2 羧酸的命名
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普通命名法(俗名)
⑴.根据酸的来源命名
⑵.用希腊字母表示取代基位次。
CH3C=CHCH2COOH CH3
4-甲基-3-戊烯酸
一元酸 HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH CH3CH2CH2COOH CH3(CH2)16COOH 二元酸
系统命名 甲酸 乙酸 丙酸 丁酸 十八酸 系统命名
pKa: 2.86
4.0
4.52
吸电子基团使取代苯甲酸的酸性增强; 给电子基团使取代苯甲酸的酸性减弱。
12.1 羧酸的分类和命名
1.分类
按烃基种类分:
脂肪族羧酸、脂环族羧酸、芳香族羧酸。
羧基的数目分: 一元酸、二元酸及多元酸。
CH3COOH 乙酸
HOOCHC
CHCOOH
COOH
丁烯二酸
COOH 环己基甲酸
2-萘乙酸
2. 羧酸的命名: 系统命名法
⑴.选含羧基的C链为主链,称“某酸”;或“某二 酸”; ⑵. 含脂环和芳环羧酸:把芳环或脂环看作取代基; ⑶.对不饱和酸,选含羧基和C=C的最长碳链,叫做 某烯酸,并把双键位置注于名称之前。
acetum 拉丁文,醋; 冰醋酸,无水乙酸在16.7℃下,转化为冰状晶体; 乙酸具有腐蚀性,其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。;
苹果酸:保健、减肥、美容
*
HOOCCHCH2COOH OH
果酸(Alpha Hydroxy Acid,AHA,BHA):甘醇酸, 乳酸,苹果酸,酒石酸,柠檬酸,杏仁酸等
保湿,去角质,抚平皱纹,换肤
CH2-COOH OH
CH2COOH HO C COOH CH2COOH
CH3-CH-COOH OH
HOOCCH-CHCOOH OH OH
CH-COOH OH
12.6 羧酸的化学性质 反应部位:
α -H卤代
R C C H
α
H
=
O O H
酸 性
羟基被取代
12.6.1 羧酸的酸性 1. 羧酸的酸性
普通命名 蚁酸 醋酸 初油酸 酪酸 硬脂酸 普通命名
HOOCCOOH HOOCCH2COOH HOOC(CH2)2COOH (Z)-HOOCCH=CHCOOH (E)-HOOCCH=CHCOOH
乙二酸 丙二酸 丁二酸 顺丁烯二酸 反丁烯二酸
草酸 缩苹果酸 琥珀酸 马来酸 富马酸
O
CH2CH3 CH3
O
HOCCH2CHCH2CH2CHCH2COH
CHCOOH OH
3–甲基–6–乙基辛二酸
2–苯基–2–羟基乙酸 (扁桃酸,杏仁酸)
COOH (布洛芬)
2-甲基-对异丁基苯乙酸 (解热镇痛及抗炎药)
-环己基丁酸
12.2 羧酸的结构
sp2 R C O OH
O R C O H
O R C OH
O OH
推电子基使酸性减弱
H COOH CH3 COOH
Pka
3.75
4.75
吸电子基使酸性增强 Pka 4.75 2.81 1.29 0.70
诱导效应随着传递距离的增大而迅速减小。
O O O CH3 CH2 CH C OH > CH3 CH CH2 C OH > CH2 CH2 CH2 C OH Cl Cl Cl
• 甲酸和乙酸相比谁的酸性强? • 甲酸和三氯乙酸相比谁的酸性强? • 对硝基苯甲酸、对甲基苯甲酸、苯甲酸的 酸性大小次序如何? 羧酸酸性的强弱取决于电离后所形成的羧酸 根负离子(即共轭碱)的相对稳定性!
羧酸负离子越稳定,则其共轭酸越强。
R C O O H
烷基R上连有-I电子效应的基团 酸性增强; +I基团酸性减弱。
• 为什么羧酸的酸性比醇、酚的酸性大?
O R C O H
R OO R O O
O R C O
原因:
⑴ p-π共轭使羟基氧上的电子云密度降低,使羟基之间的电子 更靠近氧原子, O-H键减弱,H+易离去。 ⑵ -COOH中的 H+ 离去后,(-CO2-)P-π共轭更完全,键长 平均化(甲酸钠的X射线测定表明,碳氧键长均等)使体系更 稳定,因此,羧酸的H+更易离去。
R
C
酰基
羟基
羟基对羰基有给电 子的P-π效应
由于共轭作用,使得羧基不是 羰基和羟基的简单加合, -COOH中的C=O 失去了典型的 羰基性质,-OH的给电子效应使 羰基碳正性减弱,如与羰基试剂 NH2OH不发生反应。-OH的酸性 比醇的O-H酸性强。
12.3 羧酸的制法
1.伯醇和醛的氧化
(CH3)3C CH C(CH3)3 CH2OH
RCOOH RCOO- + H+
羧酸能与NaOH、Na2CO3、NaHCO3作用:
NaOH RCOOH + Na2CO3 NaHCO3 RCOONa + CO2 + H2O H2O
但羧酸盐遇无机酸后又重新生成羧酸:
RCOONa + HCl RCOຫໍສະໝຸດ BaiduH + NaCl
HY > RCOOH > H2CO3 >C6H5OH > H2O > RCH2OH
7.卤仿反应
12.4 羧酸的物理性质
羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇高。例如:
bp/℃ HCOOH 100.7 C2H5OH 78.5
bp/℃ CH3COOH 117.9 n–C3H9OH 97.4
O H O R O H O
原因:二缔合体。
R
几个自然界存在的酸 乙酸:(acetic acid )
应用: 醇、酚、酸的鉴别与分离
提示: NaOH NaHCO3
COOH 油层 OH OH NaHCO3 分液 水层 COONa H+ COOH
酸 溶 溶
酚 溶 不溶
NaOH 分液
醇 不溶 不溶
OH 油层 H+
ONa 水层
OH
苯甲酸 pKa 4.21
碳酸 6.38,9
苯酚 10
环己醇 18
2. 羧酸的结构与酸性的关系
第十二章 羧酸
(carboxylic acid)
12.1 羧酸的分类和命名 12.2 羧酸的结构 12.3 羧酸的制法 12.4 羧酸的物理性质 12.6 羧酸的化学性质 12.6.1 羧酸的酸性 12.6.2 羧酸衍生物的生成 12.6.3 羰基的还原反应 12.6.4 脱羧反应 12.6.5 二元酸的受热反应 12.6.6α–氢原子的反应 12.7 羟基酸
K2Cr2O7 - H2SO4 82%
(CH3)3C CH C(CH3)3 COOH
2.腈水解
CH3 CN
H2O, H2SO4 ~85%
CH3 COOH
3. Grignard 试剂与CO2作用
Mg Br 乙醚
MgBr
①CO2 ②H3O
+
COOH
4.烷基苯氧化
5.不饱和烃氧化 6.醛酮加氢氰酸,水解