羧酸与酯专题

§10 羧酸与酯

一、乙酸的物理性质：

有强烈刺激性气味的无色液体，沸点是117.9℃，熔点是16.6℃，易溶于水和乙醇。当温度低于16.6℃时，乙酸就凝结成像冰一样的固体，所以无水乙酸又称冰醋酸。

二、乙酸的分子结构：

分子式：C2H4O2

结构简式：CH3COOH 官能团：—COOH（羧基）

乙酸的官能团羧基（—COOH）不能简单的把它看作是羰基（）和羟基（—OH）的加和，而是一个新的整体。羧基中一个碳原子和两个氧原子的结合相对于氧原子和氢原子的结合较牢固，其中的氢原子可以电离为氢离子，从而使含羧基的物质具有酸性。

三、乙酸化学性质：

1、乙酸的酸性：

乙酸为弱酸，酸性比碳酸酸性强。酸性：CH3COOH＞H2CO3＞苯酚＞HCO3－在水溶液里部分电离：

乙酸具有酸的通性：

a.能使紫色石蕊试液变红，以次鉴别乙酸和其他类含氧衍生物。

b.与金属反应放出H2。

c.与碱发生中和反应。

2CH3COOH+Cu(OH)2 → 2CH3COO－+Cu2++2H2O （形成蓝色溶液）

【说明】利用此原理可鉴别乙醛、乙酸、乙醇。

d. 与碱性氧化物反应，与某些盐反应。

2CH3COOH+CaCO3 → Ca2++2CH3COO－+CO2↑+H2O

2、酯化反应：（取代反应）

酸和醇起作用，生成酯和水的反应，叫做酯化反应

【实验】在试管中加入3mL乙醇、2mL冰醋酸，再慢慢加入40滴浓硫酸，小火加热。

【现象】在Na2CO3表面有果香味的无色透明油状液体生成，它是乙酸乙酯

【注意】⑴浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂。

⑵反应过程:酸脱羟基、醇脱氢。

⑶饱和碳酸钠溶液作用：①除去挥发出的乙酸，便于闻到乙酸乙酯的气味中和乙酸，

②溶解挥发出的乙醇③降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层析出。

⑷导气管不能伸入碳酸钠溶液中，防止加热不匀，液体倒吸。

⑸不光有机酸和醇可以发生酯化反应，无机含氧酸也可以和醇酯化。例如：

⑹弯导管起冷凝回流作用

【例1】下列关于无水乙酸的说法正确的是（）

A、乙酸酸性较弱，不能是紫色石蕊试液变红。

B、乙酸分子中既有极性键又有非极性键。

C、乙酸在常温下能与NaOH、NaCO3、乙醇等发生化学反应。

D、相同温度、相同浓度的盐酸和醋酸溶液中，醋酸的pH较大。

【例2】某有机物分子式是C3H4O2，它的水溶液显酸性，既能跟碳酸钠溶液反应，能使溴水褪色。写出这种有机物的结构简式。

【例3】下列化合物中，既显酸性，又能发生酯化反应和消去反应的是

【例4】（07上海，21）已知0.1mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡：CH 3COOH CH3COO －＋H＋要使溶液中c(H＋)/c(CH

COOH)值增大，可以采取的措施是

3

A 加少量烧碱溶液

B 升高温度

C 加少量冰醋酸

D 加水

四、乙酸的制法及用途

(1)过去用发酵法。用含糖物质发酵制得乙醇，乙醇被氧化为乙醛，乙醛再氧化为乙酸。

(2)乙烯氧化法。从石油中得到乙烯。

2CH3CHO＋O2 −

−→

−催化剂2CH3COOH

−

(3)烷烃直接氧化法。用石油炼制所产生的低沸点的烷烃(主要是C4—C6馏分)，在一定温度、压强和催化剂(如羧酸的钴盐等)存在下，被空气中氧气直接氧化，生成乙酸：

用途乙酸是一种重要的有机化工原料，用途极为广泛，可用于生产醋酸纤维、合成纤维(如维纶)、喷漆溶剂、香料、染料、医药以及农药等。

五、羧酸：

1.概念及通式：烃基跟羧基直接相连而构成的化合物叫羧酸。通式为：R—COOH

饱和一元羧酸的通式：C n H2n O2（n≥1）

2.分类：

【说明】硬脂酸（C17H35COOH）、软脂酸（C15H31COOH）、油酸（C17H33COOH）等一元脂肪酸，由于烃基含有较多的碳原子，又叫高级脂肪酸。硬脂酸、软脂酸为饱和酸，常为固体，不溶于水。油酸是不饱和酸，常为液体，不溶于水

3.羧酸的化学性质（与乙酸相似）

1）有酸性

2）能发生酯化反应

【练习】完成下列化学反应方程式：

（1）乙酸＋乙醇

（2）乙二酸＋乙醇

（3）乙二酸＋乙二醇

①生成链状化合物

②生成环状化合物

③生成高聚物

注意：1、酯在酸（或碱）存在下，水解生成酸和醇。

2、酯的水解和酸的酯化反应是可逆的。

3、在有碱存在时，酯的水解趋于完全。

4、常见的羧酸：

（1）甲酸 (又叫蚁酸)

是一种无色有刺激性气味的液体，有腐蚀性，能与水混溶，它的酸性比碳酸强，但同样也是弱酸（但在脂肪酸中显最强的酸性），由于甲酸中有醛基，又有羧基，所以甲酸既具有羧酸的性质，也具有醛的性质。

在碱性条件下，甲酸能发生银镜反应，可与新制Cu（OH）2作用析出Cu2O 红色沉淀，可使酸性KMnO4溶液和溴水褪色（氧化反应）。

HCOOH＋2Ag(NH3)2OH水浴

−2Ag＋CO2↑＋3NH3＋H2O

−→

甲酸在浓硫酸和加热条件下可生成一氧化碳和水：

用途主要用作还原剂、印染工业上的媒染剂、医药上的消毒剂。

（2）苯甲酸（C7H6O2）

苯甲酸（C6H5COOH）俗名安息香酸，是芳香酸中组成最简单的酸。苯甲酸

是白色针状晶体，熔点122.4℃，易升华，微溶于水，易溶于乙醇，乙醚。苯甲酸比乙酸的酸性稍强。苯甲酸是有机合成原料，除了可以制作香料外，还可用于制造染料、药物等，它的钠盐可作食物的防腐剂。

（3）高级脂肪酸

在一元羧酸里，有些酸分子的烃基含有较多的碳原子，这样的羧酸叫做高级脂肪酸．例如：硬脂酸（C17H35COOH）、软脂酸（C15H31COOH）和油酸（C17H33COOH）等都是重要的高级脂肪酸。其中油酸的烃基里含有一个双键，属于不饱和高级脂肪酸，常温下是液态；硬脂酸和软脂酸的烃基里没有不饱和键，属于饱和高级脂肪酸，常温下是固态。

高级脂肪酸分子里含有羧基，具有羧酸的性质，它们能跟碱溶液反应生成盐，例如，

肥皂的主要成分就是高级脂肪酸的钠盐。

（4）乙二酸（又名草酸）

HOOC—COOH，由于直接相连的两个羧基的相互影响，使其酸性强于甲酸和其他二元酸，且具有较强还原性，可使酸性KMnO4溶液褪色；常用做漂白剂、除锈剂等。

六、羧酸的同分异构体

羧酸由于羧基只能在链端，因此羧酸只存在碳链异构，不存在官能团的位置异构．饱和一元羧酸和饱和一元酯的通式相同：C n H2n O2，当碳原子数相同时．二者互为类别异构。例如，分子式符合C4H8O2的同分异构体有：

酸类：CH3－CH2－CH2－COOH，( CH3)2CH－COOH

酯类：HCOO－CH2－CH2－CH3，HCOO－CH( CH3)2，CH3－COO－CH2－CH3，CH3－CH2－COO－CH3。

七、酯

1.概念：醇跟含氧酸起反应生成的有机化合物叫做酯。

官能团或RCOOR′，读做某酸某酯

当R和R′均为饱和烷基时，且只有一个的酯叫饱和一元酯，其通式：C n H2n O2(n≥2)饱和一元酯和饱和一元羧酸的通式相同，说明碳原子数相同的饱和一元羧酸和饱和一元酯是同分异构体的关系，两者互为官能团的类别异构。

2.物理性质、存在及用途：