高二化学 羧 酸、取代羧酸

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1、化学竞赛辅导教案羧酸、取代羧酸第十课时羧酸、取代羧酸 学习要求： 1．掌握羧基的结构和羧酸的化学性质 2．掌握诱导效应和共轭效应对羧酸酸性的影响 3．掌握羧酸的制备方法以及重要的羧酸的主要用途 4．掌握二元羧酸取代羧酸的特性反应  羧酸可看成是烃分子中的氢原子被羧基（-COOH）取代而生成的化合物。其通式为RCOOH。羧酸的官能团是羧基。羧酸是许多有机物氧化的最后产物，它在自然界普遍存在（以酯的形式），在工业、农业、医药和人们的日常生活中有着广泛的应用。一、羧酸的分类和命名P424-425  注意三点： 1.系统

2、命名与俗名的联系，如苯甲酸俗名为安息香酸、丁二酸的俗名为琥珀酸等。 2.用希腊字母表示取代基位次的方法。 3.含十个碳以上的直链酸命名时要加一个碳字。二、物理性质结构说明： 1．物态  C1~C3 有刺激性酸味的液体，溶于水。 C4~C9   有酸腐臭味的油状液体（丁酸为脚臭味），难溶于水。 >C9      腊状固体，无气味。 2．熔点 有一定规律，随着分子中碳原子数目的增加呈锯齿状的变化。 乙酸熔点16.6℃，当室温低于此温度时，立即凝成冰状结晶，故纯乙酸又称为冰醋酸。 3．沸点 比相应的醇的沸点高。 原因：

3、通过氢键形成二聚体。4、都是固态晶体，熔点比相近分子量的一元羧酸高得多。二元羧酸溶解度比相应的一元酸大，易溶于乙醇，难溶于其他有机溶剂。三、羧酸的结构  羧酸是由羟基和羰基组成的，羧基是羧酸的官能团，因此要讨论羧酸的性质，必须先剖析羧基的结构。       故羧基的结构为一P-π共轭体系。　     当羧基电离成负离子后，氧原子上带一个负电荷，更有利于共轭，故羧酸易离解成负离子。 　例如：　　由于共轭作用，使得羧基不是羰基和羟基的简单加合，所以羧基中既不存在典型的羰基，也不存在着典型的羟基，而是两者互相影响的统一

4、体。羧酸的性质可从结构上预测，有以下几类： 　 四、羧酸的化学性质（一）酸性1、弱酸性羧酸具有弱酸性，在水溶液中存在着如下平衡：乙酸的离解常数Ka为1.75×10-5甲酸的Ka=2.1×10-4, pKa=3.75其他一元酸的Ka在1.1~1.8×10-5之间,pKa在4.7~5之间。可见羧酸的酸性小于无机酸而大于碳酸（H2CO3 pKa1=6.73）。故羧酸能与碱作用成盐，也可分解碳酸盐。 此性质可用于醇、酚、酸的鉴别和分离，不溶于水的羧酸既溶于NaOH也溶于NaHCO3，不溶于水的酚能溶于NaOH不溶于NaH

5、CO3，不溶于水的醇既不溶于NaOH也溶于NaHCO3。RCOOH + NH4OH       RCOONH4 + H2O高级脂肪酸高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分，高级脂肪酸铵是雪花膏的主要成分。2、影响羧酸酸性的因素：影响羧酸酸性的因素复杂，这里主要讨论电子效应和空间效应。I．电子效应对酸性的影响1）诱导效应1°吸电子诱导效应使酸性增强。FCH2COOH>ClCH2COOH>BrCH2COOH>ICH2COOH>CH3COOH  pKa值    2.66       2.86        2.89       

6、 3.16       4.762°供电子诱导效应使酸性减弱。         CH3COOH > CH3CH2COOH > (CH3)3CCOOHpKa值    4.76        4.87             5.053°吸电子基增多酸性增强。         ClCH2COOH > Cl2CHCOOH > Cl3CCOOHpKa值     2.86         1.29         0.654°取代基的位置距羧基越远，酸性越小。        　pKa值 2.86        4.41  

7、           4.70              4.822)共轭效应当能与基团共轭时,则酸性增强，例如：         CH3COOH          Ph-COOHpKa值   4.76              4.20  II．取代基位置对苯甲酸酸性的影响  取代苯甲酸的酸性与取代基的位置、共轭效应与诱导效应的同时存在和影响有关，还有场效应的影响，情况比较复杂。可大致归纳如下：  a 邻位取代基（氨基除外）都使苯甲酸的酸性增强（位阻作用破坏了羧基与苯环的共轭）。  b 间位取代基使其酸性增强。

8、  c 对位上是第一类定位基时，酸性减弱；是第二类定位基时，酸性增强。（二）羧基上的羟基（OH）的取代反应   羧基上的OH原子团可被一系列原子或原子团取代生成羧酸的衍生物。     羧酸分子中消去OH基后的剩下的部分（        ）称为酰基。1．酰卤的生成羧酸与PX3、PX5、SOCl2作用则生成酰卤。机理：三种方法中，方法3的产物纯、易分离，因而产率高。是一种合成