第十四章-羧酸详解

2990
1720
C—O
O—H伸缩振动：中心在3000cm-1附近； C = O伸缩振动：在1720cm-1。
核磁共振谱：羧基上H的δ值为10.5~12。 丙酸的核磁共振谱：
c. a.
b.
c. a. b. CH3CH2COOH
a.1.1 c.11.65
b.2.3
13.3 羧酸的化学性质
3 脂肪族羧酸的命名
选含有羧基的最长碳链为主链，从羧基碳原子开始编号； 根据主链的碳原子数目命名，标明取代基的位次和名称。 英文名称是将相同碳原子数烃的词尾-e去掉，加上-oic acid。
CH3CHCH2CHCOOH CH3 CH2CH3
4-甲基-2-乙基戊酸
2-ethyl-4-methylpentanoic acid
酪酸 butyric acid
月桂酸 lauric acid
CH3(CH2)14COOH CH3(CH2)16COOH
软脂酸(棕榈酸) palmitic acid 硬脂酸 stearic acid
CH
CHCOOH
肉桂酸 cinnamic acid
COOH
安息香酸 benzoic acid
高级一元酸是由脂肪水解得到的， 因此开链的一元酸又称脂肪酸。
第十三章
羧酸
[目的要求]：
1、掌握羧酸的命名。 2、了解羧酸的物理性质和光谱性质； 3、掌握羧酸的结构和化学性质； 4、掌握羧酸的制备，了解羧酸的来源； 5、掌握二元羧酸和取代酸的化学性质； 6、了解一些重要的一元羧酸、二元羧酸和取代酸； 7、理解酸碱理论在有机化学中的应用;
羧酸可看成是烃分子中的氢原子被羧基取代而生成的化 合物，通式为 ：
1 羧酸的结构
羧基由羰基和羟基组合而成，但实质上并不是简单的组
合，它们相互影响，形成一个p-π共轭体系。
p-π共轭
· ·
O R C
· ·
O
· ·
O
H
sp2杂化
R
C
O
H
由于 p-π共轭，使羧基中的羟基氧原子上的电子云向羰
基移动，增强了O—H键的极性，有利于H的电离。
由于p-π共轭的存在，使羧酸中的羰基对亲核试剂的活 性降低，不能和HCN、NH2OH等加成。 因此，不能把羧酸的性质简单的看作是羰基化合物与醇 的性质的加合。
代基时，可标为ω位。
β
α
CH3CHCOOH OH
α-羟基丙酸
α-hydroxypropanoic acid
CH2(CH2)9COOH Br
ω-溴十一酸
ω-bromoundecanoic acid
4 芳香族羧酸的命名
羧基直接连在苯环上，结构简单的芳香酸，可作为苯甲酸的 衍生物命名。
COOH OH
COOH
CH3CHCHCH2COOH H3C CH3
3,4-二甲基戊酸
3,4-dimethylpentanoic acid
CH3C
CHCOOH
CH3
3-甲基-2-丁烯酸
3-methylbut-2-enoic acid
CH3(CH2)7CH CH(CH2)7COOH
9-十八(碳)烯酸(油酸) octadec-9-enoic acid
3-对氯苯基丁酸
3-(4-chlorophenyl)butanoic acid
分子中含有脂环的羧酸，也常把脂环作为取代基来命名。
COOH
CH2COOH
2-环己烯基甲酸 cyclohex-2-ene-1-carboxylic acid
环己基乙酸 cyclohexylacetic acid
CH2CH3 CHCOOH
CH2
H
CHCOOH
H COOH
COOH
二元酸：
COOH COOH
COOH COOH
HOOC
C
C
2 羧酸的俗名
许多羧酸最初是从天然产物中得到的，因此常根据它们的来 源命名。
HCOOH
蚁酸 formic acid
CH3COOH
醋酸 acetic acid
CH3CH2CH2COOH CH3(CH2)12COOH
CH3(CH2)5CHCH2CH CH(CH2)7COOH OH
12-羟基-9-十八(碳)烯酸(蓖麻酸) 12-hydroxyoctadec-9-enoic acid
羧酸也常用希腊字母标明位次，与羧基直接相连的碳原子 为α，其余依此为β、γ……等。
距羧基最远的碳原子，在超过10个碳且仅在最后一个碳上有取
O CH3
0.104nm
H H
O C CH3
0.163nm
C O O
有支链的一元羧酸沸点比含相同碳原子数的直链羧酸低。
熔点：直链饱和一元酸的熔点随碳原子数增加而升高。 含偶数个碳原子的比相邻的两个含奇数碳原子的高。
直链饱和一元酸的熔点
原因：偶数个碳的羧酸对称性高，在晶体中容易排列整
齐而排列较紧密。
对硝基苯甲酸 4-nitrobenzoic acid
邻羟基苯甲酸(水杨酸) 2-hydroxybenzoic acid
NO2 羧基不与苯环直接相连，结构较复杂的芳香酸，可作为脂肪酸
的芳香取代衍生物命名。
CH2COOH
Cl
α-萘乙酸
naphthalen-1-ylacetic acid
CH3 CHCH2COOH
O R C OH
羧基
R可以是氢、链烃基、环烃基基组合而成的。
羧酸常以酯的形式广泛存在于自然界中。 羧酸是许多有机物氧化的最后产物，在工业、农业、
医药和人们的日常生活中有着广泛的应用。
13.1 羧酸的分类和命名
1 羧酸的分类
根据和羧基相连的烃基种类，可分为： 脂肪族羧酸、芳香族羧酸；饱和酸、不饱和酸。 根据羧基的数目，可分为：一元酸、二元酸…… 饱和酸 一元酸： CH3COOH 不饱和酸 芳香酸
COOH
对称性较高
COOH
对称性较低
水溶性：羧酸分子中羧基可以和水分子形成氢键，是亲 水基团；烃基是憎水基团。 1~3个C可以和水混溶，随着憎水基团烃基的增大，水溶 性迅速减小，高级羧酸不溶于水。
红外光谱：O—H在3000~2500cm-1有一个强的宽吸收带， C=O吸收峰1725~1700cm-1。 丙酸的红外光谱：
2-环己基丁酸 2-cyclohexylbutanoic acid
13.2 羧酸的物理性质和光谱性质
物态：低级脂肪酸，1C~3C是液体，具有刺鼻的酸味； 中级脂肪酸，4C~10C为油状液体，具有难闻的气味； 高级脂肪酸是蜡状固体，挥发性低，无气味。
沸点：羧酸的沸点比分子量相近的醇高。 原因：羧酸的分子常以两个氢键缔合起来形成二聚体。