[自然科学]85 羧酸及羧酸衍生物.pptVIP

有机化学 羧酸及其衍生物 目录 5.1 羧酸的结构、分类和命名 5.2 羧酸的物理性质 5.3 羧酸的化学性质 5.4 重要的羧酸 5.5 羧酸衍生物的命名 5.6 羧酸衍生物的物理性质 5.7 羧酸衍生物的化学性质 5.8 重要的羧酸衍生物 5.1 羧酸的结构、分类和命名 5.1.1 羧酸的结构 分子中含有羧基（－COOH）的化合物称为羧酸。 可用R-COOH或Ar-COOH表示，羧基由一个羰基和一个羟基组成，它们连在一起，相互影响，从而使羧酸具有独特的化学活性。 5.1 羧酸的结构、分类和命名 10.1.3 羧酸的命名 1. 脂肪酸的命名 与脂肪醛的命名相同，只需将相应结构的醛的名称中的“醛”换成“（羧）酸”即可。 选择含有羧基的最长碳链为主链，并按主链碳数称“X酸”，编号从羰基碳原子开始，用阿拉伯数字标明取代基的位置，并将取代基的位次、数目、名称写于酸名前。 5.1.3 羧酸的命名 2. 不饱和酸 选主链时，应选择同时含有羧基和不饱和键的最长碳链为主链，称为“X烯酸”或“X炔酸”，并需标明不饱和键的位置。（因羧基必在1位，可不标明）如： 5.1.3 羧酸的命名 3. 二元羧酸 选含两个羧基的最长碳链为主链，称“X二酸”，如： 5.1.3 羧酸的命名 4. 芳香酸 A. 羧基在芳烃侧链上，以脂肪酸为母体。 B. 羧基连在芳环上，以芳甲酸为母体。 命名练习 2,4-己二烯-1-酸 10.2 羧酸的物理性质 物态： C1－C3刺激臭味液体； C4－C9腐败气味油状液体； C10以上羧酸为固体。 水溶解度：大于分子量相近的醇、醛、酮； (C4H9OH：8%；C2H5COOH：∞) 随R↑，水溶解度↓，C10以上羧酸不溶于水。 脂肪酸一般能溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂，低级二元酸易溶于水，而不溶于醚。 5.3 羧酸的化学性质 羧基的结构 羧基在结构上由羰基和羟基组成，因此羧基也体现了羰基和羟基的部分性质，但与醛酮的羰基及醇羟基的性质又有明显区别。如：羧酸有明显的酸性，不易发生亲核加成反应，与羧基直接相连的??C上的??H被活化，可发生卤代反应，但比醛酮困难。 5.3 羧酸的化学性质 5.3.1 羧酸的酸性 羧酸的水溶液呈现酸性，可以使蓝色石蕊试纸变红。其酸性比醇的酸性要强很多. 原因是羧酸离解后形成的负离子发生电荷离域，负电荷完全均等地分布在两个氧原子上，两个C-O键键长完全平均化，形成的p??共轭体系使羧酸酸根离子更为稳定。 (2) 羧酸的酸性 (2) 羧酸的酸性 小 结 +I效应使RCOOH酸性减弱，-I效应使RCOOH酸性增强。 ? -I效应强弱次序： NH3＋＞NO2＞CN＞COOH＞F＞Cl＞Br ? +I效应强弱次序： O－＞COO－＞(CH3)3C＞CH3CH2＞CH3＞H B.芳香酸 ①酸性：HCOOH C6H5COOH ＞ CH3COOH C.二元酸 ① 酸性： pKa1＜pKa2 原因：两个－COOH，且－COOH有较强的－I效应； －COO- 有供电性。 5.3.2 羧基被取代的反应 羧基中的羟基可被其它原子或原子团取代，生成羧酸衍生物。 1. 酰氯的生成 羧酸与PCl3、PCl5、SOCl2等试剂都可以发生羧基中羟基被取代的反应，生成相应结构的酰氯，此反应中不能用 HX反应，酰氯最常用的酰化试剂之一。 1. 酰氯的生成 反应生成的酰氯的性质活泼，易水解，反应应在无水条件下进行，否则生成的酰氯就会水解。 与PCl3反应多用于制低沸点酰氯， 与PCl5反应多用于制高沸点酰氯， SOCl2的反应活性虽然比卤化磷低，但生成的副产物SO2和HCl均为气体，几乎不用分离，得到的酰氯的纯度好、产率高。 3. 酯的生成 在强酸（如：浓H2SO4、干HCl等）催化下，酸可与醇反应生成羧酸酯——此反应称为酯化反应，是制备酯最常用的方法. 酯化反应的活性 有机酸酯是常用的有机原料，一些低级羧酸的低级醇酯具有水果的香味，可作香料使用。如： 乙酸乙酯： 酒的香味。 乙酸异戊酯： 香蕉的香味。与苯混合即“香蕉水”。 不同结构的酸和醇进行酯化反应的活性不同。 酸相同，不同醇的反应活性次序为： CH3OH RCH2OH R2CHOH R3COH 醇相同，不同酸的反应活性次序为： HCOOH CH3COOH RCH2COOH R2CHCOOH R3CCOOH 4. 酰胺的生成 4. 酰胺的生成 5.4.3 羧基的还原 羧基比