6.1羧酸（课件）-《有机化学》同步教学（北京出版社）

羧酸、取代羧酸 第六章 羧酸可以看作烃分子中的氢原子被羧基（—COOH）所取代的化合物。羧酸是一种有机酸。若在羧酸分子中再引入卤素、羟基、氨基或羰基，则可分别得到卤代酸、羟基酸、氨基酸及羰基酸，这些酸都被称为取代羰酸。 1 1.熟悉羧酸的结构和分类； 2.掌握羧酸的系统命名法和重要的化学性质； 3.了解常见的羧酸。 学习目标 第一节　羧酸 2 羧酸与医药 羧酸在自然界中，常以游离状态、羧酸盐以及羧酸衍生物的形式广泛存在于动植物体内。食用醋中含有醋酸；果汁饮料中含有柠檬酸、苹果酸等；羧酸类的药物如治疗风湿症的蚁精是甲酸；蜂类蜇伤引起皮肤红肿和疼痛是因为甲酸的刺激；苯甲酸可用作治疗真菌感染的药物；丁二酸在医学上有抗痉挛、祛痰及利尿等作用；制备药物阿司匹林以水杨酸为原料；剧烈活动肌肉感觉酸痛是因为肌肉乳酸含量增大。 【走进医药】 第一节　羧酸 3 一、羧酸的结构与分类 （一）羧酸的结构 羧酸的通式为：（Ar）R— COOH，主要特征是分子中含有羧基 — COOH，羧酸的性质主要表现在羧基上，所以羧基是羧酸的官能团。 其结构式为： 4 一、羧酸的结构与分类 （二）羧酸的分类 1. 根据羧酸分子中烃基结构不同，可分为：脂肪酸、脂环酸和芳香酸。 5 一、羧酸的结构与分类 （二）羧酸的分类 2. 根据羧酸分子中羧基数目不同分为：一元酸、二元酸和多元酸。 6 二、羧酸的命名 （一）系统命名法 1. 脂肪酸 （1） 选主链 （2） 编号 （3） 名称 选择包含羧基在内的最长碳链作为主链，按所含C 原子数目称为某酸。主链C 原子数超过10 个以上，称为某碳酸； 如有不饱和键，主链应同时包括不饱和键在内，称为某烯酸，并标明双键的位次。 从羧基C 原子开始用阿拉伯数字给主链C 原子编号。简单羧酸还常用希腊字母编号，从与羧基相连的C 原子开始依次用α、β、γ、δ……ω 编号，即与羧基直接相连的碳原子为α 位（即第二位），依次为β 位（第三位）、γ 位（第四位）…… 写出化合物全名时，取代基及位次写在某酸之前。 7 二、羧酸的命名 （一）系统命名法 2. 脂环酸和芳香酸　以脂环和芳环做取代基，脂肪酸做母体。 3. 多元羧酸　选择含两个羧基的碳链为主链，按C 原子数目称为某二酸。 8 二、羧酸的命名 （二）俗称 根据来源命名，如蚁酸（甲酸） 、醋酸（乙酸）、安息香酸（苯甲酸）等。 9 二、羧酸的命名 （三）酰基 羧酸去掉羧基中羟基余下的基团称为酰基 ，命名是根据原来羧酸的名称称为某酰基。如： 10 课堂活动一 03 （一）物理性质 1. 状态 脂肪族饱和一元羧酸中含1～3 个碳原子的羧酸是具有刺激性气味的液体，含4～9 个碳原子的羧酸是具有腐败恶臭气味的液体，含10 个碳原子以上的羧酸为无味蜡状固体；脂肪族二元酸和芳香酸都是结晶形固体。 3. 沸点 羧酸的沸点比分子量相近的醇还高。例如，甲酸和乙醇的分子量相同，甲酸的沸点为100.5℃，乙醇的沸点为78.5℃。这是由于羧酸分子间可以形成两个氢键而缔合成较稳定的二聚体。 2. 溶解度 低级羧酸可与水互溶，是因为分子中的羧基能与水分子形成氢键。但随着烃基的增大，水溶性降低，高级一元酸不溶于水，但能溶于有机溶剂。一般二元酸和多元酸易溶于水。 01 02 三、羧酸的性质及其应用 （二）化学性质 01 02 03 04 05 酸性 酸性强弱规律：多元羧酸＞甲酸＞其他一元羧酸＞碳酸＞苯酚＞醇 生成羧酸衍生物的反应 （1）酰卤的生成 （2）酸酐的生成 （3）酯化反应 （4）酰胺的生成 还原反应 羧酸中的羰基在羟基的影响下，其活性降低，在一般情况下不容易被还原，但用还原能力特别强的氢化铝锂在乙醚中迅速反应，生成伯醇。 α-氢原子的卤代反应 羧酸分子中的α-氢原子受羧基吸电子的影响，具有一定的活性，但比醛、酮的α-氢原子活性弱，难以直接卤代，常需在催化剂作用下才能进行。如在羧酸中加少量三氯 化磷，然后用溴处理，可以得到α-溴代酸。 脱羧反应 羧酸失去羧基放出二氧化碳的反应称为脱羧反应。饱和一元羧酸热稳定性强，通常不发生脱羧反应，但在特殊条件下能发生脱羧反应。 三、羧酸的性质及其应用 （二）化学性质 酸性　羧酸是重要的有机酸，有酸的通性，能使紫色的石蕊试液变红色；羧酸能与活泼金属钠等反应产生氢气；既能与氢氧化钠、氢氧化钾等强碱作用，又能与一些弱碱如氢氧化铜和金属氧化物作用生成盐。 饱和一元羧酸酸性pKa 一般为3～5，比盐酸、硫酸等无机酸弱得多，但比碳酸(pKa=6.38) 和一般酚类( 苯酚 pKa=9.96) 强，因此羧酸能与碳酸氢钠反应，放出CO2，而酚不能。 14 三、羧酸的性质及其应用 （二）化学性质 羧酸的碱金属盐在水中溶解度比相应的羧酸大。医