有机羧酸pKa和亲油性的定量结构性质关系
羧酸、酯和油脂的性质学案
羧酸、酯和油脂的性质（一）羧酸的结构与性质：羧酸官能团的名称：羧基—COOH ；结构式：R —COOH ，饱和一元羧酸的分子，通式：COOH H C 1n 2n -+或2n 2n O H C 。
受羰基影响，—COOH 易电离产生少量的+H ：COOH R -++-H COO R ，显弱酸性。
同时，－COOH 属于强极性基团，易形成氢键，因此，羧酸的熔沸点相对于同碳原子的烃而言，熔沸点高，低碳原子羧酸与水之间形成分子间氢键，使其在水中的溶解度增大。
羧酸的性质主要由－COOH 决定，主要体现为：酸性和与醇等物质发生酯化反应， 说明：1、有机酸和无机含氧酸与醇作用发生酯化反应生成酯，而无机无氧酸与醇发生卤代反应生成卤代烃。
2、酯化反应,中酸脱羟基，醇（胺基）脱氢。
可用同位素原子示踪法进行反应机理的测定：用含O 18的乙醇参与反应，生成的乙酸乙酯（32183CH OCH CO CH ）分子中含有O 18原子即①式，表明反应物羧酸分子中羧基上的羟基与乙醇分子中羟基中的氢原子结合生成水，其余部分生成酯（即水中的氧原子来自于羧酸）从而证明。
3、酸和醇之间可发生酯化反应生成酯，二元酸与二元醇之间可以通过酯化反应生成环状化合物，也可以通过酯化反应生成聚酯等有机高分子化合物；同样，同一有机物中若既含有－OH ，又含有COOH -，则也可以发生酯化反应生成环状化合物或聚合物。
如：乙二酸和乙二醇酯化生成乙二酸乙二酯、环酯和聚酯等，乳酸脱水生成环酯和聚酯等。
（1）链状小分子酯（2）环酯（3）聚酯（羧酸和醇通过缩掉小分子（例如水）形成的高分子化合物）和－OH脱水而形成的）（4）内酯（同一分子中的COOH（5）无机酸酯（例如硝酸和甘油反应形成的三硝酸甘油酯又叫硝化甘油）（6）高级脂肪酸甘油酯（油脂）（7）酚酯（苯酚和酸形成的酯）4、硝基化合物与硝酸酯的区别：硝基化合物是2NO -取代烃分子中的H 所生成的一系列有机化合物，形成C —N 键，而硝酸酯则是硝酸与醇发生酯化反应所形成的一系列酯类物质，所形成的化学键为：C —O —N 键。
大学有机化学课件-羧酸
RCH2CN
H
3
O
1.CO2
RCH2MgBr 2.H 3O
RCH2COOH
殊途同归
34
第三十四页，共52页。
多数情况下两种方法可以互换，但在有些情况下
就不可互换了。
例：
(CH3)3C—Cl 叔卤代烷
NaCN
Mg 乙醚
CH3 CH2=CH—CH3 消除反应
1 CO2 2 H3O
(CH3)3CCOOH
20
第二十页，共52页。
2、成酰卤反应
常用卤化剂：PCl3
3CH3COOH bP 118 0C
PCl3 76 0C
COOH bP 249 0C
PCL5
160 0C
升华
PCl5 SOCl2
O
3CH3CCl H3PO3
52 0C
200 0C 分解
蒸出
O
C Cl POCl3 HCl
197 0C
107 0C
C=O
CH2
H O [ CH3 C= CH2 ]
=
O C=O
=
O CH3—C—CH3
27
第二十七页，共52页。
3、通过自由基进行脱羧(p12)
羧酸钾或钠盐溶液的电解、其他羧酸金属盐的热
分解则是通过自由基历程进行脱羧。
⑴、柯尔贝（kolbe)电解
=
=
=
2 RCOONa H2O
O 阳极: 2R C O 2e
双键变长、单键变短，键长发生了平均化.显然羟基氧与羰基 发生了p～π共轭。
O
O
1
-
2
HC
0.127nm H C
O-
甲酸根形成了三中心四电子的π键
有机羧酸pKa的定量结构—性质关系
有机羧酸pKa的定量结构—性质关系李梅兰;李仲【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2015(034)002【摘要】应用物质结构-性质关系(QSPR)方法研究了34种羧酸pKa与分子描述符之间的定量关系,采用DRAGON 5.4软件和HyerChem7计算了34种羧酸分子的568种结构类参数和12种量子化学参数.根据偏差权重法筛选出61种结构描述符,采用多元逐步回归分析建立了34种羧酸结构-性质关系,得到最佳方程.方程相关系数R=0.990,标准偏差S=0.170.且有F＞Fα,表明方程回归效果显著;对回归系数的t检验结果均有Sig＜ 0.05,表明6个参数对pKa影响显著.“逐一剔除”交叉验证的结果证明模型具有良好的稳定性和较强的预测能力.6个参数物理意义及其对pKa影响的深入分析表明,其中羧基中氢原子净电荷(QH)和羧基中非羟基氧原子净电荷(Q＝O)是影响羧酸强度的关键因素.【总页数】5页(P20-23,33)【作者】李梅兰;李仲【作者单位】青海大学化工学院,青海西宁810016;青海民族大学物理与电子信息工程学院,青海西宁810007【正文语种】中文【中图分类】O658.0【相关文献】1.25种持久性有机污染物飞灰-水分配系数的定量结构性质关系研究 [J], 焦龙;张群正2.非金属氢化物pKa定量结构性质关系(QSPR)研究 [J], 张运陶;李莉3.有机羧酸pKa和亲油性的定量结构-性质关系 [J], 汪敏;秦炜;戴猷元4.部分有机污染物灰/水分配系数的定量结构性质关系研究 [J], 廖立敏;黄茜;雷光东5.有机污染物在碳纳米管吸附的定量结构-性质关系 [J], 刘芬;邹建卫;胡桂香;蒋勇军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
有机化学基础知识点羧酸的性质和反应
有机化学基础知识点羧酸的性质和反应羧酸是有机化学中的一类重要化合物，其具有独特的性质和反应。
本文将对羧酸的性质和反应进行分析，以帮助读者更好地理解有机化学中羧酸的基础知识点。
一、羧酸的基本结构和性质羧酸的化学式通常表示为R-COOH，其中R表示有机基团。
羧酸中的碳原子与一个羧基（-COOH）和一个有机基团R连接。
羧酸中的羧基是由一个碳氧化合物和一个羟基组成的。
羧酸具有一些基本的性质。
首先，羧酸是一类具有酸性的化合物。
其羧基上的氧原子带有负电荷，可以释放出质子（H+），从而使羧酸溶液具有酸性。
其次，羧酸中的羧基中的羟基（-OH）是极性的，使羧酸具有较高的溶解度。
此外，羧酸还可以形成氢键和其他分子进行相互作用，影响其物理性质。
二、羧酸的反应1. 羧酸与碱反应羧酸与碱反应会生成相应的盐和水。
这是因为碱可以中和羧酸中的质子，使羧酸中的羧基离子化，并与碱中的阳离子形成盐。
反应方程式如下所示：RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O2. 羧酸与醇反应羧酸与醇反应会发生酯化反应，生成酯和水。
这是一种酸催化的反应，羧酸中的羧基与醇中的羟基发生缩合反应，并释放出水分子。
反应方程式如下所示：RCOOH + R'OH → RCOOR' + H2O3. 羧酸的脱羧反应羧酸的脱羧反应是指羧酸分子中的羧基失去碳原子，生成相应的酮或醛。
这是一种重要的羧酸反应，在实际有机合成中被广泛应用。
脱羧反应可以通过加热、用酸或碱催化来促进。
反应方程式如下所示：RCOOH → R'COR + CO24. 羧酸的酰氯化反应羧酸与反应的卤化酰可发生酰氯化反应，生成相应酰氯和HCl。
酰氯在有机合成中是一种重要的中间体，可以进一步参与其他反应。
反应方程式如下所示：RCOOH + SOCl2 → RCOCl + SO2 + HCl5. 羧酸与亲电试剂的反应羧酸可以与亲电试剂发生的有机反应，例如与醇、胺、卤代烷等反应，生成相应的酯、酰胺或酰化产物。
《有机化学~羧酸》课件
羧酸可作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酸，产生质子，也可以作为酸盐，失去质子与碱反应。
反应机理
羧酸的反应机理涉及酸碱中和、质子转移、共振和氢键等复杂的化学过程。
羧酸与金属离子的络合作用
由于羧酸中的羧基可以与金属离子形成络合物，这种络合作用对催化、药物和材料科学具有重要意义。了解羧 酸与金属离子的相互作用可以拓展其应用领域。
羧酸可发生一系列典型的化学反应，如
酯化、酰化、酰氯化、缩合和加成反应，
形成各种有机化合物。
3
pH反应
由于羧酸中的羧基，它们在溶液中呈酸 性，可以与碱发生中和反应，产生盐和 水。
羧酸的产生和应用领域
羧酸可以通过多种方法合成，例如氧化、酸催化和酯水解等。由于其特殊的结构和性质，羧酸在许多不同的领 域中具有广泛的应用。
羧基结构
羧基由碳、氧和氢构成，形成一个含氧的酸基团。
分子结构
羧酸通过共价键连接碳原子，形成一个含有羧基的 有机分子。
羧酸的命名方法
为了准确命名羧酸，有一套特定的系统命名法。羧酸的命名方法基于其分子结构和官能团，使其易于辨识和描 述。
IUPAC命名法
羧酸根据IUPAC规则进行命名，包括根据碳链长 度、取代基、官能团等因素进行命名。
《有机化学~羧酸》PPT课 件
这个PPT课件将为您介绍有机化学中的羧酸相关知识，包括定义、命名方法、 物理性质、化学性质等内容，帮助您深入了解这个有趣的化合物。
羧酸的基本结构
羧酸由羧基（-COOH）与其他基团组成，具有特殊的分子结构，这种结构使羧酸具有独特的性质和反应。了解 羧酸的基本结构对理解其特点非常重要。
常见名称
一些羧酸有常用的名称，可以根据它们的特定 结构或应用而命名。
羧酸的化学知识点总结
羧酸的化学知识点总结一、羧酸的结构和命名1. 结构：羧酸分子的基本结构是一个含有羧基的碳原子。
羧基通常连接在碳原子上，并且与氢原子取代原子或它们的共轭基。
2. 命名：羧酸通过在化学名词前面加上“酸”字作为后缀来命名。
例如甲酸、乙酸、苹果酸、柠檬酸等。
二、羧酸的物理性质1. 溶解性：大多数羧酸在水中溶解度较高，因为羧基上的氧原子能够与水形成氢键。
2. 气味：许多羧酸具有特殊的气味，如乙酸的发酵味、醋酸的芳香味等。
3. 沸点和熔点：羧酸的沸点和熔点因其分子结构而异，但大多数羧酸的沸点和熔点都较高。
三、羧酸的化学性质1. 酸性：羧酸中的羧基是一个弱酸基，可以脱去氢离子形成阴离子，导致其呈现酸性。
羧酸越理想，pKa值越小，酸性越弱。
2. 反应性：羧酸能够与醇、胺等进行酯化、酰胺化等反应，形成酯、酰胺等不同种类的化合物。
3. 氧化还原反应：羧酸可以与氢气发生还原反应，生成醇和二氧化碳；也可以与醇发生酯化反应，生成酯。
四、羧酸的生物活性1. 蛋白质合成：氨基酸中的羧酸与胺基在蛋白质合成过程中发生缩合反应，形成多肽链。
2. 新陈代谢：某些羧酸在生物体内是重要的代谢产物，如醋酸作为能量物质参与有氧呼吸过程。
3. 药物作用：某些羧酸具有抗菌、抗炎、抗氧化等生物活性，被广泛应用于医药领域。
五、羧酸的应用1. 化妆品：果酸可促进皮肤代谢，被广泛用于美容产品中。
2. 食品饮料：柠檬酸、乙酸等常作为食品酸味剂使用。
3. 农业：乙酸、丙酸等可作为农药原料，用于制备杀虫剂、杀菌剂等。
总结：羧酸作为一类具有羧基的有机酸，在自然界和人造环境中广泛存在，并且具有重要的生物活性和化学性质。
它们不仅被广泛应用于医药、农业、食品和工业领域，还对理解生命的起源和进化具有重要意义。
随着对羧酸的深入研究，相信其在各个领域中的应用将会更加广泛。
高三化学羧酸酯和油脂的性质
质对市爱慕阳光实验学校高三化学羧酸、酯和油脂的性质【本讲信息】 一. 教学内容：羧酸、酯和油脂的性质 二. 教学过程〔一〕羧酸的结构与性质：羧酸官能团的名称：羧基—COOH ；结构式：R —COOH ，饱和一元羧酸的分子，通式：COOH H C 1n 2n -+或2n 2n O H C 。
受羰基影响，—COOH 易电离产生少量的+H ：COOHR -++-H COO R ，显弱酸性。
同时，－COOH 属于强极性基团，易形成氢键，因此，羧酸的熔沸点相对于同碳原子的烃而言，熔沸点高，低碳原子羧酸与水之间形成分子间氢键，使其在水中的溶解度增大。
羧酸的性质主要由－COOH 决，主要表达为：酸性和与醇物质发生酯化反，与—2NH 发生成肽反。
说明：1、有机酸和无机含氧酸与醇作用发生酯化反酯，而无机无氧酸与醇由发生卤代反生成卤代烃。
2、酯化反〔或成肽反〕中酸脱羟基，醇〔胺基〕脱氢。
可用同位素原子示踪法进行反机理的测：用含O 18的乙醇参与反，生成的乙酸乙酯32183CH OCH CO CH 分子中含有O 18原子即①式，说明反物羧酸分子中羧基上的羟基与乙醇分子中羟基中的氢原子结合生成水，其余生成酯〔即水中的氧原子来自于羧酸〕 从而证明。
3、酸和醇之间可发生酯化反生成酯，二元酸与二元醇之间可以通过酯化反生成环状化合物，也可以通过酯化反生成聚酯有机高分子化合物；同样，同一有机物中假设既含有－OH 2NH -，又含有COOH -，那么也可以发生酯化反生成环状化合物或聚合物。
如：乙二酸和乙二醇酯化生成乙二酸乙二酯、环酯和聚酯，乳酸脱水生成环酯和聚酯。
〔1〕链状小分子酯 〔2〕环酯〔3〕聚酯〔羧酸和醇通过缩掉小分子〔例如水〕形成的高分子化合物〕 〔4〕内酯〔同一分子中的COOH -和－OH 脱水而形成的〕〔5〕无机酸酯〔例如硝酸和甘油反形成的三硝酸甘油酯又叫硝化甘油〕 〔6〕脂肪酸甘油酯〔油脂〕 〔7〕酚酯〔苯酚和酸形成的酯〕4、硝基化合物与硝酸酯的区别：硝基化合物是2NO -取代烃分子中的H 所生成的一有机化合物，形成C —N 键，而硝酸酯那么是硝酸与醇发生酯化反所形成的一酯类物质，所形成的化学键为：C —O —N 键。
有机化学中的羧酸与酯
有机化学中的羧酸与酯有机化学是研究碳元素及其化合物的科学领域，其中羧酸与酯是非常重要的有机化合物。
羧酸是一类具有羧基（-COOH）的有机化合物，酯则是由羧酸与醇反应生成的有机化合物。
本文将介绍羧酸与酯的结构、性质及其在生活和工业中的应用。
一、羧酸的结构与性质羧酸（carboxylic acid）是一类化合物，其分子结构中含有一个羧基（-COOH）。
羧酸的通用化学式为R-COOH，其中R代表烃基或芳香基。
羧酸根据羧基所连接的碳原子数目可以分为单元（RCOOH）、二元（RCOOH）、三元（RCOOH）等。
常见的羧酸包括乙酸、丙酸和苯甲酸等。
羧酸具有以下特点：1. 极性：羧酸中的羧基使得分子具有极性，导致了羧酸的许多性质，如溶解性和酸性。
2. 溶解性：羧酸在水中能够通过氢键与水分子发生相互作用，因此大部分羧酸是可溶于水的。
但随着碳链长度的增加，羧酸的溶解度会降低。
3. 酸性：羧基的结构使得羧酸能够失去羟基上的氢离子，形成羧酸根离子（RCOO-）。
羧酸的酸性通常通过pKa值来衡量，pKa值越小，酸性越强。
二、酯的结构与性质酯（ester）是由羧酸和醇反应生成的化合物，其结构中含有一个酯基（-COOR）。
通用化学式可表示为R-COOR，其中R代表烃基或芳香基。
酯具有以下特点：1. 低极性：酯的极性较低，相较于羧酸，酯的氧原子上的非共享电子对的电负性较小，因此其相互作用较弱。
2. 水解性：酯可以被酸性或碱性介质水解为对应的酸和醇。
碱性介质下的水解又称为皂化反应。
3. 香味：许多酯具有愉悦的香味，因此被广泛应用于食品和香料工业。
三、羧酸与酯的应用1. 药品工业：许多药物的结构中含有羧酸基团，如乙酰水杨酸（阿司匹林）和对氨基水杨酸（萘普生）等。
这些药物常用于抗炎、镇痛等治疗，羧酸基团能增加药物的水溶性和稳定性。
2. 食品工业：酯常被用于食品香料的合成。
例如，乙酸异戊酯是一种常见的香料成分，具有水果的香甜味。
3. 工业溶剂：一些羧酸和酯具有较高的溶剂性，常被用作工业溶剂，如乙酸乙酯和醋酸丁酯等。
高考化学复习----羧酸、酯的结构与性质基础知识梳理PPT课件
3．酯化反应的五大类型(补充完整有关化学方程式)
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如
浓硫酸 CH3COOH＋C2H5OH △
CH3COOC2H5＋H2O
(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如
浓硫酸 2CH3COOH＋HOCH2CH2OH △ CH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如
羧酸，又因 A 氧化最终可得 C，即 A 为醇、B 为羧酸；B 和 C
为同系物即 C 为羧酸；又因 B 可发生银镜反应，所以可得 B
这种羧酸为 HCOOH，即 C4H8O2 为甲酸某酯。 答案：A
[方法技巧] 1 mol 有机物消耗 NaOH 量的计算方法
本课结束
b．草酸在浓 H2SO4 的作用下受热分解能得到 CO，反应方
程式：
③苯甲酸：
，属于芳香酸，可用作防腐剂。
[名师点拨] 常见羧酸的酸性强弱顺序：
草酸＞甲酸＞苯甲酸＞乙酸＞……＞碳酸。
2．酯的结构与性质 (1)组成与结构 ①酯是羧酸分子羧基中的 —OH 被—OR′取代后的产物， 可简写为 RCOOR′。
(3)化学性质 羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：
①酸的通性 乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，在水溶液中的电离方 程式为 CH3COOH CH3COO－＋H＋ 。 乙酸分别与 Na2CO3 和 NaHCO3 反应的化学方程式： N__a_2C__O_3_＋__2_C__H_3_C_O__O__H_―__→__2_C_H__3_C_O__O_N__a_＋__H_2_O__＋__C_O__2↑_， N__a_H_C__O_3_＋__C__H_3_C_O__O_H__―__→__C_H__3_C_O__O_N__a_＋__H_2_O_＋__C__O_2_↑___。
药物取代基参数构建及应用
m EY S.Ru Y.Jadhav P K Cyclic HIV protease inhibitors:synthesis,conformational
44.徐文方药物化学 2000
45.Purcell W P.George E.Clayton M Strategy of drug:a guide to biological activity 1973
46.林治华.刘树深.李志良以基团为基准借电负性修正的分子距边矢量对N,N-二甲基-2-溴苯乙胺类衍生物进行结
analysis,P2/P2'structure-activity relationship,and molecular recognition of cyclicureas 1996
43.Garg R.Gupta P S.Gao H Comparative Quantitative Structure-Activity Relationship Studies on Anti-HIV Drugs[外文期刊] 1999
学位授予单位:重庆大学
1.马丁原.王尔华定量药物设计 1983
2.陈凯先.蒋华良.嵇汝运计算机辅助蓟物设计-原理、方法及应用 2000
3.徐筱杰.侯廷军.乔学斌计算机辅助药物分子设计 2004
4.叶德泳计算机辅助药物设计导论 2004
5.郭宗儒药物分子设计 2005
6.李仁利药物构效关系 2004
7.Hubinyi H The Quantitative Analysis of Structure-Activity Relationships 1995
《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（一；.r -）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，a- 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。
[I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（R-c-x），酸酐O 011 II（（ACOb°b，酯（R^C-OR'），酰胺（R-C-NH2）以及由酰胺脱水后生成的产物腈（RCN）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另U。
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：RCOOH + MaOH ---------------------------- R COONa +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：① CH3CH2CHCOOH > CH3CHCH2COOH > CH2CH2CH2COOHCI 01 0111.2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CI3CCOOH CHCI3CCOOH CH3CICOOHCOOH COOH COOH COOhi COOHCH3OCHjNO2羧酸与SQCI , PCI , PCb 等氯化剂直接反应生成酰卤:R-C-OH 十PCIs ------- R-C-CI + POCIj + HCI因为PQC 3沸点低易除去，此法可制备咼沸点的酰氯。
R-C-QHO 11片PC1----- R-C-CI4- H^POsH 3PQ 沸点高，可制备低沸点的酰氯。
羧酸的化学性质
结构对酸性的影响
羧基的酸性
羧基中的碳氧双键与羟基的氧原子形成p-π共轭，这使得电子向氧原子转移，增强了羟基氢离子的电 负性，从而增强了羧基的酸性。
取代基的影响
羧基上的取代基可以影响其酸性。例如，当羧基上连有给电子基团时，它们可以通过超共轭效应稳定 羧基负离子，从而增强酸性。相反，当羧基上连有吸电子基团时，它们会通过共振使负电荷离域到氧 原子上，从而降低酸性。
03
羧酸的应用
合成有机物
ห้องสมุดไป่ตู้
羧酸是合成有机物的重要原料，可以 用于合成醇、醛、酮、酯等有机化合 物。这些有机化合物在化工、医药、 农药等领域有广泛的应用。
例如，乙酸可以用于合成酯类香料， 苯甲酸可以用于合成香料和染料，柠 檬酸可以用于合成食品添加剂等。
食品添加剂
01
羧酸在食品工业中常作为酸度调 节剂、抗氧化剂、防腐剂等使用 。一些常见的羧酸食品添加剂包 括乙酸、柠檬酸、酒石酸等。
3
一些具有较大取代基的羧酸可能具有较低的密度 ，因为取代基的存在可能会影响分子间的相互作 用力。
02
羧酸的化学性质
酸性
羧酸是一种有机酸，具有酸性，其酸性强弱取决于其结构。 一般来说，羧基上的碳氧双键与氢原子之间的键越稳定，酸 性越强。因此，烷基取代的羧酸酸性比芳基取代的羧酸酸性 更强。
羧酸在水溶液中可以离解出氢离子，因此具有酸性。在酸性 条件下，羧酸可以与碱反应生成羧酸盐和水，这是羧酸的一 个重要的化学性质。
结构对酯化反应的影响
酯化反应机理
酯化反应是羧酸与醇在酸或碱催化下生 成酯和水的过程。在酸催化下，羧酸首 先质子化，然后与醇的氧原子形成键， 释放水并形成酯。在碱催化下，羧酸首 先与碱反应生成羧酸盐，然后与醇反应 生成酯。
华东理工大学有机化学—— 羧酸
2）芳香酸
芳香酸比脂肪酸脱羧容易，尤其芳环上有 强吸电子基的芳酸：
NO2
COOH NO2
H 2O
NO2
NO2
NO2
NO2
(四) 羧基被还原
• 羧基较难被还原，一般还原剂不能将－COOH还原，如NaBH4可 还原醛酮中的羰基而无法还原羧基。（LiAlH4、B2H6或高温高压 下催化氢化） • 强还原剂可还原至伯醇
酯的生成和酯化反应机理*
酸催化剂：硫酸、磷酸、盐酸、苯磺酸、强酸性阳离子交换树脂。
反应可逆
机理
1）两种断裂方式
• 从反应式看，酯化反应中化学键断裂生成 H2O的方式可以有两种：
O R C OH O R C OH
+
HOR'
H+
O R C OR' O R C OR'
+
H2O
酰氧键断裂
H
+
HOR'
+
羧酸衍生物
酰卤
R
酸酐
酯 酰胺
1 形成酰卤
SOCl2 O R C OH PCl3 PCl5 R O C Cl
酰基氯
O R C OH PBr3 R
O C Br
酰基溴
有相似性 比较醇类的 类似卤代
R OH
SOCl2 PBr3
R
Cl
R
Br
3.2 形成酸酐
O P2O5 OH or Ac2O RCH2 O C O O C CH2R
C = O 在1725 ~ 1700 cm-1 游离的O-H 伸缩振动 3560~ 3500 cm-1(醇3650~ 3590 ), 缔合态 O-H 伸缩振动 3000 ~ 2500 cm-1(醇3520-3100),宽带峰
羧酸的结构与性质
羧酸的结构与性质羧酸是有机化合物中常见的一类化合物，其分子结构中含有一个羧基（-COOH）。
羧酸具有特殊的化学性质，广泛应用于化学和生物领域。
本文将通过对羧酸的结构和性质的探究，来进一步了解羧酸的重要性和应用价值。
一、羧酸的结构羧酸的分子结构可以分为两部分：羧基（-COO）和氢原子（-H）。
羧基由一个碳原子、一个氧原子和一个氧化氢基团构成，这个羧基是羧酸化合物的特征性结构。
氢原子则连接在羧基的碳原子上。
羧酸可以通过不同的碳链结构和官能团的不同取代来产生各种不同的羧酸类化合物。
二、羧酸的性质1. 酸性：羧酸具有明显的酸性，羧基中的氢原子可以脱离，产生氢离子（H+），使羧酸具有酸性反应。
在水溶液中，羧酸可以与碱反应生成相应的盐和水。
例如，乙酸与氢氧化钠反应生成乙酸钠和水：CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O。
2. 脱水反应：羧酸中的羧基与其他化合物发生脱水反应，形成酯类。
脱水反应是羧酸重要的反应类型之一，通常利用酸催化剂加热的条件下发生。
例如，乙酸可以与乙醇发生脱水反应生成乙酸乙酯：CH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOC2H5 + H2O。
3. 共轭碱性：羧酸可以通过共轭碱的形成，在一定条件下产生共轭碱的特性。
共轭碱是指羧酸中的羧基上的负电荷可以在相邻的双键上分布，从而增加羧酸的稳定性和酸性。
共轭碱形成的条件包括羧酸分子中具有邻近双键或芳香性环结构。
4. 溶解性：羧酸分子中含有两种部分，一部分是极性的羧基，另一部分是非极性的碳链。
这种结构使得羧酸具有一定的溶解性，既可以在水中溶解，也可以在非极性溶剂中溶解。
羧酸的溶解性与其碳链长度和注入的官能团有关。
三、羧酸的应用由于羧酸具有多种重要的化学性质，具有广泛的应用领域。
1. 药物：许多药物中含有羧酸结构，这是因为羧酸可以参与多种药物作用机制。
例如，乙酸水杨酸（阿司匹林）是一种常见的非处方药，其中的羧酸结构为它的药理作用做出了贡献。
有机化学基础知识点整理羧酸和酯的结构和性质
有机化学基础知识点整理羧酸和酯的结构和性质羧酸和酯是有机化合物中常见的两类功能团，它们在化学反应和生物过程中具有重要的作用。
本文将对羧酸和酯的结构和性质进行整理，以帮助读者更好地理解有机化学基础知识。
一、羧酸的结构和性质羧酸是一类含有羧基（-COOH）的有机化合物，羧基由碳和氧原子组成，碳与羧基连接的另一个官能团可以是烷基、芳香基等。
羧酸的命名常以“酸”字结尾。
1. 结构特点羧酸分子中的羧基极性较强，羧基的共振结构使得羧酸分子呈现极性与非极性区域，极性区域为羧基所在的碳氧键，非极性区域为羧基连接的烷基或芳香基。
这种极性结构赋予了羧酸一定的物理化学性质。
2. 物理性质羧酸体系中的羧基可发生氢键相互作用，导致羧酸具有较高的沸点和溶解度。
常见的羧酸如乙酸、苯甲酸等为无色液体或固体，可溶于水和有机溶剂。
3. 化学性质羧酸分子中的羧基可发生酸碱反应，酸性较强。
与碱反应生成相应的盐类，如乙酸与氢氧化钠反应生成乙酸钠。
在酸性条件下，羧酸可发生酯化反应，生成酯。
二、酯的结构和性质酯是由羧酸和醇反应生成的化合物，酯分子中含有酯基（-COO-）。
酯按照IUPAC命名规则，可用碳酰基和氧代烷基来表示。
1. 结构特点酯分子中的酯基具有极性键和非极性键，极性键为酯基中的碳氧键，非极性键为酯基中的碳碳键。
酯分子整体上极性较弱，较难形成氢键。
2. 物理性质常见的酯如乙酸乙酯、苯甲酸甲酯等为挥发性液体，具有愉悦的香味。
酯具有较低的沸点和溶解度，通常能溶于有机溶剂而不溶于水。
3. 化学性质酯在碱性条件下可发生水解反应，生成相应的羧酸和醇。
酯亦可发生酸催化下的酯交换反应，生成不同的酯。
三、羧酸和酯在生物中的重要性羧酸和酯在生物体内具有重要的作用。
例如，羧酸是脂肪酸的一种结构单元，参与能量代谢和细胞膜构建；酯则是生物体内脂类的组成成分，起到能量储存和保护脏器的作用。
羧酸和酯还参与着生物体内的信号传递和细胞调控过程。
例如，乙酰辅酶A是一种重要的酯化合物，参与着多种生物反应，如葡萄糖代谢和脂肪酸合成等。
有机化学基础知识点整理羧酸的结构与性质
有机化学基础知识点整理羧酸的结构与性质羧酸是有机化学中一类重要的化合物，具有独特的结构和化学性质。
本文将对羧酸的结构和性质进行整理和探讨，帮助读者更好地理解和应用有机化学中的羧酸化合物。
一、羧酸的结构羧酸分子结构为一个羧基（-COOH）与一个有机基团（-R）相连。
羧基由一个碳原子和两个氧原子组成，一个氧原子与碳原子成双键，另一个氧原子与碳原子成单键；有机基团则与碳原子成单键连接。
二、羧酸的命名羧酸的命名通常以有机基团的名称为前缀，后加“酸”字。
例如，甲酸、乙酸、丙酸等。
若有官能团存在于有机基团中（如羟基、氨基等），则将官能团名称加在有机基团名称的前面，并去掉官能团名称中的末尾字母“e”。
例如，羟基乙酸、氨基丙酸等。
三、羧酸的物理性质1. 羧酸为无色结晶体，具有辛辣的刺激性气味。
2. 羧酸可以在水中溶解，溶解度随碳链长度的增加而降低。
3. 羧酸具有融点和沸点，融点和沸点随碳链长度的增加而增加。
4. 羧酸分子形成二聚体或多聚体结构，通过氢键相连。
5. 羧酸可以被还原为相应的醛或醇。
四、羧酸的化学性质1. 酸性反应：羧酸的羧基可以与碱反应生成相应的盐，如与氢氧化钠反应生成相应的羧酸钠盐。
2. 酰化反应：羧酸可以与醇发生酯化反应，生成羧酸酯。
该反应常用于合成酯类化合物。
3. 还原反应：羧酸可以被还原为相应的醛或醇。
常用还原剂包括亚砜、过硫酸铵等。
4. 脱羧反应：羧酸经脱羧反应可以生成相应的醛或酮。
该反应常用于合成醛或酮类化合物。
5. 酸酐化反应：羧酸经加热可以发生内部脱水反应，生成相应的酸酐。
常用的酸酐包括酰氯、酸酐等。
五、羧酸的应用1. 医药领域：羧酸类化合物常用于药物中作为活性基团，具有药效活性。
如水杨酸具有消炎镇痛作用。
2. 食品工业：羧酸类化合物常用作食品添加剂，如柠檬酸、苹果酸等，用于增强食品的酸味和保持稳定性。
3. 染料行业：羧酸类化合物用于染料的合成和着色剂的改良，能够增加染料的稳定性和附色力。
高三化学羧酸、酯和油脂的性质苏教版知识精讲
高三化学羧酸、酯和油脂的性质苏教版知识精讲【本讲教育信息】一. 教学内容：羧酸、酯和油脂的性质二. 教学过程（一）羧酸的结构与性质：羧酸官能团的名称：羧基—COOH ；结构式：R —COOH ，饱和一元羧酸的分子，通式：COOH H C 1n 2n -+或2n 2n O H C 。
受羰基影响，—COOH 易电离产生少量的+H ：COOHR -++-H COO R ，显弱酸性。
同时，－COOH 属于强极性基团，易形成氢键，因此，羧酸的熔沸点相对于同碳原子的烃而言，熔沸点高，低碳原子羧酸与水之间形成分子间氢键，使其在水中的溶解度增大。
羧酸的性质主要由－COOH 决定，主要体现为：酸性和与醇等物质发生酯化反应，与—2NH 发生成肽反应等。
说明：1、有机酸和无机含氧酸与醇作用发生酯化反应酯，而无机无氧酸与醇由发生卤代反应生成卤代烃。
2、酯化反应（或成肽反应）中酸脱羟基，醇（胺基）脱氢。
可用同位素原子示踪法进行反应机理的测定：用含O 18的乙醇参与反应，生成的乙酸乙酯（32183CH OCH CO CH ）分子中含有O 18原子即①式，表明反应物羧酸分子中羧基上的羟基与乙醇分子中羟基中的氢原子结合生成水，其余部分生成酯（即水中的氧原子来自于羧酸）从而证明。
3、酸和醇之间可发生酯化反应生成酯，二元酸与二元醇之间可以通过酯化反应生成环状化合物，也可以通过酯化反应生成聚酯等有机高分子化合物；同样，同一有机物中若既含有－OH （2NH -），又含有COOH -，则也可以发生酯化反应生成环状化合物或聚合物。
如：乙二酸和乙二醇酯化生成乙二酸乙二酯、环酯和聚酯等，乳酸脱水生成环酯和聚酯等。
（1）链状小分子酯（2）环酯（3）聚酯（羧酸和醇通过缩掉小分子（例如水）形成的高分子化合物）（4）内酯（同一分子中的COOH -和－OH 脱水而形成的）（5）无机酸酯（例如硝酸和甘油反应形成的三硝酸甘油酯又叫硝化甘油）（6）高级脂肪酸甘油酯（油脂）（7）酚酯（苯酚和酸形成的酯）4、硝基化合物与硝酸酯的区别：硝基化合物是2NO -取代烃分子中的H 所生成的一系列有机化合物，形成C —N 键，而硝酸酯则是硝酸与醇发生酯化反应所形成的一系列酯类物质，所形成的化学键为：C —O —N 键。
pKa（酸度系数）详细资料大全
pKa（酸度系数）详细资料大全1.酸度系数。
2.cAMP依赖蛋白激酶，简称激酶A（PKA——protein kinase A）。
cAMP发挥各种效应主要是通过激活它来实现的。
它的重要作用是使某些基因调节蛋白磷酸化，进而激活特定的基因转录。
3.药理学名词。
4.物理学中名词。
基本介绍•中文名称：pKa•外文名称：protein kinase A•别名：激酶A•成分：蛋白激酶•作用：使某些基因调节蛋白磷酸酸度系数,概述,酸碱度关系,影响因素,重要性,一般物质的值,蛋白激酶 A,药理学中的PKa,物理学中的PKA,酸度系数概述酸度系数，又名酸离解常数，代号K a值，在化学及生物化学中，是指一个特定的平衡常数，以代表一种酸离解氢离子的能力。
该平衡状况是指由一种酸（HA）中，将氢离子（即一粒质子）转移至水（H2O）。
水的浓度（[H 2O]）是不会在系数中显示的。
离解的化学反应为：HA+H 2O≒A - +H 3O +平衡状况亦会以氢离子来表达，反映出酸质子理论：平衡常数的方程式为：由于在不同的酸这个常数会有所不同，所以酸度系数会以常用对数的加法逆元，以符号p K a，来表示：一般来说，较大的K a值（或较小的p K a值）代表较强的酸，这是由于在同一的浓度下，离解的能力较强。
利用酸度系数，可以容易的计算酸的浓度、共轭碱、质子及氢氧离子。
如一种酸是部份中和，K a 值是可以用来计算出缓冲溶液的pH值。
在亨德森-哈塞尔巴尔赫方程亦可得出以上结论。
酸碱度关系由于HA与A的电离作用就等同于水的自我离子化，酸度系数与碱度系数的积就相等于水的离解常数（K w），在25℃下即1.0 × 10 -14。
由于K a与K b的积是一常数，较强的酸即代表较弱的共轭碱；较弱的酸，则代表较强的共轭碱。
影响因素作为一个平衡常数，酸度系数K a是以反应物与化合物，更准确的应是质子化状态（AH）与脱质子化状态（A）的自由能差ΔG°来计算。
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分子连接性指数由点价乘积平方根的倒数之和表示．其计算项目包括‰、１ｚ……“ｚ等各阶项，各
阶项又根据原子连接的顺序分为路径（而）、簇（五）、路径／簇（而。）和链（苁“）等４种类型。饱和烃中各碳原 子的点价为ｄ＝４～Ｈ，ｄ表示原子的点价，Ｈ表示与该碳原子成键的氢原子数：其各阶分子连接性指
收稿日期：２００２－０９－２０：
２分子连接性指数法
分子连接性指数法是根据拓扑理论对分子结构进行定量描述的新方法。这一方法是由ＫｉｅＴ和Ｈａｌ】
等人对Ｒａｎｄｉｃ分枝指数ｚ进行修正而形成的‰指数系列（１…，建立用非氢原子和键构成的隐氢式来表
征分子结构和性质间的定量关系。该方法具有简单方便、参数计算可得，不依赖实验等优点，可用于 ｌｏｇＰ、沸点和密度等物性参数的定量描述。
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表１有机赣酸的ＩｏｇＰ、ｐ眉ｌ以殛分子连接性指数和电性参数 １０９Ｐ、ｐ盖－ａｎｄ ｓｔｒ．１ｃｔｕｒａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ Ｏｆ ｖａｒｉｏ璐ａｄｄｓ
Ｏ ４９３９ Ｏ ９２７７ １ ４８８４ ｌ ９８８４ ２ ４８８４ ０ ４９ ０ —０ｌＯ Ａｚｅｌａｉｃ ａｃｉｄ～ Ｓｅｂａｃｌｃ ａｃｉｄ～ 一 一 ａｃｉｄ １ ６８ ０ ２２ ０ ９２ ０ ７ｌ ０ ４ｌ 一 一 ０ ９２ １ ４２ Ｏ ６３ —ｌ １ｌ —Ｏ ６２ ａｃｉｄ —Ｏ ３６ ＿ｏ ４ｌ 一１ ２６ 一 —ｌ ７２ — 一 ５ ４０ ５ ５９ ５ ０５ ２ ８７ １ ２６ ０ ５２ ２ ９０ ２ ６６ ３１６ 一 — — ４ ７６ ３ ８３ ３ ６５ ３ ３４ ３ ４６ ５１０ ３１２８ ４ ７６１ ６ ３９６ ｌ ９１ ６ ３３ ３ １０ ４ ６０ ３ ０３６ ４ ３６６ ４ ５２８０ ５ ０２８０ ２ ９２５６ １ ０８４５ ｌ ２１１５ ｌ ３２０９ ｌ Ｏ １８５５ ０ Ｏ Ｏ ３０ １ ０５ ｌ ９４ ２ ６５ ｌ ｏｏ １ １０
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－Ｐｍｐｅｒ‘ｙ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ，简称
ＱｓＰＲ）就是普遍采用的方法之一。近２０年来，ＱｓＰＲ应用范围不断扩大，研究方法也日益成熟，并成 功地用于药物化学、环境化学、生物化学和计算化学等领域”．８】，而ＱｓＰＲ方法用于萃取分离平衡特性 相关参数的表述研究刚刚起步一－。 羧酸的酸性ｐ丘和亲油性１０９Ｐ是影响反应萃取平衡的关键因素”’６』。本文针对这两种物性，选择 ４１种包括一元、多元且含有丰富取代基的常见羧酸，建立相应的ＱｓＰＲ数学表达式，为实现根据分子 结构预测化学反应平衡特性作知识储备。
３结果与讨论
３．１
（４）
分子连接－眭指数的计算 对４１种有机羧酸，用式（３）对杂原子点价进行修正，根据式（４）对其６种分子连接性指数及其对应
价指数（ｏ都、ｏｚ，７、１都、１ｚ，”、‰、％”、３‰、３而”、３妊、３航”、气ｐ。和譬ｐ。）进行了计算。通过线性相关
性分析发现，这些参数彼此间线性相关性很强，可见它们包含了共同的结构信息。由于一阶分子连接 性路径价指数１而７包含了最丰富的分子体积性质的信息，是建立ＱｓＰＲ模型时较常采用的一个参数”…， 文中选择１局”作为模型参数。表１列出了这些羧酸的１０９Ｐ、ｐ墨以及１而’的值。
６
ｖ：至：二星
Ｚ～Ｚ…一１
（２）
式中．ｚ是核外电子总数。 李新华”２１等人提出了用式（３）对杂原子点价进行修正，在实际应用中取得了很好的效果。
６ｖ：至：鲨二生
Ⅳ‘
（３）
其中，＿Ⅳ是原子的最高主量子数。 用修正后的点价ｄ’计算得到的分子连接性指数价指数用“‰”表示，计算公式为：
“ｚ。”＝∑（６，”６，’６。７６，ｋ．６。。广
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—０ ３１ 一Ｏ ３７ 一Ｏ ４３ ～ 一 ０１９ ～ ２ ０８ ０ ７５ ０ ２７ Ｏ ０９ ０ ０３ ０ ０ｌ 一 ０ Ｏ －０ ４４ ０１６ －０ ”ｖｕ ０６ －０ ０２ 一０ ００７ —Ｏ ００２
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ＣｈＩＯｒｏａｃｅｔｉｃ ａｃｌｄ Ｄｌｃｈｌｏｒｏａｃｅｄｃ ａｃｌｄ Ｔｒｉｃｈｌｏｒｏａｃｅｔｌｃ ａｃｉｄ Ｂｒｏｍｏａｃｅｔｉｃ ａｃｌｄ ｎｕｏｒｏａｃｅｂｃ ａｃｌｄ
ｌｏｇＰ＝＿ｏ ８４７６Ⅳｏ＋ｏ 钆
警
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９３１７１群十ｏ
（５）
（，＝０ ９７８３，ｊ＝Ｏ ２０８７，ｎ＝３８）
为了进一步验证得到的ｌｏ妒数学模型的普适性，采
用式（５）对６种烷烃和醇类物质的亲油性进行了预测，结 果列于表３。可见式（５）对非羧酸类物质的亲油性也具有
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一 Ｏ ４８ — 一 一
ｌ ７６６１ ｌ ７３ｊ５ １ ７６６１ １ ７３５１ ２ ２８２５ ２ ２４７９
摘要化学莘取法是分离有机羧酸稀溶液的重要方法之一，羟酸的酸性（ｐＫ。）和亲油性（１０９Ｐ）是影响萃取平衡的关
键参数。利用ＱｓＰＲ（Ｑｕａｎｔｉｔａｔｌｖｃ
ｓⅡｕｃｔｕ ｒｃ＿Ｐｒｏｐｃｎｙ
Ｒｃｌａｄｏｎｓｈｉｐ）的研究方法，对４１种有机羧酸的各阶分子连接性
指数及其价指数进行了计算。根据线性相关性分析，选择一阶分子连接性路径价指数１ｚ。７作为表征羧酸分子体积 因素的参数，同时，将羧酸分子中氧原子的数目＾ｂ以及ｈｆｔ常数一作为表征坡酸分子电性因素的参数，分别建立
９３０９ ９８９８
Ｍｏｎｏ
ｃ劬ｏｘｙｌｌｃａｃｌｄ
Ｄ叫ｂｏ。ｙｌｌｃ ａｃｉｄ
！！ｇ￡！！：！！！１ １缸：二墨！！！！
些！！！！
！曼些！！！！！！生坚！！！！！！！苎！！坚！！！！！‘！！！坚墅！业
以‘‰”作为表征羧酸分子体积因素的参数、Ⅳｏ作为 表征羧酸分子电性因素的参数．对于３８种羧酸的ｌｏｇ尸 进行拟合，获得了描述有机羧酸ｌｏｇＰ的ＱｓＰＲ数学描述 式（５）。将式（５）的计算值与实验值进行比较，结果如图１ 所示。显然．拟合结果十分满意。
修订日期：２００３
０２－１８．
基金项且国家自端科学基盘资助项目（２９８３６１３０）。
怍者简介：汪敏（１９７４一），宣－江西九汀人－清华大学博士生，通讯联系人：秦炜．Ｅ・ｍ蚰：ｑｉｎｗｃｉ＠Ｉｓｍ曲ｕ４ｃｄｕ
ｃｏ
万方数据
高校化学工程学报
５
数“ｚ。的计算公式为：
”ｚ。＝∑（６，６，６。６，…６。）１
表２各类有机援酸的ｌｏ妒关联结果
一——弋磊五ｉ丽蕊忑——————７—————五忑ｉｉｒ——————石忑而五五———～
ｌ。扩＝０
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Ｔａｂｌｅ２
Ｒｅｇｒ螂ｉｏｎ ｒｅｓｕ№ｆｏｒＩｏ粤Ｐｏｆｖａｒｉｏ世ｃａ曲。珂Ｉｉｃａｃｉｄｓ
０ ９７３９ ０ ９８９ｌ １８ ８
１而’一Ｏ １知…一２
了有机羧酸ｐ以和１０旷的ＱｓＰＲ数学模型。该模型具有参数少、拟台精度高、预测性好的优点。
关键词．ＱｓＰＲ，分子连接性指数法；有机酸，ｐＫ。：亲油性 中图分类号：ＴＱ
０２８
３２；ＴＱ２１６
文献标识码：Ａ
１前
言
羧酸是一类重要的化工原料，在石油、化工、医药、食品等行业具有广泛的应用。基于可逆化学 反应的萃取法对于极性有机物稀溶液的分离具有高效性和高选择性”ｌ。采用反应萃取法分离羧酸稀溶 液是近年来较为活跃的研究领域之一。 有关羧酸反应萃取特性的研究主要围绕反应剂、稀释剂的种类和含量对萃取分配系数的影响、萃 取剂的萃水行为和再生方法等方面展开８“ｌ，获得了一批有益的实验结果，并得出反应剂的萃取能力受 羧酸的酸性（ｐ蚝值）”１和亲油性（１０９Ｐ）”１等两个不同因素的制约。 近年来，根据分子结构直接预测化合物的理化性质已经成为许多领域的研究热点”】。利用物质的 微观结构参数与其宏观性质建立定量结构一性质关系（Ｑｕａｎｔｉｔａｔｌｖｅ
ＦｏｒｍＩｃ ａｃｌｄ Ａｃｅｔｌｃａｃｌｄ ＰｒｏｐｌＯｎｌｃ ａｃｌｄ Ｂｕｔｖｎｃ ａｃｌｄ Ｖａｌｅｎｃ ａｃｉｄ Ｈｅｘａｎ０１ｃａｃｌｄ
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