羧酸及其衍生物.ppt
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F ＞ O ＞ R N 2＞ R C 3 R
同周期元素——从左到右电负性依次↑。
C H 2 C OO ＞ H C H 2 C OOH
F
OH
如： pK a 2.66 3.83
= C C ＞ H C C 2 ＞ H H C 2 C 3H H
与碳原子相连的基团不饱和性↑，吸电子能力↑。
= C C C H 2 C H O ＞ C 2 O C H C 2 C H H H O ＞ C 3 C O 2 C H 2 C H H H O
2,3-二羟基丁二酸
二.羧酸的物理性质
1.物态：C1 ~ C3，具有强烈酸味和刺激性的液体。 C4 ~ C9，具有腐败恶臭的油状液体。 C10 ↗，挥发性很低、没有气味的石蜡状固体。
2.沸点：比分子量相近的其他有机物高。
例
HCOOH
M 46
b.p 100.5℃
CH3CH2OH 46
78.3℃
CH3CHO 44
F
Cl Br
由于p~ 效应：
（1）羟基中氧原子的电子云密度降低，羟基中的共用电 子对就更偏向氧原子，从而使氢原子容易成为氢离子而解 离出来，故羧酸表现明显的酸性。
（2) RCOO-中负电荷均匀地分布在两个氧原子上，稳定 性↑，羧酸酸性↑。
（3）羧基碳原子的电子云密度增高，使其正电性降低， 故羧基不易与亲核试剂发生加成反应。
F
Cl Br
2.分类 据烃基的性质
脂肪羧酸 芳香羧酸
饱和羧酸 不饱和羧酸
一元羧酸
据分子中含羧基的数目 二元羧酸 多元羧酸
3.命名 (1)俗名：常据来源来命名.
HCOOH 蚁酸
COOH ׀ COOH 草酸
CH3COOH 醋酸
C ׀H2COOH COOH2CH
琥珀酸
CH3CH2CH2COOH 酪酸
Cl
Cl
Cl
p K a
2 .8 2
4 .4 1
4 .7 0
B. 诱导效应强度与距离成反比，距离↑，诱导效应强
度↓。
=O OH
= C O N O
CH3C ׀H–C= ׀CH–CH=CHCOOH 5H2OH C
5-乙基-6-羟基-2,4-庚二烯酸
④二元酸：选择含两个羧基的最长碳链为主链，叫某 二酸。
COOH ׀ COOH (草酸) 乙二酸
C ׀H2COOH COOH2CH
(琥珀酸) 丁二酸
HO–CHCOOH ׀
CHCOOH–HO (酒石酸)
5.羧酸衍生物的分类及命名 6.酰卤的制法和性质 7.酸酐的制法和性质 8.羧酸酯制法和性质：水解、醇解、氨解、还原与格
氏试剂反应，酯缩合反应。
第十五章 羧酸及其衍生物
§15-1 羧酸
定义：含有羧基的化合物。 通式：(H)RCOOH (一元羧酸) 官能团：–COOH
一.羧酸的结构、分类和命名
1.羧基的结构:
20.8℃
原因：发生双分子缔合(即两
O
个分子间通过两个氢 R–C
键连接)。
\ O–H
H–O \ C–R
O
3.熔点：随C↗呈锯齿状上升。即含偶数C原子羧酸的 熔点比和它相邻的两个奇数C原子羧酸的 熔点高。
4.水溶性:(1)C1 ~ C4与水互溶。(–COOH起主导作用) (2)C↗ ，水溶性↙； C10↗不溶于水。
(–R起主导作用) (3)二元酸比一元酸易溶。R-C O
H-O H
(形成氢键数目多)
O-H O-H
H
H-O
H
三 羧酸的化学性质 4.
脱羧反应 氧化还原
酰基
R
3.a-H的取代
O
1.酸性
C
H
O
2.羟基被取代
-X(Cl) 酰卤
-OCOR 酸酐
-OR
酯
(-NH2) 酰胺
C2CHO＞ OCH2CHO＞ OCH2CHO
O R–C
∖ OH
事实：独立的 C=O ; 0.122nm
–COOH中的C=O ; 0.1245nm
C–OH中的 C–O . 0.143nm C–O . 0.131nm
解释:
O ← 未经杂化 ①羰基C采取sp²杂化。
R–C ∖
← sp²
②形成p- 共轭体系。 RCONa+HClRCOH+NaCl
C2CHOO＞ HO←CHs2pC²HO＞ OCH2CHOO
HO–CHCOOH ׀
CHCOOH–HO 酒石酸
C ׀H2COOH HO–CCOOH ׀ COOH2CH
柠檬酸
COOH ׀ 安息香酸
(2)系统命名法
①选择含羧基的最长碳链为主链，编号从羧基碳开始， 根据主链上碳原子数目称为某酸。 ②芳香羧酸的命名，是把芳香环看作取代基。
CH3C ׀H–C ׀HCH2COOH 3 CH3CH
3,4-二甲基戊酸
COOH ׀
–NO2 ׀ OH 2-硝基-4-羟基苯甲酸
–COOH 邻苯二甲酸 –COOH
③烯酸的命名
不饱和羧酸的主链应包括双键及羧基，而称为“某 烯酸”，并在某烯名称前以阿拉伯数字标明双键位 次;有两个或三个双键的烯酸称为“二烯酸”或“三 烯酸”，并分别在前面标明各双键的位次；
第十五章 羧酸及其衍生物
教学要求: 1.掌握羧酸的结构、化学性质及制法。 2.进一步掌握诱导效应和共轭效应。 3.了解二元酸及取代酸的特性。 4.掌握酰卤和酸酐性质及制法，并了解它们是重要的
酰基化试剂。 5.掌握酯的性质及制法。 6. 掌握羧酸衍生物的相互转化关系。
教学内容: 1.酸的结构、分类及命名 2.一元羧酸的物理性质 3.一元羧酸的化学性质 (1)酸性。 (2)羧基中羟基的取代反应。 (3)脱羧反应。 (4) -H卤代。 F＞C＞Bl＞Ir；O＞SRR 4. 诱导效应和共轭效应
2. 影响酸性强度的因素 —⑴电子效应、⑵场效应、⑶氢键、⑷空间效应
(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：
同族元素——从上到下原子序数依次↑，电负性依↓。 故：
构 造 ： O -
R －C－OH
ห้องสมุดไป่ตู้
sp 2
杂化
p - 共 轭 ：
R
C
O
O
H
如： p K a 2 .6 6 2 .8 6 2 .9 0
如： p K a
2 . 8 5
4 . 3 5
4 . 8 2
C 3 C l CO ＞ C O 2 C lH HC ＞ O C C l O 2 C H H O
p K a
0 .6 4
1 .2 6
2 .8 6
诱导效应的特点： A. 具有加和性
C 3 C H 2 C α HHC ＞ O C 3 β C O H α H H 2 C C O H ＞ O γ C H 2 β C H 2 α C H 2 C HOO
同周期元素——从左到右电负性依次↑。
C H 2 C OO ＞ H C H 2 C OOH
F
OH
如： pK a 2.66 3.83
= C C ＞ H C C 2 ＞ H H C 2 C 3H H
与碳原子相连的基团不饱和性↑，吸电子能力↑。
= C C C H 2 C H O ＞ C 2 O C H C 2 C H H H O ＞ C 3 C O 2 C H 2 C H H H O
2,3-二羟基丁二酸
二.羧酸的物理性质
1.物态：C1 ~ C3，具有强烈酸味和刺激性的液体。 C4 ~ C9，具有腐败恶臭的油状液体。 C10 ↗，挥发性很低、没有气味的石蜡状固体。
2.沸点：比分子量相近的其他有机物高。
例
HCOOH
M 46
b.p 100.5℃
CH3CH2OH 46
78.3℃
CH3CHO 44
F
Cl Br
由于p~ 效应：
（1）羟基中氧原子的电子云密度降低，羟基中的共用电 子对就更偏向氧原子，从而使氢原子容易成为氢离子而解 离出来，故羧酸表现明显的酸性。
（2) RCOO-中负电荷均匀地分布在两个氧原子上，稳定 性↑，羧酸酸性↑。
（3）羧基碳原子的电子云密度增高，使其正电性降低， 故羧基不易与亲核试剂发生加成反应。
F
Cl Br
2.分类 据烃基的性质
脂肪羧酸 芳香羧酸
饱和羧酸 不饱和羧酸
一元羧酸
据分子中含羧基的数目 二元羧酸 多元羧酸
3.命名 (1)俗名：常据来源来命名.
HCOOH 蚁酸
COOH ׀ COOH 草酸
CH3COOH 醋酸
C ׀H2COOH COOH2CH
琥珀酸
CH3CH2CH2COOH 酪酸
Cl
Cl
Cl
p K a
2 .8 2
4 .4 1
4 .7 0
B. 诱导效应强度与距离成反比，距离↑，诱导效应强
度↓。
=O OH
= C O N O
CH3C ׀H–C= ׀CH–CH=CHCOOH 5H2OH C
5-乙基-6-羟基-2,4-庚二烯酸
④二元酸：选择含两个羧基的最长碳链为主链，叫某 二酸。
COOH ׀ COOH (草酸) 乙二酸
C ׀H2COOH COOH2CH
(琥珀酸) 丁二酸
HO–CHCOOH ׀
CHCOOH–HO (酒石酸)
5.羧酸衍生物的分类及命名 6.酰卤的制法和性质 7.酸酐的制法和性质 8.羧酸酯制法和性质：水解、醇解、氨解、还原与格
氏试剂反应，酯缩合反应。
第十五章 羧酸及其衍生物
§15-1 羧酸
定义：含有羧基的化合物。 通式：(H)RCOOH (一元羧酸) 官能团：–COOH
一.羧酸的结构、分类和命名
1.羧基的结构:
20.8℃
原因：发生双分子缔合(即两
O
个分子间通过两个氢 R–C
键连接)。
\ O–H
H–O \ C–R
O
3.熔点：随C↗呈锯齿状上升。即含偶数C原子羧酸的 熔点比和它相邻的两个奇数C原子羧酸的 熔点高。
4.水溶性:(1)C1 ~ C4与水互溶。(–COOH起主导作用) (2)C↗ ，水溶性↙； C10↗不溶于水。
(–R起主导作用) (3)二元酸比一元酸易溶。R-C O
H-O H
(形成氢键数目多)
O-H O-H
H
H-O
H
三 羧酸的化学性质 4.
脱羧反应 氧化还原
酰基
R
3.a-H的取代
O
1.酸性
C
H
O
2.羟基被取代
-X(Cl) 酰卤
-OCOR 酸酐
-OR
酯
(-NH2) 酰胺
C2CHO＞ OCH2CHO＞ OCH2CHO
O R–C
∖ OH
事实：独立的 C=O ; 0.122nm
–COOH中的C=O ; 0.1245nm
C–OH中的 C–O . 0.143nm C–O . 0.131nm
解释:
O ← 未经杂化 ①羰基C采取sp²杂化。
R–C ∖
← sp²
②形成p- 共轭体系。 RCONa+HClRCOH+NaCl
C2CHOO＞ HO←CHs2pC²HO＞ OCH2CHOO
HO–CHCOOH ׀
CHCOOH–HO 酒石酸
C ׀H2COOH HO–CCOOH ׀ COOH2CH
柠檬酸
COOH ׀ 安息香酸
(2)系统命名法
①选择含羧基的最长碳链为主链，编号从羧基碳开始， 根据主链上碳原子数目称为某酸。 ②芳香羧酸的命名，是把芳香环看作取代基。
CH3C ׀H–C ׀HCH2COOH 3 CH3CH
3,4-二甲基戊酸
COOH ׀
–NO2 ׀ OH 2-硝基-4-羟基苯甲酸
–COOH 邻苯二甲酸 –COOH
③烯酸的命名
不饱和羧酸的主链应包括双键及羧基，而称为“某 烯酸”，并在某烯名称前以阿拉伯数字标明双键位 次;有两个或三个双键的烯酸称为“二烯酸”或“三 烯酸”，并分别在前面标明各双键的位次；
第十五章 羧酸及其衍生物
教学要求: 1.掌握羧酸的结构、化学性质及制法。 2.进一步掌握诱导效应和共轭效应。 3.了解二元酸及取代酸的特性。 4.掌握酰卤和酸酐性质及制法，并了解它们是重要的
酰基化试剂。 5.掌握酯的性质及制法。 6. 掌握羧酸衍生物的相互转化关系。
教学内容: 1.酸的结构、分类及命名 2.一元羧酸的物理性质 3.一元羧酸的化学性质 (1)酸性。 (2)羧基中羟基的取代反应。 (3)脱羧反应。 (4) -H卤代。 F＞C＞Bl＞Ir；O＞SRR 4. 诱导效应和共轭效应
2. 影响酸性强度的因素 —⑴电子效应、⑵场效应、⑶氢键、⑷空间效应
(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：
同族元素——从上到下原子序数依次↑，电负性依↓。 故：
构 造 ： O -
R －C－OH
ห้องสมุดไป่ตู้
sp 2
杂化
p - 共 轭 ：
R
C
O
O
H
如： p K a 2 .6 6 2 .8 6 2 .9 0
如： p K a
2 . 8 5
4 . 3 5
4 . 8 2
C 3 C l CO ＞ C O 2 C lH HC ＞ O C C l O 2 C H H O
p K a
0 .6 4
1 .2 6
2 .8 6
诱导效应的特点： A. 具有加和性
C 3 C H 2 C α HHC ＞ O C 3 β C O H α H H 2 C C O H ＞ O γ C H 2 β C H 2 α C H 2 C HOO