甘肃农业大学：《有机化学》课程教学资源（课件讲稿）第九章 羧酸及其衍生物和取代酸

德甘肃装少人浮 第九章 羧酸及其衍生物和取代酸 PDF文件使用"pdfFactory”试用版本创建ww,fineprint.cn

第九章 羧酸及其衍生物和取代酸

急甘新装少大》 第一节羧酸 羧酸可以看作是烃分子中的氢原子被羧基所取代的化合物。 是一种有机酸，常以盐或酯的形式广泛存在于自然界中， 对人类生活关系密切。 例如：食用的醋，就是2%的醋酸水溶液； 日常用的肥皂，是高级脂肪酸的钠盐。 食用的油以及许多工业用的油都是属于羧酸的甘油酯。 羧酸也是一类非常重要的工业原料，例如化合成纤维 (尼龙、的确良)的重要原料之一就是羧酸 羧酸的通式：R-COOH或Ar-COOH PDF文件使用"pdfFactory”试用版本创建ww.fineprint.cn

第一节 羧酸 羧酸可以看作是烃分子中的氢原子被羧基所取代的化合物。 它 是一种有机酸，常以盐或酯的形式广泛存在于自然界中， 对人类生活关系密切。 例如：食用的醋，就是2%的醋酸水溶液； 日常用的肥皂，是高级脂肪酸的钠盐。 食用的油以及许多工业用的油都是属于羧酸的甘油酯。 羧酸也是一类非常重要的工业原料，例如化合成纤维 （尼龙、的确良）的重要原料之一就是羧酸。 关 密羧酸的通式：R-COOH 或 Ar-COOH切

德甘肃装少人学 二元酸 系统命名 普通（俗名）命名 HOOCCOOH 乙二酸 草酸 HOOCCH,COOH 丙二酸 缩苹果酸 HOOC(CH2),COOH 丁二酸 琥珀酸 (Z)-HOOCCH-CHCOOH 顺丁烯二酸 马来酸 E)-HOOCCH-CHCOOH 反丁烯二酸 富马酸 含有二个羧基的羧酸称为二元酸。 (2).系统命名法 选含有羧基的最长碳链为主链，根据主链的碳原子数目 称为某酸，编号从羧基开始 PDF文件使用"pdfFactory”试用版本创建ww,fineprint.cn

二元酸 系统命名 普通(俗名)命名 HOOCCOOH 乙二酸 草酸 HOOCCH2COOH 丙二酸 缩苹果酸 HOOC(CH2 ) 2COOH 丁二酸 琥珀酸 (Z)-HOOCCH=CHCOOH 顺丁烯二酸 马来酸 (E)-HOOCCH=CHCOOH 反丁烯二酸 富马酸 含有二个羧基的羧酸称为二元酸。 (2). 系统命名法 选含有羧基的最长碳链为主链，根据主链的碳原子数目 称为某酸，编号从羧基开始

●甘新装步大》 CH, CH,CH,CHCH,COOH CH3-C-CH=CH-COOH CH, Ph 3-甲基戊酸 4-甲基-4-苯基-2-戊烯酸 CH2CHs CH3-C-C CH2COOH CH:(CH2)CH=CH(CH2)COOH Ph O 9-十八碳烯酸 4-甲基-4-苯基点-3-己酮酸 PDF文件使用"pdfFactory”试用版本创建ww,fineprint,cn

CH3CH2CHCH2COOH CH3 CH3 – C – CH = CH - COOH CH3 Ph CH3 – C — C CH2COOH CH2CH3 Ph O CH3 (CH2 )7CH = CH(CH2 )7COOH 3 – 甲基戊酸 4 - 甲基 – 4 - 苯基 – 2 – 戊烯酸 4 – 甲基 – 4 – 苯基点 – 3 – 己酮酸 9 – 十八碳烯酸

德甘肃装少人学 COOH COOH COOH OCH; OH OH 邻羟基苯甲酸 邻甲氧基苯甲酸 3-羟基环戊烷酸 COOH COOH HOOCCH,COOH COOH COOH 反-1,2-环己二酸 丙二酸 间苯二甲酸 PDF文件使用"pdfFactory”试用版本创建ww.fineprint.cn

COOH OH COOH OCH3 COOH COOH COOH 邻羟基苯甲酸 邻甲氧基苯甲酸 OH 3-羟基环戊烷酸 反 – 1，2 – 环己二酸 HOOCCH2COOH 丙二酸 COOH COOH 间苯二甲酸

德甘肃装少人浮 二、羧酸的物理性质 1.物态 C1~C3 有酸味的无色液体 C4C。有腐败酸臭味的油状液体 C10以上一一蜡状固体，没有气味 芳香族羧酸(Ar-COOH)和脂肪族二元羧酸为结晶的固 体 2.沸点 液态脂肪酸以二聚体形式存在。所以羧酸的沸点比相对 分子质量相当的醇高。 PDF文件使用"pdfFactory”试用版本创建ww,fineprint.cn

二、羧酸的物理性质 1.物态 C1～C3 有酸味的无色液体 C4～C9 有腐败酸臭味的油状液体 C10 以上——蜡状固体，没有气味 芳香族羧酸（Ar-COOH）和脂肪族二元羧酸为结晶的固 体 ⒉ 沸点 液态脂肪酸以二聚体形式存在。所以羧酸的沸点比相对 分子质量相当的醇高

德甘肃装少人浮 3.熔点 饱和一元酸的熔点随碳链的增长而升高，显锯齿状变化，即含 偶数碳原子羧酸的熔点比前后两个相邻的含奇数碳原子酸的熔 点要高。 4.水溶性 低级酸易溶于水。羧基是亲水基团易与水形成氢键。 高级羧酸随分子量增大(R↑)而在水中的溶解度减小。 PDF文件使用"pdfFactory”试用版本创建ww,fineprint.cn

⒊ 熔点 饱和一元酸的熔点随碳链的增长而升高，显锯齿状变化，即含 偶数碳原子羧酸的熔点比前后两个相邻的含奇数碳原子酸的熔 点要高。 ⒋ 水溶性 低级酸易溶于水。羧基是亲水基团易与水形成氢键。 高级羧酸随分子量增大( R↑) 而在水中的溶解度减小

德甘新浆步大学 三、羧酸的化学性质 两个碳氧键等 长，完全离域。 两个碳 H0.125nm Q.127nm 氧键不等长 R-C- SP2 R 部分离域 H 八OH 0.127 0.136nm m 比醛酮(>C=0)键长(0.123nm) 键长平均化 比醇C-0键长(0.143nm)要短 酸酸根比较稳定，所以羧酸的氢能解离而表现出酸性。 PDF文件使用"pdfFactory”试用版本创建ww,fineprint.cn

三、羧酸的化学性质 键长平均化 比醛酮（>C=O）键长（0.123nm）要长 比醇C-O键长（0.143nm）要短 C O R-C H OH H α .. 两个碳氧键等 长，完全离域。 羧酸和羧酸根的结构比较 两个碳 氧键不等长 ，部分离域 。 R-C O 0.127nm 0.127nm O R C - O O- SP2 0.136nm 0.125nm 羧酸根比较稳定，所以羧酸的氢能解离而表现出酸性

德甘斋装少人学 脱羧反应 酸性 c七cof H 羰基的亲核加成，然 a-活泼H的反应 后再消除（表现为羟 基的取代) PDF文件使用"pdfFactory”试用版本创建ww.fineprint.cn

R C C O H O H a-活泼H的反应 酸性 羰基的亲核加成，然 后再消除（表现为羟 基的取代） 脱羧反应

●甘新求步人学 1、酸性 (1)酸性强度 CH,COOH NaHCO3-CH,COONa +CO,+H,O RCOOH H2CO3>C.H OH ROH PKa 5 6.4 10 16 (2)取代基对酸性的影响 a.诱导效应的影响 吸电子基团使酸性增强、给电子基团使酸性减弱。 Y-CH,COOH Y=H,-CH,-CH=CH2 OH,-NO2 PKa 4.76 4.87 4.35 3.83 1.08 PDF文件使用"pdfFactory”试用版本创建ww,fineprint.cn

1、酸性 （1）酸性强度 CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa +CO2 + H2O PKa ～5 6.4 10 16 （2）取代基对酸性的影响 a.诱导效应的影响 吸电子基团使酸性增强、给电子基团使酸性减弱。 Y—CH2COOH Y = H ，- CH3 ，- CH = CH2 ，OH ，- NO2 PKa 4.76 4.87 4.35 3.83 1.08 RCOOH ﹥ H2CO3 ﹥ C6H5OH ﹥ ROH