第八章羧酸及其衍生物

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1、第八章羧酸及其衍生物第八章羧酸及其衍生物第一节羧酸一、羧酸的分类和命名二、羧酸的物理性质三、羧酸的化学性质四、几种常见的羧酸第二节羧酸衍生物一、羧酸衍生物的结构和命名二、羧酸衍生物的物理性质三、羧酸衍生物的化学性质四、一种重要的酰胺——尿素第八章羧酸及其衍生物重点：1、羧酸的命名、羧酸的化学性质2、羧酸衍生物的结构和命名、羧酸衍生物的化学性质难点：羧酸的酸性强弱比较、羧酸衍生物的化学性质苹果酸第一节羧酸分子中含有官能团（—COOH）的化合物称为羧酸。通式：RCOOH和ArCOOH。一、羧酸的分类和命名（一）分类（二）命名1.习惯命名法（俗名）根据其来源命名：甲酸最初是由蚂蚁

2、蒸馏得到的，称为蚁酸。乙酸最初是从食用的醋中得到，称为醋酸。还有草酸、琥珀酸、苹果酸、柠檬酸。系统命名与俗名的联系，如苯甲酸俗名为安息香酸、丁二酸的俗名为琥珀酸等。系统命名：用希腊字母表示取代基位次的方法。含十个碳以上的直链酸命名时要加一个碳字。HCOOHCH3COOHCH3(CH2)10COOHHOOCCH2COOH蚁酸(甲酸)月桂酸(十二烷酸)醋酸(乙酸)胡萝卜酸(丙二酸)柠檬酸水杨酸没食子酸2.系统命名法（１）脂肪族羧酸：与醛相似。羧酸也常用希腊字母来标名位次，即与羧基直接相连的碳原子为α，其余位次依次为β、γ…，距羧基最远的为ω位。编号:从羧基邻位碳原子开始，为α,

3、β,γ,δ,ε…ω。取代基位置+取代基名称+主链碳+羧酸2）不饱和羧酸含羧基和不饱和键的最长碳链作为主链，根据主链上碳原子数目称为“某烯酸”。编号从羧基开始。例如：4-乙基－6－溴－4－己烯酸3-甲基－2－丁烯酸（3）芳香酸①羧基连在苯环上，以芳香酸为母体，环上其他基团作为取代基命名。②羧基连在侧链上，以脂肪酸为母体，芳基作为取代基命名。3-苯基丙烯酸3-苯基丙酸  （4）二元酸命名选择含有两个羧基的最长碳链为主链，称为某二酸。丙二酸丁二酸邻苯二甲酸二、羧酸的物理性质(一)物态C1～3有刺激性酸味的液体，溶于水。C4～9有酸腐臭味的油状液体（丁酸为脚臭味），难溶于水。C9蜡

4、状固体，无气味。(二)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。含偶数碳原子的直链饱和一元酸的熔点比邻近两个奇数碳原子酸熔点高。主要原因是含偶数碳原子的酸对称性强。晶格排列紧密，它们之间具有较大的吸引力，故熔点高。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。(三)沸点比相对分子质量相同的醇沸点高。因为羧酸分子之间形成两个氢键,缔合成稳定的二聚体。(四)水溶性由于羧酸能与水形成氢键,甲酸至丁酸与水互溶。三、羧酸的化学性质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。羧基的结构为一p

5、-π共轭体系。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体。p–π共轭使羰基碳正性减弱，如与羰基试剂HONH2不发生反应。-OH的酸性比醇的-OH酸性强。原因：⑴p–π共轭使羟基氧上的电子云密度降低，使羟基之间的电子更靠近氧原子，O-H键减弱，H+易离去。⑵-COOH中的H+离去后，（－CO2-）P–π共轭更完全，键长平均化（甲酸钠的X射线测定表明，碳氧键长均等）使体系更稳定，因此，羧酸的H+更易离去，生成更稳定的羧酸负离子。此外，－COOH对烃基的影响，使α－H活化；－COOH直接与苯环相连时

6、，使苯环钝化。羧酸的性质可从结构上预测，有以下几类：(一)酸性1.成盐羧酸具有弱酸性，在水溶液中存在着如下平衡：离解常数：乙酸Ka＝1.75×10-5；甲酸Ka=2.1×10-4,pKa=3.75；其他一元酸Ka＝1.1～1.8×10-5之间,pKa在4.7～5之间。碳酸（H2CO3pKa1=6.73）<羧酸的酸性<无机酸酸性比较：无机强酸>甲酸>其他羧酸>碳酸>酚>醇pKa:完全电离3.763.5～56.31016～19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

7、NaHCO3，不溶于水的醇既不溶于NaOH也溶于NaHCO3。2.取代羧酸分子中的电子效应和空间位置对酸性的影响（1）电子效应对酸性的影响诱导效应①吸电子诱导效应使酸性增强。FCH2COOH>ClCH2COOH>BrCH2COOH>ICH2COOH>CH3COOHpKa值2.662.862.893.164.76②供电子诱导效应使酸性减弱。CH3COOH>CH3CH2COOH>(CH3)3CCOOHpKa值4.764.875.05③吸电子基增多酸性增强。ClCH2COOH>Cl2CHCOOH>Cl3CCOOHpKa值