陕西科技大学：《有机化学》课程教学资源（PPT课件）第十四章 羧酸

第十四章羧酸 (一)羧酸的分类和命名 (二)羧酸的制法 (三)羧酸的物理性质 (四)羧酸的化学性质 (五)羟基酸 画

第十四章 羧 酸 (一) 羧酸的分类和命名 (二) 羧酸的制法 (三) 羧酸的物理性质 (四) 羧酸的化学性质 (五) 羟基酸

第十四章羧酸 (一)羧酸的分类和命名 分类： ①按烃基不同： R-COOH 脂肪酸 Ar-COOH 芳香酸 RCH-CHCOOH 饱和酸 RCH>CH2COOH 不饱和酸 ②按-COOH数目： CH>COOH 元酸(CHC00H)、二元酸 60i1、多元酸到0-oa CH2COOH

第十四章 羧 酸 (一) 羧酸的分类和命名 分类： ① 按烃基不同： 脂肪酸 芳香酸 饱和酸 不饱和酸 R-COOH Ar-COOH RCH=CHCOOH RCH2 CH2 COOH ② 按－COOH数目： 一元酸 、二元酸 、多元酸 CH2 COOH HO-C-COOH CH2 COOH CH3 COOH COOH COOH

命名： 与醛相似，但经常根据来源使用俗名。例： CH3 CH3 HCOOH CH2COOH CHCH>CHCOOH CHCH=CHCOOH CH3C-CHCOOH 甲酸 乙酸 2-甲（基）丁酸 2-丁烯酸 3-甲基2-丁烯酸 (蚁酸) (醋酸) (巴豆酸) COOH CH2COOH COOH CH=CHCOOH COOH OH COOH 苯甲酸 0一羟基苯甲酸 2-苯乙酸 3-苯丙烯酸 (安息香酸) (水杨酸) (肉桂酸) 对苯二甲酸 COOH CH2COOH HOCHCOOH HCCOOH HCCOOH COOH CH2COOH CH>COOH HCCOOH HOOCCH 乙二酸 丁二酸 2-羟基丁二酸 顺丁烯二酸 反丁烯二酸 (草酸) (琥珀酸) (苹果酸) (马来酸) (富马酸) (失水苹果酸)

命名： 与醛相似，但经常根据来源使用俗名。例： HCOOH CH3 COOH 甲酸 乙酸 （蚁酸） （醋酸） CH3 CH2 CHCOOH CH3 CH=CHCOOH CH3 CH3 C=CHCOOH CH3 2- 甲(基)丁酸 2-丁烯酸 3-甲基-2-丁烯酸 （巴豆酸） OH COOH COOH COOH CH CH=CHCOOH COOH 2 COOH 苯甲酸 2-苯乙酸 对苯二甲酸 o-羟基苯甲酸 3-苯丙烯酸 （安息香酸） （水杨酸） （肉桂酸） HOCHCOOH CH2 COOH CH2 COOH CH2 COOH COOH COOH HOOCCH HCCOOH HCCOOH HCCOOH 乙二酸 丁二酸 2-羟基丁二酸 顺丁烯二酸 反丁烯二酸 （草酸） （琥珀酸） （苹果酸） （马来酸） （富马酸） （失水苹果酸）

(二)羧酸的制法 (1)氧化法 (甲)烃氧化 (乙)伯醇或醛氧化 (丙)甲基酮氧化 (2)腈水解 (3)Grignard试剂与CO2作用 (4)酚酸合成 国

(二) 羧酸的制法 (1) 氧化法 (甲) 烃氧化 (乙) 伯醇或醛氧化 (丙) 甲基酮氧化 (2) 腈水解 (3) Grignard试剂与CO2作用 (4) 酚酸合成

(二)羧酸的制法 (1)氧化法 (甲)烃氧化 RCH2CH2R' RCOOH R'COOH 长链烷烃 皂用酸 工业生产 CH2=CHCH3 +02 磷酸铋、CH2-CHC0OH △，P 丙烯 丙烯酸 CH2CH3 COOH KMn04- 实验室制备芳酸 C(CH3)3 C(CH3)3

(二) 羧酸的制法 (1) 氧化法 (甲) 烃氧化 CH2 =CHCH3 + O2 CH2 =CHCOOH 丙烯酸 磷酸铋 ，P 丙烯 RCH2 CH2 R' RCOOH + R'COOH [O] 长链烷烃 皂用酸 工业生产 C(CH3 )3 COOH KMnO4 CH2 CH3 C(CH3 )3 实验室制备芳酸

(乙)伯醇或醛氧化 CHOH▣g2ci0回.COOH (Ar) （[o]=KMn04、K2Cr207/H2S04） [o] R-CH=CH-CHO AgNONR-CH=CH-COOH (Ar) (Ar) 丙)甲基酮氧化 利用卤仿反应可以得到少一个碳的羧酸： O= (CH3)3CCH2CCH3 (1)Br2,NaOH (2)H,H20,89% (CHa>aCCH2COOH CHBr3

(乙) 伯醇或醛氧化 R-CHO R-COOH [O] [O] R-CH2 O H [O] (Ar) (Ar) (Ar) [O] = KMnO4 K 、 2 C r2 O7 / H2 S O4 R-CH=CH-CHO R-CH=CH-COOH AgNO3 ,NH3 (Ar) (Ar) (丙) 甲基酮氧化 利用卤仿反应可以得到少一个碳的羧酸： (CH3 )3 CCH2 CCH3 O (CH3 )3 CCH2 COOH + CHBr3 (1) Br2 ,NaOH (2) H+ , H2 O,89%

(2)腈水解 由腈水解是合成羧酸的重要方法之一。 RX NaCN-RCN H/rHRCOOH+NH3 增长碳链的方法之一，RC0OH比RX多一个碳！ 例：〔 %w+H00 CH2COOH NH3 苯乙腈 苯乙酸 C-CHCN+ CH2=CHCOOH NH3 丙烯腈 丙烯酸 Br(CH2)2Br 2NaCNNC(CH3CNHOOC(CHCOOH 1,3-二溴丙烷 戊二腈 戊二酸 国

(2) 腈水解 由腈水解是合成羧酸的重要方法之一。 RX + NaCN RCN RCOOH + NH3 H2 O/H + orOH - 增长碳链的方法之一，RCOOH比RX多一个碳！ 例 ： + H2 O + NH3 C H H2 S O4 2 C N C H2 COOH 苯乙腈 苯乙酸 CH2 =CHCN + H2 O H2 S O4 CH2 =CHCOOH + NH3 丙烯腈 丙烯酸 H2 O/H+ orOH￾Br(CH2 )3 B r 2NaCN NC(CH2 )3 C N HOOC(CH2 )3 COOH 1,3-二溴丙烷 戊二腈 戊二酸

3)Grignard试剂与C0,作用 i6 R8-oMEX山oLR8-OH 0 0 RMgX 干醚 低温 多一个碳的羧酸 例： MgCI O=C-OMgCI COOH CH2CH2CHCH3 +C02 干醚，( HzCH2CHCH/CH2CH2CHCHs 低温 80% -MgBr+CO -C00H 2低温 70%

(3) Grignard试剂与CO2作用 干醚 低温 RMgX + d + d - R-C-OMgX O R-C-OH O H2 O/H+ O O C d - d + 多一个碳的羧酸 例： 80% 干醚 低温 H2 O/H+ CH2 CH2 CHCH3 + CO2 MgCl C-OMgCl CH2 CH2 CHCH3 O CH2 CH2 CHCH3 COOH + CO2 干醚 低温 H2 O/H+ C-OMgBr O MgBr COOH 70%

(4)酚酸合成 工业上，加热加压下，苯酚钠与二氧化碳作用生成邻羧 基苯甲酸： COONa COOH ◇0Na+c02 150-160°C OH H20/H OH 0.4-0.7MPa 90% 苯酚钾与二氧化碳作用，几乎定量得到对羧基苯甲酸： OK OH OH 180-250°0 +C02 H20/H 2.02MPa COOK COOH 以上的反应称为Kolbe-Schmitt反应

(4) 酚酸合成 工业上，加热加压下，苯酚钠与二氧化碳作用生成邻羧 基苯甲酸： 90% OH COOH ONa + CO2 150-160 C 0.4-0.7MPa 。 OH COONa H2 O/H+ + CO2 H2 O/H+ OK OH COOK OH COOH 180-250 C 2.02MPa 。 苯酚钾与二氧化碳作用，几乎定量得到对羧基苯甲酸： 以上的反应称为Kolbe-Schmitt反应

(三)羧酸的物理性质 物态：C,一C3刺激臭味液体； C4一Cg腐败气味油状液体； C以上羧酸为固体。 水溶解度：大于分子量相近的醇、醛、酮； (CHOH:8%;C,H COOH:o) 随R↑，水溶解度↓，C1o以上羧酸不溶于水。 原因： 羧酸中的羟基和羰基 H O-H H0-H 0 可与水形成氢键： CH3-C-0H

(三) 羧酸的物理性质 物态：C1－C3刺激臭味液体； C4－C9腐败气味油状液体； C10以上羧酸为固体。 水溶解度：大于分子量相近的醇、醛、酮； (C4H9OH：8%；C2H5COOH：∞) 随R↑，水溶解度↓，C10以上羧酸不溶于水。 羧酸中的羟基和羰基 可与水形成氢键： C H3 -C-OH O O-H H O-H H 原因：