1 【作业题】 1. 命名或写出结构 (1)(2)H 2C CHCH 2COOH (3) (CH 3CO)2O CH 3CH(CH 3)C(CH 3)2COOH (6)C O N 3C 2H 5 CH 3C O CH 3 CH CH 2CH 3COOCH 3 (5)(4) COBr O 2N Cl 2，2，3－三甲基丁酸3－丁烯酸 乙酸酐 N －甲基－N －乙基苯甲酰胺 3－甲基－2－乙基－4－戊酮酸甲酯 3-硝基-5-氯苯甲酰溴 (7) 2-甲基顺丁烯二酸酐 (8) 邻苯二甲酰亚胺 (9) 对氨基苯甲酸乙酯 C O C NH C HC C H 3C O O C O H 2N COOC 2H 52. 排列下列各组化合物酸性由强到弱的顺序： (1) （ c ）＞（ a ） ＞（ d ）＞（ b ） a. b. c. d. COOH OH COOH COOH 32OCH 3 (2) （ b ）＞（ a ） ＞（ c ）＞（ d ） a. b. c. d.FCH 2COOH NCCH 2COOH ClCH 2COOH (CH 3)2CHCH 2COOH 3. 排列下列各组化合物在碱性条件下水解反应活性由高到低的顺序： （1）（ a ）＞（ c ） ＞（ d ）＞（ b ） a. b. c. d. COCl CONH 2 COOCH 3 COOCH(CH 3)2 （2）（ a ）＞（ b ） ＞（ c ）＞（ d ）
2 COOCH 3 O 2N COOCH 3 Cl COOCH 3H 3CO COOCH 3 a. b.c. d. 4. 完成下列反应 CH COOH H 3C CH CH 3CH 2OH H 3C CH 3 COOH H 3C (1) ( ) ( ) ( )( )CH 3 CONH 2 H 3C CH 3 CH 2OH H 3C (2) COOH COOH ( )COOH C CH 3 H 3C 3Br ( )C CH 3 H 3C CH 3COCl SOCl 2 ( )322 ( )Mg ①CO 2②/H 3O C CH 3 H 3C CH 3 COOH C CH 3 H 3C 3CONHCH(CH 3)2 (3) ( )CH 3CH 2MgBr 3干醚 ①②H 3O CH 3CH 2CHCH 3 Br Mg ( )( )①2干醚 ②H 3O ( )SOCl 2 ( )NH 3 ( ) CH 3CH 2CHCH 3PBr CH 3CH 2CHCH 3CH 3CH 2CHCH 3CH 3CH 2CHCH 3 CH 3CH 2CHCH 3 2 (4) (5) CCOOC 2H 5CCOOC 2H 5 + ( ) COOC 2H 5COOC 2H 5
第十一章羧酸及其衍生物的结构与性质 引言 羧基（一；.r -）是羧酸的官能团，是由羰基和羟基组成的。由于羰基的碳氧双键与羟基氧原子的共轭效应的作用，使羟基中氧原子电子向羰基转移，羟基的氢易离解而显酸性。羧基中羟基也能被其它基团取代生成羧酸衍生物。羧基是吸电子基，a- H 具有活性，可以被卤代。此外羧酸还能被还原和发生 脱羧反应。 [I 这里所讨论的羧酸衍生物主要是指羧基中羟基被取代后生成的酰卤（R-c-x），酸酐 O 0 11 II （（ACOb°b，酯（R^C-OR'），酰胺（R-C-NH2）以及由酰胺脱水后生成的产物腈（RCN） 在羧酸衍生物中羰基与卤素，酰胺基，烷氧基和氨基相连，由于卤素，氧原子和氮原子的负电性以及孤对 电子的作用，使羰基碳上正电性不同，因此它们发生亲核反应性质也有差另U。羧酸衍生物还能发生还原反 应。 11.1羧酸的酸性 羧酸是弱酸，能与强碱反应生成盐： RCOOH + MaOH ---------------------------- R COONa + 羧酸酸性的强弱与所连的基团有关，连吸电子基团的羧酸酸性较强，而连供电子基团的酸性相对较弱。如下列化合物酸性强弱顺序为： ① CH3CH2CHCOOH > CH3CHCH2COOH > CH2CH2CH2COOH CI 01 01 11.2羧酸衍生物的生成 羧基中的羟基被卤素、酰胺基、烷氧基和氨基取代形成酰卤、酸酐、酯和酰胺等羧酸衍生物。 1、酰卤的形成 CI3CCOOH CHCI3CCOOH CH3CICOOH COOH COOH COOH COOhi COOH CH3OCHj NO2
第15章 羧酸衍生物练习题 一、命名下列化合物： a. 苯甲酰基 b. 乙酰基 c. HCON(CH 3)2 d. α-甲基丙烯酸甲酯 n. o. p. COOCH 3 3 CH 3 C C C C O O H C C NH O 二、将下列各组物质，按指定性质的活泼程度由大到小排列成序： （1）水解活性：乙酸酐，乙酰氯，乙酸乙酯,乙酰胺 （2）醇解：苯甲酰氯，丙烯酰氯，乙酰氯 （3）把下列化合物按其进行水解反应（稀NaOH ，浓度相同）时的活性次序排列： X= (1) –NO 2 (2) –OCH 3 (3) –H (4) –Cl (4) 比较下列酯类水解的活性大小： A 、 B 、 C 、 D 、 CH 3COO CH 3COO CH 3COO CH 3COO NO 2 CH 3 NH 2 （5）比较下列化合物在碱性条件下水解反应的速度大小： A. CH 3COOCH 3 B. CH 3COOC 2H 5 C. CH 3COOCH(CH 3)2 D. CH 3COOC(CH 3)3 E. HCOOCH 3 三、完成下列反应式： X CO 2C 2H 5
四、完成下列转变： 五、在一个含有醋酸、丁醇、水、硫酸和醋酸丁酯的混合物中，如何提纯醋酸丁酯？ 将混合物蒸馏,去除硫酸,加入饱和的碳酸钠溶液洗涤,分液去除醋酸,有机相加入饱和
氯化钙溶液,使酯游离出来,分液,干燥,蒸馏得纯的醋酸丁酯. 六、写出化合物A,B,C,D的结构式： n C6H13CHO+BrCH2COOC2H5 Zn 66 H2O A(C11H 22 O3) CrO3 B(C11H20O3) 125 22 C(C18H26O3) -+ D(C15H22O)
第 十三 章 羧酸及其衍生物 1 【答案】 1．命名或写出结构式。 (4) COCl O 2N O 2(1) C C H COOH H (3) O N CH 3C 2H 5 CH 3O CH CH 3 CH 2CH 3 COOCH 3 (5)(7) α-甲基丙烯酸甲酯 (8) 对氨基苯甲酸乙酯 (2)H 2C CHCH 2COOH (CH 3CO)2O (6)3-丁烯酸N-甲基 - N - 乙基苯甲酰胺 (E)-3-苯基-2-丙烯酸乙酸酐 3-甲基 - 2 - 乙基 - 4 -戊酮酸甲酯 3,5- 二硝基苯甲酰氯 H 2N COOC 2H 5 C CH 3 COOCH 3 H 2C 2．下列化合物酸性由强到弱的顺序为：( c ) ＞ ( a ) ＞ ( d ) ＞ ( b ) a. b. c. d. COOH OH COOH COOH 32OCH 3 3. 排列下列各组化合物在碱性条件下水解反应活性由高到低的顺序： (1) ( a ) ＞ ( c ) ＞ ( d ) ＞ ( b ) a. b. c. d. COCl CONH 2 COOCH 3 COOCH(CH 3)2 (2) ( e ) ＞ ( a ) ＞ ( b ) ＞ ( c ) ＞ ( d ) a. CH 3CO 2CH 3 b. CH 3CO 2C 2H 5 c. CH 3CO 2CH(CH 3)2 d. CH 3CO 2C(CH 3)3 e. HCOOCH 3
班级 学号 姓名 2 4. 完成下列反应。 (1) C CH 3 H 3C CH 3Br ( )SOCl 2 ( )322 ( )C CH 3 H 3C CH 3 Mg 干醚 ①2②/③H 3O + C CH 3 H 3C CH 3 COCl C CH 3 H 3C CH 3 CONHCH(CH 3)2 CH 3 NH 2 (2) CH 3 CONH 2+NaOBr OH -( ) ①②C 2H 5MgBr/干醚 H 3O PBr 3COOH C 2H 5 (3) O OH C 2H 5 Br C 2H 5 干醚 Mg/①③H 3O + 2 ( ) ( ) ( ) NH 2 Cl (4) +NaOBr - ( ) CONH 2 Cl 5. 用化学方法区别下列化合物。 I /NaOH (1) CH 3CH 2OH CH 3CHO CH 3COCH 3CH 3COOH 2,4-二硝基苯肼 Tollens 黄色黄色× × 黄色× 黄色 黄色 OH COOH COOH CH 2OH (2) NaHCO 3 CO 2 × × 显色 3 ×
第十二章 羧酸及其衍生物 1． 用系统法命名下列化合物： (1) CH 3CHCOOH CH 3 (2) CH 3CHCHCOOH Br CH 2CH 3 (3) C H CH 3CH 2 COOH H (4) C C H H COOH (5) COOH COOH (6) COOH CHO (7) CH 3CH(COOH)2 (8) H 2C CH 2 C O O 2 O (9) CICH 2CH 2COOC 6H 5(10) O C O (11) HC N(CH 3)2 O (12) CH 2 C CH 2 C N Br O O (13) CH 3CHCCI CH 3 O (14) CH 3CH 2CHCH 2CONHCH 3 CH 3 (15) C 2H 5OCCI O 2． 写出下列化合物的结构： （1）顺-2-丁烯酸 （2）3-苯基-2-溴丙酸 （2）反-4-叔丁基环己烷羧酸 （4）庚酰氯 （5）邻苯二甲酸酐 （6）碳酸二异丙酯 （7）戊内酰胺 （8）N ，3-二乙基己酰胺 （9）α-苯丙酸苯酯 3． 比较下列化合物酸性的强弱：
(1) CH 3CHCOOH; CH 3CHCOOH; CH 2CH 2COOH F Br Br (2) CH 2CH 2CH 2COOH;HOOCCH 2CH 2COOH;HOOCCH CHCOOH (3) CH 3CH 2COOH;HC CCOOH; CH 2 CHCOOH; N CCOOH (4) COOH NO 2 NO 2 ; COOH ; COOH NO 2 ; COOH CH 3 (5) H 3NCH 2COOH; HOCH 2COOH; HSCH 2COOH + 4． 写出下列反应的主要产物： (1) CH 2CO 2H CH 2CO 2H ΔBa(OH)2 ? (2) (CH 3)2CHOH + CH 3 C CI O ? (3) HC C HC C O O O + CH 3CH 2OH ? (4) CH 2C CH 2 C O O O + 2NH 3 ? (5) 2CH 3CH 2COC 2H 5 O ?NaOC H (R)-2- 辛醇 (S)-2-辛胺(R)-2-辛胺 (16） 5． 完成下列反应： (1) (CH 3)3C CI Mg,无水乙醚 ? CO 2 ? H 3O ?+ (2) CH 3COOH ? 2 ?322
1 第十三章 羧酸及其衍生物 【重点难点】 1.掌握羧酸、羧酸衍生物的命名。 2.掌握羧酸的主要化学性质 2COCl 2O O 2R O 2C O OR'RCH 2C O NHR'RCH 2 C O N R"或 RCH 2了解影响酸性的因素；会排列不同羧酸的酸性强弱次序共熔 ▲3. 掌握羟基酸的命名及主要化学性质 用途：制备 少1个碳原子的羧酸 用途：制备 少1个碳原子的醛RCOOH RCHO CH O C O CH R R CH COOH CH 2 CH 2COOH 2CH 2OH O O CH 2COOH CH 2CH 2OH O O RCHCH 2COOH RCH CHCOOH ，酮
2 4、掌握羧酸衍生物的主要化学性质及相互之间的转化。 【同步例题】 例13.1 命名或写出构造式 C O C O NH (4) COCl O 2N O 2N (5) (1) OH COOH (3) C HC C H 3C O O C O (2) C C H COOH H (6) 邻苯二甲酸酐 (7) α-甲基丙烯酸甲酯 (8) ε-己内酰胺 解：(1) (E)-3-苯基-2-丙烯酸 (2) α-羟基环戊基甲酸 (3) 甲基顺丁烯二酸酐 (4) 3,5-二硝基苯甲酰氯 (5) 邻苯二甲酰亚胺 5 2C O CH C O OR'2OH R C R" R"OH 2OH H 2O/OH (含α-H 的酯) R C R"OH 2 RCH 2
3 (6) C O C O O (7) C CH 3 COOCH 3 H 2C (8) H 2C CH 2CH 2CH 2CH 2C O 例13.2 比较下列化合物的酸性强弱，并按由强到弱排列成序： (1) (A) C 2H 5OH (B) CH 3COOH (C) HOOCCH 2COOH (D) HOOCCOOH (2) (A) Cl 3CCOOH (B) ClCH 2COOH (C) CH 3COOH (D) HOCH 2COOH (3) (A) CH 3CH 2COOH (B) CH 2=CHCOOH (C) CH ≡CCOOH 解：（1） (D) ＞ (C) ＞ (B) ＞ (A)。（甲基是供电子基团，降低酸性；羧基是吸电子 基团，增强酸性） （2）(A) ＞ (B) ＞ (D) ＞ (C)。（－Cl 吸电子诱导效应强于－OH ） （3）(C) ＞ (B) ＞ (A)。（电负性由强到弱顺序为：sp ＞sp 2＞sp 3） 例13.3 用化学方法区别下列化合物 CH 3CH 2 CH 3CHO CH 3COCH 3CH 3 COOH 无 黄 黄 黄无 黄 黄 Ag(NH 3)2OH 例13.4 完成下列各反应式： (1)(2)CH 3CH 2COONa + (3) CH 3 CONH 2+NaOBr OH -O OH C 2H 5 ?(C) Br C 2H 5 干醚??Mg /①③H 3O + 2 ①②(1)(2) (3)CH 3 NH 2 解： C 2H 5MgBr/干醚 (B)H 3O + (A)(C) PBr 3COOH C 2H 5 COOCOC 2H 5
羧酸取代酸及羧酸衍生物一、命名下列化合物 二. 1.将下列化合物按酸性从强到弱的顺序排列 2.将下列各组化合物按酸性从强到弱的顺序排列 3. 将下列化合物，按α-H 酸性从强到弱顺序排列 4. 将下列化合物，按酸性从强到弱顺序排列 5. 将下列化合物，按酸性从强到弱顺序排列：
6、将下列化合物按酸性大小排列 7. 按酸性由强到弱排列的顺序是： 8. 下列化合物中烯醇式含量最多的是 9.下列化合物酸性由强至弱顺序是 10. 下列化合物的亚甲基活性（或酸性）最强的是 11.将下列化合物，按α-H 酸性从强到弱顺序排列 12. 将下列化合物按烯醇化由易到难排列成序： 13. 下列反应应用何种试剂完成? A、LiAlH 4B、NaBH 4 C、Fe + CH 3 COOH D、Pt + H 2 14. 下面哪些化合物能用NaBH4还原:
15.按α－氢的活性由大到小排列成序： 16、将下列化合物按酸性大小排列 17. 将下列化合物，按α-H 酸性从强到弱顺序排列 三、鉴别 1、用简单化学方法鉴别下列化合物. 2. 用简单化学方法鉴别下列化合物 3. 用简单化学方法鉴别下列化合物. 四、完成下列反应
五、推断结构 1.
3. 可由下列步骤合成止痛药Miltown，写出A,B,C,D的结构式 六、写出下列反应机理（附加题） 七、合成 2. 由苯及其它必要的试剂合成 5. 以丙二酸及C4有机原料合成化合物 6. 由乙酰乙酸乙酯、乙炔和必要的有机、无机试剂合成：
7. 由己二酸及苯甲腈合成 10. 由丙二酸二乙酯和不超过三个碳的原料及必要试剂合成 11. 由苯，丙二酸二乙酯合成5-苯基-1，3-环己二酮。 作业-2 一、将下列化合物，按酸性从强到弱顺序排列。 二．合成 1. 由苯及环己酮合成6-苯基己酸 4. 由不超过两个碳原子的化合物合成N-正丁基异戊酰胺。
第13章 羧酸衍生物 §13.1 命名、结构及其物理性质 13.1.1 羧酸衍生物的命名和结构 1、羧酸衍生物的定义 羧基中的羟基被其他原子或基团(卤素－X 、酰氧基RCOO —(羧酸根)、烷氧基－OR ’、氨基－NH 2)取代后的生成物它们都含酰基R －C ＝O ，统称酰基化合物。而羧酸衍生物指那些经水解能转变成羧酸的化合物。 2、羧酸衍生物的结构和分类 R C O X R C O O C O R R C O O R R C O NH 2(R) R C N 酰卤 酸酐 酯 酰胺 腈 酰基中羰基碳原子为sp 2 杂化，具有平面结构，未参与杂化的p 轨道与氧原子p 轨道重叠形成π键。与酰基直接相连的杂原子（X 、O 、N ）上都具有未共用电子对，它们所占据的p 轨道与羰基的π轨道形成p-π共轭体系，未共用电子对向羰基离域，使C-L 键具有部分双键的性质。 3、命名 （1）酰卤 在命名时可作为酰基的卤化物，在酰基后加卤素的名称即可。 如： （2）酸酐 由两个羧酸的名称加上“酐”字来命名。相同羧酸形成的酸酐称为单酐；不同羧酸形成的酸酐称为混酐。混酐命名时，通常简单的羧酸写在前面，复杂的羧酸写在后面。如：
CH 3C O CH 3 C O O CH 3 C O CH 3C O CH 2 O C C O O 乙酸酐 乙丙酸酐 邻苯二甲酸酐 （3）酯 a ）一元醇酯由相应的羧酸和醇中的烃基名称组合后加“酯”字来命名，酸的部分包括酰基C 原子。 如： b ）多元醇酯由先写醇名后面接酸名，最后加酯。如： c ）分子中含有―CO―O―结构的环状化合物称为内酯，内酯需标明羟基的位次。如： （4）酰胺 a ）命名时把羧酸名称放在前面将相应的酸字改为酰胺即可； b ）由酰基和胺或某胺组成。若氮原子上连有取代基，在取代基名称前加“N”标记，表示该取代基连在氮原子上； c ）分子中含有―CO―NH―结构的环状化合物称为内酰胺。 CH 3 C O NH C O N （CH 3） 2NO 2 N CH 3 O 乙酰苯胺 N,N —二甲基—3—硝基苯甲酰胺 N —甲基—5 —己内酰胺 CH 3 （5）腈 a ）命名时要把CN 中的碳原子计算在内，并从此碳原子开始编号，根据腈分子中所含碳原子的数称为某腈； b ）或以烃作为母体，氰基作为取代基，此时氰基碳原子不计在内。
第十一章羧酸及其衍生物1. 完成下列各组反应，写出主要的反应产物：
2. 写出下列反应的主产物：
3. 两个什么样的化合物缩合后再酸化会得到下列各产物？ 4. 给下列反应式填入适当的试剂： 5. 回答下列问题： 1）比较下列各酯水解的反应相对活性： 2）比较下列各个酯氨解反应的相对活性：
3）比较化合物的酸性强弱顺序： 3. 两个什么样的化合物缩合后再酸化会得到下列各产物？ 4. 给下列反应式填入适当的试剂：
5. 回答下列问题： 1）比较下列各酯水解的反应相对活性： 2）比较下列各个酯氨解反应的相对活性： 3）比较化合物的酸性强弱顺序： 8. 某化合物(E) 的分子式为C5H6O3，（E）和乙醇作用得到两个互为异构体（F）和（G），将（F）和（G）分别与亚硫酰氯作用后，再与乙醇作用得到相同的化合物（H），试推测（E）（F）（G）（H）的构造式，并写出各步反应式。 9. 一个中性化合物C7H13O2Br，与羟氨和苯肼均没有反应。IR 谱在2850-2950cm-1区域有吸收峰，而在3000cm-1以上区域没有吸收峰，另外一个较强的吸收峰在1740cm-1。NMR 谱在δ=1.0(3H)三重峰；δ=1.3(6H)二重峰;δ=2.1(2H)多重峰;δ=4.2(1H) 三重峰;δ=4.6(1H) 多重峰。请推测此化合物的结构。
10. 化合物A, 分子式为C9H10O3。它不溶于水、稀HCl 及稀NaHCO3溶液，但能溶于NaOH 液。A 与稀NaOH 共热后，冷却酸化得一沉淀B，分子式为C7H6O3，B 能溶于NaHCO3溶液并放出气体，B 与FeCl3 溶液作用给出紫色，B 在酸性介质中可以进行水蒸气蒸馏，写出A，B 的构造式及各步反应式。 11. 写出化合物的A-F 正确构造式。 12. 推测化合物A-F 的结构。
羧酸取代酸及羧酸衍生物 (B) (C) (?} (E) 按 a -H 酸性从强到弱顺序排列 COCHj COJCJH5 ,CHaCHCOaCjH, , CH 3CHCO 2C 2H ￡ 、 CH 3CH 2CO 2C 2H 5 (2} ⑶ (4) 按酸性从强到弱顺序排列 NCCH 2COOH , O 2NCH 2COOH t CH 3CH 2CH 2COOH , HC = CCH 2COOH (D) 1. 、命名下列化合物 Q Q 3. CH J CH J H H COOH 4. /=\ ? /CH i O c -N o CH a HO -CHCH 2COOH 7. 9. 11. o ^HCH 2C ^NH <^NO 2 H 3C _^-C ^N ( C 2HJ 2 CH 2COOH CH 2-^H-OH CH 0 CCH^COjH 1.将下列化合物按酸性从强到弱的顺序排列 COOH NO COOH (B) COOH OCHj COOH (D) (A) 2.将下列各组化合物按酸性从强到弱的顺序排列 HC -C ^O COOH JcOOH COOH (C) 6. COOCH {H 3C)Z N-Q COOH CIH O COOH 3. 将下列化合物, r CH 3CHCO 2C 2H 5 (1) 4. 将下列化合物, (C)
5.将下列化合物，按酸性从强到弱顺序排列:
FCH^COOH , CH 2=CHCH i COOH . NCCH a COOH , (A) (B) (CJ CICH 2COOH , (CH 3)2CHCH 2COOH (D)(E) 6、将下列化合物按酸性大小排列 COOH SH 8.下列化合物中烯醇式含量最多的是 (A) CHaCOC^COCHj (B) CHaCOCHjCOOCHa (C) CH 2{COOCH 3)2 (D)CH 3COCH 3 下列化合物的亚甲基活 性 CH 3COCH 2COCH 3 B CH 3COCH ;CO 2C2H S C. CH 3COCH 2NO 2 11. 将下列化合物，按 a -H 酸性从强到弱顺序排列 CI[3CH 3CHO ： CII ^COCII . 3 CH 3CII 2COC1 , (1) ⑵ ⑶ 14.下面哪些化合物能用NaBH4还原: SH COOH OCR, OCH 2 NO 2 (1) (2) ⑶ 7.按酸性由强到弱排列的顺序是: COOH COOH b. COOH COOH 9.下列化合物酸性由强至弱顺序是 COOET CI COOH H COOH B. D. OCHj 10. D. C2H5O2CCH2CO2C2H5 (或酸性)最强的是 (CH 3CO).O . CH 3CII 2CO 2CH 3 : CIl^CI^CO^lI (4) (5) ⑹ 将下列化合物按烯醇化由易到难排列成序： O 0 o O Il II n i\ CHsCCHjCCHs B 匚如匚出匚0匚沁 彳 下列反应应用何种试剂完成？ HO —*■ 12. 13. A 、LiAIH 4 B 、NaBH 4 O O II II C CHiCCHjCCtHt COOC 日 g C 、Fe + CH 3COOH D. D 、Pt + H 2 o I! CHgCCHj
第十五章羧酸、羧酸衍生物（一） 一、羧酸 [教学目的]： 1、熟悉羧酸的命名和分类 2、掌握羧酸的物理性质和化学性质 [教学重点和难点]： 酸的化学性质 羧酸衍生物的生成 脱羧反应 羧酸的酸性 [课堂组织]：羧酸（carboxylic acids）的官能团是羧基（carboxyl group）， ，简写为-COOH 或-CO2H。羧酸结构中最简单的是一元羧酸，其它 羧酸的结构与其相似。 一元羧酸的通式为RCO2H，其中R为氢或烃基。 两分子羧酸容易通过氢键缔合成二缔合体： 在固态、液态和中等压力的气态下一元羧酸主要以二缔合体的形式存在，在稀溶液中或高温蒸汽中二缔合体离解。 一元羧酸二缔合体用物理方法测定的键长、键角平均值为： C=O 123pm，∠OCO 122-123°， C-O 136pm， O-H…O 260-270pm 在甲酸（）分子中，所有的原子在同一平面内。 可以认为羧基碳原子为杂化。一元羧酸的分子轨道模型见图（a） 羧酸在水溶液中电离成羧酸根负离子：
羧酸根中两个C-O键是等同的，其键长在126pm左右（用羧酸盐测定）。因此，在羧酸根中羧基碳原子P电子和两个氧原子上的p电子是共轭的，可用共振式表示： 羧酸根中的负电荷平均分配在两个氧原子上。羧酸根的分子轨道模型见图（b）。 羧酸分子中羟基氧原子上的孤电子对也与羰基上的电子共轭，其结构可用共振式表示： 几个经典结构式中正负电荷分离的能量较高，在共振杂化体中的贡献较小。羧酸分子中碳-氧双键的键长与醛酮分子中的碳-氧双键相近。 15．1羧酸 15．1．1命名 根据羧酸分子中所含羧基的数目可分为一元羧酸（monocarboxylic acids）、二元羧酸（dicarboxylic acids）等；根据烃基的结构不同，又可分为饱和羧酸、不饱和羧酸或芳香酸；根据不饱和羧酸中不饱和键与羧基的位置不同，又可分为共轭羧酸和非共轭羧酸等。 在系统命名法中含碳链的羧酸是以含羧基的最长碳链为主链，从羧基碳原子开始进行编号，根据主链上碳原子的数目称为某酸，以此作为母体，然后在母体名称的前面加上取代基的名称和位置。例如： 含碳环的羧酸则是将环作为取代基命名。例如： 许多羧酸存在于天然产物中，因此，还有历史上流传下来的反映其来源的习惯名。例如：甲酸、乙酸和苯甲酸又分别称为蚁酸、醋酸和安息酸。
第十章羧酸及其衍生物 【教学重点】 羧酸及其衍生物的化学性质、丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯在合成上的应用。【教学难点】 诱导效应、酰基上的亲核取代反应机理。 【教学基本内容】 羧酸的结构；羧酸的制备方法；羧酸及其衍生物的物理性质；羧酸的化学性质——羧酸的酸性及影响酸性强度的因素（诱导效应、共轭效应和场效应）；羧酸衍生物的生成；羧基的还原反应；脱羧反应；α-氢原子的卤代反应。 羟基酸的制备方法（卤代酸水解、羟基腈水解、Refomatsky反应）、羟基酸的化学性质——酸性、脱水反应、α-羟基酸的分解。 羧酸衍生物的化学性质——酰基上的亲核取代反应（水解、醇解、氨解）及其反应机理；还原反应；与Grignard反应；酰胺氮原子上的反应（酰胺的酸碱性、脱水反应、Hofmann降解反应）。 乙酰乙酸乙酯的制备方法（Claisen酯缩合）；乙酰乙酸乙酯的化学性质——酮式-烯醇式互变异构、酸式分解和酮式分解；乙酰乙酸乙酯在合成上的应用。 丙二酸二乙酯的制备及在合成上的应用。 Ⅰ目的要求 羧酸是含有羧基(—COOH)的含氧有机化合物，我们平常所说的有机酸就是指的这类化合物。 所谓羧酸衍生物，包括的化合物种类很多，诸如羧酸盐类、酰卤类、酯类(包括内酯、交酯、聚酯等)、酸酐类、酰胺类(包括酰亚胺、内酰胺)等都是羧酸衍生物，有人甚至把腈类也包括在羧酸衍生物的范围之内。其实，比较常见的而又比较重要的是酰卤、酸酐、酯和酰胺这四类化合物。羧酸盐与一般无机酸盐在键价类型上没大区别，不作专门介绍。至于腈类，将放在含氮化合物中加以介绍。这四类化合物都是羧酸分子中，因酰基转移而产生的衍生物，所以又叫羧酸的酰基衍生物。 羧酸及其衍生物RCOL(L：－OH、－X、－OOCR′、－OR′、－NH2)在许多重要天然产物的构成以及在生物代谢过程中均占有重要地位。本章将以饱和一元脂肪酸为重点，讨论羧酸及其衍生物的结构和性质。 鉴于乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的重要地位，本章作概括介绍。希望学生在此基础上，探讨设计合成路线的一般方法。 本章学习的具体要求 1、掌握羧酸的结构与性质之间的关系。 2、掌握羧酸衍生物的主要化学性质。 3、了解羧酸衍生物的亲核取代反应机理。 4、掌握羧酸与羧酸衍生物之间相互转变条件。 5、了解卤代酸、羟基酸的特性。
第十四章 羧酸衍生物 学习要点 1）羧酸衍生物——酰卤、酸酐、酯、酰胺及腈的结构特征和命名规则。 2）羧酸衍生物的物理性质，包括常见羧酸衍生物的状态、溶沸点等，红外光谱中特征峰位置和核磁共振谱中α－H 化学位移δH 变化规律。 3）羧酸衍生物典型的化学性质是水解、醇解、氨解，反应属于亲核加成——消除反应机理。羧酸衍生物还能和金属化合物的反应，不同条件下可分别得到醇和酮。羧酸衍生物在LiAlH 4或金属钠—醇（鲍维特—勃朗克(Bouveault,L.-Blanc,C.)还原）的作用下得到不同的还原产物。酯的α－H 受酯键的影响而显弱酸性，在醇钠作用下，与另一分子酯发生酯缩合反应（Claisen 缩合反应），一分子酯的α－H 被另一分子酯的酰基取代，生成β-酮酸酯。酰胺的酸碱性 、霍夫曼（A.W.Hofmann ）降解反应。 4）羧酸衍生物乙酰乙酸乙酯的互变异构现象及其在合成中的应用和丙二酸二乙酯在合成中的应用和麦克尔（Michael ）反应。 5）羧酸衍生物的重要的代表化合物——乙酐、乙酰水杨酸等的合成和重要应用。 6）碳酸衍生物的结构性质及用途。 第一节 羧酸衍生物的结构和命名 一、羧酸衍生物的结构 羧酸中去掉羧基中的羟基后剩余的残基称为酰基（ R C O ）。羧酸衍生物结构上的共 同点是分子中都含有酰基，所以又称为酰基衍生物。可用通式为：
L = X, OR, OCOR, NH 2NHR,NR 2 ( )R C O L 酰基中的羰基可与其相连的卤素、氧或氮原子上的未用p 电子对形成p —π共轭体系。在酰氯分子中，由于氯的电负性较强，吸电子的诱导效应大于供电子的共轭效应，因此酰卤中的C —Cl 键易断裂，化学性质活泼。 在酰胺中，C —N 键中的碳为sp 3杂化，氮上的孤电子对和羰基发生共轭，且共轭效应大于吸电子的诱导效应，这两个因素导致酰胺中的C —N 比胺中的要短，这样的C —N 键具有部分双键的性质，结构式可表示如下： R C 2 R C O 同样，酯中的羰基和烷氧基中氧的孤电子对共轭，酯中的C —O 键比醇中的要短，酯中的C —O 键也具有部分双键的性质。 二、羧酸衍生物的命名. 1. 酰卤（acyl halide ） 酰卤名称由形成它的羧酸酰基和卤素组成。酰基的名称放在前，卤素的名称放在后，合起来称为“某酰卤”。英文命名时，用“yl ”替换羧酸名称词尾的“ic acid ”。 2. 酸酐（anhydrides ）
第十三章羧酸衍生物 第一节羧酸衍生物的结构和命名 一、羧酸衍生物的结构 羧酸衍生物在结构上的共同特点是都含有酰基（），酰基与其所连的基团都能形成P-π共轭体系。 二、羧酸衍生物的命名 酰卤和酰胺根据酰基称为某酰某。 酸酐的命名是在相应羧酸的名称之后加一"酐"字。例如： 酯的命名是根据形成它的酸和醇称为某酸某酯。例如： 三、羧酸衍生物的光谱性质 1．IR：醛、酮、羧酸、酰卤、酸酐、酯和酰胺都含有羰基，因此，在IR都有C=O的强吸收峰。醛、酮的νC=O 1705~1740cm-1 ，羧酸衍生物的C=O伸缩振动扩大到了1550~1928 cm-1. 这是因为：
酸酐：在1800-1860cm-1(强)和1750-1800cm-1（强）区域有两个C=O伸拉振动吸收峰，这两个峰往往相隔60cm-1 左右。对于线形酸酐，高频峰较强于低频峰，而环状酸酐则反之。另外：C-O的伸拉振动吸收在1045~1310/cm（强）。酯：酯的C=O伸缩振动稍高于酮，在1735~1750cm-1处，与芳基相连的则降至1715~1730 cm-1 ，酯在1015~1300 cm-1 区域内有两个强的C-O伸缩谱带。可以与酮相区别。一级酰胺，-NH2的N-H吸收为两个峰。二级酰胺N-H为一个尖峰。 2．核磁共振（NMR）： 酯：RCOOCH δ=3.7~4.1ppm。酰胺：RCONH δ=5~8ppm。往往不能给出一个尖锐的峰。 四．羧酸衍生物的亲核取代反应 分为加成-消除两步： 加成一步取决于电子因素和空间因素。消除一步取决于L的碱性和稳定性。L碱性越弱，越容易离去；L越稳定，越容易离去。 就酰氯、酸酐、酯、酰酐、酰胺而言，L的碱性为：Cl－< R-COO－< R'O－< NH2－；L的稳定性为：Cl－>R-COO －> R'O－> NH2－，所以羧酸衍生物的活性为： 羧酸的衍生物在碱性或酸性条件下比在中性溶液中更容易水解，这是可以理解的：碱性溶液提供给氢氧根离子，它充当一种强的亲核试剂； 酸性溶液提供给氢离子，它接到羰基氧上从而使分子易受弱亲核试剂，即水的进攻。 第二节酰卤与酸酐
第十三章 羧酸及其衍生物 1.用系统命名法命名下列化合物： 1.CH 3(CH 2)4COOH 2.CH 3CH(CH 3)C(CH 3)2COOH 3.CH 3CHClCOOH 4. COOH 5. CH 2=CHCH 2COOH 6. COOH 7. 10. (CH 3CO)2O 11. O CO CH 3 12. HCON(CH 3)2 13. COOH 2N O 2N 14. CO NH 3,5-二硝基苯甲酸 邻苯二甲酰亚胺 15. CH 3CHCHCOOH CH 3 OH 16. OH COOH 2-甲基-3-羟基丁酸 1-羟基-环戊基甲酸 2.写出下列化合物的构造式: （1）草酸 （2）马来酸 （3）肉硅酸 （4）硬脂酸 HOOCCOOH C C H H COOH COOH CH=CHCOOH CH 3(CH 2)16COOH
（5）α－甲基丙烯酸甲酯 （6）邻苯二甲酸酐 （7）乙酰苯胺 （8）过氧化苯甲酰胺 CH 2=C CH 3 COOCH 3 CO O NHCOCH 3 C O O OO C O CO O CO n CH 2 CH O C O CH 3 []n 3.写出分子式为C 5H 6O 4的不饱和二元酸的所有异构体（包括顺反异构）的结构式，并指出那些容易生成酸酐： 有三种异构体：2-戊烯-1,5-二酸；2-甲基-顺丁烯二酸；2-甲基-反丁烯二酸。其中2－甲基－顺丁烯二酸易于生成酸酐。 C C H COOH COOH C C H COOH CH 3 HOOC CH 3 HOOC CH=CHCH 2COOH 2－戊烯－1，5－二酸； 2－甲基－顺丁烯二酸； 2－甲基－反丁烯二酸 4. 比较下列各组化合物的酸性强度： 1. 醋酸， 丙二酸， 草酸， 苯酚， 甲酸 3COOH ,HOOCCOOH HOOCCH 2COOH ,, OH , HCOOH HOOCCOOH HOOCCH 2COOH HCOOH OH CH 3COOH > > > > 2. C 6H 5OH ,CH 3COOH ,F 3CCOOH ,ClCH 2COOH ,C 2H 5OH F 3CCOOH ClCH 2COOH CH 3COOH C 6H 5OH C 2H 5OH >> >> 3. NO 2 COOH COOH NO 2 COOH OH OH COOH COOH COOH OH OH > >> > 3. . C 6H 5OH ,CH 3COOH ,F 3CCOOH ,ClCH 2COOH ,C 2H 5OH F 3CCOOH ClCH 2COOH CH 3COOH C 6H 5 OH C 2H 5 OH > >> >3. NO 2 COOH COOH NO 2 COOH OH OH NO 2 COOH COOH NO 2 COOH OH OH > >> >
第十五章 羧酸及其衍生物 作业 一、命名题 1..(CH 3)2CHCOOH b.OH COOH c.CH 3CH=CHCOOH d.CH 3CHCH 2COOH Br e.CH 3CH 2CH 2COCl f.(CH 3CH 2CH 2CO)2O g.CH 3 CH 2COOC 2H 5h.CH 3CH 2CH 2OC i.CONH 2j.HOOCC=CCOOH H H k.邻苯二甲酸二甲酯l.甲酸异丙酯m.N-甲基丙酰胺s.苯甲酰基n---r.略t.乙酰基 2.a. (CH 3)2CHCOOH b.OH COOH c.CH 3CH=CHCOOH d.CH 3CHCH 2COOH Br e.CH 3CH 2CH 2COCl f.(CH 3CH 2CH 2CO)2O g.CH 3 CH 2COOC 2H 5h.CH 3CH 2CH 2i.CONH 2j.HOOCC=CCOOH H H k.邻苯二甲酸二甲酯l.甲酸异丙酯m.N-甲基丙酰胺s.苯甲酰基n---r.略t.乙酰基 3..(CH 3)2CHCOOH b.OH COOH c.CH 3CH=CHCOOH d.CH 3CHCH 2COOH Br e.CH 3CH 2CH 2COCl f.(CH 3CH 2CH 2CO)2O g.CH 3 CH 2COOC 2H 5 h.CH 3CH 2 i.CONH 2 j.HOOCC=CCOOH H H k.邻苯二甲酸二甲酯l.甲酸异丙m.N-甲基丙酰胺s.苯甲酰基n---r.略t.乙酰基 4.H=CHCOOH d.CH 3CHCH 2COOH Br CH 3 CH 2COOC 2H 5h.CH 3CH 2CH 2 OCOCH 3邻苯二甲酸二甲酯l.甲酸异丙酯t.乙酰基 5..(CH 3)2CHCOOH b.OH COOH c.CH 3CH=CHCOOH e.CH 3CH 2CH 2COCl f.(CH 3CH 2CH 2CO)2O g.CH 3 CH 2COOC i.CONH 2j.HOOCC=CCOOH H H k.邻苯二甲酸二m.N-甲基丙酰胺s.苯甲酰基 n---r.略t.乙酰基 6..(CH 3)2CHCOOH b.OH COOH c.CH 3CH=CHCOOH d e.CH 3CH 2CH 2COCl f.(CH 3CH 2CH 2CO)2O g.CH 3 CH 2COOC 2i.CONH 2j.HOOCC=CCOOH H H k.邻苯二甲酸二甲m.N-甲基丙酰胺s.苯甲酰基n---r.略t.乙酰基 7.OH OH c.CH 3CH=CHCOOH d. CH 3CHCH 2COOH Br CH 2CO)2O g.CH 3 CH 2COOC 2H 5h.CH 3CH 2CH 2OCOCH 3=CCOOH H k.邻苯二甲酸二甲酯l.甲酸异丙酯s.苯甲酰基t.乙酰基 8.H c.CH 3CH=CHCOOH d.CH 3CHCH 2COOH Br H 2CO)2O g.CH 3 CH 2COOC 2H 5h.CH 3CH 2CH 2OCOCH 3OOH k.邻苯二甲酸二甲酯 l.甲酸异丙酯s.苯甲酰基 t.乙酰基 9.a.(CH 3)2 CHCOOH b.OH COOH c e.CH 3CH 2CH 2COCl f.(CH 3CH 2CH 2CO)2O i.CONH 2j.HOOCC=CCOOH H H m.N-甲基丙酰胺s.苯甲n---r.略 10. 邻苯二甲酸二甲酯 1l. 甲酸异丙酯 12. N-甲基丙酰胺 二、反应题 1. . 22724 COOH COOH + COOH COOH 2. . (CH 3)2CHOH + COOCH(CH 3)2 H 3C COCl H 3C 3.. HOCH 2CH 2COOH LiAlH 4 HOCH 2CH 2CH 2OH 4. .NCCH 2CH 2CN +H 2O NaOH H + 5. . CH 2COOH CH 2COOH Ba(OH)2 O 6. . CH 3COCl + CH 3 无水AlCl CH 3 COCH 3 + CH 3 COCH 3 7. . (CH 3CO)2O + OH OCOCH 3 8.. CH 3CH 2COOC 2H 5 NaOC 2H 5 CH 3CH 2COCHCOOC 2H 5 CH 3 9. . CH 3COOC 2H 5 + CH 3CH 2CH 2OH H + CH 3COOCH 2CH 2CH 3 + C 2H 5OH 10 . CH 3CH(COOH)2 CH 3CH 2COOH + CO 2
第十三章羧酸及其衍生物 1。用系统命名法命名下列化合物： 1. 4. 7. 10. 13. COOH O 2N O 2N 14. CO NH 3，5-二硝基苯甲酸邻苯二甲酰亚胺 15. CH 3CHCHCOOH CH 3 OH 16. OH COOH 2—甲基—3-羟基 丁酸1-羟基—环戊基甲酸 2。写出下列化合物的构造式：
（1）草酸（2)马来酸（3)肉硅酸（4）硬脂酸
（5）α－甲基丙烯酸甲酯（6)邻苯二甲酸酐(7）乙酰苯胺（8）过氧化苯甲酰胺 NH 2 CO O CO n CH 2 CH O C O CH 3 []n 3.写出 分子式为C 5H 6O 4的不饱和二元酸的所有异构体（包括顺反异构）的结构式，并指出那些容易生成酸酐： 有三种异构体:2-戊烯—1，5-二酸；2-甲基-顺丁烯二酸；2—甲基-反丁烯二酸。其中2－甲基－顺丁烯二酸易于生成酸酐. C C H COOH COOH C C H COOH CH 3 HOOC CH 3 HOOC CH=CHCH 2COOH 2－戊烯－ 1,5－二酸；2－甲基－顺丁烯二酸；2－甲基－反丁烯二酸 4。比较下列各组化合物的酸性强度： 1.醋酸，丙二酸，草酸，苯酚,甲酸 3COOH ,HOOCCOOH HOOCCH 2COOH ,,OH ,HCOOH HOOCCOOH HOOCCH 2COOH HCOOH OH CH 3COOH > > > > 2. C 6H 5OH ,CH 3COOH ,F 3CCOOH , ClCH 2COOH ,C 2H 5OH F 3CCOOH ClCH 2 COOH CH 3 COOH C 6H 5OH C 2H 5OH >> >> 3. COOH COOH COOH OH OH