羧酸及衍生物

1、羧酸及衍生物一、 羧酸的结构、分类和命名结构 羰基C原子以SP2杂化轨道成键 键长： C=O 0.1245nm COH 0.1312nm 一般的：C=O 0.1203nm COH 0.1430nm p 共轭 COO结构 分类 按烃基的种类可分为：a、脂肪族羧酸：饱和羧酸、不饱和羧酸 b、 脂环族羧酸c、 芳香族羧酸 按羧基数目可分为：一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸饱和酸不饱和酸芳香酸一元酸乙酸丙烯酸苯甲酸二元酸乙二酸顺丁烯二酸邻二苯甲酸2命名 据来源命名 系统命名a含羧基的最长碳链。b编号。从羧基C原子开始编号。（用阿拉伯数字或希腊字母。）c. 如有不饱和键角要标明烯（或炔）键的位次。并主链包括

2、双键和叁键。d. 脂环族羧酸。简单的在脂环烃后加羧酸二字，复杂的环可作为取代基。e.芳香酸可作脂肪酸的芳基取代物命名。f.多元羧酸：选择含两个羧基的碳链为主链，按C原子数目称为某二酸。 3二、 羧酸的性质物理性质 沸点：高于分子量相近的醇。 乙醇分子间氢键键能为25KJ/mol；甲酸分子间氢键键能为30 KJ/mol。溶解性：随着烃基的增大溶解度（水中）减小。气味：甲、乙、丙酸有较强的刺鼻气味，水溶液有酸味。状态： 十个碳原子以下的饱和一元酸是液体。 高级脂肪酸是蜡状固体。 二元脂肪酸和芳香酸都是结晶固体。比重：一元羧酸：甲酸、乙酸比重大于1；其它羧酸的比重小于1。 二元羧酸、芳香羧酸的比重大

3、于1。2化学性质 酸性 羧酸能使兰色石蕊试纸变红色。 a. 与碱中和生成盐和水4c. 诱导效应对羧酸酸性的影响b. PKa 甲酸的PKa=3.76；乙酸的 PKa=4.76； 其它饱和一元酸的PKa=4.765之间。+I效应使羧酸酸性减弱，-I效应使羧酸酸性增强。诱导效应随距离的增加而迅速下降5 羧酸中羟基的反应二元羧酸酸性比一元羧酸酸性强，且 PKa2 Pka1 a. 酰卤的生成6b. 酸酐的生成c. 酯化的生成 酸催化下，酯化反应一般按酰氧键断裂历程进行。酯化反应不是简单的取代反应，而是酸催化的加成消除反应历程。7 还原反应d.酰胺的生成 二元羧酸酸性：第一个H+电离常数比第二个大。 HO

4、OCCOOH，Ka 1=3.5*10-2 , Ka2=4*10-6 受热分解A 草酸、丙二酸加热失羧 烃基上的取代反应 AH的卤代反应(红磷或光照)B芳烃上取代8B 丁二酸、戊二酸加热失水成环（酸酐）C 已二酸、庚二酸加热同时脱羧失水，成环酮9三、重要的羧酸甲酸 结构 特性 甲酸的酸性显著高于其它饱和一元酸。 甲酸具有还原性，能发生银镜反应。 甲酸也能使高锰酸钾溶液退色。 甲酸与浓硫酸加热，则分解生成一氧化碳和水。 甲酸具有杀菌力，可作消毒或防腐剂。2 乙二酸（草酸）：具有还原性，易被氧化成二氧化碳和水3丁烯二酸：顺反异构体。 熔点 反式 顺式 燃烧热 顺式 反式 （顺式没有反式稳定） 顺、反

5、的关系 酸性： Ka1 顺式 反式 Ka2 反式 顺式10一、 命名酰卤：酸酐： 称“酐”或“某酸酐”或“某酐” 酯： 根据相应的羧酸和醇来命名。酸的部分包括酰基C原子。 酰胺：和酰卤相似，据相应的酰基来命名。11二、物理性质密度：酸酐的密度 1；脂肪族一元羧酸酯的密度均 1； 二元羧酸酯和芳酸酯的密度均 1。 水溶性：酰氯强烈水解，放出大量的HCl及热量。 低级酰胺可溶于水。特点： a.产物均有羧酸生成。 b.活性：酰卤酸酐 酯 酰胺 三、化学性质酰基的反应 水解 沸点：酰卤、酸酐和酯，由于它们分子间不能形成氢键，所以沸点一般比分子量相近的羧酸低。 由于酰氨分子间缔合能力较强，因此沸点甚至比

6、相应的羧酸还要高。12特点：a.醇解产物是酯。 醇解 b.反应活性： 酰卤酸酐 酯 酰胺 c.酰氯和酸酐是活泼的酰基化剂。 氨解特点：a.产物是酰胺。 b. 反应活性: 酰卤酸酐 酯 酰胺 c. 重要的溴化试剂NBS13水解、醇解、氨解的历程加成消除可表示为：2酰胺的特殊反应 酸碱性 NH3 NH2COR NH(COR)2 酸 性 增 强, 碱 性 减 弱 Hofmam降解反应 可制备少一个C原子的伯胺。143酯缩合反应（Claisen缩合） 两分子乙酸乙酯在EtONa作用下起缩合反应生成羰基酯。1、与金属钠作用发出H2；生成钠盐；2、使溴水褪色；3、与FeCl3作用显色。15将下列化合物按酸

7、性增强的顺序排列：CH3CH2CHBrCO2H b. CH3CHBrCH2CO2H c. CH3CH2CH2CO2H d. CH3CH2CH2CH2OH e. C6H5OH f. H2CO3 g. Br3CCO2H h. H2O酸性排序 g a b c f e h d 161718 用简单化学方法鉴别下列各组化合物： a. KMnO4 c. Br2 or KMnO4 完成下列转化：1920怎样将己醇、己酸和对甲苯酚的混合物分离得到各种纯的组分？ 21写出分子式为C5H6O4的不饱和二元羧酸的各种异构体。如有几何异构，以Z，E标明，并指出哪个容易形成酐。化合物A，分子式为C4H6O4，加热后得到分