第十章羧酸及其衍生物

第十章羧酸及其衍生物春郊游记

广东番禺三区南田小学

卢焯坡

某月某日，校中放假。课余在家，殊无聊赖。闻街外有卖花之声，遂知春日已至。披衣出外，不觉步至山下，牧童三五，坐牛背上，吹笛唱歌。再前行，青山绿水，白鸟红花，杨柳垂绿，桃梅堆锦。仰望白云如絮，俯视碧草如毡。见有茅亭，乃入座。未几，炊烟四起，红轮欲坠，乃步行而回。就灯下而记之。

AceticacidButanoicacid自然界中的羧酸13.1羧酸的结构、分类和命名一、结构分子结构中含有羧基的化合物称为羧酸。

a、脂肪族羧酸：饱和羧酸、不饱和羧酸b、脂环族羧酸c、芳香族羧酸二、分类1.按烃基的种类可分为：2.按羧基数目可分为：一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸三、命名1、俗名：

13.2羧酸的物理性质1.气味：甲、乙、丙酸有较强的刺鼻气味，水溶液有酸味。4-9碳原子酸有难闻的酸臭味。高级脂肪酸无气味，挥发性很低。2．沸点：由于羧酸分子间形成氢键,羧酸的沸点高于分子量相近的醇。熔点：随着C原子的增加呈锯齿状的变化。(偶数C原子酸的熔点比相邻的两个奇数C原子酸的熔点高。)3.溶解性：短链羧酸能溶于水，随着烃基的增大溶解度（水中）减小。4.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。13.3.1酸性酸：既溶于NaOH，又溶于NaHCO3

鉴别

酚：可溶于NaOH，不溶于NaHCO3

醇：不溶于NaOH，不溶于NaHCO3酯化反应可采取两种脱水方式：4．酯的生成随着烃基结构的增大，酯化反应速度减慢：HCOOH〉CH3COOH〉RCH2COOH〉R2CHCOOH〉R3CCOOH酯化在少数情况下按醇的烷氧键断裂：

醇的相对反应活性：CH3OH〉10〉20〉301．强热脱羧

2．催化脱羧3．α—C原子连有吸电基的一元羧酸13.3.6羰基的脱羧反应13.3.7二元酸的脱羧13.3.8α—氢原子的取代反应13.3.9羧基中羰基的还原反应一、甲酸

1．结构

2．特性

⑴甲酸的酸性显著高于其它饱和一元酸。

⑵甲酸具有还原性，能发生银镜反应。

⑶甲酸也能使高锰酸钾溶液退色。

⑷甲酸具有杀菌力，可作消毒或防腐剂。

⑸甲酸与浓硫酸加热，则分解生成一氧化碳和水。一些重要羧酸简介⒈酰卤13.5羧酸衍生物⒉酸酐：称“酐”或“某酸酐”或“某酐”

⒊

酯：根据相应的羧酸和醇来命名。酸的部分包括酰基C原子。⒋酰胺：和酰卤相似，据相应的酰基来命名。1、物理性质沸点：酰胺〉羧酸〉酸酐〉酯〉酰氯名称丁酰胺戊酸乙酸酐乙酸正丙酯丙酰氯分子量101102102102107.5沸点/℃2161861401028013.6羧酸衍生物的物理性质密度：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。酯在水中的溶解度较小。状态、气味：低级酸酐为无色液体，具有不愉快的气味；高级酸酐为固体，没有气味，酰氯为无色液体或低熔点固体，具有强烈的刺激性。挥发的酯具有芳香气味。13.7.1.水解

特点：a.衍生物水解均生成相应的羧酸。

b.活性：酰卤〉酸酐〉酯〉酰胺13.7羧酸衍生物的反应13.7.2醇解特点：a.醇解产物是酯。

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。

d.酯的醇解为酯交换。酯

3.氨解特点：a.产物是酰胺。

b.反应活性:酰卤〉酸酐〉酯〉酰胺

c.制备重要的溴化试剂—NBS6.酯缩合反应（1）克莱森(Claisen)酯缩合反应13.9碳酸衍生物一、碳酸二酰氯—俗名光气（剧毒）制法：反应：光气二、氨基甲酸酯三、脲四、胍尿素缩二脲有机强碱第二节羟基酸羟基酸是分子中既含有羟基又含有羧基的双官能团化合物。一、羟基酸的分类和命名根据羟基酸中羟基所连接的烃基不同，羟基酸分为醇酸和酚酸两类。醇酸是指脂肪羧酸烃基上的氢原子被羟基取代的衍生物。酚酸是指芳香族羧酸芳环上的氢原子被羟基取代的衍生物。羟基酸的命名是以羧酸为母体，羟基作为取代基。用阿拉伯数字或希腊字母表示羟基的位置。由于许多羟基酸来自自然界，故常根据其来源而采用俗名。例如：HO-CH2-CH2-COOH

β-羟基丙酸(或3-羟基丙酸)

α-羟基丙酸(或2-羟基丙酸)

（乳酸）

2,3-二羟基丁二酸(酒石酸)羟基丁二酸(苹果酸)

3,4,5一三羟基苯甲酸

(柠檬酸)3-羟基-3-羧基戊二酸(没食子酸)邻-羟基苯甲酸(水杨酸)二、羟基酸的化学性质羟基酸分子中含有羟基和羧基，具有羟基和羧基的一般性质。由于羟基和羧基间相互影响，又具有一些特殊性质。这些性质又因羟基和羧基的相对位置不同而表现出差异。(一)酸性由于醇酸分子中羟基的吸电子诱导效应，使羧基的离解度增加，酸性比相应的羧酸强。

CH3COOHHOCH2COOHpKa4.763.83CH3CH2COOHCH3CH(OH)COOHHOCH2CH2COOHpKa4.883.874.51(二)氧化反应醇酸中的羟基比醇中的羟基容易氧化，托伦试剂、稀硝酸不能氧化醇，但能把α-羟基酸氧化为α-酮酸。丙酮酸乳酸(三)脱水反应醇酸的热稳定性较差，加热时易发生脱水反应，但脱水反应随羟基的位置不同而得到不同的产物。

1.α-羟基酸

α-羟基酸受热时，发生分子间羧基和羟基的交叉脱水反应，生成六元环的交酯。丙交酯

α羟基丙酸2.β-羟基酸

β羟基酸中的α-氢同时受羧基和羟基的影响，比较活泼，所以受热时，容易与羟基脱水生成a、β-不饱和酸。2-丁烯酸β-羟基酸3.γ-、δ-羟基酸

γ-和δ-羟基酸在室温下分子内脱去1分子水而生成五元环和六元环的内酯。例如：γ-羟基丁酸γ-丁内酯(1，4丁内酯)

δ-戊内酯(1,5-戊内酯)δ-羟基戊酸某些药物或中草药的有效成分中常含有内酯的结构。(三)

生物体内的羟基酸

1.乳酸

存在于酸牛奶、肌肉等中,具有很强的吸湿性；工业上作除钙剂(钙盐不溶于水)；食品工业中作增酸剂；钙盐可补钙.2.酒石酸

存在于多种水果中.可用作酸味剂,其锑钾盐有抗血吸虫作用.3.柠檬酸

存在于多种植物的果实中及动物组织与体液中,为无色晶体.可用于食品工业的调味品(有酸味)也用于制药业.4.水杨酸

水杨酸及其衍生物有杀菌防腐、镇痛解热和抗风湿作用,乙酰水杨酸就是熟知的解热镇痛药阿司匹林.阿司匹灵有解热、镇痛作用，能抑制血小板凝聚，防止血栓的形成.5.苹果酸

存在于植物的未成熟的果实及叶子中,用于制药和食品工业.二.羰基酸(一)

羰基酸的结构和命名

分子中含有羰基和羧基的化合物称为羰基酸,可分为醛酸和酮酸.根据羰基与羧基的相对位置,酮酸可分为α－酮酸,β－酮酸等.羰基酸的系统命名是选择含羰基和羧基的最长链为主链,称为“某酮(或某醛)酸”,并标明羰基的位次.

(二)羰基酸的化学性质

羰基酸也是双官能团化合物,醛酸具有醛和羧酸的典型性质;酮酸除具有一般酮和羧酸的典型性质外,还有一些特性.

2.脱羧反应α－酮酸和β－酮酸都容易进行脱羧反应.α－酮酸在一定条件下,脱羧生成醛;β－酮酸在室温或