第十章 羧酸及其衍生物（课件）《有机化学》羧酸同步教学（化学工业出版社第4版）

羧酸 —COOH（羧基） 第一节 羧酸 (Ar)RCOOH HCOOH（甲酸） H (Ar)R 一、羧酸的分类和命名 （一）分类 ①烃基种类 脂肪羧酸 芳香羧酸 RCOOH ArCOOH ②脂肪烃基是否饱和 不饱和 饱和 脂肪酸 CH3CH2CH2COOH CH3CH=CHCH2COOH ③分子中羧基的数目 一元酸 CH3CH2CH2COOH CH3CH=CHCH2COOH 多元酸 HOOCCH2COOH 甲酸 HCOOH CH3COOH （二）命名 乙酸 1.饱和脂肪酸 ①主链 含羧基的最长碳链,按碳原子数称为“某酸”（母体） ②编号 从羧基C开始 ③定名称 取代基+母体 2,3-二甲基丁酸 α,β-二甲基丁酸 2 4 3 1 β α β α ω δ γ 2 3 1 4 5 n 2.不饱和脂肪酸 ①主链 含羧基和不饱和键在内的最长碳链，按碳原子数称为“某烯酸或某炔酸”（母体） ③定名称 取代基+母体 标明不饱和键位次 ②编号 从羧基C开始 3-甲基- 2 4 3 1 2-丁烯酸 主链＞10C的，在中文数字后+碳+酸的名称 13 9 12 11 10 18 1 9,12-十八碳二烯酸 Δ9,12-十八碳二烯酸 （亚油酸） 3.二元脂肪羧酸 主链 两个羧基在内的最长碳链为主链，称为“某二酸” 2 3 1 4 丁二酸 2-甲基 4.含碳环的羧酸 把碳环作为取代基 苯乙酸 对甲苯（基）甲酸 4-甲基苯 甲酸 乙酸 环戊基 二、羧酸的化学性质 19 羧酸的羧基由于羰基和羟基氧的 p－ 共轭，降低了羰基碳原子的正电性，不利于羰基发生亲核加成反应，而羟基中氧氢键的极性增大，有利于氢原子的离解，因而显示酸性。 （一）酸性 R―COOH+H2O R―COO-+H3O+ 酸性：硫酸、盐酸＞羧酸 酸性：硫酸、盐酸＞羧酸＞碳酸＞苯酚＞水＞醇 RCOOH +Na2CO3→ +NaHCO3→ +Na2CO3→ +NaHCO3→ ArOH RCOONa+CO2 RCOONa+CO2 ArONa × pKa HOOC-COOH 1.46 HCOOH 3.77 CH3COOH 4.75 CH3CH2COOH 4.87 (CH3) 3COOH 5.05 酸性：二元酸＞甲酸＞苯甲酸＞其它饱和一元酸 酰基 （二）羧羟基的取代反应 乙酰基 酰卤 （二）羧羟基的取代反应 X 酸酐 酯 酰胺 30 自然界中，羧酸常以游离态、羧酸盐或羧酸衍生物的形式广泛存在于动植物中；天然产物蛋白质、脂肪和碳水化合物的主要官能团也属此类，生物体内大多数代谢反应都发生在这些官能团上或发生在强烈地受它们影响的相邻位置上。因此，羧酸及取代羧酸和醛酮一样，无论在有机合成还是在生物合成上都是非常重要的。 酰卤 酸酐 酯 酰胺 羧酸衍生物 31 自然界中，羧酸常以游离态、羧酸盐或羧酸衍生物的形式广泛存在于动植物中；天然产物蛋白质、脂肪和碳水化合物的主要官能团也属此类，生物体内大多数代谢反应都发生在这些官能团上或发生在强烈地受它们影响的相邻位置上。因此，羧酸及取代羧酸和醛酮一样，无论在有机合成还是在生物合成上都是非常重要的。 1.酰卤的生成 羧酸与PX3或PX5（X=Cl、Br ）或SOCl2反应，生成酰卤 RCOOH+PCl3 RCOCl+H3PO3 适用于分子量小的羧酸生成酰卤 适用于分子量大的羧酸生成酰卤 RCOOH+PCl5 RCOCl+POCl3↑+HCl↑ RCOOH+SOCl2 RCOCl+SO2↑+HCl↑ 最为简便的方法 适用于所有羧酸生成酰卤 2.酸酐的生成 羧酸(除甲酸外)在脱水剂作用下加热，分子间脱水生成酸酐 脱水剂 △ 180℃ 38 具有五元环或六元环的酸酐，可由二元酸加热分子内失水而得。 1 4 2 3 5 3.酯的生成 浓H2SO4,△ 酯化反应 4.酰胺的生成 铵盐 酰胺 （三）还原反应 烷氧基锂铝 无水乙醚 43 羧基含有碳氧双键，但不容易被催化氢化还原。直接还原产物是烷氧基锂铝 （三）还原反应 44 羧基含有碳氧双键，但不容易被催化氢化还原。直接还原产物是烷氧基锂铝。超链接至45页.月亮超链接至46页。 催化加氢 催化剂 Pt、Ni、Pd，可还原 ＞C＝C、＞C≡C、＞C＝O 催化剂 AlLiH4，可还原 催化剂 NaBH4，可还原 ＞C＝O 、 ―COOH ＞C＝O 45 羧基含有碳氧双键，但不容易被催化氢化还原。直接还原产物是烷氧基锂铝。超链接至44页 （四）α-H的卤代反应 活性比醛、酮小得多 RCH2COOH+X2 P或PX3 46 这主要是羰基的吸电子作用所致，但由于羧