华南理工大学：《有机化学》课程教学资源（PPT课件）第十二章 羧酸

第十二章 羧酸 12.1羧酸的分类和命名 12.2 羧酸的结构 12.3羧酸的制法 12.3.1羧酸的工业合成 (1)烃的氧化 (2)由一氧化碳、甲醇或醛制备 12.3.2伯醇和醛的氧化 12.3.3腈水解 12.3.4 Grignard试剂与二氧化碳作用 12.3.5酚酸的合成 12.4羧酸的物理性质 12.5羧酸的波谱性质

第十二章 羧酸 12.1 羧酸的分类和命名 12.2 羧酸的结构 12.3 羧酸的制法 12.3.1 羧酸的工业合成 (1)烃的氧化 (2) 由一氧化碳、甲醇或醛制备 12.3.2 伯醇和醛的氧化 12.3.3 腈水解 12.3.4 Grignard 试剂与二氧化碳作用 12.3.5 酚酸的合成 12.4 羧酸的物理性质 12.5 羧酸的波谱性质

12.6羧酸的化学性质 12.6.1羧酸的酸性和极化效应 ()羧酸的酸性 (2)羧酸的结构与酸性的关系 12.6.2羧酸衍生物的生成 )酰氯的生成 2)酸酐的生成 3)酯的生成和酯化反应机理 4)酰胺的生成 12.6.3羰基的还原反应 12.6.4脱羧反应 12.6.5二元酸的受热反应 12.6.6-氢原子的反应 12.7羟基酸

12.6 羧酸的化学性质 12.6.1 羧酸的酸性和极化效应 (1)羧酸的酸性 (2) 羧酸的结构与酸性的关系 12.6.2 羧酸衍生物的生成 (1) 酰氯的生成 (2) 酸酐的生成 (3) 酯的生成和酯化反应机理 (4) 酰胺的生成 12.6.3 羰基的还原反应 12.6.4 脱羧反应 12.6.5 二元酸的受热反应 12.6.6α–氢原子的反应 12.7 羟基酸

羧酸 羧酸衍生物 nBs a2o2x n2oR RC=N 酰卤 酸酐 酯 腈 酰胺： R名N:R8NRe&、 取代酸： RCHCOOH RCHCH2COOH RCHCOOH X OH NH2 卤代酸 羟基酸 氨基酸

R C O 羧酸 OH 羧酸衍生物 R C O X R C O O C O R R C O OR' RC N 酰卤 酸酐 酯 腈 R C O NH2 R C O NHR R C O 酰胺 NR2 : 取代酸： RCHCOOH X RCHCH2 COOH OH RCHCOOH NH2 卤代酸 羟基酸 氨基酸

12.1羧酸的分类和命名 羧酸的命名： 选择含羧基的最长碳链为主链，称“某酸” 含脂环和芳环的羧酸：以脂肪酸为母体。 C00H CH3 -COOH 1-环戊烯甲酸 对甲基苯甲酸 (1-cyclopentene- (p-methylbenzoic acid) carboxylic acid) 英文命名：后缀为“oic acid CHCH-CHCHCHOH 4己烯酸(4-hexenoic acid)

12.1 羧酸的分类和命名 羧酸的命名： 选择含羧基的最长碳链为主链, 称“某酸”。 CH3CH CHCH2 CH2 C O OH 4–己烯酸 (4-hexenoic acid) 含脂环和芳环的羧酸：以脂肪酸为母体。 1–环戊烯甲酸 (1-cyclopentene￾carboxylic acid) 对甲基苯甲酸 (p-methylbenzoic acid) COOH 1 2 3 4 5 CH3 COOH 英文命名：后缀为“oic acid

二元酸：称“某二酸” CH2CH3 HOCCH CHCH CH CHCECO CH3 3-甲基6-乙基辛二酸 CH2COOH COOH CH2COOH 1,2-苯二乙酸 COOH 反-1,2-环戊烷二甲酸 CHCOOH OH 2-苯基-2-羟基乙酸（扁桃酸）

二元酸：称“某二酸” HOCCH2 CHCH2 CH2 CHCH2 COH O CH2 CH3 O CH3 3–甲基–6–乙基辛二酸 CH2 COOH CH2 COOH 1,2–苯二乙酸 反–1,2–环戊烷二甲酸 CHCOOH OH 2–苯基–2–羟基乙酸 (扁桃酸) COOH COOH H H

12.2 羧酸的结构（略） 12.3羧酸的制法 12.3.1羧酸的工业制合成 1、由烷基苯氧化制备 CHCHCHCH KMI/TCOOH 2、由伯醇、醛的氧化制备： CH(CHaACH2OH KMHCH(CH)COOH CH(CHACHO KMH CHs(CH)COOH

12.3 羧酸的制法 12.3.1 羧酸的工业制合成 12.2 羧酸的结构（略） 1、由烷基苯氧化制备 CH2 CH2 CH2 CH3 KMn4 /H + COOH 2、由伯醇、醛的氧化制备： CH3 (CH2 ) 4 CH2 OH KMn4 /H + CH3(CH2) 4 COOH CH3 (CH2 ) 4 CHO KMn4 /H + CH3(CH2) 4 COOH HOOC(CH2) 4 COOH HNO3 O

3、由碘仿反应制备： CH3(CH2)4CCH3 L/NaOH CHa(CH2)4COOH △ 4、由腈的水解制备： CH(CH2)CN H2O/HCH(CH2COOH △ 5、用Grignard试剂与CO2反应制备 RCHMEX+CO回液 RCH2COMEX H2O/H RCH2COOH Br Mg 乙醚 MgBr ②H0

Br Mg 乙醚 MgBr ①CO2 ②H3O+ COOH 4、由腈的水解制备： 3、由碘仿反应制备： CH3(CH2) 4 CCH3 CH3(CH2) 4 COOH O I2/NaOH CH3(CH2) 4 CN CH3 (CH2 ) 4 COOH H2 O/H + 5、用Grignard试剂与CO2反应制备 RCH2MgX +CO2 回流 RCH2 COMgX H2 O/H + RCH2 COOH 醚

6、Kolbe-Schmitt反应制备酚酸 ONa OH +C02 150℃ COONa COOH 90% 0.5MPa OK OH OH 180~250℃ +C02 2.02MPa COOK COOH 12.4羧酸的物理性质 R-c -H-0 C-R 0-H-0 两个羧酸分子间 羧酸与H2O分子 形成的氢键 形成的氢键

6、 Kolbe–Schmitt 反应制备酚酸 OK + CO2 180 ~ 250℃ 2.02 MPa OH COOK H3O+ OH COOH ONa + CO2 150℃ 0.5MPa OH COONa H3O + 90% OH COOH 12.4 羧酸的物理性质 两个羧酸分子间 形成的氢键 羧酸与H2O分子 形成的氢键 O O R C O H H O C R O R C O H O H H H O H

12.5羧酸的波谱性质 羧酸的IR特征：Vc=o1760~1710cm-l Vo-H3550~3300cm-1 羧酸的NMR特征：羧基氢质子δ=9~12.5ppm 12.6羧酸的化学性质 12.6.1羧酸的酸性和极化效应 ()羧酸的酸性 RCOOH NaOH->RCOONa +H2O RCOOH NaHCO>RCOONa +CO2+H2O RCOONa HCI->RCOOH +NaCI 两个反应合用用作羧酸的鉴别和分离

羧酸的IR特征：νC=O 1760~1710cm-1 νO-H 3550~3300cm-1 羧酸的NMR特征：羧基氢质子δ=9~12.5ppm 12.5 羧酸的波谱性质 12.6 羧酸的化学性质 12.6.1 羧酸的酸性和极化效应 (1) 羧酸的酸性 RCOOH + NaOH RCOO Na + H2O RCOOH + NaHCO3 RCOO Na + CO2 + H2 O RCOONa + HCl RCOOH + NaCl 两个反应合用用作羧酸的鉴别和分离

RCOOH H2CO3 CHOH H2O> pka:4~5 6.38 10 15.74 RCH,OH RNH2 16~19 ~34 (2)羧酸的结构与酸性的关系 3)影响羧酸酸性的因素 羧酸α-碳上的氢被吸电子原子或基团 取代后，酸性增强，而且α-碳上吸电子 原子或基团越多，酸性越强

RCOOH > H2CO3 > C6H5OH > H2O > pka: 4 ~ 5 6.38 10 15.74 RCH2OH > RNH2 16 ~ 19 ~ 34 (2) 羧酸的结构与酸性的关系 R O H R O + H + C O C O . (3) 影响羧酸酸性的因素 羧酸α-碳上的氢被吸电子原子或基团 取代后，酸性增强，而且α-碳上吸电子 原子或基团越多，酸性越强