第11章羧酸和取代羧酸（课件）- 《有机化学》同步教学（华中科大版）

第11章羧酸和取代羧酸 1 2.熟悉 羧酸的物理性质、二元酸的受热反应、羧酸的制备方法 3.了解 羟基酸、卤代酸、羰基酸 羧酸的系统命名法、结构特点、一元羧酸的化学性质、亲核加成-消除反应机制 1.掌握 章节目标 第一节 羧酸 根据烃基的不同：脂肪酸和芳香酸 根据烃基是否饱和：可分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸 根据羧基的数目：可分为一元羧酸、二元酸及多元羧酸 （一） 羧酸的分类 一、羧酸的分类及命名 很多羧酸最初是从天然产物中得到的，一般根据其来源而得名。 （二） 羧酸的命名：俗名 一、羧酸的分类及命名 选择含有羧基的最长碳链为主链，按主链上的碳原子数目称为“某酸”，并从羧基碳原子开始编号，取代基及不饱和键的位次分别写在“某酸”之前，用阿拉伯数字标明。简单的羧酸也可用、、、…等希腊字母进行编号，最末端碳原子可用ω表示。 （二） 羧酸的命名：IUPAC命名 一、羧酸的分类及命名 命名含脂环和芳环的羧酸时，以脂环和芳环作取代基，脂肪酸作为母体。 （二） 羧酸的命名：IUPAC命名 一、羧酸的分类及命名 二元羧酸的命名，是选取分子中含有两个羧基在内的最长碳链作为主链，按照主链碳原子数的多少称为“某二酸”。 （二） 羧酸的命名：IUPAC命名 一、羧酸的分类及命名 1、饱和的伯醇或者醛的氧化 2、对称烯烃和末端烯烃 3、芳烃侧链氧化 4、卤仿反应 （一） 氧化法 二、羧酸的制备 （二） 腈水解法 二、羧酸的制备 1、在酸或碱性条件下，腈可水解生成羧酸。 2、制备增长一个碳原子的羧酸，是增长碳链的一种方法。 （三） 格氏试剂法 二、羧酸的制备 制备增长一个碳原子的羧酸的常用方法。 饱和一元羧酸为液体。 含1~9个碳原子的直链饱和一元羧酸为具有刺激性臭味的液体。 10个碳原子以上的饱和脂肪酸为无味蜡状固体。 脂肪族二元羧酸和芳香羧酸都是晶体。 （一） 状态 三、羧酸的物理性质 羧酸沸点随着相对分子质量的增加而升高。 羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇的沸点高。 （二） 沸点 三、羧酸的物理性质 低级羧酸可与水混溶。 随着碳原子数的增加，水溶性逐渐降低，10个碳原子以上的羧酸不溶于水。 羧酸都能溶于甲醇、乙醚、苯等有机溶剂。 芳香酸微溶于水。 多元酸的水溶性大于相同碳原子数的一元酸。 （三） 溶解度 三、羧酸的物理性质 饱和一元羧酸的熔点随着碳原子数的增加而呈锯齿状上升。 通常偶数碳原子的羧酸的熔点高于相邻奇数碳原子羧酸。 二元羧酸的熔点比分子量相近的一元羧酸的熔点高。 （四） 熔点 三、羧酸的物理性质 羧基碳原子为sp2杂化，羰基上的π键与羟基氧原子的p轨道形成p-π共轭体系。 p-π共轭效应导致羧基碳上3个σ键键长平均化。 羧酸根负离子中的p-π共轭作用更强，负电荷平均分配在两个氧原子上，C—O键长完全平均化。 四、羧酸的结构特点 五、羧酸的化学性质 因p-π共轭效应的影响，羧酸呈明显的弱酸性。 比盐酸、硫酸等无机强酸酸性弱，比碳酸、苯酚、醇等的酸性强。 羧酸能与NaHCO3反应放出CO2，利用这个性质可以鉴别羧酸。 （一） 一元羧酸的化学性质：酸性 五、羧酸的化学性质 （一） 一元羧酸的化学性质：酸性 五、羧酸的化学性质 脂肪酸的酸性： （一） 一元羧酸的化学性质：酸性 五、羧酸的化学性质 芳香酸的酸性： pKa 3.40 4.03 4.17 4.35 4.47 pKa 3.46 3.82 4.09 4.17 4.28 （一） 一元羧酸的化学性质 五、羧酸的化学性质 二元酸的酸性： -I +I pKa1 1.46 2.80 4.17 4.33 4.43 pKa2 4.46 5.85 5.64 5.57 5.52 乙二酸 丙二酸 丁二酸 戊二酸 己二酸 酸性 （一） 一元羧酸的化学性质 五、羧酸的化学性质 酰卤的生成： 应用最多，产物纯化方便 羧酸衍生物的生成 五、羧酸的化学性质 酸酐的生成： • 直接加热 • 脱水剂：乙酸酐、P2O5等存在下加热 • 羧酸的分子间脱水只适用于制备简单酸酐 （一） 一元羧酸的化学性质 羧酸衍生物的生成 五、羧酸的化学性质 酯的生成： • 酸催化 • 可逆反应 （一） 一元羧酸的化学性质 羧酸衍生物的生成 五