羧酸的命名
羧酸的命名与性质
羧酸的命名与性质羧酸是有机化学中一类带有羧基（-COOH）的化合物，其命名规则相对较为复杂。
本文将介绍羧酸的命名方法，并探讨其特性和性质。
一、羧酸的命名方法羧酸通常根据其所含的碳原子数来进行命名。
以下是常见的羧酸命名规则：1. 一元羧酸：一元羧酸的命名遵循醛的命名规则，只需将“醛”改为“酸”。
例如，甲醛（HCHO）的一元羧酸为甲酸（HCOOH）。
2. 酸根名称：对于已知的酸根离子，可以将其名称加上酸的词缀来表示相应的羧酸。
例如，氯根离子（Cl^-）对应的羧酸为氯酸（HClO₂）。
3. 二元羧酸：二元羧酸由两个羧基连接而成，其命名常常采用“二酸”加上具体的碳原子数的表示方法。
例如，草酸（H₂C₂O₄）为二元羧酸的一种。
特殊命名方法还包括：使用化学家的姓氏命名如醋酸（乙酸），使用天然来源的名称如柠檬酸。
二、羧酸的性质1. 酸性：由于羧基的强电负性，羧酸具有酸性。
羧酸中的羧基可以失去一个或多个质子，生成相应的负离子。
质子的丢失使羧酸变为带有负电荷的离子，称为羧酸根离子，其名称一般以酸的名称加上酸根的词缀命名。
羧酸的酸性可以通过pKa值来衡量，pKa值越低，酸性越强。
2. 水溶性：羧酸中的羧基可以与水分子发生氢键作用，因此大部分羧酸可以溶于水。
水溶性与羧酸的碳链长度密切相关，当羧酸的碳链长度增加时，其水溶性降低。
3. 氧化性：由于羧基旁边的氧原子容易接受电子，羧酸具有一定的氧化性。
这使得羧酸常被用作氧化剂，例如柠檬酸与硫代硫酸钠反应可产生二氧化硫。
4. 化学反应：羧酸可以发生酯化、酰氯化、酰酸酐的形成、脱羧等各种化学反应。
这些反应使得羧酸在有机合成中具有重要的应用价值。
总结：羧酸的命名方法较为复杂，根据碳原子数的不同可以进行分类命名。
羧酸具有酸性，可以溶于水，同时具有一定的氧化性。
在化学反应中，羧酸能够发生多种反应，具有广泛的应用价值。
（本文字数：560字）。
大学有机化学第十三章羧酸
CH3-C CH-COOH CH3
4
3
2
1
3-甲基-2-丁烯酸
取代酸
CH
CHCOOH
3-苯基丙烯酸（肉桂酸） （ -苯基丙烯酸）
◆ 羧酸的物理性质
O R C
=
O
H O
H H H
R C
=
O
H O O
O H
O H
=
C R
羧酸是极性分子，能与水形成氢键，故低级一元酸可 与水互溶，但随M↑，在水中的溶解度↓，从正戊酸开始 在水中的溶解度只有3.7 %，＞C10的羧酸不溶于水。
O CH3C OH + NH3
CH3COOH + NH3
O
CH3C O.NH4 200℃CH C NH 3 2
CH3COONH4 Δ CH3CONH2 + H2O
-+
O
二元酸的二铵盐受热则发生分子内脱水兼脱氨，
生成五元或六元环状酰亚胺。
C H2C O O NH 4 C H2C O O NH 4
O
300℃
回流
ClCH2COOH
Cl2 , P
一氯乙酸
Cl2CHCOOH
回流
Cl2 , P Cl3CCOOH
二氯乙酸
回流
三氯乙酸
α-卤代酸是一种重要的取代酸，它可以发生与卤代烃相 似的亲核取代或消去反应，从而转变成其它的取代酸。
如：
CH3COOH Br2 ,P BrCH2COOH NaCN NCCH2COOH α-氰基乙酸
b.p： 羧酸 ＞ M 相同的醇。
IR谱：
OH伸缩振动—
二聚体：2500~3300cm-1(宽而散)；
单体： 3550cm-1(气态或非极性溶剂的稀溶液)。 C=O伸缩振动——脂肪族羧酸：1700~1725cm-1 芳香族羧酸：1680~1700cm-1
有机化学 第11章 羧酸
C O C
2.两个羧基相隔2～3个碳原子的二元酸，不需要任 何脱水剂，加热就能脱水生成五元或六元环酐。
O H H C C C OH C OH O 150℃ H H C C O C O C O + H2 O
（三）酯的生成
酯化是可逆反应。为了提高酯的产率，通常采用加 过量的酸或醇。
§11-1 羧酸的分类和命名法
分子中含有羧基 一、分类
按照与羧基所连的烃基： （—COOH）的化合物。 脂肪酸和芳香酸。 通式：RCOOH和 按照分子中所含羧基数目： ArCOOH表示。
一元羧酸和多元羧酸。
二、命名
（一）脂肪酸
CH3 CH3CHCH2COOH 3-甲基丁酸 β-甲基丁酸
_ H3 O+
CH3(CH2)3CHCHO CH2CH3
KMnO4,OHH 2O
CH3(CH2)3CHCOO CH2CH3
CH3(CH2)3CHCOOH CH2CH3 (78％)
二、腈水解
HOCH2CH2Cl NaCN HOCH2CH2CN (1)OH-,H2O (2)H3O
+
HOCH2CH2COOH
α-C有强吸电子基时容易脱羧，二元羧酸也较容易 发生脱羧反应。芳基作为拉电子基，使芳酸的脱羧 比脂肪酸容易。
COOH O2N NO2 NO2 ~100℃ H2O O2N NO2 NO2 + CO2
五、烃基上的反应
（一）α-H卤化 羧基与羰基类似，能使α-H活化。但羧基的致活作 用比羰基小得多，必须在碘、硫或红磷等催化剂存 在下α-H才能被卤原子取代。
羧酸及衍生物
H HOOC
H
chrysanthemic acid (pyrethrin)
二、物理性质（physical properities）
沸 点：
CH3CH2CH2OH CH 3CO OH
2OH
HCOO H
+ H2O
COOH 230℃ COOH
丁二 酸 酐 二 丁 CO 酸 酐 O
KMnO4 H2SO4
O
COOH COOH
P2O5
O
O + H2OFra bibliotek⑷ 酰卤 (acyl halide)的生成：
O R C O OH + Cl S Cl 亚硫酰氯 氯化亚砜 O
R
C
Cl + HCl + SO2
卤化试剂：PCl3, PCl5, SOCl2, PBr3
COOH
A-CH2-COOH
加热 ，碱
CH
ACH3 + CO2
在结构上，两个吸电子基连在同一个碳上的 化合物，热力学上是不稳定的，受热易脱羧。
HOOCCH2COOH
CH3COOH + CO2
当-碳上连有吸电子基团时，羧酸受热易发生脱 羧反应。
O O CH3 C C O H
-CO2
O CH3 C H
合成题：
COOH CH2Br
解：
COOH 1).LiAlH4 2).H3O+
HBr CH2Br
CH2OH
4. 脱羧反应（decarboxylation）
—羧酸失去羧基的反应，即脱去一分子CO2。
羧酸
系统命名：选取含羧基的最长碳链作主链， 某酸” 系统命名：选取含羧基的最长碳链作主链，称“某酸”
CH3 CH3 C CH=CHCO2H
CH3
CH2CH3 C C- CH2CO2H O
4-甲基 苯基 2-戊烯酸 甲基-4-苯基 戊烯酸 甲基 苯基4-甲基 苯基 3-己酮酸 甲基-4-苯基 甲基 苯基- 己酮酸 4-methyl-4-phenyl-2-pentenoic acid 3-oxohexanoic acid CO2H CO2H 1 3-羟基 环戊烷酸 羟基 3 3-hydroxyl cyclopentane OCH3 OH carboxylic acid 间甲氧基苯甲酸 m-methoxy benzoic acid
浓H2SO4 甲苯
CO2Et + 2 H 2O CO2Et
共沸脱水
带水剂：甲苯、 带水剂 甲苯、苯、环己烷等 甲苯 环己烷等 沸点/ ： 沸点 oC： 110，80.2, 80.8 ， 共沸点/oC： 75, 69.3, 62.1* 共沸点 ：
18
RCO2H + (CH3)3COH
H+
RCO2C(CH3)3 + HOH
COOH COOH OH COOH
O C O−
δ−
−
H+
δ
O
pKa= 4.20
2.98
4.57 OH
【课堂讨论 课堂讨论】1.按酸性强弱排序 课堂讨论 按酸性强弱排序
CO2H OH CO2H CO2H CH3
NO2 CH3 1 NO2 2
H3C NO2 3
3.03 4.44
CH3 NO2 4
4＞1＞3 ＞ 2? ＞ ＞
[RCO2−] [H+] Ka = [RCO H] 2
高四12章__羧酸
第十二章 12.5 羧酸的波谱性质
IR谱图特征： IR谱图特征 谱图特征： O
羧酸 R－C－OH
羧
酸
-1 νC=O ： 1725-1700cm -1 ： νOH（缔合） 3000-2500cm （胖峰或漫坡）
δ OH ：
O 羧酸盐 R－C O-
-1 约920 cm
O- ：1610-1550cm 和 1420-1300cm -1 -1 R－C O
熔点：偶数碳羧酸的m.p高于相邻两奇数碳羧酸的m.p。 熔点：偶数碳羧酸的m.p高于相邻两奇数碳羧酸的m.p。 （P429图12-1） P429图12H3C
原因：
H3C
COOH H3C
COOH H3C
COOH H3C
COOH
H3C COOH
COOH
分子对称性低，排列不够紧密
分子对称性高，排列紧密
同理：二元酸也是偶数碳羧酸之m 高；不饱和酸：E 同理：二元酸也是偶数碳羧酸之m.p高；不饱和酸：E式m.p＞Z式m.p；
12.3.1
羧酸的工业合成
(1) 烃氧化
制乙酸： 制乙酸：
CH3CH2CH2CH3
O2，醋酸钴 90~100 C，1.01~5.47MPa
o
CH3COOH + HCOOH + CH3CH2COOH + CO + CO2 + 酯和酮 57% 1~2% 2%~3% 17% 22%
工业制乙酸还可用轻油(C5~C7的烷烃) 工业制乙酸还可用轻油(C5~C7的烷烃)为原料。 制苯甲酸： 制苯甲酸：
RX + NaCN
RCN
RCOOH + NH3
增长碳链的方法之一，RCOOH比RX多一个碳！
第12章 羧酸
第12章 羧酸§12.1 羧酸的分类、结构与命名12.1.1 结构和分类 1、定义分子中含有C OH O基团(羧基)的有机化合物称为羧酸。
2、羧酸的结构通式：R-COOH (-R=烷基或芳基) 3、羧酸(RCOOH)的分类方法☐ 按照羧基连的烃基构造： ☐ 按照分子中羧基的数目：脂肪族羧酸（饱和及不饱和） 一元羧酸 脂环族羧酸 二元羧酸 芳香族羧酸 多元羧酸其中链状的一元羧酸（包括饱和的及不饱和的）通称为脂肪酸12.1.2 命名 1、系统命名法A 、饱和脂肪酸的命名1）选择含有羧基的最长碳链为主链，并按主链碳数称“某酸”； 2）从羧基碳原子开始编号，用阿拉伯数字标明取代基的位置； 3）并将取代基的位次、数目、名称写于酸名前。
如：C H 3 C H 2 C H 2 CO O H丁酸 C H 3 C H C H 3 C H C H 3C H 2 C O O H 3 , 4 - 二甲基戊酸 β , γ - 二甲基戊酸12 3 4 5 α β γB 、不饱和脂肪酸的命名1）选择包括羧基碳原子和各C=C 键的碳原子都在内的最长碳链为主链，根据主链上碳原子的数目称“某酸”或“某烯（炔）酸”；2）从羧基碳原子开始编号；3）在“某烯（炔）酸”前并注明取代基情况及双键的位置。
如：CH 3CCHCH CH 3CH 3COOHC CCOOHHOOCH H2, 4–二甲基–3–戊烯酸 (E ) –丁烯二酸 3-苯基丙烯酸C 、脂环族羧酸的命名1）羧基直接连在脂环上时，可在脂环烃的名称后加上“羧酸或二羧酸”等词尾； 2）不论羧基直接连在脂环上还是在脂环侧链上，均可把脂环作为取代基来命名。
如：D 、芳香族羧酸的命名1）以芳甲酸为母体；2）若芳环上连有取代基，则从羧基所连的碳原子开始编号，并使取代基的位次最小。
如：E 、二元酸的命名选包括两个羧基碳原子在内的最长碳链作为主链，按主链的碳原子数称为“某二酸”。
羧酸的结构分类和命名
OH slow R C OH
HO R'
+
OH R C OH R'O+ H
- H+ O R C OR'
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OH + OH fast + R C OH2 R C OR' 消除 H 2O OR'
..
..
加成
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问题: 解释酯化反应的活性顺序
不同醇的酯化反应由易到难:
CH3OH ＞ CH3CH2OH ＞ (CH3)2CH-OH ＞ (CH3)3C-OH
不同酸的酯化反应由易到难:
HCO2H ＞ CH3CO2H ＞ (CH3)2CHCO2H ＞ (CH3)3CCO2H
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4．酰胺的生成
羧酸与氨(或胺)反应首先形成铵盐, 然后加热脱水得到酰胺 (amide)。
RCOOH
O NH3 R-C-O-NH4+
△
-H2O △
O R-C—N H2
酰胺键
COOH
浓H2SO4
乙酸乙酯
O O H2SO4 C6H5-C—OH + H O-CH3 C6H5-C—O-CH3 +H2O
苯甲酸甲酯 (85-95%)
增加反应物之一，或不断从反应体系中移去 一种生成物,可促使平衡右移,提高酯的收率。
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伯醇、仲醇与羧酸的酯化反应，通常 是按酸脱羟基醇脱氢的方式生成酯。 O O CH3-C—OH + H O18-C2H5 CH3-C—O18-C2H5 + HO-H
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(三) 羧酸的命名
脂肪族和芳香族羧酸均以脂肪酸作母体命名。
羧酸的命名和结构
羧酸的命名和结构一、羧酸的命名1、俗名:根据羧酸的来源进行命名。
例如:HCO ＯH C Ｈ3ＣＯO Ｈ C 6Ｈ5C ＯO Ｈ ＨOOCC ＯOH 蚁酸 醋酸 安息香酸 草酸(参见表9－1，9—２)2、普通法:称为´´酸,取代基位置用α，β…ω表示，ω代表最远的取代位置。
例如：Ｂr ＣH 2（CH 2)9CO ＯH COOH CH 2CH 3CCH 2COOHω—溴代十一碳酸 α－甲基丙烯酸 b －萘乙酸３、系统法：(1）选含ＣＯＯH 的最长碳链→´酸（２）多元酸→选含最多C ＯO Ｈ的最长碳链 (3)脂环、芳环作取代基（4）COOH 端起编（羧基﹤重键） (5)其余符合系统法 例如： 1、OHCOOH ２、COOH OCH 33、COOHCOOH ４、ＣH 3ＣH=C ＨCOOH5、CH 3(CH 2)7CH=CH(CH 2)7COOH6、CCl 3COOH ７、COOH８、HOOCCOCH 2CH 2COOH ９、CH 3CH(COOH)2 １0、CH 2COOH11、CHCH 2COOHCH 312、BrCH 3OH１3、COOH2OH1４、COOHCOOHCOOH HOOC15、CO解:1、邻羟基苯甲酸（水杨酸） ２、邻甲氧基苯甲酸3、1，2—环己基二甲酸（1,2—环己烷二羧酸）4、２－丁烯酸５、9—十八碳烯酸（油酸） 6、三氯乙酸 ７、乙二酸（草酸) 8、2-酮戊二酸（草酰丙酸) 9、２－甲基丙二酸 10、a —萘乙酸 １１、３—环己基丁酸 １2、3－甲基-４-羟基—5-溴苯甲酸13、对氨基水杨酸 1４、反—1，2—环己基二甲（羧)酸 15、草酰基二、结构特点CH-+H1、羧酸中存在羟基与羰基的共轭，使羧酸的性质与醇、醛酮显著不同；2、p－π共轭使氢氧键极性↑,H+易离去，且羧基负离子也因p—π共轭而稳定性↑,因此羧酸具有明显的酸性；3、p—π共轭使羰基碳上δ+↓，因此羰基的亲核加成活性¯,而更易发生羟基取代的反应，生成相应的羧酸衍生物。
2.4.2 烃类衍生物的命名(二)——羧酸及其衍生物的命名
O
O
O
O
RCOCR
对称酸酐
R C O C R'
混酐
对称酐用相应的酸命名，称某酸酐或某酐。
混酐要指出两个酸的名称，称某某酸酐。
O
OO CH3COC
OO CH3COCCH2CH3
乙丙酸酐 acetic propionic anhydride
O
O 邻苯二甲酸酐 o-phthalic anhydride
（formic acid）
CH3COOH 乙酸（醋酸） ethanoic acid （acetic acid）
Br CH3CH2CHCOOH
2-溴丁酸 2-bromobutanoic acid
2.4.4 羧酸及其衍生物的命名
对于脂环族和芳香族羧酸，以脂肪酸为母体，把脂
环和芳环作为取代基来命名。羧基直接与环碳相连
化合物的英文命名是在相应环烃名称之后加上
“carboxylic acid”。例如：
COOH
COOH
环己基甲酸 cyclohexanecarboxylic acid
CH CHCOOH
苯甲酸（安息香酸） benzenecarboxylic acid
（benzoic acid）
3-苯基丙烯酸（肉桂酸） 3-phenylpropenoic acid
HOOC
COOH
CC
H
H
顺丁烯二酸 （马来酸） cis-butanedioic acid (maleic acid)
2.4.4 羧酸及其衍生物的命名
2. 羟基酸和酮酸的命名
羟基连接在脂肪烃基为醇酸，连接在芳环上为酚酸，
通常采用俗名。例如
CH3CHCOOH
OH 2-羟基丙酸（乳酸） 2-hydroxypropanoic acid
羧酸的命名和反应特点
羧酸的命名和反应特点羧酸是一类含有羧基（-COOH）的有机化合物，它们具有独特的命名和反应特点。
本文将对羧酸的命名和反应特点进行详细介绍。
一、羧酸的命名羧酸的命名遵循一定的规则，通常根据其碳骨架的长度和官能团的取代情况命名。
以下是常见的羧酸命名规则：1. 直链羧酸：直链羧酸的命名以相应的烷烃为基础，将末端的“e”字母去掉，并在末端加上“-oic acid”后缀。
例如，甲酸、乙酸、丁酸等。
2. 支链羧酸：支链羧酸的命名以支链烷烃为基础，将支链烷烃的取代基命名时，加上羧基的位置和名称，并在末端加上“-oic acid”后缀。
例如，3-甲基戊酸、2-乙基丁酸等。
3. 环状羧酸：环状羧酸命名时，以环状化合物的基础命名，并在末端加上“-oic acid”后缀。
例如，环丙烯酸、苯甲酸等。
二、羧酸的反应特点羧酸具有一些特殊的反应性质，以下是羧酸常见的反应特点。
1. 酸碱中和反应：羧酸具有酸性，可以和碱发生中和反应生成盐和水。
反应方程式为：酸 + 碱→ 盐 + 水。
2. 酯化反应：羧酸可以与醇发生酯化反应，生成酯和水。
反应方程式为：羧酸 + 醇→ 酯 + 水。
酯化反应是一种重要的有机合成反应，广泛应用于药物合成和香料合成等领域。
3. 还原反应：一些羧酸可以发生还原反应，被还原为相应的醇。
例如，乙酸可以被氢气还原成乙醇。
还原反应常在催化剂的作用下进行。
4. 羧酸的缩合反应：两个羧酸分子之间发生缩合反应，生成酸酐和水。
反应方程式为：两个羧酸→ 酸酐 + 水。
例如，乙酸与醋酸缩合反应产生醋酐。
5. 羧酸的酰化反应：羧酸可以与酸酐或氯代酸发生酰化反应，生成酰基羧酸。
反应方程式为：羧酸 + 酸酐或氯代酸→ 酰基羧酸。
酰基羧酸是一类重要的有机合成中间体。
总结：本文对羧酸的命名和反应特点进行了介绍。
羧酸的命名根据其碳骨架的长度和官能团的取代情况进行，常见的羧酸有直链羧酸、支链羧酸和环状羧酸。
羧酸具有酸碱中和反应、酯化反应、还原反应、缩合反应和酰化反应等特点，这些反应在有机合成和生物体内具有重要的应用价值。
第十二章 羧酸
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也溶于NaHCO3。 RCOOH + NH4OH RCOONH4 + H2O 高级脂肪酸高级脂肪酸的钠、钾盐是肥皂的主 要成分，高级脂肪酸的铵盐是雪花膏的主要成分， 镁盐可用于医药工业，钙盐用于油墨工业。
影响羧酸酸性的因素： 影响羧酸酸性的因素复杂，这里主要讨论电 子效应和空间效应。 1． 电子效应对酸性的影响 1）诱导效应 1°吸电子诱导效应使酸性增强。 FCH2COOH > ClCH2COOH > BrCH2COOH > ICH2COOH > CH3COOH pKa值 2.66 2.86 2.89 3.16 4.76 2°供电子诱导效应使酸性减弱。 CH3COOH > CH3CH2COOH > (CH3)3CCOOH pKa值 4.76 4.87 5.05
3°吸电子基增多酸性增强。 ClCH2COOH < Cl2CHCOOH < Cl3CCOOH pKa值 2.86 1.29 0.65 4°取代基的位置距羧基越远，酸性越小。
2) 共轭效应 当能与基团共轭时,则酸性增强，例如： CH3COOH Ph-COOH pKa值 4.76 4.20
2．取代基位置对苯甲酸酸性的影响 取代苯甲酸的酸性与取代基的位置、共轭效 应与诱导效应的同时存在和影响有关，还有场效 应的影响，情况比较复杂。 可大致归纳如下： a 邻位取代基（氨基除外）都使苯甲酸的酸 性增强（位阻作用破坏了羧基与苯环的共轭）。 b 间位取代基使其酸性增强。 c 对位上是第一类定位基时，酸性减弱；是 第二类定位基时，酸性增强。见P7表12-3。
羧酸的化学性质
COOH 5 CO + 2 K O4 M + H 3 H 2 n S 4O OK 2 S 4 + 2 O M4 n + 1 C S 2 0 + O 8 O H 2 O
5.丁烯二酸
H C
HOOC
H
H
C
C
COOH HOOC
COOH
C H
顺丁烯二酸 （马来酸或失水苹果酸）
反丁烯二酸 （延胡索酸或富马酸）
C 3H CC HC HOLO i 4H A C 3 l H C HC HH C 2 O HH
LiAlH4可还原-COOH、C=O；NaBH4只还原C=O；二者均不能还原C=C、碳碳三键
练习题
1、
COOH CH3 CH
△
COOH
2、 CH3 CHCH2COOHBa(O2H) CH2CH2COOH
3、
4 NH3
+
CO
2
3
-
+
2 Ag
+
2 H2O
CO2 +H2O
H COOHH2S4O CO+H2O
2.乙酸 3.过氧乙酸 4.乙二酸
O CH3COOH
乙二酸是二元羧酸中酸性最强的一个，其钙盐溶解度极小，可用于Ca2+的分析和测定。乙 二酸还可以和许多金属离子形成配合物，且形成的配合物溶于水，因此能除去铁锈及衣物上的 蓝墨水痕迹。乙二酸受热可发生脱羧反应，在浓硫酸存在下加热可同时发生脱羧、脱水反应。 乙二酸可以还原高锰酸钾，可用作标定高锰酸钾的基准物质。
CH3
CH3 CH3
3- 甲 基 丁 酸 或 β-甲基丁酸
2，3-二甲基丁酸
CH3 CH CH COOH
羧酸取代羧酸的分类命名、性质
Br2 / P
3
-H活性：羧酸小于醛酮。 PCl3、PBr3 或红磷(P)等催化。 催化量 PBr
CH3CH2CHCOOH Br CH3CHCOOH Br
5. 羧酸的脱羧反应
HOOCCOOH HOOCCH2COOH HCOOH + CO2 CH3COOH + CO2
CH3(CH2)16COOH 二元酸
HOOCCOOH HOOCCH2COOH
十八酸
硬脂酸
乙二酸 丙二酸
草酸
系 统 命 名 法
4
3
CH3
2
1
CH3CHCH2COOH
CH3CH2 C COOH CH2
3–甲基丁酸
HOOCCHCH2COOH CH3
3–乙基–2–丙烯酸
HOOCC CHCOOH
CH2CH3
CH2 COOH
CH3 C
CH2 COOH
丙醛酸或 3-羰基丙酸
3–丁酮酸或β–羰基丁酸
1. 卤代酸
卤代酸的水解反应
R CH COOH + H2O X R CH OH COOH + HX
OH-
RCH2COOH + Br2
PBr3
RCHCOOH Br
H2O OH-
RCHCOOH OH
2.羟基酸（醇酸、酚酸）
180—190oC -H2O DCC/THF 0C
o
PhCONHPh (84%)
CH3CON(CH3)2
3. 羧基被还原
LiAlH4是还原羧酸为醇的最好试剂 LiAlH (醚) HO
RCOOH
COOH
(一)羧酸的分类和命名重点
对苯二甲酸
C O O H
柠檬酸
p-Phthalic acid
Citric acid
(2)命名
(甲)俗名
HCOOH CH3COOH C H 3C H 2C H 2C O O H
甲酸 乙酸
丁酸
蚁酸 醋酸
酪酸
C H 3 (C H 2 )10 C O O H 月桂酸 Lauric acid
C H 3 (C H 2 )12 C O O H 豆蔻酸 Palmitic acid
利用羧酸的酸性和羧酸盐的性质，可把羧酸与中 性 或碱性化合物分开.
(丙)影响酸性的因素
羧酸酸性取决于分子的结构，任何使羧酸根 负离子稳定的因素将增加其酸性，反之酸性 减弱。主要讨论诱导效应的影响：
诱导效应的表示
X ←CR3
- I 效应
H CR3 标准
X的电负性大 于H，吸电子
Y→CR3
+ I 效应
O Ar C OH
1700～ 1680cm -1
正癸酸的红外光谱
(乙)核磁共振谱 羧基中的质子: 由于氢键缔合的去屏蔽作用, 吸收峰出现在很远的低场.
RCH2COOH δ H =10.5～13
α-碳上的质子: 由于羧基的吸电作用,吸收峰向
低场位移.
RCH2COOH R2CHCOOH
δ H =2～2.6
Cl
4.52
4.82
供电基:
CH3
HCOOHCH3 COOHCH3CH2COOHCH3 C COOH
pKa 3.75
4.75
4.87
CH3
5.07
二元酸: 有两个解离常数 pKa1＜pKa2
pKa1=2.9
H O O C C H 2C O O H
第9章 羧酸及其衍生物
分 子 量： 46 沸点(0C)： 78
O....H R C O
O C R
H.... O
羧酸的沸点高于分子量相当的醇是因为它能够 形成分子间的双氢键缔合体。
三、羧酸的化学性质
还原反应
O
脱羧反应
RCCOH H
酸性
羧羟基被取代（加成.消除）的反应 (羧酸转化为其衍生物的反应） α-H被取 代的反应 羧酸主要的化学性质
5、α-H卤代反应 羧酸的α-H的活泼性不及醛酮的强，卤代 时需用红磷作催化剂。
烷氧断裂
（3）生成酯（esterification） 酯化机理1：加成～消除反应历程
O R C OH OH H R C OH
(1)
OH R'OH R C OH O R' H
(2) 质子转移
Yang 盐
质子化的醇
OH R C OH2 O R' (3) -H2O OH R C OR' (4) O -H R C OR' (5)
1、羧酸的酸性与成盐 二元羧酸的酸性强弱排序：
草酸 、己二酸、丁二酸、丙二酸、戊二酸
草酸 ＞丙二酸＞丁二酸＞戊二酸＞己二酸 应用： 用于鉴别羧酸 用于分离提纯非水溶性羧酸 增加药物水溶性 如青霉素、氨苄青霉素转变成其钠盐和钾盐后，水 溶性增大，便于临床使用。 用于生产肥皂 如C12～ C18脂肪酸的钠盐可用作肥皂
HOOC H C =C
propanedioic acid
COOH H HOOC H
butanedioic acid
C =C H COOH
顺丁烯二酸 (马来酸)
反丁烯二酸 (富马酸)
cis-butenedioic acid
trans-butenedioic acid
羧酸的结构与命名
俗名 系统名
O CCC C C C
OH
6 5432 1
例如：
CH2=CH-COOH
4
3
21
CH3-CH=CH-COOH
丙烯酸（败脂酸）
CH3
2-丁烯酸（巴豆酸）
CH3-CH-CH-COOH
CH3
俗称：,-二甲基丁酸 (,-二甲基酪酸) 系统名称: 2,3-二甲基丁酸
• 脂肪族二元羧酸的命名
CH2COOH
CH2COOH
CH=CHCOOH
3-苯丙烯酸
苯乙酸（苯醋酸） （-苯丙烯酸，肉桂酸）
-萘乙酸
2. 羧基直接与苯环相连——苯甲酸作为母体
COOH
COOH
苯甲酸（安息香酸）
CH3
对甲苯甲酸
羧酸及其衍生物
（一）羧酸
1 羧酸的结构、分类和命名
1.1 羧酸的结构 ——羧酸的分子中都含有羧基官能团:
酰基
O
σ
羧基
R σ C σ OH
• 羧基中的碳原子是SP2杂化，三个键在一个平面上。 • 碳原子的一个P轨道与氧原子的P轨道形成键。
p-共轭
sp2杂化
2
1.2 羧酸的分类和命名 (1) 分类
按烃基骨架分类
• 选择分子中含有两个羰基的碳原子在内的最长碳链 作主链,称为某二酸.
C
乙二酸（草酸）
H
COOH
CC
HOOC
H
富马酸
(反丁烯二酸）
丙二酸（胡萝卜酸）
H
H
CC
HOOC
COOH
马来酸
(顺丁烯二酸）
• 芳香族羧酸的命名 1. 羧基与苯环支链相连——脂肪酸作为母体
脂肪族羧酸 芳香族羧酸 脂环族羧酸
羧酸的分类和命名
CH3-(CH2)16-COOH
十八酸(硬脂酸)
第5页，共28页。
脂肪二元酸的命名是选择含有2 个羧基的最长碳链作为主链，称为 某二酸。例如：
HOOC-COOH 乙二酸(草酸) HOOC-CH2-CH2-COOH 丁二酸(琥珀酸)
第6页，共28页。
不饱和脂肪酸命名时，选择含羧 基和不饱和键在内的最长碳链作主 链，称为某烯酸，并把不饱和键的 位置写在“某烯酸”之前。当主链
O CH3 C OH + HO CH2CH3
乙酸 乙醇
H+
O
CH3 C OCH2CH3 + H2O
乙酸乙酯
第19页，共28页。
2. 酰卤的生成
羧酸和磷的卤化物(如五氯化
磷等)发生反应生成酰卤。 例如：
O CH3 C OH + PCl5
乙酸
O CH3 C Cl + POCl3 + HCl
乙酰氯
第20页，共28页。
药工业中常利用此性质，将不溶于水
的药物变成水溶性的盐，以便配制水
剂或注射液使用。
第17页，共28页。
(二) 羧基中羟基的取代反应 羧基中的羟基在一定条件下，
可被烃氧基(-OR)、卤素(-X)和 酰氧基取代，分别生成酯、酰 卤和酸酐等羧酸衍生物
第18页，共28页。
1. 酯的生成 羧酸与醇在强酸(如硫 酸等)催化下，生成酯和水的反应， 称为酯化反应。酯化反应为可逆 反应。
第22页，共28页。
R CH2 COOH + Cl2
R CH COOH + Cl2 Cl
p R CH COOH + HCl Cl
α-卤代酸
p
Cl
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• 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。
O
烷基R上连有-I电子效应的基团
RC OH
酸性增强； +I基团酸性减弱。
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。
COOH
pKa 4.20
COOH
COOH
NO2
3.42
COOH OH
邻位效应：不管吸 电子基还是推电子 基，一般均使酸性 增强。
O
C O-
H O
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
O C
OHห้องสมุดไป่ตู้
R C OH
酰基 羟基
➢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
CH2COOH
OH OH
CH-COOH OH
12.6 羧酸的化学性质 反应部位：
α -H卤代
H
α
RC
C =O
H OH
酸性
羟基被取代
12.6.1 羧酸的酸性 1. 羧酸的酸性
RCOOH
RCOO- + H+
➢羧酸能与NaOH、Na2CO3、NaHCO3作用：
NaOH RCOOH + Na2CO3
NaHCO3
O CH2CH3
O
HOCCH2CHCH2CH2CHCH2COH
CH3
3–甲基–6–乙基辛二酸
CHCOOH
OH
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
O
sp2
O
RC
R
OH
O RC
OH
羟基对羰基有给电 子的P-π效应
K2Cr2O7 - H2SO4 82%
CH2OH
(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 7.卤仿反应
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 CH3-CH-COOH HOOCCH-CHCOOH
OH
OH
CH2COOH
HO C COOH
RCOONa +
H2O CO2 + H2O
➢但羧酸盐遇无机酸后又重新生成羧酸：
RCOONa + HCl
RCOOH + NaCl
HY > RCOOH > H2CO3 >C6H5OH > H2O > RCH2OH
应用： 醇、酚、酸的鉴别与分离
提示： NaOH
NaHCO3
酸酚 溶溶 溶 不溶
醇 不溶 不溶
➢推电子基使酸性减弱
H COOH
Pka 3.75
CH3 COOH
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
pKa: 2.86
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 丁烯二酸
COOH
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
烯酸普，通并命把名双法键（位俗置注名于）名称之前。
⑴.根据酸的来源命名
⑵.用希腊字母表示取代基位次。
CH3C=CHCH2COOH 4-甲基-3-戊烯酸
CH3
一元酸 HCOOH
CH3COOH CH3CH2COOH CH3CH2CH2COOH CH3(CH2)16COOH
COOH OH
NaHCO3 分液
NaOH 油层
分液
OH 油层
ONa 水层 H+
OH
OH
水层
COONa H+
COOH
苯甲酸 碳酸 苯酚 环己醇
pKa 4.21 6.38，9 10
18
2. 羧酸的结构与酸性的关系
• 为什么羧酸的酸性比醇、酚的酸性大？
O RC
O R
OH
O-
O R
O
O RC
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。
系统命名 甲酸 乙酸 丙酸 丁酸
十八酸
普通命名 蚁酸 醋酸 初油酸 酪酸
硬脂酸
二元酸 HOOCCOOH HOOCCH2COOH HOOC(CH2)2COOH (Z)-HOOCCH=CHCOOH (E)-HOOCCH=CHCOOH
系统命名 乙二酸 丙二酸 丁二酸 顺丁烯二酸 反丁烯二酸
普通命名 草酸 缩苹果酸 琥珀酸 马来酸 富马酸
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 HO
原因：二缔合体。 R
R
OH O
几个自然界存在的酸 乙酸：（acetic acid ）
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。；