羧酸及取代羧酸

羧酸及取代羧酸演示文稿当前第1页\共有33页\编于星期四\7点（优选）羧酸及取代羧酸当前第2页\共有33页\编于星期四\7点当前第3页\共有33页\编于星期四\7点一、羧酸的结构、分类和命名（一）羧酸的结构§1羧酸p-π共轭123pm(较正常羰基键长122pm略长)136pm(较醇中的C－O单键键长143pm短)当前第4页\共有33页\编于星期四\7点-127pm负电荷完全均等地分布在O－C－O链上，即两个C－O键键长完全平均化，羧酸负离子（一）羧酸的结构当前第5页\共有33页\编于星期四\7点

（二）羧酸的分类脂肪羧酸按烃基分芳香羧酸：

Ar-COOH饱和羧酸：CH3COOH不饱和羧酸：CH2=CH-COOH按羧基数目分一元羧酸：CH3COOH二元羧酸：多元羧酸：COOHCOOHCOOHCOOHHO-C-COOH脂环羧酸一、羧酸的结构、分类和命名当前第6页\共有33页\编于星期四\7点

选含有羧基的最长碳链为主链，根据主链的碳原子数目称为某酸，编号从羧基开始。

3-甲基丁酸β-甲基丁酸3-methylbutanoicacid丁二酸琥珀酸butandioicacidsuccinicacid

（三）羧酸的命名１.系统命名法一、羧酸的结构、分类和命名当前第7页\共有33页\编于星期四\7点2-萘乙酸2-naphthylaceticacid3-环己基丁酸3-cyclohexylbutanoicacid苯甲酸安息香酸

benzoicacid顺丁烯二酸马来酸cis-2-butendioicacidmaleicacid１.系统命名法当前第8页\共有33页\编于星期四\7点一元酸系统命名俗名

HCOOH甲酸蚁酸CH3COOH乙酸醋酸CH3CH2COOH丙酸初油酸CH3CH2CH2COOH丁酸酪酸CH3(CH2)14COOH十六酸软脂酸CH3(CH2)16COOH十八酸硬脂酸HOOCCOOH乙二酸草酸HOOCCH2COOH丙二酸缩苹果酸HOOC(CH2)2COOH丁二酸琥珀酸(Z)-HOOCCH=CHCOOH顺丁烯二酸马来酸(E)-HOOCCH=CHCOOH反丁烯二酸富马酸(延胡索酸）２.羧酸的俗名（三）羧酸的命名当前第9页\共有33页\编于星期四\7点二、羧酸的物理性质

羧酸是极性分子，能与水形成氢键，故低级一元酸可与水互溶，但随M↑，在水中的溶解度↓，从正戊酸开始在水中的溶解度只有3.7%，＞C10的羧酸不溶于水。b.p：羧酸＞M相同的醇。m.p：随M↑呈锯齿形上升。偶数碳原子羧酸的m.p＞相邻两个同系物的m.p。§1羧酸当前第10页\共有33页\编于星期四\7点三、羧酸的化学性质-活泼H的反应酸性羟基被取代，生成羧酸衍生物脱羧反应§1羧酸当前第11页\共有33页\编于星期四\7点（一）羧酸的酸性与成盐

羧酸的酸性比水、醇强，甚至比碳酸的酸性还要强。三、羧酸的化学性质当前第12页\共有33页\编于星期四\7点1.取代基对羧酸酸性的影响

电子效应的影响：取代基的电负性、数量、与-COOH的距离对羧基酸性的影响

HCOOHC6H5-COOHCH3COOH

pka

3.374.204.73（一）羧酸的酸性与成盐pKa

2.844.064.52当前第13页\共有33页\编于星期四\7点立体效应对羧酸的酸性影响OHOOHOHCOOHOHCOOHpka2.984.084.57pKa

2.213.4９3.4２邻位取代苯甲酸的酸性比对位和间位强,与取代基的类型无关？1.取代基对羧酸酸性的影响COOHNO2COOHNO2COOHNO2

羟基处于羧基的邻位，由于空间拥挤，在一定程度上使羧基与苯环不能共平面，削弱了共轭效应，因而减少了苯环上的π电子云向羧基转移，使羧基酸性增强。这种现象，叫做邻位效应。当前第14页\共有33页\编于星期四\7点二元羧酸的酸性与2个羧基的距离有关。草酸>丙二酸>丁二酸>戊二酸>己二酸

但由于离解是分步进行的，第一步电离要受另一个羧基的-I效应，故第一步容易电离，但电离后羧基负离子对第二个羧基有+I效应，因此第二步电离比较困难。故：pka2>pka11.取代基对羧酸酸性的影响当前第15页\共有33页\编于星期四\7点

应用：用于分离、鉴别。2.成盐羧酸的酸性比碳酸强（一）羧酸的酸性与成盐当前第16页\共有33页\编于星期四\7点

医药工业上常将水溶性差又含有羧基的药物转变成易溶于水的碱金属盐，以增加其水溶性。如：β-内酰胺抗生素（青霉素钠、青霉素钾）、头孢菌素等。青霉素G钠2.成盐当前第17页\共有33页\编于星期四\7点（二）羧酸衍生物的生成

1.酰卤的生成

2.酸酐的生成酐键三、羧酸的化学性质当前第18页\共有33页\编于星期四\7点3.酯的生成

4.酰胺的生成伯醇和绝大多数仲醇醇脱氢；叔醇脱羟基酯键酰胺键（二）羧酸衍生物的生成当前第19页\共有33页\编于星期四\7点（三）乙二酸及丙二酸的脱羧反应脱羧反应：羧酸失去羧基放出CO2的反应三、羧酸的化学性质当前第20页\共有33页\编于星期四\7点§2取代羧酸

羧酸分子中烃基部分的氢原子被其它原子或原子团取代的化合物——称取代羧酸。

取代酸按取代基的种类分为卤代酸、羟基酸、羰基酸和氨基酸等。当前第21页\共有33页\编于星期四\7点一、羟基酸

羧酸分子中，烃基上的氢原子被羟基取代后的生成物，叫做羟基酸(hydroxylacid)。§2取代羧酸当前第22页\共有33页\编于星期四\7点（一）命名1、醇酸的命名

醇酸的系统命名法，是以羧酸作为母体，羟基为取代基，并用阿拉伯数字或希腊字母α、β、γ、δ……等标明羟基的位置。有些醇酸则多用俗名。一、羟基酸当前第23页\共有33页\编于星期四\7点1、醇酸的命名当前第24页\共有33页\编于星期四\7点

酚酸的命名，是以芳香羧酸为母体，并根据羟基在芳环上的位置，给出相应的名称。2、酚酸的命名（一）命名当前第25页\共有33页\编于星期四\7点（二）物理性质

醇酸多为固体，在水中的溶解度较同数碳原子的醇和酸要大，低级的羟基酸可与水混溶，熔、沸点都比相应的羧酸高。多数醇酸具有旋光性。一、羟基酸当前第26页\共有33页\编于星期四\7点1、羟基酸的酸性醇酸中羟基离羧基越近，酸性增加越大；反之，酸性增加就越小，甚至无影响。（三）化学性质

羟基酸具有羟基和羧基的通性同时，由于羟基和羧基的相互影响，羟基酸还具有一些特殊的性质。CH2COOHOHCH3CHCOOHOHCH2CH2COOHOHCH3CH2COOHpKa

3.83

3.87

4.51

4.88一、羟基酸酸性顺序：⑴＞⑵＞⑶pKa

3.00

4.17

4.54COOHOHCOOHOHCOOH(1)

(2)

(3)

当前第27页\共有33页\编于星期四\7点2、醇酸的氧化反应

稀硝酸一般不能氧化醇，但却能氧化醇酸而生成醛酸、酮酸或二元羧酸。Tollens试剂不与醇反应，但却能将α-羟基酸氧化成α-酮酸。（三）羟基酸的化学性质当前第28页\共有33页\编于星期四\7点3、醇酸的脱水反应①α羟基酸分子间脱水

②β-羟基酸分子内脱水分子间的交叉脱水交酯（三）羟基酸的化学性质当前第29页\共有33页\编于星期四\7点③γ-和δ-羟基酸分子内脱水得内酯

-丁内酯

-戊内酯3、醇酸的脱水反应当前第30页\共有33页\编于星期四\7点4、酚酸的脱羧反应

羟基在羧基的邻位或对位的酚酸，加热至熔点以上时，便发生分解反应，生成相应的酚和二氧化碳。（三）羟基酸的化学性质当前第31页\共有33页\编于星期四\7点二、酮酸