH
机
系统命名 甲酸 乙酸 丙酸 丁酸
COOH
Ph-COOH 4.20
COOH
4.76
取代基对芳香羧酸的影响： 取代基对芳香羧酸的影响：
COOH COOH COOH
NH2
CH3
Cl
NO2
pKa 4.92
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4.19
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3.97
3.42
13
有
机
化
学
5
COOH
COOH NO2
COOH
NO2 2.21 3.49
2011-102011-10-11
青岛理工大学
17
有
2．酰卤的生成
机
化
学
羧酸和取代羧酸
5
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；
CH3 CH3-CH2-CH-CH2-CO2H
54 3 2 1 gb a
3-甲基戊酸 b-甲基戊酸
CH3 Br-CH2-CH2-CH-CO2H
4321 g ba
2-甲基-4-溴丁酸 a-甲基-g-溴丁酸
6
Cl
Cl
Cl
pKa 2.84
4.06
4.52
4.82
(4) HO2C-CO2H HO2C-CH2-CO2H HO2C-CH2CH2-CO2H
Ka1 5.9×10-2
1.6×10-3
6.8×10-5
电离后的羧基负离子对第二个羧基有斥电子 诱导效应，因此第二个羧基比第一个难离解。
15
(5)
COOH
COOH
20
21
(3) 酯(ester)的生成
O C6H5-C—OH + H O-CH3
H2SO4
D
O C6H5-C—O-CH3 + H2O
85-95%
HO2C(CH2)4CO2H+C2H5OH
H2SO4
甲苯/D
OO C2H5O-C(CH2)4C-OC2H5+H2O
95%
该反应可逆，必须在催化剂及加热下才能较快进
1. 羧酸的结构 羰基与羟基通过p-p共轭构成一个整体 2. 命名 俗名； 系统命名 3. 性质 酸性；生成羧酸衍生物；二元酸脱羧 4. 羟基酸 酸性；氧化；脱水；酚酸脱羧 5. 酮酸 酸性；脱羧
29
合物称羧酸衍生物(derivatives of carboxylic acid)。
O R C OH
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；
CH3 CH3-CH2-CH-CH2-CO2H
54 3 2 1 gb a
3-甲基戊酸 b-甲基戊酸
CH3 Br-CH2-CH2-CH-CO2H
4321 g ba
2-甲基-4-溴丁酸 a-甲基-g-溴丁酸
6
Cl
Cl
Cl
pKa 2.84
4.06
4.52
4.82
(4) HO2C-CO2H HO2C-CH2-CO2H HO2C-CH2CH2-CO2H
Ka1 5.9×10-2
1.6×10-3
6.8×10-5
电离后的羧基负离子对第二个羧基有斥电子 诱导效应，因此第二个羧基比第一个难离解。
15
(5)
COOH
COOH
20
21
(3) 酯(ester)的生成
O C6H5-C—OH + H O-CH3
H2SO4
D
O C6H5-C—O-CH3 + H2O
85-95%
HO2C(CH2)4CO2H+C2H5OH
H2SO4
甲苯/D
OO C2H5O-C(CH2)4C-OC2H5+H2O
95%
该反应可逆，必须在催化剂及加热下才能较快进
1. 羧酸的结构 羰基与羟基通过p-p共轭构成一个整体 2. 命名 俗名； 系统命名 3. 性质 酸性；生成羧酸衍生物；二元酸脱羧 4. 羟基酸 酸性；氧化；脱水；酚酸脱羧 5. 酮酸 酸性；脱羧
29
合物称羧酸衍生物(derivatives of carboxylic acid)。
O R C OH
羧酸和取代酸
Cl3C-COOH > Cl2CH-COOH> ClCH2-COOH > CH3-COOH
pKa
0.693
1.36
2.86
4.76
Cl
Cl
Cl
CH3CH2 CH COOH > CH3CH CH2COOH >CH2 CH2 CH2 COOH
pKa
2.86
4.41
4.70
(2)芳香族羧酸酸性大小的比较
CH3COOH
Cl2 S
ClCH2COOH
H3C
P
H3C CH COOH + Cl2
Cl2CHCOOH Cl3CCOOH
H3C Cl C COOH
H3C
5、还原反应
羧酸比较稳定，不被一般的还原剂所还原，但其可被强还 原剂氢化铝锂（LiAlH4）还原生成醇。
CH3COOH LiAlH4
CH3CH2OH
M=78.5 b.p=50.9 ℃
正戊酸
乙酸酐
M=102 b.p=187 ℃
M=102 b.p=139 ℃
正丁酸
乙酸乙酯
M=88 b.p=164 ℃
M=88 b.p=77 ℃
三、羧酸衍生物的化学性质
1、水解反应
羧酸衍生物经水解后都得到羧酸，但它们水解的难易程度不 同，酰卤最易，酰胺最难。即：酰卤>酸酐>酯>酰胺
CH3 CH2CH3 CH3 CH CH CH2 COOH
H3C C
H
CH3 C
CH2 COOH
4-甲基-3-乙基戊酸
E-3-甲基-3-戊烯酸
若与羧基相连的是芳烃基或脂环烃基，则将它们看作取代基。
COOH
09-羧酸衍生物取代酸
2016/8/22
2
（二）命名
羧酸的命名常用俗名
HCOOH
CH3COOH
HOOCCH2CH2COOH
甲酸（蚁酸）
乙酸（醋酸）
丁二酸（琥珀酸）
2016/8/22
3
系统命名与醛相似 1．选取包括羧基在内的最长碳链为主链。
CH3 CH CH2 COOH γ β α CH3 3-甲基丁酸
2．从羧基碳开始编号，不需指羧基的位置。
CH2
2—乙基丙烯酸
4．芳香酸把芳香环看作取代基。
COOH
CH COOH CH3
2—苯基丙酸
苯甲酸（安息香酸）
2016/8/22
5
5．二元酸的命名以包括两个羧基在内的最长碳链。
COOH CH3 CH2 CH COOH
2-乙基丙二酸 乙二酸（草酸）
HOOC COOH
COOH COOH
邻苯二甲酸
COOH COOH
2016/8/22
17
（四）烃基上的反应
（1）α―卤代作用
脂肪羧酸的α―氢受羧基的影响较活泼，可被卤素 取代，但由于P-π共轭效应，反应速度较慢且α―氢是 逐步被取代的。
CH3 COOH 日光
Cl2
ClCH2 COOH
日光 Cl2
日光 Cl2CH COOH Cl2
Cl3C COOH
（2）芳香环上的取代反应(间位定位基）
酯中的α-H较活泼，在醇钠作用下，与另1分子酯缩去 1分子醇，生成β-酮酸酯。简称酯缩合。
O CH 3COC 2H 5
O CH 2COC 2H 5 H
O-
NaOC 2H5
O -CH COC H 2 2 5
O CH 3C CH 2C OC2H5 OC 2H 5
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第六章羧酸与及其取代酸
一、名词解释
1.对映异构体
2. 平面偏正光
3. 手性碳原子 5.脱羧反应 6.旋光度
二、问题与要求
1.掌握羧酸、羟基酸、酮酸的系统命名
2.掌握重要的羧酸、羟基酸、酮酸（氧代酸）的结构
3掌握羧酸、羟基酸、酮酸（氧代酸）的重要化学性质
4.掌握对映异构体D、L构型表示法
5. 用化学方法区别下列物质：
（1）苯甲酸、苯甲醛、苯乙酮、苯甲醇
（2）乙酰乙酸乙酯、水杨酸、α- 羟基丙酸
6.用化学反应式表示乙酰乙酸乙酯的酮式-烯醇式互变异构。
7.为什么羧酸分子中C=O不能进行亲和加成反应？
三、命名或写出结构
CH
3
-CH
2
- C-COOH
CH
2
CH
3
-CH-CH
2
-COOH
CH
3
COOH
OH
COOH
HO
CH
2
COOH
C COOH
CH
2
COOH
CH
3
- CH
2
- C - COOH
O
COOH
COOH
对羟基苯甲酸丙酮酸乙酰乙酸2, 4 –二甲基己酸乳酸
苹果酸四、写出下列反应的主要产物
CH
3
- CH - COOH
OH
CH
3
- CH - CH
2
- COOH
OH
CH
3
-C - CH
2
-COOH
- CO
2
O
CH
3
-CH
2
-COOH CH
3
- CH
2
- OH
CH
3
-COOH NaHCO
3。