第十四章 羧酸及取代羧酸.ppt

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1、第五章羧酸和取代羧酸羧酸是一类具有酸性的有机化合物，羧基(－COOH)羧酸的官能团。一元羧酸的结构通式为RCOOH。第一节羧酸一、羧酸的分类和命名羧酸的系统命名法与醛相似。羧酸习惯上常用希腊字母标位，与羧基直接相连的碳原子为，其余依次为、、……等。CH3CH2CH2COOH丁酸2,3-二甲基戊酸,-二甲基戊酸2-甲基-3-戊烯酸2,4-戊二烯酸3-羧基-3-羟基戊二酸脂环族和芳香族羧酸命名：把脂环和芳环看作取代基，以脂肪族羧酸作为母体进行命名。环己基乙酸1,2-环己基二甲酸苯甲酸3-苯基丙烯酸邻苯二甲酸-萘乙酸许多羧酸最初来自天然产物，因此常根据它们的来源命名。HCOOHCH

2、3COOH蚁酸醋酸C6H5COOHHOOC－COOH安息香酸草酸4,8,11-十七碳三烯酸酰基是羧酸分子中去掉羧基中的羟基所剩余的基团。命名时把相应的羧酸名称中的“酸”字改为“酰基”即可。例如：其他含氧酸也可有相应的酰基，例如：C6H5－SO2OHC6H5－SO2－苯磺酸苯磺酰基二、羧酸的结构羧基中羟基氧上有一对孤对电子，它与羰基中的π键形成p-π共轭体系。羧基中p-π共示意图电子云分布的平均化电子云分布的平均化，对羧基化学性质的影响。降低了羧基中羰基碳原子的正电性，不利于发生亲核反应。羧基中羟基上氧原子的电子移向羰基，羟基中O－H键极性增加,羧羟基具有明显酸性。三、羧酸的化学性质(一)酸

3、性羧酸一般都属于弱酸，比碳酸和苯酚的酸性强。羧酸能分解碳酸氢钠，放出二氧化碳，而酚不能。利用此性质可以区别羧酸与酚类。(二)羧基中的羟基的取代反应1．酰卤的生成羧基中的羟基被卤原子取代——羧酸与PCl3、PCl5、SOCl2等化学试剂反应生成酰卤2．酸酐的生成一元羧酸与脱水剂P2O5等共热，两个羧酸分子间脱水生成酸酐，即羧基中的羟基被酰氧基取代。具有五元环或六元环的环状酸酐(环酐)，可由二元羧酸(两个羧基相隔2个或3个碳原子)受热，分子内失水形成，可不加脱水剂。3．酯的生成羧酸可与醇生成酯和水，该反应称为酯化反应。酯化反应通式为：酰氧断裂酸脱羟基醇脱氢4．酰胺的生成羧酸与氨反应得到羧酸铵，

4、再将羧酸铵加热，脱去一分子水生成酰胺，即羧基中的羟基被氨基取代。(三)-氢的卤代反应和醛酮-氢一样，羧酸分子中-碳上的氢，受到邻位羰基的影响变得活泼，能被卤素取代，但需三卤化磷或红磷等的催化。卤代酸的酸性强于羧酸，这是由于卤原子的－I效应所致。卤代酸的酸性还与以下因素有关：1．卤原子的电负性越强，酸性越强。ClCH2COOH＞BrCH2COOH＞ICH2COOH＞CH3COOHpKa2.812.873.134.762．卤原子取代基的数目越多，酸性越强。Cl3CCOOH＞Cl2CHCOOH＞ClCH2CCOHpKa0.081.292.813．卤原子与羧基距离越近，酸性越强。-氯丁酸＞

5、-氯丁酸＞-氯丁酸pKa2.844.064.52(四)脱羧反应羧酸分子中羧基脱去二氧化碳的反应称为脱羧反应。其反应通式为：一般一元羧酸很难直接脱羧。当羧酸分子中-碳原子上连有吸电子取代基时，如－NO2、－X、－CN，脱羧反应比较容易进行。例如：(五)二元羧酸受热时的特殊反应二元羧酸受热时，随着两个羧基间距离不同而发生不同的反应。1．两个羧基直接相连或只间隔一个碳原子，受热发生脱羧反应，生成一元羧酸。2-甲基戊二酸2-甲基戊二酸酐2．两个羧基间隔2个或3个碳原子，受热发生脱水反应，生成环酐。3．两个羧基间隔4个或5个碳原子，受热发生脱水脱羧反应，生成环酮。己二酸环己酮庚二酸环戊酮四、重

6、要的羧酸(一)甲酸H－COOH(二)乙酸CH3COOH，过氧乙酸CH3COOOH(三)苯甲酸C6H5COOOH(四)乙二酸HOOC－COOH4．两个羧基间隔5个以上碳原子，在高温时发生脱水反应，生成高分子链状酸酐。0、1脱羧成羧酸2、3脱水成酸酐4、5脱水又脱羧6个以上暂不谈HOOC(CH2)nCOOH(五)花生四烯酸花生四烯酸化学学名为5,8,11,14-二十碳四烯酸，结构简式为：CH3(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)3COOH花生四烯酸在人体内能转化为前列腺素(PG)。目前已分离出二十多种前列腺素，它们的结构有一个共同的特点，都具有前列腺

7、酸的基本骨架。体内较重要的前列腺素是PGE和PGF，它们由全顺式花生四烯酸转化而得。羧酸的衍生物OHCORCOCOOHCHNH2RCOOHRCOOHCHOHRCOOHCHXR取代羧酸NH2OROCORCORCORCORXCOR羧酸分子中烃基上的氢被其他原子或基团取代所得的衍生物叫做取代羧酸。第二节取代羧酸氯乙酸乳酸甘氨酸乙醛酸邻羟基苯甲酸丙酮酸取代羧酸的化学性质:1分子中所含的每一种官能团的性质.2分子中各官能团之间相互