河北科技大学有机化学课件--第十二章羧酸1.docVIP

第 26 次课 2 学时 上次课复习： 醛和酮的化学性质 （1） 亲核加成反应（与醇、氢氰酸、亚硫酸钠、格试剂，氮及其衍生物的加成（2）1．《基础有机化学》，邢其毅、徐瑞秋、周政 编，人民教育出版社 2．《有机化学》，胡宏纹 主编，高等教育出版社 3．《有机化学》，Morrison Boyd 著 4．《有机化学》，袁履冰 主编，高等教育出版社 5．《Introduction to Organic Chemistry》 , (Third Ed.), Andrew Streitwieser; C.H. Heathcock 著。 第十二章 羧 酸 【学习要求】 1、掌握羧基的结构、分类和命名； 2、了解羧酸的物理性质； 3、掌握羧酸的制备方法以及重要的羧酸的主要用途； 4、掌握羧酸的化学性质：酸性 5、掌握诱导效应和共轭效应对羧酸酸性的影响； 【学习重点】掌握羧基的结构、分类和命名；羧酸的化学性质：酸性 【学习难点】羧酸的制法；羧酸的化学性质（酸性）；诱导效应和共轭效应对羧酸酸性的影响 【计划课时】2学时 分子中具有羧基 的化合物，称为羧酸。它的通式为 RCOOH。 12．1 羧酸的分类和命名 12.1.1、分类 ⑴ 根据与羧基相连的烃基的不同可分为：脂肪族羧酸（脂肪羧）、脂环族羧酸（脂环羧）、芳香族羧酸（芳香羧）和杂环族羧酸； ⑵ 根据烃基是否饱和可分为：饱和羧和不饱和羧； ⑶ 根据羧基的数目不同可分为：一元羧、二元羧和多元羧。 注：尽管有许多不同的类别，羧酸的性质基本上是相同的。自然界存在的脂肪中，含有大量的高级一元饱和羧酸，因此，一元饱和羧酸亦称为脂肪羧。 12.1.2、命名 ⑴ 俗名 由于羧酸在自然界发现较早，它们很多都以天然来源命名，即俗名命名。例如： 常用的羧酸俗名列于表14-1（P369）中。 ⑵ 普通命名（适用于结构简单的羧酸） 命名要点：选择含有羧基的最长碳链为主链，按主链碳原子数目称为某羧。取代基的位次从羧基相邻的碳原子开始编号并用希腊字母表示，依次为α、β、γ、δ、ε等，最末端碳原子可用ω表示。例如： ⑶IUPAC命名（适用于结构复杂的羧酸） 系统命名： 1.选取含羧基最长的碳链作为主链，编号从羧基开始，根据主链上碳原子数目称为某酸。含十个碳以上的直链酸命名时要加一个碳字。 2.二元羧酸主链应为包含两个羧基的最长碳链。 3.分子中含脂肪环或芳环的羧酸，按羧基所连接位置不同，母体的选择有两种。 （1）羧基直接与环相连者，以脂环烃或芳烃的名称之后加甲酸二字为母体，其它基团则作为取代基来命名。 （2）羧基与侧链相连者，母体为脂肪酸，脂环或芳环作为取代基命名。 （3）环上及侧链都连有羧基者，则以脂肪酸为母体命名。 羧酸常用希腊字母来标名位次，即与羧基直接相连的碳原子为α，其余位次为β、γ…，距羧基最远的为ω位。Δ表示烯键的位次，把双键碳原子的位次写在Δ的右上角。 b．不饱和酸 二元酸 d．环状羧酸 12．2 羧酸的结构 羧酸是由羟基和羰基组成的，羧基是羧酸的官能团，因此要讨论羧酸的性质，必须先剖析羧基的结构。 故羧基的结构为一 P-π共轭体系。 当羧基电离成负离子后，氧原子上带一个负电荷，更有利于共轭，故羧酸易离解成负离子。 例如： 由于共轭作用，使得羧基不是羰基和羟基的简单加合，所以羧基中既不存在典型的羰基，也不存在着典型的羟基，而是两者互相影响的统一体。 12．3 羧酸的制法 羧酸广泛存在于自然界，常见的羧酸几乎都有俗名。自然界的羧酸大都以酯的形式存在于油、脂、蜡中。油、脂、蜡水解后可以得到多种羧酸的混合物。羧酸主要有以下几种制备方法。 12.3.1、氧化法 ⑴ 醛、伯醇的氧化 原料：伯醇或醛；氧化剂：K2Cr2O7/H2SO4，Cr3/CH3COOH，KMnO4/H2SO4，HNO3等。反应举例： ⑵ 烯烃的氧化（适用于对称烯烃和末端烯烃） 反应中烯烃碳链在双键处断裂得到两种羧酸产物。 对称烯烃或环烯烃氧化或可得到单纯的产物——一元羧酸或二元羧酸。例如： ⑶ 芳烃的氧化（有α-H芳烃氧化为苯甲酸） 侧链含有α-H的芳烃其烷基侧链被氧化为羧基，苯环不变。例如： ⑷ 卤仿反应（用于制备特定结构的羧酸） 12.3.2、水解法 ⑴ 腈的水解（制备比原料多一个碳的羧酸） 中性条件下腈不易水解，在酸或碱催化下可水解成酸。反应通式可表示如下： 此法仅适用于1°RX（2°、3°RX 与NaCN作用易发生消除反应）。芳卤不活泼，一般不与NaCN反应而生成芳腈，因此，芳香酸不能由此法来制备。 ⑵ 羧酸衍生物的水解 油脂和羧酸衍生物水解可得羧酸及副产物甘油和醇。反应式可表示如下： 由于这些高级脂肪酸主要是12～18个碳的饱和或不饱和的含偶数个碳原子的酸（如月桂酸CH3(C