第十章 羧酸及其衍生物（课件）《有机化学基础》第一课时同步教学（化学工业出版社第4版）

第一节 羧酸 一、羧酸的结构 羧酸的官能团是羧基 —COOH 123pm 136pm sp2杂化 120pm 143pm p  . .. . p-共轭 按烃基的不同 脂肪羧酸 脂环羧酸 芳香羧酸 （一） 羧酸的分类 二、羧酸的分类和命名 按烃基是否饱和 饱和羧酸 不饱和羧酸 按羧基数目的不同 一元羧酸 二元羧酸 多元羧酸 （1） 选主链，选择分子中含羧基的最长碳链作为主链，根据主链碳原子的数目称为 “某酸”； （2） 编号，从羧基碳开始，用阿拉伯数字对主链碳原子进行编号，也可用希腊字母来表示，从与羧基相连的碳原子开始； （3） 命名，取代基的位次、数目、名称、某酸。 （二） 羧酸的命名 1.饱和脂肪酸的命名 4-甲基-2-乙基己酸 -甲基--乙基己酸 3-甲基丁酸 -甲基丁酸 命名实例 4 3 2 1     选择分子中含两个羧基在内的最长碳链作为主链，称为某二酸。 2.二元羧酸的命名 乙二酸 （草酸） HOOC-COOH 2,2,4-三甲基戊二酸 3.不饱和脂肪酸的命名 选择包含羧基和不饱和键在内的最长碳链作为主链，称为某烯酸或某炔酸。主链碳原子的编号仍用阿拉伯数字或希腊字母来表示，把双键、叁键的位次写在名称的前面。 2-甲基-2-丁烯酸 -甲基--丁烯酸 当主链碳原子数目大于10个时，主体名称用“某碳烯酸”来表示，避免主链碳原子数和双键数的两个数字混淆。不饱和羧酸的双键也可用“△”来表示，双键的位次写在“△”的右上角。 以脂肪羧酸为母体，芳香烃基、脂环烃基为取代基。 4.芳香酸和脂环酸的命名 邻-甲基苯甲酸 3-甲基-2-苯基戊酸 苯乙酸 环己基甲酸 三、羧酸的物理性质 ◆性状： 饱和一元羧酸：低级羧酸是具有刺激性气味或恶臭气味的液体； 高级羧酸是无味的蜡状固体。 脂肪族二元羧酸和芳香羧酸：结晶性固体。 ◆溶解性： 羧酸能与水分子形成氢键，低级脂肪酸易溶于水，高级脂肪酸几乎不溶于水，但能溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。 ◆沸点： 羧酸分子之间可以形成两个比较稳定的氢键，通常形成双分子缔合体。故饱和一元羧酸的沸点比分子量相近的醇高，如甲酸的沸点100.5℃，乙醇的沸点78.3℃。 ◆熔点： 饱和一元羧酸和二元羧酸的熔点，随分子中碳原子数目的增加呈锯齿状的变化，即含偶数碳原子的羧酸，比相邻的2个含奇数碳原子的羧酸熔点高。 熔点：乙酸 16.6 ；甲酸8.4℃；丙酸-22℃； 丁二酸185℃；丙二酸135.6℃；戊二酸97.5℃。 四、羧酸的化学性质 p-共轭 +C 结果 酸性 羰基的亲核加成不能进行 羧酸的化学性质主要表现在官能团羧基上。羧基在形式上由羰基和羟基组成，但由于它们通过p-π共轭构成了一个整体，使羧酸在性质上有别于羰基化合物和醇类，而具有特殊性质。 + ↓ - : （一）酸性 由于羧基中p-π共轭体系的形成，使羟基氧原子上的电子云密度降低，氢氧键极性增强，易于解离出质子，表现酸性。一般的羧酸都属弱酸。 羧酸的pKa一般都在3～5之间。 甲酸 ＞ 苯甲酸 ＞ 其他饱和一元羧酸 pKa 3.77 4.17 4～5 甲酸的酸性比同系列中其他羧酸的酸性强，这是由于烷基的给电子诱导效应，降低了氢氧键的极性，使氢较难解离，因此酸性减弱。 芳香酸比甲酸的酸性弱，但比其他饱和一元羧酸酸性强(如苯甲酸的pKa为4.17)，这是由于苯环的大π键与羧基可以形成π-π共轭体系，羧基的吸电子共轭效应，使环上的电子云向羧基偏移，减弱了氢氧键的极性，氢的解离能力降低，故酸性比甲酸弱。 二元羧酸含有两个羧基，第一步解离时受到另一个羧基吸电子诱导效应的影响，解离比一元羧酸要容易，第二步解离时受到已经解离的羧基给电子诱导效应的影响，其解离比一元羧酸要难，Ka1>Ka >Ka2。两个羧基距离越近，影响越大。 乙二酸 丙二酸 丁二酸 戊二酸 pKa1 1.27