有机酸及衍生物

第十三章有机酸及衍生物羧酸:R-COOH

羧酸衍生物：RCO-L

羧酸是一类与制药关系十分密切的重要有机酸，有的药物就是羧酸或其衍生物。布洛芬（抗炎镇痛药）阿司匹林（解热镇痛药）酰卤酸酐酯酰胺羧基中的碳原子是sp2杂化，三个键在一个平面上。碳原子的一个未杂化的p轨道与氧原子的p轨道形成键。第一节羧酸一、羧酸的结构

π键p、π共轭孤对电子p、π共轭体系二、羧酸的物理性质低级羧酸是具有臭味的液体，高级羧酸是无臭固体。羧酸的沸点高于质量相近的醇——双分子缔合。低级羧酸溶于水（氢键），但高级羧酸不溶于水，能溶于酒精，乙醚等有机溶剂。羧酸与水分子氢键缔合羧酸的双分子缔合H有酸性羰基不饱和,可加成、还原羰基a-H，有弱酸性，可取代OH可被取代羧基可脱去CO2三、羧酸的化学性质羧酸的结构及化学性质分析:1.羧酸的酸性羧酸在水溶液中离解出羧酸负离子和水合氢离子：pKa=45羧酸与碳酸氢钠反应成盐，加入强酸又游离出羧酸：羧酸的酸性比碳酸强，利用此性质可鉴别和分离羧酸.不溶于水的羧酸，既溶于NaOH，又溶于NaHCO3；不溶于水的酚，溶于NaOH，但不溶于NaHCO3；不溶于水的醇，既不溶于NaOH，也不溶于NaHCO3。几种活泼氢的酸性比较：羧酸酚醇pKa~5~10~16-19

pKa4~56.51010.215.71826

2.羧基中羟基的取代反应——生成羧酸衍生物(1)酯化反应酯化反应是可逆的,常温无催化剂情况下，乙酸与乙醇的反应需16年才能达到平衡。特点：a.反应慢，H+

催化

b.可逆，难进行完全

c.乙酸+乙醇K=2/3（2）酰卤的生成

三种方法中第三种方法的产物纯、易分离，因而产率高。是一种合成酰卤的好方法。二氯亚砜（3）酸酐的生成一元酸酐二元酸酐混合酸酐羧酸的分子间脱水只适用于制备简单酸酐。混合酸酐可用酰卤与羧酸盐一起共热的方法来制备。某些二元酸，只需加热即可生成五元环或六元环的酸酐。（4）酰胺的生成羧酸与氨或胺作用生成羧酸铵,加热后脱水得酰胺或N-取代酰胺。N-苯基苯甲酰胺取代羟基生成羧酸衍生物羧酸衍生物酰卤酸酐酯酰胺羧酸3.α-氢的取代反应脂肪酸碳原子上的氢原子可被卤原子取代生成卤代酸，此反应称为Hell-Volhard-Zelinsky反应。

羧酸的α-H不如醛酮的活泼，需红磷（光、碘、硫等）催化：

α-卤代酸在合成上很有用：

XNH2,CN,OH等多功能基化合物4.脱羧反应汉斯狄克(Humsdiecker)反应：α(β)-C上有强吸电子基的羧酸不稳定：二元羧酸受热后的反应：乙二酸、丙二酸（失羧）~160℃丁二酸、戊二酸（失水）~300℃已二酸、庚二酸（失羧、失水）~300℃辛二酸以上为分子间失水柏朗克规则}失水要加失水剂Ag2O、P2O5、乙酰氯、乙酸酐、三氯氧磷等；失羧要加碱：Ba(OH)2、Ca(OH)2等。5.羧酸的还原反应

用LiAlH4还原和用乙硼烷还原的区别？CH2=CH-CH2-COOHCH3CH2CH2CH2OHB2H6H2OCH2=CH-CH2-COOHCH2=CH-CH2-CH2OHH2OLiAlH4LiAlH4不还原孤立的C=C,B2H6能还原孤立的C=C。四、重要的羧酸1.甲酸（蚁酸）甲酸（蚁酸）--还原剂、甲酰化试剂、防腐剂还原性（被强、弱氧化剂氧化）甲酸的性质：⒈强酸性（pKa=3.77).⒉

能与费林试剂生成铜镜

；能与托伦斯试剂生成银镜

.⒊使KMnO4溶液褪色——一般氧化剂：

HCOOH+[O]CO2+H2O⒋实验室CO的制备——与浓硫酸共热⒌

脱羧反应：HCOOHCO

+H2O浓H2SO460~80℃HCOOHCO2+H2

160℃2.乙酸（醋酸）发酵法——食醋工业制备（甲醇,乙醇,乙烯,乙炔或轻油氧化）：第二节羧酸衍生物羧酸中的羟基被其他原子或基团取代的化合物酰氯酸酐酯酰胺一、羧酸衍生物的物理性质1.不少挥发性酯具有花果香气——可作香料。2.酰胺分子之间形成多个氢键，b.p.（m.p.）比相应羧酸还高。甲酰胺（b.p.111℃/20mm）为液体，其余均为固体。

香蕉香菠萝香N,N-二甲基甲酰胺（DMF）二、羧酸衍生物的化学性质结构与反应性：

p-π共轭程度：

p-π共轭使C+削弱，亲核加成活性降低，对α-H活化作用降低。羧酸衍生物都能进行亲核加成—消除反应羰基亲核加成的活性顺序：L离去的顺序：Cl->RCOO->RO->-NH2水解反应醇解反应氨解反应水解反应特点：a.产物均有羧酸生成.b.活性：酰卤>酸酐>酯>酰胺.2.醇解反应特点：a.醇解产物是酯.b.反应活性：酰卤>酸酐>酯>酰胺.c.酰氯和酸酐是活泼的酰基化剂。3.氨解反应特点：a.

产物是酰胺.b.反应活性:酰卤>酸酐>酯>酰胺.c.重要的溴化试剂—NBS第三节羟基酸和酮酸一、羟基酸羟基酸的分类和命名定义：分子中同时含有羟基和羧基的化合物.分类：按羟基连接的基团不同分为醇酸和酚酸.命名：(1)以羧酸为母体，羟基为取代基;(2)碳链编号时,从羧基的碳原子开始;(3)也可从连接羧基的碳原子开始，用，，等;(4)俗名命名；2.羟基酸的化学性质（1）酸性pKa4.884.513.86pKa3.004.124.184.54呈酸性原因：p-π共轭效应+C-I效应稳定螯合物(2)醇酸的氧化反应

醇酸中的羟基同醇一样可被氧化。

α-醇酸中的羟基受羧基的影响，比醇中的羟基更易被氧化，与托伦试剂作用即可被氧化成α-羰基酸：（3）α-醇酸的分解反应生成一分子醛（酮）和一分子甲酸；制备少一个碳的高级醛（4）醇酸的脱水反应α-醇酸脱水：生成环状交酯β-醇酸脱水：生成α,β-不饱和酸γ-醇酸或δ-醇酸脱水：生成五元或六元环酯γ-羟基丁酸γ-丁内酯（5）酚酸水杨酸乙酰水杨酸水杨酸甲酯二、酮酸酮酸的分类和命名分类：醛酸、酮酸命名：含羰基和羧基的最长碳链选为主链，叫做某酮酸（或某醛酸），羰基的位置用阿拉伯数字或希腊字母表示。习惯上还常把羰基酸看作羧酸的酰基衍生物，称为“某酰某酸”。

2.酮酸的化学性质（1）酸性pKa2.