第十七章-羧酸及其衍生物（课件）《基础药用化学》（上海交通大学出版社）

第十七章 羧酸及其衍生物 目 录 CONTENTS 1 2 3 羧酸 取代羧酸 羧酸衍生物 PART 1 羧酸 一、羧酸的分类和命名 1、羧酸的分类 根据羧酸分子中烃基的种类，将羧酸分为脂肪族羧酸和芳香族羧酸。 根据羧酸分子中所含羧基的数目，将羧酸分为一元酸、二元酸和多元酸。 一些常见的羧酸多用俗名，这是根据它们的来源命名的。例如： 羧酸 蚁酸 醋酸 草酸 一、羧酸的分类和命名 2、羧酸的命名 羧酸 脂肪族羧酸的系统命名原则与醛相似，即选择含有羧基的最长碳链作为主链，从羧基中的碳原子开始给主链上的碳原子编号。取代基的位次用阿拉伯数字标明。有时也用希腊字母来表示取代基的位次，从与羧基相邻的碳原子开始，依次为α、β、γ等。例如： 2-丁烯酸 2，3-二甲基戊酸 α-丁烯酸（巴豆酸） 一、羧酸的分类和命名 2、羧酸的命名 对于芳香族羧酸和脂环族羧酸，可把芳环和脂环作为取代基来命名。例如： 羧酸 对脂肪族二元羧酸命名时，应选择包含两个羧基的最长碳链为主链，称为某二酸。例如： 邻-苯二甲酸 正丙基丙二酸 对甲基环已基乙酸 3-苯丙烯酸（肉桂酸） 4-甲基-3-（2-萘）丙酸 二、羧酸的性质 1、羧酸的物理性质 羧酸 1 状态 甲酸、乙酸、丙酸是具有刺激性气味的液体，含4～9个碳原子的羧酸是有腐败恶臭气味的油状液体，含10个以上碳原子的羧酸是无味石蜡状固体。脂肪族二元酸和芳香酸都是结晶形固体。 2 沸点 羧酸的沸点比分子量相近的醇还高。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。 3 水溶性 羧酸分子可与水形成氢键，所以低级羧酸能与水混溶，随着分子量的增加，非极性的烃基愈来愈大，使羧酸的溶解度逐渐减小，含6个以上碳原子的羧酸则难溶于水而易溶于有机溶剂。 二、羧酸的性质 2、羧酸的化学性质 羧酸 羧基是羧酸的官能团，其化学反应主要发生在羧基和受羧基影响变得比较活泼的α-H上。羧酸分子中易发生化学反应的主要部位如下图： ④ ① ② ③ ① 羧基中氢原子的酸性 ② 羟基被取代的反应 ③ 脱羧和羰基的还原反应 ④ α—H的取代反应 二、羧酸的性质 2、羧酸的化学性质 羧酸 （1）酸性 羧酸具有酸性，因为羧基能离解出氢离子。 因此，羧酸能与氢氧化钠反应，生成羧酸盐和水。 羧酸的酸性比苯酚和碳酸的酸性强，因此羧酸能与碳酸钠、碳酸氢钠反应生成羧酸盐。 但羧酸的酸性比无机酸弱，所以在羧酸盐中加入无机酸时，羧酸又游离出来。利用这一性质，不仅可以鉴别羧酸和苯酚，还可以用来分离提纯有关化合物。 二、羧酸的性质 2、羧酸的化学性质 羧酸 （2）羧基中羟基的取代反应 1）酰卤的生成：羧酸与三氯化磷、五氯化磷、氯化亚砜等作用，生成酰氯。 2）酸酐的生成：在脱水剂的作用下，羧酸加热脱水，生成酸酐。常用的脱水剂有五氧化二磷等。 P2O5 二、羧酸的性质 2、羧酸的化学性质 羧酸 （2）羧基中羟基的取代反应 3）酯化反应：羧酸与醇在酸的催化作用下生成酯的反应，称为酯化反应。酯化反应是可逆反应，为了提高酯的产率，可增加某种反应物的浓度，或及时蒸出反应生成的酯或水，使平衡向生成物方向移动。 4）酰胺的生成：在羧酸中通入氨气或加入碳酸铵，首先生成羧酸的铵盐，铵盐受热脱水生成酰胺。 H+ 二、羧酸的性质 2、羧酸的化学性质 羧酸 （3）α-氢原子的卤代反应 羧基和羰基一样，能使α-H活化。但羧基的致活作用比羰基小，所以羧酸的α-H卤代反应需要在红磷等催化剂的作用下才能顺利进行。 P P P （4）还原反应 羧酸在一般情况下，和大多数还原剂不反应，但能被强还原剂（氢化锂铝）还原成醇。用氢化铝锂还原羧酸时，不但产率高，而且分子中的碳碳不饱和键不受影响，只还原羧基而生成不饱和醇。例如： LiAlH4 二、羧酸的性质 2、羧酸的化学性质 羧酸 （5）脱羧反应 羧酸分子脱去羧基，放出二氧化碳的反应称为脱羧反应。饱和一元酸一般比较稳定，难以脱羧，但羧酸的碱金属盐与碱石灰共热，可发生脱羧反应。例如： 此反应在实验室中常用于制备少量的甲烷。 当羧酸分子中的α-碳原子上连有吸电子基时，受热容易脱羧。例如： 二、羧酸的性质 2、羧酸的化学性质 羧酸 （5）脱羧反应 一元羧酸的脱羧反应比较困难，把羧酸盐蒸气通过加热至400-500℃的钍、锰或镁的氧化物，则脱羧生成酮。 当一元羧酸的α-碳上连有吸电子基时，脱羧较容易进行，例如： 2CH3COOH CH3COCH3 + CO2 + H2O Δ 三、重要的羧酸 羧酸 1、甲酸 2、乙酸 甲酸俗称蚁酸，是具有刺激性气味的无色