中国科技大学：《有机化学》课程教学资源（PPT课件）第十二章 羧酸及其衍生物 Carboxylic acids and derivatives

第十二章 羧酸及其衍生物 Carboxylic acids and derivatives 通式：RCOOH Carboxyl group University of Science and Technology of China

University of Science and Technology of China 第十二章 羧酸及其衍生物 Carboxylic acids and derivatives 通式 :RCOOH Carboxyl group 有 机 化 学

一、羧酸的分类和命名 1.分类 >根据分子中羧基的数目 一元酸 mono- 二元酸 di- 多元酸 poly- >根据R的性质 芳香酸 饱和酸 脂肪酸 不饱和酸 Organic Chem

Organic Chem 一、羧酸的分类和命名 1. 分类 ➢ 根据分子中羧基的数目 一元酸 mono- 二元酸 di- 多元酸 poly- ➢ 根据R的性质 芳香酸 饱和酸 脂肪酸 不饱和酸

2.命名 a俗名 COOH HC-OH CH3 HC-OH HCOOH HC-OH COOH COOH 蚁酸 酒石酸 乳酸 COOH HC-COOH CHCOOH HC-OH HO-C-COOH H2C-COOH H2C-COOH 醋酸 苹果酸 柠檬酸 Organic Chem

Organic Chem 2. 命名 a) 俗名 HCOOH CH3 COOH 蚁酸 酒石酸 乳酸 醋酸 苹果酸 柠檬酸 HC COOH OH HC OH COOH HO C COOH H2 C COOH COOH HC OH H2 C COOH HC CH3 OH COOH H2 C COOH

b)IUPAC命名法 ◆选取含羧基的最长碳链—一主链 ◆从靠近羧基的一端开始编号 ◆ 取代基、重键的位置用阿拉伯数字标出 CH3-C=CH-COOH COOH CH3 3-甲基-2-丁烯酸 NO, CH:CH2CHCH2COOH CH3 3-硝基苯甲酸（或间-） B-甲基戊酸(3甲基戊酸) Organic Chem

Organic Chem b) IUPAC命名法 ◆ 选取含羧基的最长碳链——主链 ◆ 从靠近羧基的一端开始编号 ◆ 取代基、重键的位置用阿拉伯数字标出 3-甲基-2-丁烯酸 3-硝基苯甲酸（或间-） β-甲基戊酸（3-甲基戊酸） CH3 C CH COOH CH3 COOH NO2 CH3 CH2 CHCH2 COOH CH3

二、羧酸的物理性质 1.分子中有两个部位可形成H-键，常以二聚体存在 0-H-0 R-C C-R 0-H-0 1)b.p很高（比M相近的醇高） 例： M甲酸=M乙醇 b.p100.7℃ 78.5℃ 2)与水形成H-键=>易溶于水 C1一C4的酸与水混溶，R增大，水溶性↓ Organic Chem

Organic Chem 二、羧酸的物理性质 1. 分子中有两个部位可形成H-键，常以二聚体存在 1） b.p很高（比M相近的醇高） 例： M甲酸 = M乙醇， b.p 100.7℃ 78.5℃ 2） 与水形成H-键=>易溶于水 C1—C4 的酸与水混溶，R增大，水溶性↓ R C O O H C R O H O

2.波谱性质 IR:特征吸收： VC=0: 缔合 1710~1760cm1游离 共轭 1690≈1720cm1 V-H:缔合25003000~3550cm1游离 辅助：Vc-0:1210~1320cm1 Organic Chem

Organic Chem 2. 波谱性质 IR：特征吸收： νC=O： 缔合 1710～1760cm-1 游离 共轭 1690～1720cm-1 νO-H：缔合 2500 3000～3550cm-1游离 辅助：ν C-O： 1210～1320cm-1 ~

0 NMR: -CH2-C-0-H 6: 2≈3 10~13 MS: 饱和脂肪酸 M+小 芳香酸 M+大 最主要的裂解方式—麦氏重排 R H CH OH H2 R-CH HC OH B CH OH CH2 R R M/Z=60+14n Organic Chem

Organic Chem 饱和脂肪酸 M+小 芳香酸 M+ 大 最主要的裂解方式——麦氏重排 CH2 C O H O NMR: δ： 2~3 10~13 MS： CH H2 C CH O H OH R' R +. α γ β CH2 CH R + OH OH HC R' . + M/Z=60+14n

三、羧酸的化学性质 结构与反应性 IV.失羧反应 I.-H反应 H 0 R-CH- dx I. 酸性反应 Nu IⅡ.亲核加成-消除=取代(OH) Organic Chem

Organic Chem 三、羧酸的化学性质 结构与反应性 R CH H C O H O δ - δ + . Nu . . II．亲核加成-消除 = 取代（OH） III．α-H反应 IV．失羧反应 I．酸性反应

0H氧上带孤对电子，与C=0的键共轭 结果：0-H键极化加大，H易离去→酸性 使得羧基碳原子上的正电性削弱 →亲核加成比醛酮难 α-H的酸性比醛酮弱 P-元共轭 C=0键增长：120→123pm 的证据： C-0键缩短：143→136pm Organic Chem

Organic Chem OH氧上带孤对电子，与C=O的π键共轭 结果：O-H键极化加大，H 易离去 酸性 使得羧基碳原子上的正电性削弱 亲核加成比醛酮难 α-H的酸性比醛酮弱 P-π共轭 C=O键增长：120 123 pm 的证据： C-O键缩短：143 136 pm +

1.酸性 酸根负电荷平均分布在两个0原子上—稳定 RCOOH H2O -R-C+H3"O 0 酸性大小： 大多无机酸>羧酸>H,CO3>苯酚>ROH pKa(甲酸3.75)4.75-5 6.37 9.98 16-17 溶于Na2C03 不溶 Organic Chem

Organic Chem 1. 酸性 酸性大小： 大多无机酸> 羧酸 > H2CO3 > 苯酚 > ROH pKa（甲酸3.75） 4.75-5 6.37 9.98 16-17 溶于Na2CO3 不溶 酸根负电荷平均分布在两个O原子上——稳定 RCOOH + H2 O R C O O + H3 + O δ - δ -