羧酸和羧酸衍生物

1

授课内容

Chapter 8 Carboxylic Acids and Derivatives 学时数 6

掌握比较化合物酸性强弱的方法、羧酸的羟基取代、羧酸衍生物的“三解”反应。熟悉羧酸的分类、命名（包括普通命名法和系统命名法）。 了解酯化的反应历程及一些重要羧酸。

第一节 羧酸 一、结构与命名

二、性质（酸性、酯化历程） 三、重要的羧酸

第二节 羧酸衍生物 “三解”反应 第三节 取代羧酸

教材：张生勇主编《有机化学》高等教育出版社。

参考文献：

1．邢其毅、徐瑞秋、周政等编《基础有机化学》第二版，高等教育出版社,1996 2．邢其毅、徐瑞秋、裴伟伟编《基础有机化学习题解答与接题示例》，北京大学

出版社,1998

3. John McMurry; “Fundamentals of Organic Chemistry ” 5th Ed. 2003, Brooks/Cole

（

主任（教学组长）：

（含重点，难点）

主

要 内 容

复习

思考题

参考文献 教 材 教研室意见

教学目的

2

第八章 羧酸和羧酸衍生物 Carboxylic Acids and Derivatives 第一节 羧酸Carboxylic Acids

一、羧酸的结构与分类 Structures and Classification of Carboxylic Acids

1．结构 分子中含有羧基（-COOH ）的化合物。可用RCOOH 表示。 2．分类 按R 的不同分类：脂肪、脂环、芳香羧酸 按羧基的数目分类：一元酸及多元酸。

羧酸在自然界中常以游离状态、盐或羧酸酯的形式存在于生物体中。 二、羧酸的命名 Nomenclature of Carboxylic Acids

1．普通命名 ：a.从羧基相邻碳原子开始用希腊字母表示; b.常用俗名。

2．系统命名： a.脂肪酸和芳香酸均命名为“某酸

b.脂环酸：脂环烃名称后加“羧酸”或“二羧酸”

三、羧酸的物理性质 Physical Properties of Carboxylic Acids

沸点（bp ）: 大于相应乙醇的沸点

溶解度: 水中溶解度大。C 1~C 4与水混溶,R 增大，S 降低。 物态：饱和脂肪酸： C n <10为液体； C n >10为蜡状固体。

二元酸和芳香酸为无色晶体。

四、羧酸的化学性质 Chemical Properties of Carboxylic Acids 1．酸性acidity: H +

RCOOH

RCOO

+

-

酸性较大的主要原因：P-p 共轭

pKa ：4~5（碳酸6.35, 苯酚pKa=10）

H 2O

RCOOH RCOONa +NaOH

+

H 2O

RCOOH

RCOONa

+

NaHCO 3

+

CO 2

+

NaCl

RCOOH

+

+

RCOONa

Cl H

-X 为吸电子基，使酸性增大。F>Cl>Br>I -X 离COOH 越近，酸性越大。α>β>γ R 为给电子基时，使酸性降低

其它基团对酸性的影响（pKa 数据见p187表8-2）

120m in

3

教 学 内 容

时间 分配 媒体选择

COOH

CH 2COOH

NO 2

COOH

Cl

COOH

>

>

>

pKa 3.40 4.03 4.20 4.31 （甲酸pKa=3.75; 乙酸pKa=4.75）

2、羟基被取代的反应 (1) 脂化（esterification ）

H 2O

+

HOR'

+

C

O R

OH

C O R

OR'

H

+

H 2O

+H

+C

O OH C O H

+

O CH 3

O CH 3

1818

反应历程reaction mechanism ：

C

OH R

OH

C OH R

OH

+

+C

O R

OH

H

+

快

C OH R

OH

+OH R'

R'OH

C OH

R

+

OR

OH 2

_O H 2

C

OH R

+C OH R

+OR

OR

H +

_C

O R

OR

脂化速率：醇：甲醇>伯醇>仲醇

羧酸： HCOOH > CH 3COOH > RCH 2COOH

> R 2CHCOOH > R 3CCOOH

4

教 学 内 容

时间 分配 媒体选择

(2) 酰卤的生成

CH 3COOH

+

PCl 33CH 3COCl

+

H 3PO 3

3

(CH 3)2CHCH 2COOH +SOCl 2(CH 3)2CHCH 2COCl +SO 2

+Cl

H

注：HX 不能与羧酸反应生成酰卤 (3) 酸酐的生成 用P 2O 5作脱水剂制备酸酐

H 2O

++C

O CH 3OH C O HO

CH 3

P 2O 5

C

O C

O

CH 3O

CH 3

用低级酸酐作脱水剂制备高级酸酐

+(CH 3CO)2O

+COOH C

O

)2O 2CH 3

COOH

2

(

能形成五元、六元环酸酐的二元羧酸可直接加热制备酸酐

C O

OH CH 2C O OH CH 2C

O

CH 2C

O

CH 2O H 2O

+℃300

C CH C

O O O

1400C H 2O

C C H

COOH

H

COOH

CH

3000C O

O

COOH

COOH

H 2O

O (4) 酰胺的生成

RCOOH

NH 3

RCOONH 4

H 2O △C

O

NH 2

R

CH 3COOH (NH 4)2CO 3

CH 3COONH 4

H 2O

△CH 3CONH 2