第五章 羧酸和取代酸（课件）-《有机化学基础》羧酸同步教学（人卫版第三版）

羧 酸 第一节 （一）结构 一、结构、分类和命名 p-π共轭导致游离羧酸中C=O与C−O键的键长趋向平均化。 123pm 132pm 120pm 143pm （二）分类 一、结构、分类和命名 脂肪酸 一元酸 芳香酸 一元酸 脂肪酸 二元酸 不饱和脂肪酸 二元酸 （三）命名 一、结构、分类和命名 俗名 醋酸 acetic acid 安息香酸 benzoic acid 草酸 oxalic acid 马来酸 maleic acid （三）命名 一、结构、分类和命名 系统命名 (IUPAC名) 乙酸 acetic acid 苯(基)甲酸 benzoic acid 乙二酸 ethanedioic acid (S)-2-甲基丁酸 (S)-2-methylbutanoic acid 二、物理性质 常温下，含1~9个碳原子的直链饱和一元羧酸为液体，高级饱和脂肪酸为蜡状固体，脂肪族二元酸和芳香酸均为结晶固体。 含1~4个碳原子的低级羧酸易溶于水。 羧酸的沸点较分子质量相近的醇高。 分子间氢键 甲酸～己酸的沸点 二、物理性质 IR谱 1HNMR谱 （一）酸性与成盐反应 三、化学性质 pKa: 3~5 强于HCO3 (pKa=6.5) 羧酸根负离子中两根C−O键等长，p-π共轭效应使其稳定性增加。 1. 脂肪酸：吸电子诱导效应使酸性增强。 （一）酸性与成盐反应 三、化学性质 pKa 2.67 2.87 2.90 3.16 pKa 2.86 4.06 4.52 2. 芳香酸：羧基对位具有钝化作用的基团使取代苯甲酸酸性增强。 （一）酸性与成盐反应 三、化学性质 Y pKa Y pKa −NO2 3.41 −CH3 4.34 −CN 3.55 −OCH3 4.46 −CHO 3.75 −OH 4.48 −Cl 4.0 −H 4.19 钝化基团 活化基团 3. 二元酸：其酸性与两个羧基的相对距离和空间位置有关，低级二元酸的pKa2 ＞pKa1。 （一）酸性与成盐反应 三、化学性质 二元酸 pKa1 HOOCCOOH 1.46 HOOCCH2COOH 2.80 HOOCCH2CH2COOH 4.17 HOOC(CH2)3COOH 4.33 HOOC(CH2)4COOH 4.4 4. 成盐：羧酸可与NaOH、NaHCO3、Na2CO3等碱反应成盐。 （一）酸性与成盐反应 三、化学性质 （二）羧酸衍生物的生成 三、化学性质 羧酸生成羧酸衍生物的反应是亲核加成-消除反应 Base-catalyzed addition–elimination: Acid-catalyzed addition–elimination 1. 酰卤的生成 （二）羧酸衍生物的生成 三、化学性质 bp. 79̊C 2. 酸酐的生成 （二）羧酸衍生物的生成 三、化学性质 （甲酸除外） 3. 酯的生成：酯化反应（esterification） （二）羧酸衍生物的生成 三、化学性质 酯键 ester bond 酯化反应是可逆反应，需要强酸（如浓硫酸）催化、加热（脱水）进行。 4. 酰胺的生成 （二）羧酸衍生物的生成 三、化学性质 1. 脱羧反应：乙二酸、丙二酸受热，发生脱羧反应，生成少一个碳原子的一元羧酸。 （三）二元羧酸的热解反应 三、化学性质 2. 脱水反应：丁二酸、戊二酸受热发生脱水反应，生成环状酸酐。 （三）二元羧酸的热解反应 三、化学性质 3. 脱羧脱水反应：己二酸、庚二酸加热后发生分子内脱水和脱羧反应，生成少一个碳原子的环酮。 （三）二元羧酸的热解反应 三、化学性质 $$