羧酸的分类和命名实用教案

1、 第一节 羧 酸 、羧酸的分类和命名 (一) 分类 根据烃基的结构不同(b tn)，分为脂 肪酸和芳香酸。脂肪酸又分为饱 和脂肪酸和不饱和脂肪酸两类。 按分子中羧基的数目，又可分为 一元、二元及多元羧酸。第1页/共29页第一页，共29页。 (二) 命名 羧酸常用俗名和系统命名。 俗名：许多羧酸最初(zuch)是从天然产 物中得到的，因此常根据来源而得 得名。如甲酸最早从蚂蚁中得到， 故得名蚁酸；乙酸是食醋的主要成 分，因此称为醋酸。 HCOOH CH3COOH 甲酸(蚁酸) 乙酸(醋酸)第2页/共29页第二页，共29页。 系统命名：原则与醛相似。脂肪酸是选 择含有羧基的最长碳链作为主链，根据主

2、 链碳原子的数目称为(chn wi)某酸。有侧链或取代 基时，从羧基碳原子开始用阿拉伯数字对 主链编号，也常用希腊字母，把与羧基直 接相连的碳原子的位置定为位，依次为 、，如果有取代基，则将取代 基的位次、数目和名称写于“某酸”之前。 例如： 第3页/共29页第三页，共29页。CH3-CH-CH2-COOHCH3 4 3 2 1CH3-CH-CH-CH2-COOHCHCH3CH3CH34 3 2 15 6CH3-(CH2)14-COOH CH3-(CH2)16-COOH 第4页/共29页第四页，共29页。 脂肪(zhfng)二元酸的命名是选择含有2 个羧基的最长碳链作为主链，称为 某二酸。例如

3、： HOOC-COOH 乙二酸(草酸) HOOC-CH2-CH2-COOH 丁二酸(琥珀酸)第5页/共29页第五页，共29页。 不饱和脂肪酸命名时，选择含羧 基和不饱和键在内的最长碳链作主 链，称为(chn wi)某烯酸，并把不饱和键的 位置写在“某烯酸”之前。当主链碳 原子的数目大于 10时，则在中文小 写数字后加1个“碳”字。例如：第6页/共29页第六页，共29页。CH3C CHCH3COOHCH3CH2CCH2COOHCH3(CH2)4CH CH CH2CH CH(CH2)7COOH第7页/共29页第七页，共29页。 芳香酸是把芳烃基作为(zuwi)取代基进 行命名。例如：CH2COOH

4、CH CH COOHCOOHCOOHCOOHCH3第8页/共29页第八页，共29页。 羧酸去掉羧基中的羟基，所余下的 原子团称为酰基，按原来羧酸的名称(mngchng) 而叫做某酰基。例如：CH3COOHCH3COCOOHCOHOOCC OHOHOOCCO第9页/共29页第九页，共29页。 二、羧酸的结构和化学性质 羧酸的化学性质主要由其官能 团羧基所决定，羧基是由羰基 和羟基(qingj)直接相连而成，但羧酸的 化学性质并不是羰基和羟基(qingj)性质 的加合，而是具有羧基自身的性 质。第10页/共29页第十页，共29页。 羧基中的碳原子为sp2杂化 ，碳原 子的3个sp2杂化轨道分别与2

5、个氧原子 、l个烃基的碳原子或1个氢原子形成3 个键，并处于同一平面上，羧基碳 原子余下(yxi)的1个未杂化的p轨道与羰基 氧原子的p轨道平行重叠形成键。 该键与羟基中氧原子上含未共用电 子对的p轨道相互重叠，形成p共 轭体系。如图所示：第11页/共29页第十一页，共29页。RCOOH第12页/共29页第十二页，共29页。 在p共轭体系中，羟基氧原子上的 电子云向羰基转移，导致羟基氧上的电子 云密度有所降低，羧基碳上的电子云密度 有所增加。因此，p共轭效应的结果， 使氧氢间电子云更偏向氧原子，有利于羟 基中氢原子的解离，故羧酸表现出明显的 酸性；羰基碳的正电性减弱(jinru)，不易与亲核

6、试剂(如HCN、NaHSO3等)发生加成反应。第13页/共29页第十三页，共29页。CC OOHHRH羟基被取代氧氢键断裂呈酸性脱羧反应 -氢的取代反应第14页/共29页第十四页，共29页。 (一) 酸性 羧基中的氢易于离解，具有(jyu)明 显的酸性，能与碱中和生成盐 和水。R-COOH + H2OR-COO- + H3O+R-COOH + NaOHR-COONa + H2O第15页/共29页第十五页，共29页。 羧酸是弱酸，饱和一元羧酸的pKa 一般(ybn)在35之间，但比碳酸(pKa1 6.38)和酚类(苯酚pKa9.96)较强, 因 此羧酸能分解碳酸氢钠，同时放出二 氧化碳，而酚则不

7、能，利用这个性质 可以区别羧酸和酚类化合物。R-COOH + NaHCO3R-COONa + CO2 + H2O第16页/共29页第十六页，共29页。 (二) 羧基中羟基的取代反应 羧基中的羟基在一定条件下， 可被烃氧基(-OR)、卤素(-X)和 酰氧基取代，分别生成(shn chn)酯、酰 卤和酸酐等羧酸衍生物第17页/共29页第十七页，共29页。 1. 酯的生成 羧酸与醇在强酸(如硫 酸等)催化(cu hu)下，生成酯和水的反应， 称为酯化反应。酯化反应为可逆 反应。CH3COOH + HO CH2CH3H+CH3COOCH2CH3+ H2O第18页/共29页第十八页，共29页。CH3CO

8、OH +PCl5CH3COCl+ POCl3 + HCl第19页/共29页第十九页，共29页。 3. 酸酐的生成 羧酸(su sun)与脱水剂(如五氧化二磷等) 共热，2个羧基脱去一分子水形 成酸酐。例如：CH3COOHCH3COOHCH3COCH3COO+ H2OP2O5第20页/共29页第二十页，共29页。 (三)-氢的卤代反应 羧酸的-氢与醛酮分子中的-氢 相似，受羧基吸电子作用的影响, 具 有一定(ydng)的活泼性。但因羧基中的p 共轭效应，其致活作用比羰基弱。 在少量红磷等催化剂作用下，羧酸 分子中的-氢可被卤素取代，生成 -卤代酸，且-氢是逐步被取代的。第21页/共29页第二十一

9、页，共29页。R CH2COOH+ Cl2pR CH COOH+ HClCl+ Cl2pR CCOOH+ HClClR CH COOHClCl第22页/共29页第二十二页，共29页。 (四) 脱羧反应 羧酸失去羧基放出二氧化碳的反 应，称为脱羧反应。一元羧酸不易 脱羧，但在特殊(tsh)条件下可以发生脱 羧反应。R COONaNaOH/CaOR H + Na2CO3第23页/共29页第二十三页，共29页。 (五) 二元羧酸的受热反应 二元羧酸除可以发生羧基的所有 反应外，由于分子中2个羧基的相 互影响，又有某些特殊性质(xngzh)。二元 羧酸受热后，随着2个羧基间的距 离不同而发生不同的作用

10、。有的发 生脱羧反应，有的发生失水反应， 有的脱羧反应与失水反应同时进行。第24页/共29页第二十四页，共29页。 1. 脱羧反应 乙二酸、丙二酸受热时，发生脱 羧反应，生成(shn chn)少1个碳原子的一元 羧酸。COOHCOOHH COOH + CO2COOHCOOHCH3COOH + CO2H2C第25页/共29页第二十五页，共29页。CCCH2CH2OOOHOHCCCH2CH2OOO + H2OCCCH2CH2OOOHOHCCCH2CH2OOO + H2OCH2CH2第26页/共29页第二十六页，共29页。 3. 同时脱羧脱水反应 己二酸、庚二酸与氢氧化钡(qn yn hu bi)共热 时，则同时发生脱羧和失水反应， 生成环酮。Ba(OH)2CCCH2CH2OOOHOHCCH2CH2O + CO2 + H2OCH2CH2CH2CH2CCCH2CH2OOOHO