第十章 羧酸及其衍生物（课件）-《有机化学基础》同步教学（化学工业出版社第四版）

一、羧酸的结构和命名 羧酸可看成是烃分子中的氢原子被羧基（—COOH）取代后的生成物，可以用RCOOH 和Ar—COOH表示。 1.羧酸的结构特征 —COOH（羧基）为羧酸的官能团。 羧 酸 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 羧基碳原子的3个sp2杂化轨道分别与2个氧原子和一个碳原子（甲酸分子中为氢原子）以σ键相结合，3个σ键同处于一个平面，碳原子上未参与杂化的p轨道与一个氧原子的p轨道侧面交盖形成π键，与氢相连的氧原子同样采取sp2杂化，没参与杂化的p轨道上的电子对与碳氧π键发生p―π共轭。羧酸官能团的π电子云如图所示。 羧基结构示意图 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 2.羧酸的命名 (1)羧酸的俗名 根据它们的天然来源而有其俗名。 甲酸最初是从一种蚂蚁中得到，故称蚁酸 乙酸存在于食醋中，因而又称醋酸 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 （2）羧酸的系统命名法 选择脂肪酸中含有羧基碳在内的最长碳链为主链，根据主链碳原子的数目称某酸，由羧基碳原子开始用阿拉伯数字给主链编号，也可从与羧基相邻的碳原子开始，用α、β、γ等希腊字母来表示，将取代基的位次、数目、名称写在母体羧酸名称之前。如： 2－溴丁酸 α－溴丁酸 5－氯－3－戊烯酸 9-十八（碳）烯酸 油酸 12-羟基-9-十八（碳）烯酸 蓖麻醇酸 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 芳香酸在命名时，羧基与苯环相连的以芳甲酸作为母体；多元芳酸要注明羧基的相对位置。羧基连在侧链上的，则以芳基作为取代基来命名。如： 练一练： 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 命名下列化合物： 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 二、羧酸的性质 1.酸性 能溶与水的羧酸在水溶液中可离解出氢离子而呈酸性，使蓝色石蕊试纸变红。 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 大多数脂肪族一元羧酸的pKa值在4～5范围内。芳香酸及二元酸的酸性强于一元脂肪族羧酸；羧酸的酸性弱于无机强酸而强于碳酸（pKa=6.38）和一般的酚（pKa≈10）。 羧酸的碱金属盐具有一般无机盐的性质，加入强酸又可以使羧酸重新游离出来。 应用：利用羧酸的酸性可以分离羧酸和不具酸性的有机化合物，也可以用于羧酸的鉴别和精制。 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 *2.羧酸衍生物的生成 （1）酰卤的生成 时，羧基中的羟基被氯原子取代生成酰氯。 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 （2）羧酸酐的生成 两分子羧酸在加热或脱水剂作用下脱去一分子水生成的产物称羧酸酐。 也可从酰卤和无水羧酸盐共热制得 此方法既可制备两个酰基相同的单酐也可以制两个不同酰基的混酐。 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 （3）羧酸酯的生成 羧酸与醇作用，羧基中的羟基被烷氧基取代生成的产物为羧酸酯。 若无酸催化，羧酸与醇生成酯达到动态平衡需要几年甚至更长时间。 想一想： 因为成酯反应是可逆的，为了提高酯的产率，通常采用什么措施？ 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 （4）酰胺的生成 羧酸中通入氨气或与碳酸铵反应，生成羧酸铵盐，铵盐受热分解，部分失水生成酰胺。 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 3.还原反应 饱和羧酸不易被一般的还原剂还原成醇，在氢化锂铝的作用下可还原成醇。 4.α—氢原子的氯代反应 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 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得多，须用少量的红磷（或碘、硫）催化或日光照射下，羧酸的α―H可以逐步被取代。如： 应用：控制合适的反应条件，可使反应停留在一元或二元取代阶段，三氯乙酸可作为合成原料或直接用于印染工业。 知识窗： 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 α-卤代酸中的卤素像在卤烷中的一样，可发生亲核取代反应，转变成其它的α-取代酸，也可以发生消除反应而得到α,β―不饱和酸，在合成中有着广泛的应用。 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 一、 羧酸衍生物的分类和命名 羧酸分子中羧基除去羟基所剩余的部分，称酰基（ ）； 酰基和卤原子相连的有机物称酰卤，通式为： 酰基和酰氧基相连的叫酸酐，通式为： 羧酸衍生物 第十五章 含氧有机化合物 帮助 返回 下页 上页 酰基和烷氧基相连的叫酯，通式为： 酰基和