有机化学——09羧酸和取代羧酸PPT课件

如蚁酸HCOOH、醋酸CH3COOH、草酸HOOC-
COOH、安息香酸
COOH
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三、羧酸的物理性质
低级羧酸是具有强烈气味的液体，高级羧酸是无臭固体 羧酸的沸点高于质量相近的其它类型有机物——双分子缔合
OHO
CH3 C
C CH3
OHO
低级羧酸溶于水，但高级羧酸不溶于水，能溶于乙醇、乙 醚等有机溶剂
羧酸与醇的酯化反应，在大多数情况下，是羧 酸的羟基与醇羟基上的氢形成水
O
O
C H 3 - C — O H + H O 1 8 - C 2 H 5 C H 3 - C — O 1 8 - C 2 H 5 + H O - H
H O
RCO-X 酰卤 RCOOCOR 酸酐 RCO-OR 酯 RCO-NH2 酰胺
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（一）酸性
由于羧基中的p-π共轭体系，使羟基氧原子上的
电子云密度降低，导致氢氧键极性增强，易于解离
出质子，表现酸性
O
O
Hale Waihona Puke Baidu
= =
R C OH
R C O+H
R R
R R
H H
羧酸的pKa一般都在3～5
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+H+
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甲酸 ＞ 苯甲酸 ＞ 其他饱和一元羧酸
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6
-
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（二）羧酸的命名
羧酸的命名和醛相似，把“醛”改成“酸”字 1.饱和脂肪酸的命名
选择分子中含羧基的最长碳链为主链，根据主链碳原子 的数目称为某酸。编号从羧基碳开始，用阿拉伯数字标明取代 基的位次，也可用希腊字母来表示，从与羧基相邻的碳原子开 始，依次为α、β、γ
CH3 CH2 CHCOOH
O
==
230℃
C C O+ H2O
O 邻苯二甲酸酐
3.酯的生成 在少量酸（(如浓硫酸）的催化作用下，羧酸
可与醇反应生成酯，该反应被称为酯化反应
O
浓 H 2SO 4 O
=
R C O H+R ' O H
RCOR ' +H 2O
羧 酸 醇
酯
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酯化反应是可逆反应，生成的酯在同样条件下 可与水作用生成羧酸和醇，称为酯的水解反应
O
=
O P 2 O 5 O O
=
=
R C O H + H O C R
RCOCR+H 2 O
注：4、5个碳原子的二元酸加热，分子内脱水，形成稳 定的五元环或六元环的环状酸酐（环酐）
O
O
=
=
=
CH2 C OH
CH2 C OH O
300℃
CH2 C O
CH2 C
O
=
丁二酸
丁二酸酐
-
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= ==
O C OH C OH O 邻苯二甲酸
O
=
R C Cl + H3PO3
酰氯
亚磷酸
O
O
=
=
R C OH + PCl5
R C Cl + POCl3 + HCl
五氯化磷 酰氯 三氯氧磷
O
O
=
=
R C OH + SOCl2
R C Cl + SO2 + HCl
亚硫酰氯
酰氯
酰卤具有高度反应活性，广泛应用于药物合成中
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2.酸酐的生成
=
-
3
烃分子中的氢原子被羧基（－COOH）取代 而形成的化合物称为羧酸，其通式为RCOOH （甲酸为HCOOH），羧基是羧酸的官能团
羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或基 团取代而形成的化合物称为取代羧酸
第一节 羧 酸 第二节 取代羧酸
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第一节 羧 酸
一、羧酸的结构
羧酸分子中都含有羧基官能团
酰基 O 羧基 R C OH
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四、羧酸的化学性质
羧酸的化学性质主要表现在官能团羧基上。羧基在 形式上由羰基和羟基组成，但由于它们通过p-π共轭构成 了一个整体，使羧酸在性质上有别于羰基化合物和醇类， 而具有特殊性质
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4.氧化与还原； 脱羧反应
3.α-H 的反应 O C
(Ar)R
2. 羧基上羟基
的取代反应
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1. 酸 性
CH3 2-甲 基 丁 酸 α-甲 基 丁 酸
CH3 CHCH2 CHCOOH
CH3
CH2CH3
4-甲 基 -2-乙 基 戊 酸 γ-甲 基 -α-乙 基 戊 酸
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2.不饱和脂肪酸的命名
选择包含羧基和不饱和键在内的最长碳链作为主链， 称为某烯酸或某炔酸。把双键、叁键的位次写在名称的 前面
CH3 CH=CH COOH
丁 二 酸
乙 基 丙 二 酸
4.芳香羧酸和脂环羧酸的命名 把脂肪羧酸作为母体，将芳香烃基、脂环烃基
视为取代基
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COOH
COOH
CH=CH COOH
苯 甲 酸
COOH COOH
CH3 间 甲 基 苯 甲 酸
3-苯 基 丙 烯 酸
CH2 COOH
邻苯二甲酸
环戊基乙酸
另外，羧酸还常根据其天然来源或性质用俗名，
123pm
O
R
136pm
R
H
C ··O·· H
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
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二、羧酸的分类和命名
（一） 羧酸的分类
• 按羧基所连接的烃基种类 脂肪羧酸 脂环羧酸 芳香羧酸
• 按烃基是否饱和 饱和羧酸 不饱和羧酸
• 按所含羧基的数目 一元羧酸 二元羧酸 多元羧酸
国家卫生和计划生育委员会“十二五”规划教材 全国高等医药教材建设研究会规划教材
供中药等专业用
有机化学
全国中医药高职高专院校教材
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第九章 羧酸和取代羧酸
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第九章 羧酸和取代羧酸
学习要点 1.羧酸和取代羧酸的定义、结构、分类、命名和理
化性质 2.甲酸的结构特性及其与性质的关系 3.重要的羧酸和取代羧酸在医药学上的应用
2-丁烯酸 (巴豆酸) α-丁烯酸
CH3 CH=C COOH
CH3 2-甲基-2-丁烯酸 α-甲基-α-丁烯酸
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3.二元脂肪羧酸的命名 选择分子中含两个羧基在内的最长碳链作为
主链，称为某二酸
H O O C C O O H 乙 二 酸
C O O H
H O O CC H 2 C H 2 C O O H C H 3 C H 2 C H C O O H
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课堂互动
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（二）羧基上羟基的取代反应
羧酸分子中羧基上的羟基被卤素、酰氧基、烷氧基和
氨基取代，生成相应的酰卤、酸酐、酯和酰胺等羧酸衍生
O
物。羧酸分子中去掉羟基剩余的部分称为酰基（
=
）
RC
O
（Ar）R C OH
O (Ar)R C L
酰基
-
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=
1.酰卤的生成
O
R C OH + PCl3 三氯化磷
pKa 3.77
4.17
4～5
一元羧酸的酸性比盐酸、硫酸等无机强酸的酸性弱，比 碳酸和酚类的酸性强，可与NaOH、Na2CO3反应。
R COOH+ NaOH R COOH + Na2CO3
R COONa + H2O R COONa + CO2
+ H2O
羧酸与其他有关化合物的酸性强弱顺序如下：
H 2 S O 4 、 H C l＞ R C O O H ＞ H 2 C O 3＞ O H ＞ H 2 O＞ R O H