第十章 羧酸及取代羧酸（课件）- 《有机化学》同步教学（华中科技大学版）

第十章 羧酸及取代羧酸 ·· 十 目录 第一节羧酸 第二节取代羧酸 第三节应用于医药中的化合物 小结 学习目标 羧酸及取代羧酸的结构；羧酸酸性及成盐反 应、取代生成衍生物、 脱羧反应；羰基酸和 羟基酸的化学性质。 羧酸的命名与分类；应用于医药中的羧酸化 合物。 羧酸及取代羧酸的物理性质。 熟悉 了解 掌握 第一节羧酸 一、结构、分类和命名 二、物理性质 三、化学性质 一 、羧酸的结构、分类和命名 ( 一 )羧酸的结构 羧 酸 ：分子中含有羧基(一COOH),并且具有酸性的一类有 机化合物。 通 式 ： R C O O H 羧酸的结构 H 0 p - π 共 轭 体 系 共平面 R— H R （二）羧酸的分类 根据烃基结构：脂肪族羧酸、脂环族羧酸、芳香族羧酸。 根据烃基饱和程度：饱和羧酸、不饱和羧酸。 根据羧基数目：一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸。 CH3COOH 饱和脂肪酸 一元酸 HOOCHC CHCOOH 不饱和脂肪酸 二元酸 COOH 芳香酸 一元酸 3 7 DOH H₃C-C=CH—COOH CH₃ 3-甲基-2-丁烯酸 (三)羧酸的命名 1.俗名： 根据来源命名。 3-甲基戊酸 β-甲基戊酸 HCOOH CH₃COOH 蚁酸 醋酸 2.系统命名：原则与醛相同。 Gl 13 O COOH HOOC (1R,3R) –1,3-环己烷二羧酸 H C C H COOH 反-3-苯基-2-丙烯酸(肉桂酸) 当主链碳原子数目在10以上时，应根据碳原子的个数用中文数 字命名为“某碳酸 ” ，如CH 3 (CH2)16COOH为十八碳酸，俗称硬 脂酸。 在有机化学命名中，对于官能团优先次序的选择一般为羧基 —COOH > 醛基—CHO和酮基—COR > 羟基—OH > 烯键C=C 和炔键C=C> 烷基—R> 卤素—X 和硝基—NO₂。 3.酰基：羧酸分子中除去羧基中的羟基后，所余下的部分称为酰 基 (acyl)。 H3G—G' 乙酰基 W 苯甲酰基 2.熔点 随碳原子数的增加而呈锯齿形上升，偶数碳原子的羧酸比相 邻两个奇数碳原子的羧酸的熔点高。 3.溶解性 甲酸至丁酸与水混溶，随碳原子数增加而迅速降低。 低级二元酸可溶于水，而芳香族羧酸水溶性较小。 因此羧酸的沸点高于相对分子质量相当的醇。 二、 羧酸的物理性质 氢键 1. 沸点 三、羧酸的化学性质 O R C C O H H 羰基的亲核加成，然 后再消除(表现 为羟基的取代) 羰基的亲核 加成，还原 α -活泼H的反应 酸性 ① P-π共轭增强了O—H 键极性，有利于氢的离解，且离解 后的负离子更稳定——酸性。 ② P-π共轭降低了羰基碳的正电性 ，羧基不发生典型羰基的 亲核加成反应—— —OH易被代，形成羧酸衍生物。 ③ P-π共轭使羧基碳的电子云密度可从羟基氧得补充——α- H 活性较醛、酮弱。 ④ 还原反应。（略） ⑤ 脱羧反应。 (2)形成负离子后，其p-π共轭作用更强，负电荷平 均分配于两个氧原子上，两个C—O 键长相等；负电荷 通过p-π共轭而得到分散，使负离子更为稳定。 (一)羧酸的酸性 (1)P-π 共轭增加氧氢键极性，使易离解。 若取代基有利于负电荷分散，羧酸根稳定，酸性增强。 若取代基不利于负电荷分散，羧酸根不稳，酸性减弱。 G→ COOH G →C0o-+H+ (1)取代基对酸性的影响 G ← COOH G ← COO- +H+ （2）诱导效应对酸性的影响 O R CH C OH Y Y为—X、 —NO2、—CN、 —OH等电负性大的基团。 吸电子诱导效应(—I)相对强弱 ： —NO2＞—CN＞—COOH＞—F＞—Cl＞—Br＞—I＞碳碳三键 ＞— OCH3＞—Ph＞碳碳双键＞—H 给电子诱导效应(+I)相对强弱： —C (CH3)3 ＞ —CH (CH3)2 ＞ —C2 H5 ＞—CH3 ＞—H ①取代基吸电性诱导效应越强，对酸性影响就越大。 FCH₂COOH>CICH₂COOH>BrCH₂COOH>ICH₂COOH ②取代基数目越多，对酸性影响就越大。 Cl₃CCH₂COOH>C₂CHCH₂COOH>CICH₂CH₂COOH ③取代基离羧基越近，对酸性影响越大。 (3)二元酸的酸性 二元羧酸酸性强弱与两个羧基的相对距离有关。二元羧酸的电 离分为两步进行：第