第十二章 羧酸及羧酸衍生物
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HOOC
COOH
HOOC
COOH
二元羧酸的水溶性增大,这是由于:
它们分子的极性增强,因此易溶于水和乙醇,而难溶于 有机溶剂。
(二)、羧酸的光谱性质
红外光谱
RCOOH C=O伸缩振动 单体1750 ~ 1770 cm-1 二聚体~1710 cm-1 CH2=CH-COOH C=O伸缩振动 单体~1720 cm-1 二聚体1690 cm-1 ArCOOH C=O伸缩振动二聚体 1680-1700 cm-1 O-H伸缩振动 气态 3550 cm-1 二聚体 30002500 cm-1 弯曲振动 ~1400 cm-1和~920 cm-1 宽而强 C-O伸缩振动 ~1250 cm-1 羧基中的羟基因有氢键缔合,在2500 ~ 3000cm-1 内有一个强的宽吸收带,羧基中的羰基吸收峰在1700 ~ 1725cm-1处,位置与醛、酮的羰基相同,但形状略有不同 。
二、羧酸的性质 (一)、物理性质 沸点:高于同分子量的烃、醚、卤代烃、 醛、酮、醇。 溶解性:丁酸以下与水混溶,4-11碳部分 溶解;羧酸盐溶解性好(表面活性剂)。
二元羧酸是固态晶体,熔点比分子量相近的一元酸高 得多,这是由于分子中链的两端都有羧基,分子间引力增 大,熔点升高。偶数碳原子的脂肪族二元酸,熔点高于相 邻的奇数碳原子的二元酸,这是由于偶数碳的链对称性高, 容易排列整齐。
(3)γ,δ-羟基酸则发生分子内酯化,生 成环状内酯。
②氧化反应:醇酸氧化时,羟基被氧化成羰基, α或β-羰基酸都容易脱羧生成醛或酮。
RCHCOOH OH
[O] [O ]
RCCOOH O
RCHO + CO2
RCHCH2COOH OH
RCCH2COOH O
RCCH3 + CO2 O
第二节 羧酸衍生物
O CH3OCCH2COCH3 丙二酸二甲酯 O
1 2
O
3-氯-苯甲酸(2-羟基乙)酯
5-甲基-6-己内酯
O CH3CNH2 乙酰胺
CH3 CH3CH2CN CH3 N,N-二甲基丙酰胺
O
O NH -戊内酰胺
O
N H
O
丁内酰亚胺
O O CH3C O CCH3 乙(酸)酐
O O CH3C O CCH2CH3 乙(酸)丙(酸)酐
CH2 H HO C CH2 OH + CO2
HO 2CCH2CO2H
HO C O
C O O
(4)二元羧酸的热反应
乙二酸、丙二酸受热后容易脱羧,这是由于羧基 是吸电子基团,使脱羧反应容易进行。
丁二酸、戊二酸受热后脱水,生成环状酸酐。
己二酸、庚二酸受热后,同时脱水和脱羧,生 成稳定的五元、六元环酮。 己二酸单独加热或与乙酐加热,生成聚酐。在 氧化钡存在下加热生成戊酮。
(2)酰卤
脂肪族酰卤 C=O伸缩振动 ~1800 cm-1(强)共轭 C=O 1750-1800 cm-1 芳香酰卤 C=O伸缩振动 ~1765-1785 cm-1(两个强 峰)高的是C=O吸收在1765-1785 cm-1 低的在17351750 cm-1是芳环与C=O之间的C-C伸缩振动吸收~ 857 cm-1的弱倍频峰(被强峰强化)
5、格氏试剂与CO2反应后水解
6、羧酸衍生物水解:酰卤、酸酐、酯、酰胺、腈
四
取代酸
羧酸碳链上的氢被其他基团取代,所 生成的化合物称为取代酸,按取代基的种 类,可分为卤代酸、羟基酸、羰基酸和氨 基酸等。
二、
羟基酸
羟基酸中羟基连在饱和碳原子上的称为醇 酸,羟基连在芳环上的称为酚酸。
1 醇酸的制法 (1)α-羟基酸
制备碘代物:
O
RCHCOH Br
NaI
O RCHCOH I
-卤代反应(海尔-沃尔霍德-泽林斯基反应)
CH3CH2CO2H
Br2 P or PBr3
CH3CHCO2H Br
Br2 P or PBr3
Br CH3CCO2H Br
RCH2CO2H O RCHCBr Br
PBr 3
RCH2COBr O
2 RCOOH + (CH3CO)2O
(RCO)2O + 2 CH3COOH
4 脱羧反应
(1)低级羧酸盐脱羧
O CH3CONa O H3C C O
NaOH / 300oC (熔融)
CH4 + Na 2CO3
CH3 + CO2
H
CH4
吸电子基团有利于脱羧 O H2O / 50oC Cl3CCONa
二元酸和二元醇发生反应时,可生成环酯,也可以生成 聚酯,环酯的生成只限于五元环和六元环。
(2)酰卤化反应
CO2H + SOCl2 79 C CH3CO2H + PCl5 166 C
o o
COCl + SO2 + HCl 197 C CH3COCl + POCl3 + HCl 51 C
o o
107 C CH3CH2CH2COCl + H3PO3 o o 200 C 100 C
COOH 环己基甲酸 (环己烷羧酸) H3CHN
CH3CH2CHCO2H CH3 -甲基丁酸(2-甲基丁酸)
CH3CHCH2CO2H CO2H 2-甲基丁二酸
CO2H
HO2C
CH2CO2H
m-甲氨基苯甲酸
4-羧甲基苯甲酸
2 芳香酸的命名
简单的芳香酸,可当作苯甲酸的衍生 物命名,复杂的芳香酸,可作为脂肪酸的 芳香取代衍生物命名。
O R C O
O R C O + H3O
(1)脂肪酸:主要考虑取代基的电子诱导效应
CH3CH2CH2CO2H 4.82 ClCH2CH2CH2CO2H 4.70 CH3CO2H 4.76 CH3CHCH2CO2H Cl 4.40 HCO2H 3.77 CH3CH2CHCO2H Cl 2.82
pKa CH3COOH ClCH2COOH Cl3CCOOH ClCH2CH2COOH ClCH2CH2CH2COOH 4.76 2.85 0.08 4.41 4.70
一、结构与命名
羧酸衍生物:能够水解生成羧酸的化合Hale Waihona Puke Baidu。
O R C L R C N (腈 )
O CH3CO2C2H5 乙酸乙酯 Cl CO2CH2CH2OH
O R C L (L: X, O2CR', OR', 酯,
O
NH2) 酰胺
酰卤, 酸酐,
O
CH3COCH2OCCH3 双乙酸亚甲酯 H3C
5 4 3 6
(1)酯化反应
H
RCO2H + R'OH
RCO2R' + H2O
特点:可逆,空阻大不利于反应,酸中的-OH离去
脱水过程:
(1) 酯挥发性大,沸点低于所用醇,甲 酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯将生成的酯蒸 出; (2) 酯挥发性中等,沸点高于水,甲酸 丙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸正戊酯, 把水蒸出; (3) 酯的沸点高,将醇和水蒸出,常加 入苯、甲苯、二甲苯等将水带出,冷凝后分 出水层,有机层又送回反应中心继续反应。
5 还原反应
CH3CH2CO2H
LiAlH4
H2O
CH3CH2CH2OH
H2O
0oC CO2H + B2H6 THF
CH2OH
6 碳链上氢的取代反应
自由基卤代反应:类似于一般的烃
Cl2
CH3CH2CH2CO2H
CH2CH2CH2CO2H + CH3CHCH2CO2H 光照 Cl Cl 31% 64%
CHCl3 + NaHCO3
NO 2 O2N CO2H NO 2
H2O
NO 2 O2N NO 2 + CO2
(2)丙二酸型化合物的脱羧
Y CH2CO2H Y CH3 + CO2 比较容易脱羧 (Y: COOH, COR,
l
NO2, CN, C=CH2)
原因:基团Y的吸电子作用;另外,环状过渡态机制
OH RCH=CBr
Br2
RCH2CO2H
RCHCOH + RCH2COBr Br
PBr 3
+ HBr
O RCHCBr Br
三、羧酸的合成
1、烯、炔烃的氧化:KMnO4, O3
2、醇、醛的氧化:KMnO4, CrO3, Ag2O(用于醛)
3、卤仿反应:X2 / OH-
4、烷基苯氧化:制备苯甲酸及其部分衍生物
o
CH3CH2CH2CO2H + PCl3 75 C
o
(3)酰胺化反应
O RCO2NH4 O RC OH2 NH 2
H2O
O RC OH NH 3
RC OH + NH 3 O RC NH 2
(4)
生成酸酐
低级的酸酐可由羧酸在脱水剂P2O5作用下,加热 失水得到。 CO COOH Δ O + CO2 CO COOH
第十二章
羧酸及其衍生物
第一节 羧酸
一 、 羧酸的结构与命名
1 结构 RCOOH R-氢,链烃基,环烃基,芳烃基
O C OH 1.25A 1.31A O C OH
醛、酮中,C=O双键长约1.22A
O单键长约1.39A 醇、醚中,C--C
P-π共轭导致键长的平均化
2 命名
脂肪酸的命名原则
(1)选含羧基的最长的碳链作为主链(有不饱和 键的选含羧基和不饱和键的最长碳链) (2)从羧基开始编号 (3)全名:取代基位次-取代基名称-主链碳数羧 酸名称(酸、二酸等) (4)羧基与环相连,以脂环基或芳基的名称+甲 酸,其他基团作为取代基命名 (5)环上及侧链都有羧基者,则以脂肪酸为母体 命名
2 成盐及有关反应
RCO2H + Na 2CO3 RCO2Na + H2CO3 H2O + CO2
应用:
1.利用羧酸和其盐在水中溶解性的不同可将其与其它 一些有机化合物分离提纯
2.羧酸盐与卤代烷反应合成酯(SN2)
CO2Na + ClH2C
Et3N 110oC
CO2 H2C
3 羧基碳的加成-消除反应
(1) Zn , Et2O (2) O
OZnBr H2O , H+ CH2COOC2H5
OH CH2COOH
2.羟基酸的性质
具有醇和酸的性质,但羟基与羧基的相对位置 也影响反应结果 ①脱水反应:醇酸脱水时,随着羟基的位置不同 而生成不同的产物。 (1)α-羟基酸加热时,分子间脱水生成交酯。
(2)β-羟基酸受热易脱水生成不饱和酸。
RCHCOOC2H5 Br
Zn Et2O
RCHCOOC2H5 ZnBr
R'
O C H
OZnBr R'C CHCOOC2H5 H R
H2O
R'CH
CHCOOC2H5
H+
R'CH
CHCOOH
OH R
OH R
例如:合成
CH3COOH
Br2 , P
CH2COOH Br
C2H5OH H
+
CH2COOC2H5 Br
NO 2 pKa: 2.21 3.42
4.20
2.98
4.08
OH 4.57
二元羧酸酸性特点
二元羧酸有两个可电离的氢,可以生成两种盐, 二元羧酸的第一电离常数比第二电离常数大,由于 羧基是吸电子基团,因此使第一个羧基酸性增加, 但第一个羧基电离后,生成的羧酸根离子是供电子 基团,使第二个羧基更难电离。
核磁共振谱
羧酸的核磁共振谱显著特点是羧基上的质子有较 大的化学位移,δ值为10.5 ~ 13。这是由于羧基 质子附近有强的吸电子基团,引起去屏蔽效应。
RCH2COOH R2CHCOOH δ=2-2.6 RCOOH δ=10.5-13
(三)、 羧酸的化学性质
1、酸性 :结构决定
O R C OH
H2O
O
O
O
丁二酸酐
O CH3C Br (Cl, I) 乙酰溴(氯、碘)
CH3CN 乙腈
CN 苯甲腈
NCCH2CN 丙二腈
二、羧酸衍生物的性质
1、物理性质 沸点:(同分子量) 酰胺 > 酸、腈 > 酯、酰卤、酸酐
溶解性:一般在水中溶解性较差。 羧酸、酸酐、酰卤有强刺激性气味,酯有芳香味
2、光谱性质 红外光谱:
(1)酯 RCOOR C=O伸缩振动 1750-1735 cm-1(强) C=C-COOR或ArCOOR ~1720 cm-1 -COO-C=C或RCOOAr ~1760(向高波数移动) C-O伸缩振动 1050-1300 cm-1其中波数高的较特征(反对 称振动)1300-1150 cm-1,对称伸缩1140-1030 cm-1 芳香酯在1585-1605 cm-1还有一个特征的环振动吸收峰。
pKa HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH (CH3)3CCOOH 3.75 4.76 4.87 5.05
(2)芳香酸:间位只考虑诱导效应,对位同时 考虑共轭效应和诱导效应,邻位取代比较特殊
O 2N
CO2H CO2H
CO2H NO 2 3.49
CO2H
HO
CO2H
CO2H OH
CO2H
α-羟基酸,可以由卤代酸水解,或氰醇水解得 到。
(2)β-羟基酸
β-羟基酸,可由α-卤代酸酯在锌粉作用下 和醛、酮反应,所得的加成产物再水解得到,反 应是通过有机锌化合物进行的,称为列福尔马茨 基(Реформатский,С.Н.)反应。 反应中生成的有机锌化合物,与格氏试剂类似, 但不及格氏试剂活泼,可和醛、酮反应,但不和 酯反应。
COOH
HOOC
COOH
二元羧酸的水溶性增大,这是由于:
它们分子的极性增强,因此易溶于水和乙醇,而难溶于 有机溶剂。
(二)、羧酸的光谱性质
红外光谱
RCOOH C=O伸缩振动 单体1750 ~ 1770 cm-1 二聚体~1710 cm-1 CH2=CH-COOH C=O伸缩振动 单体~1720 cm-1 二聚体1690 cm-1 ArCOOH C=O伸缩振动二聚体 1680-1700 cm-1 O-H伸缩振动 气态 3550 cm-1 二聚体 30002500 cm-1 弯曲振动 ~1400 cm-1和~920 cm-1 宽而强 C-O伸缩振动 ~1250 cm-1 羧基中的羟基因有氢键缔合,在2500 ~ 3000cm-1 内有一个强的宽吸收带,羧基中的羰基吸收峰在1700 ~ 1725cm-1处,位置与醛、酮的羰基相同,但形状略有不同 。
二、羧酸的性质 (一)、物理性质 沸点:高于同分子量的烃、醚、卤代烃、 醛、酮、醇。 溶解性:丁酸以下与水混溶,4-11碳部分 溶解;羧酸盐溶解性好(表面活性剂)。
二元羧酸是固态晶体,熔点比分子量相近的一元酸高 得多,这是由于分子中链的两端都有羧基,分子间引力增 大,熔点升高。偶数碳原子的脂肪族二元酸,熔点高于相 邻的奇数碳原子的二元酸,这是由于偶数碳的链对称性高, 容易排列整齐。
(3)γ,δ-羟基酸则发生分子内酯化,生 成环状内酯。
②氧化反应:醇酸氧化时,羟基被氧化成羰基, α或β-羰基酸都容易脱羧生成醛或酮。
RCHCOOH OH
[O] [O ]
RCCOOH O
RCHO + CO2
RCHCH2COOH OH
RCCH2COOH O
RCCH3 + CO2 O
第二节 羧酸衍生物
O CH3OCCH2COCH3 丙二酸二甲酯 O
1 2
O
3-氯-苯甲酸(2-羟基乙)酯
5-甲基-6-己内酯
O CH3CNH2 乙酰胺
CH3 CH3CH2CN CH3 N,N-二甲基丙酰胺
O
O NH -戊内酰胺
O
N H
O
丁内酰亚胺
O O CH3C O CCH3 乙(酸)酐
O O CH3C O CCH2CH3 乙(酸)丙(酸)酐
CH2 H HO C CH2 OH + CO2
HO 2CCH2CO2H
HO C O
C O O
(4)二元羧酸的热反应
乙二酸、丙二酸受热后容易脱羧,这是由于羧基 是吸电子基团,使脱羧反应容易进行。
丁二酸、戊二酸受热后脱水,生成环状酸酐。
己二酸、庚二酸受热后,同时脱水和脱羧,生 成稳定的五元、六元环酮。 己二酸单独加热或与乙酐加热,生成聚酐。在 氧化钡存在下加热生成戊酮。
(2)酰卤
脂肪族酰卤 C=O伸缩振动 ~1800 cm-1(强)共轭 C=O 1750-1800 cm-1 芳香酰卤 C=O伸缩振动 ~1765-1785 cm-1(两个强 峰)高的是C=O吸收在1765-1785 cm-1 低的在17351750 cm-1是芳环与C=O之间的C-C伸缩振动吸收~ 857 cm-1的弱倍频峰(被强峰强化)
5、格氏试剂与CO2反应后水解
6、羧酸衍生物水解:酰卤、酸酐、酯、酰胺、腈
四
取代酸
羧酸碳链上的氢被其他基团取代,所 生成的化合物称为取代酸,按取代基的种 类,可分为卤代酸、羟基酸、羰基酸和氨 基酸等。
二、
羟基酸
羟基酸中羟基连在饱和碳原子上的称为醇 酸,羟基连在芳环上的称为酚酸。
1 醇酸的制法 (1)α-羟基酸
制备碘代物:
O
RCHCOH Br
NaI
O RCHCOH I
-卤代反应(海尔-沃尔霍德-泽林斯基反应)
CH3CH2CO2H
Br2 P or PBr3
CH3CHCO2H Br
Br2 P or PBr3
Br CH3CCO2H Br
RCH2CO2H O RCHCBr Br
PBr 3
RCH2COBr O
2 RCOOH + (CH3CO)2O
(RCO)2O + 2 CH3COOH
4 脱羧反应
(1)低级羧酸盐脱羧
O CH3CONa O H3C C O
NaOH / 300oC (熔融)
CH4 + Na 2CO3
CH3 + CO2
H
CH4
吸电子基团有利于脱羧 O H2O / 50oC Cl3CCONa
二元酸和二元醇发生反应时,可生成环酯,也可以生成 聚酯,环酯的生成只限于五元环和六元环。
(2)酰卤化反应
CO2H + SOCl2 79 C CH3CO2H + PCl5 166 C
o o
COCl + SO2 + HCl 197 C CH3COCl + POCl3 + HCl 51 C
o o
107 C CH3CH2CH2COCl + H3PO3 o o 200 C 100 C
COOH 环己基甲酸 (环己烷羧酸) H3CHN
CH3CH2CHCO2H CH3 -甲基丁酸(2-甲基丁酸)
CH3CHCH2CO2H CO2H 2-甲基丁二酸
CO2H
HO2C
CH2CO2H
m-甲氨基苯甲酸
4-羧甲基苯甲酸
2 芳香酸的命名
简单的芳香酸,可当作苯甲酸的衍生 物命名,复杂的芳香酸,可作为脂肪酸的 芳香取代衍生物命名。
O R C O
O R C O + H3O
(1)脂肪酸:主要考虑取代基的电子诱导效应
CH3CH2CH2CO2H 4.82 ClCH2CH2CH2CO2H 4.70 CH3CO2H 4.76 CH3CHCH2CO2H Cl 4.40 HCO2H 3.77 CH3CH2CHCO2H Cl 2.82
pKa CH3COOH ClCH2COOH Cl3CCOOH ClCH2CH2COOH ClCH2CH2CH2COOH 4.76 2.85 0.08 4.41 4.70
一、结构与命名
羧酸衍生物:能够水解生成羧酸的化合Hale Waihona Puke Baidu。
O R C L R C N (腈 )
O CH3CO2C2H5 乙酸乙酯 Cl CO2CH2CH2OH
O R C L (L: X, O2CR', OR', 酯,
O
NH2) 酰胺
酰卤, 酸酐,
O
CH3COCH2OCCH3 双乙酸亚甲酯 H3C
5 4 3 6
(1)酯化反应
H
RCO2H + R'OH
RCO2R' + H2O
特点:可逆,空阻大不利于反应,酸中的-OH离去
脱水过程:
(1) 酯挥发性大,沸点低于所用醇,甲 酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯将生成的酯蒸 出; (2) 酯挥发性中等,沸点高于水,甲酸 丙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸正戊酯, 把水蒸出; (3) 酯的沸点高,将醇和水蒸出,常加 入苯、甲苯、二甲苯等将水带出,冷凝后分 出水层,有机层又送回反应中心继续反应。
5 还原反应
CH3CH2CO2H
LiAlH4
H2O
CH3CH2CH2OH
H2O
0oC CO2H + B2H6 THF
CH2OH
6 碳链上氢的取代反应
自由基卤代反应:类似于一般的烃
Cl2
CH3CH2CH2CO2H
CH2CH2CH2CO2H + CH3CHCH2CO2H 光照 Cl Cl 31% 64%
CHCl3 + NaHCO3
NO 2 O2N CO2H NO 2
H2O
NO 2 O2N NO 2 + CO2
(2)丙二酸型化合物的脱羧
Y CH2CO2H Y CH3 + CO2 比较容易脱羧 (Y: COOH, COR,
l
NO2, CN, C=CH2)
原因:基团Y的吸电子作用;另外,环状过渡态机制
OH RCH=CBr
Br2
RCH2CO2H
RCHCOH + RCH2COBr Br
PBr 3
+ HBr
O RCHCBr Br
三、羧酸的合成
1、烯、炔烃的氧化:KMnO4, O3
2、醇、醛的氧化:KMnO4, CrO3, Ag2O(用于醛)
3、卤仿反应:X2 / OH-
4、烷基苯氧化:制备苯甲酸及其部分衍生物
o
CH3CH2CH2CO2H + PCl3 75 C
o
(3)酰胺化反应
O RCO2NH4 O RC OH2 NH 2
H2O
O RC OH NH 3
RC OH + NH 3 O RC NH 2
(4)
生成酸酐
低级的酸酐可由羧酸在脱水剂P2O5作用下,加热 失水得到。 CO COOH Δ O + CO2 CO COOH
第十二章
羧酸及其衍生物
第一节 羧酸
一 、 羧酸的结构与命名
1 结构 RCOOH R-氢,链烃基,环烃基,芳烃基
O C OH 1.25A 1.31A O C OH
醛、酮中,C=O双键长约1.22A
O单键长约1.39A 醇、醚中,C--C
P-π共轭导致键长的平均化
2 命名
脂肪酸的命名原则
(1)选含羧基的最长的碳链作为主链(有不饱和 键的选含羧基和不饱和键的最长碳链) (2)从羧基开始编号 (3)全名:取代基位次-取代基名称-主链碳数羧 酸名称(酸、二酸等) (4)羧基与环相连,以脂环基或芳基的名称+甲 酸,其他基团作为取代基命名 (5)环上及侧链都有羧基者,则以脂肪酸为母体 命名
2 成盐及有关反应
RCO2H + Na 2CO3 RCO2Na + H2CO3 H2O + CO2
应用:
1.利用羧酸和其盐在水中溶解性的不同可将其与其它 一些有机化合物分离提纯
2.羧酸盐与卤代烷反应合成酯(SN2)
CO2Na + ClH2C
Et3N 110oC
CO2 H2C
3 羧基碳的加成-消除反应
(1) Zn , Et2O (2) O
OZnBr H2O , H+ CH2COOC2H5
OH CH2COOH
2.羟基酸的性质
具有醇和酸的性质,但羟基与羧基的相对位置 也影响反应结果 ①脱水反应:醇酸脱水时,随着羟基的位置不同 而生成不同的产物。 (1)α-羟基酸加热时,分子间脱水生成交酯。
(2)β-羟基酸受热易脱水生成不饱和酸。
RCHCOOC2H5 Br
Zn Et2O
RCHCOOC2H5 ZnBr
R'
O C H
OZnBr R'C CHCOOC2H5 H R
H2O
R'CH
CHCOOC2H5
H+
R'CH
CHCOOH
OH R
OH R
例如:合成
CH3COOH
Br2 , P
CH2COOH Br
C2H5OH H
+
CH2COOC2H5 Br
NO 2 pKa: 2.21 3.42
4.20
2.98
4.08
OH 4.57
二元羧酸酸性特点
二元羧酸有两个可电离的氢,可以生成两种盐, 二元羧酸的第一电离常数比第二电离常数大,由于 羧基是吸电子基团,因此使第一个羧基酸性增加, 但第一个羧基电离后,生成的羧酸根离子是供电子 基团,使第二个羧基更难电离。
核磁共振谱
羧酸的核磁共振谱显著特点是羧基上的质子有较 大的化学位移,δ值为10.5 ~ 13。这是由于羧基 质子附近有强的吸电子基团,引起去屏蔽效应。
RCH2COOH R2CHCOOH δ=2-2.6 RCOOH δ=10.5-13
(三)、 羧酸的化学性质
1、酸性 :结构决定
O R C OH
H2O
O
O
O
丁二酸酐
O CH3C Br (Cl, I) 乙酰溴(氯、碘)
CH3CN 乙腈
CN 苯甲腈
NCCH2CN 丙二腈
二、羧酸衍生物的性质
1、物理性质 沸点:(同分子量) 酰胺 > 酸、腈 > 酯、酰卤、酸酐
溶解性:一般在水中溶解性较差。 羧酸、酸酐、酰卤有强刺激性气味,酯有芳香味
2、光谱性质 红外光谱:
(1)酯 RCOOR C=O伸缩振动 1750-1735 cm-1(强) C=C-COOR或ArCOOR ~1720 cm-1 -COO-C=C或RCOOAr ~1760(向高波数移动) C-O伸缩振动 1050-1300 cm-1其中波数高的较特征(反对 称振动)1300-1150 cm-1,对称伸缩1140-1030 cm-1 芳香酯在1585-1605 cm-1还有一个特征的环振动吸收峰。
pKa HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH (CH3)3CCOOH 3.75 4.76 4.87 5.05
(2)芳香酸:间位只考虑诱导效应,对位同时 考虑共轭效应和诱导效应,邻位取代比较特殊
O 2N
CO2H CO2H
CO2H NO 2 3.49
CO2H
HO
CO2H
CO2H OH
CO2H
α-羟基酸,可以由卤代酸水解,或氰醇水解得 到。
(2)β-羟基酸
β-羟基酸,可由α-卤代酸酯在锌粉作用下 和醛、酮反应,所得的加成产物再水解得到,反 应是通过有机锌化合物进行的,称为列福尔马茨 基(Реформатский,С.Н.)反应。 反应中生成的有机锌化合物,与格氏试剂类似, 但不及格氏试剂活泼,可和醛、酮反应,但不和 酯反应。