《有机化学》课程教学课件（讲稿）第九章 羧酸及其衍生物和取代酸 9.1 羧酸

第九章 羧酸及其衍生物和取代酸 主要内容 第一节羧酸 第二节 羧酸衍生物 第三节 取代酸 第九章羧酸及其衍生物和取代酸

第九章 羧酸及其衍生物和取代酸 1 主要内容 第一节 羧酸 第二节 羧酸衍生物 第三节 取代酸 第九章 羧酸及其衍生物和取代酸

第一节羧酸 羧酸的结构、分类和命名 1.结构 羧酸 sp2杂化 由于形成了pπ共轭体系，羟基氧原子上的电子密度向羰 基偏移，使得0-H键的极性增加C-0键的极性减弱，羧基中的 氢可以离解为氢离子，而显示酸性。同时羰基碳原子上的电 子密度增高，不利于亲核试剂的进攻，因此，羰基不能发生典 型的亲核加成反应。这样，就不能把羧基看作是羰基和羟基的 简单加合，而必须把羧基作为一个整体来加以讨论。 第九章羧酸及其衍生物和取代酸 2

第九章 羧酸及其衍生物和取代酸 2 R C O O H 2 sp 杂化 第一节 羧酸 一.羧酸的结构、分类和命名 由于形成了p-π共轭体系，羟基氧原子上的电子密度向羰 基偏移，使得O-H键的极性增加，C-O键的极性减弱，羧基中的 氢可以离解为氢离子，而显示酸性。 同时羰基碳原子上的电 子密度增高，不利于亲核试剂的进攻，因此，羰基不能发生典 型的亲核加成反应。这样，就不能把羧基看作是羰基和羟基的 简单加合，而必须把羧基作为一个整体来加以讨论。 1. 结构

2.分类 饱和酸 脂肪酸 元酸 不饱和酸 脂环酸 R COOH 二元酸 芳香酸 多元酸 3.命名 俗名 HCOOH CHCOOH HOOC-COOH 甲酸（蚁酸） 乙酸（醋酸） 乙二酸（草酸） (methanoic acid) (ethanoic acid) (ethanedioic acid) 第九章羧酸及其衍生物和取代酸

第九章 羧酸及其衍生物和取代酸 3 2. 分类 甲酸（蚁酸） （methanoic acid） 乙酸（醋酸） （ethanoic acid） 乙二酸（草酸） （ethanedioic acid） 3. 命名 俗名 HCOOH CH3 COOH

系统命名法 选取主链：选最长的含羧基碳链为主链，称为“某酸”，英 文名称的词尾是-oic acid。 （不饱和羧酸命名时，称为“某烯（炔）酸”，并把不饱和键的 位次标在母体名称之前。) 编 号：主链碳原子的编号从羧基碳原子开始，用阿拉伯数字 表示； 书 写：取代基的位次及名称写在母体名称之前。 CH CH=CHCOOH 3-乙基-4-甲基戊酸 丁-2-烯酸（巴豆酸） 3-ethyl-4-methylpentanoic acid but-2-enoic acid 第九章羧酸及其衍生物和取代酸

第九章 羧酸及其衍生物和取代酸 4 选取主链：选最长的含羧基碳链为主链，称为“某酸”，英 文名称的词尾是-oic acid。 （不饱和羧酸命名时，称为“某烯（炔）酸”，并把不饱和键的 位次标在母体名称之前。） 编 号：主链碳原子的编号从羧基碳原子开始,用阿拉伯数字 表示； 书 写：取代基的位次及名称写在母体名称之前。 系统命名法 CH CH3 CHCH2OH CH23 CH3 3-乙基-4-甲基戊酸 3-ethyl-4-methylpentanoic acid CH3 CH CHCOOH C2 H5 H COOH CH3 （Z）-2-甲基-2-戊烯酸 丁-2-烯酸（巴豆酸） but-2-enoic acid

脂环酸和芳香酸命名时，通常将脂环和芳环作为脂肪羧酸的取代基来命名。 COOH CH2COOH CH=CHCOOH 苯甲酸（安息香酸） 3苯基丙烯酸（肉桂酸） α-萘乙酸 (benzoic acid) (3-phenyl propenoic acid) (a-naphthylacetic acid) 二元羧酸命名时，选择含有两个羧基的最长碳链为主链，根据主链碳原 子数称为“某二酸”，并把取代基的位置和名称写在“某二酸”之前。 COOH COOH CH2COOH CH:CH2CH. CH,COOH COOH 丁二酸（琥珀酸） 顺丁烯二酸（马来酸) 乙基丙二酸 (butanedioic acid) (hexanedioic acid) (ethyl propanedioic acid) 第九章羧酸及其衍生物和取代酸

第九章 羧酸及其衍生物和取代酸 5 二元羧酸命名时，选择含有两个羧基的最长碳链为主链，根据主链碳原 子数称为“某二酸”，并把取代基的位置和名称写在“某二酸”之前。 CH2 COOH CH2 COOH HOOC COOH H H CH3 CH2 CH COOH COOH 丁二酸（琥珀酸） 顺丁烯二酸（马来酸） 乙基丙二酸 （butanedioic acid） （hexanedioic acid） （ethyl propanedioic acid） 脂环酸和芳香酸命名时，通常将脂环和芳环作为脂肪羧酸的取代基来命名。 CH CHCOOH CH2COOH α-萘乙酸 （α-naphthylacetic acid） 苯甲酸（安息香酸） （benzoic acid） 3-苯基丙烯酸（肉桂酸） （3-phenyl propenoic acid） COOH

COOH HOOC. COOH COOH H H 邻苯二甲酸 顺丁烯二酸（马来酸) (1,2-benzenedicarboxylic acid) (cis-butenedioic acid) 羧酸的普通命名法是从羧基的邻位碳原子开始，用希腊字母a、B、Y、"、ω等对 主链依次编号。命名时连在主链上的取代基位次用α、B、Y、"、ω表示，写在母 体名称之前。例如： CH3 CI CH3 CH:CHCH,CHCOOH CH3CH2CHCHCH2COOH CH2CH3 -氯-Y-甲基戊酸 β-乙基-Y-甲基己酸 (a-chloro-y-methylpentanoic acid) B-ethyl-y-methylhexanoic acid)

羧酸的普通命名法是从羧基的邻位碳原子开始，用希腊字母α、β、γ、.、ω等对 主链依次编号。命名时连在主链上的取代基位次用α、β、γ、.、ω表示，写在母 体名称之前。例如： HOOC COOH H H 邻苯二甲酸 顺丁烯二酸（马来酸） （1,2-benzenedicarboxylic acid） （cis-butenedioic acid） α-氯-γ-甲基戊酸 β-乙基-γ-甲基己酸 （α-chloro-γ-methylpentanoic acid） （β-ethyl-γ-methylhexanoic acid）

二、羧酸的性质 (一)物理性质 1.与水形成氢键 小分子的羧酸溶于水 2.分子间形成氢键 熔沸点高，低级酸在蒸汽中也以二聚体形式存在 3.气味 甲、乙、丙酸：强烈酸味与刺激性 C4一C9:腐败难闻油状液态 正丁酸：动物汗液及奶油发酸变坏气味的起因 4.熔点的奇偶效应

1.与水形成氢键 小分子的羧酸溶于水 2.分子间形成氢键 熔沸点高，低级酸在蒸汽中也以二聚体形式存在 3.气味 甲、乙、丙酸：强烈酸味与刺激性 C4－C9： 腐败难闻 油状液态 正丁酸： 动物汗液及奶油发酸变坏气味的起因 4.熔点的奇偶效应 二、羧酸的性质 （一）物理性质

5.沸点 CH2CHO CH3CH2OH HCOOH 分子量 44 46 46 沸点 21C 78℃ 100.5℃ R-C2-H-0 (氢键缔合成二聚体) R-O··H-O.· 比H 氢键更牢固 第九章羧酸及其衍生物和取代酸 8

第九章 羧酸及其衍生物和取代酸 8 5.沸点 CH3CHO CH3CH2OH HCOOH 分子量 44 46 46 沸点 21℃ 78℃ 100.5℃ R C O H O C R H O O

6.溶解度 -C00H:强亲水性，比醇的溶解度大 第九章羧酸及其衍生物和取代酸 9

第九章 羧酸及其衍生物和取代酸 9 R C O H O C R H O O 6.溶解度 -COOH：强亲水性，比醇的溶解度大

三、 羧酸的化学性质（重点） H 还原反应 R C H 氢 的 性 反 脱羧反应 羟基被取代 *氧化态已最高，再加入氧，则表现为C-C断裂，即脱羧。 *氧化态已最高，可降低氧化态，还原。 第九章羧酸及其衍生物和取代酸 10

第九章 羧酸及其衍生物和取代酸 10 三、 羧酸的化学性质（重点） R H C C H O O H 酸 性 羟 基 被 取 代 脱 羧 反 应 α 氢 的 反 应 还原反应 * 氧化态已最高，再加入氧，则表现为C-C断裂，即脱羧。 * 氧化态已最高，可降低氧化态，还原