实验九--羧酸和取代羧酸的性质

RCOOH..第九章 羧酸及其衍生物和取代酸（一COOH ）官能团的化合物，一元饱和脂肪羧酸的通式为C n H 2n O 2 。

羧基中的羟基被其它原子或基团取代的产物称为羧酸衍生物（如酰卤、酸酐、酯、酰胺等），羧酸烃基上的氢原子被其他原子或基团取代的产物称为取代酸（如卤代酸、羟基酸、羰基酸、氨基酸等）。

羧酸是许多有机化合物氧化的最终产物，常以盐和酯的形式广泛存在于自然界，许多羧酸在生物体的代谢过程中起着重要作用。

羧酸对于人们的日常生活非常重要，也是重要的化工原料和有机合成中间体。

§9-1 羧酸一、羧酸的结构、分类和命名 1、羧酸的结构在羧酸分子中，羧基碳原子是sp 2杂化的，其未参与杂化的p 轨道与一个氧原子的p 轨道形成C=O 中的π键，而羧基中羟基氧原子上的未共用电子对与羧基中的C=O 形成p -π共轭体系，从而使羟基氧原子上的电子向C=O 转移，结果使C=O 和C —O 的键长趋于平均化。

X 光衍射测定结果表明：甲酸分子中C=O 的键长（0.123 nm ）比醛、酮分子中C=O 的键长（0.120nm ）略长，而C —O 的键长（0.136nm ）比醇分子中C —O 的键长（0.143nm ）稍短。

RCOOH羧基上的p -π共轭示意图2、羧酸的分类和命名 2.1．羧酸的分类根据分子中烃基的结构，可把羧酸分为脂肪羧酸（饱和脂肪羧酸和不饱和脂肪羧酸）、脂环羧酸（饱和脂环羧酸和不饱和脂环羧酸）、芳香羧酸等；根据分子中羧基的数目，又可把羧酸分为一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸等。

例如：或OOCOOcCOOHHOOC HOOC CH 2COOHCH 2COOHCH 2HOOC CH 3CH C H C OOHCOOH HOOC脂肪羧酸 一元羧酸 脂环羧酸 芳香羧酸二元羧酸多元羧酸2.2．羧酸的命名羧酸的命名方法有俗名和系统命名两种。

俗名是根据羧酸的最初来源的命名。

在下面的举例中，括号中的名称即为该羧酸的俗名。

一、实验目的1. 学习并掌握取代羧酸的制备方法。

2. 探究取代羧酸的物理性质和化学性质。

3. 理解取代基对羧酸性质的影响。

二、实验原理羧酸分子中羧基上的氢原子被其他原子或原子团取代的产物称为取代羧酸。

取代羧酸的种类繁多，根据取代基的不同，可分为卤代羧酸、烷基羧酸、芳基羧酸等。

本实验以苯甲酸为例，通过卤代反应制备取代羧酸，并研究其性质。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 苯甲酸- 氯化亚铁- 浓硫酸- 乙醇- 乙醚- 碘化钠- 氢氧化钠- 氢氧化钠溶液- 水浴锅- 烧杯- 滴管- 滤纸- 酒精灯- 冷却水- pH试纸- 721分光光度计2. 实验仪器：- 坩埚- 研钵- 蒸发皿- 漏斗- 烧瓶- 滴定管- 酸式滴定瓶- 铁架台- 移液管四、实验步骤1. 苯甲酸的制备- 将苯甲酸加入烧杯中，加入适量的乙醇，加热溶解。

- 加入氯化亚铁溶液，搅拌均匀。

- 加入浓硫酸，继续搅拌。

- 将反应液倒入蒸发皿中，加热蒸发至干燥。

- 将干燥的固体产物加入研钵中，研细。

- 将研细的固体产物转移至坩埚中，放入马弗炉中加热至熔融。

- 将熔融的固体产物倒入冷却水中，冷却结晶。

- 将结晶产物过滤、洗涤、干燥，得到苯甲酸。

2. 取代羧酸的制备- 将苯甲酸加入烧杯中，加入适量的乙醇，加热溶解。

- 加入碘化钠溶液，搅拌均匀。

- 加入氢氧化钠溶液，调节pH值为8-9。

- 将反应液倒入烧瓶中，加热回流。

- 反应一段时间后，停止加热，冷却至室温。

- 将反应液倒入漏斗中，过滤、洗涤、干燥，得到取代羧酸。

3. 取代羧酸的性质研究- 物理性质：观察取代羧酸的颜色、状态、熔点、沸点等。

- 化学性质：1. 酸性：测定取代羧酸的pKa值。

2. 氧化还原性：用高锰酸钾溶液测定取代羧酸的氧化还原性。

3. 水解性：用氢氧化钠溶液测定取代羧酸的水解性。

五、实验结果与讨论1. 苯甲酸的制备- 成功制备了苯甲酸，产率较高。

2. 取代羧酸的制备- 成功制备了取代羧酸，产率较高。

实验九羧酸和取代羧酸的性质一、实验目的1.验证羧酸和取代羧酸的主要化学性质。

2.掌握羧酸及取代羧酸的鉴别方法。

二、实验原理羧酸均有酸性，与碱作用生成羧酸盐。

羧酸的酸性比盐酸和硫酸弱，但比碳酸强，因此可与碳酸钠或碳酸氢钠成盐而溶解。

饱和一元羧酸中甲酸的酸性最强，二元羧酸中草酸的酸性最强。

羧酸和醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应，生成有香味的酯。

在适当的条件下羧酸可发生脱羧反应。

甲酸分子中含有醛基，具有还原性，可被高锰酸钾或托伦试剂氧化。

由于两个相邻羧基的相互影响，草酸易发生脱羧反应和被高锰酸钾氧化。

乙酰乙酸乙酯是由酮式和烯醇式两种互变异构体共同组成的混合物，因此它既有酮的性质，如能与2,4-二硝基苯肼反应生成橙色的2,4-二硝基苯腙沉淀，又有烯醇的性质，如能使溴水褪色，与三氯化铁溶液作用发生显色反应等。

三、仪器和药品试管、烧杯、酒精灯、试管夹、带软木塞的导管等。

冰醋酸、草酸、苯甲酸、乙醇、异戊醇、乙酰乙酸乙酯、水杨酸、乙酰水杨酸、乳酸、酒石酸、2mol∙L-1一氯乙酸、2mol∙L-1三氯乙酸、2,4-二硝基苯肼、10%甲酸、10%乙酸、10%草酸、10%苯酚、托伦试剂、5%氢氧化钠溶液、5%盐酸、0.05%高锰酸钾溶液、0.05mol∙L-1三氯化铁溶液、5%碳酸钠溶液、浓硫酸、溴水、饱和石灰水、甲基紫指示剂、pH试纸。

四、实验步骤1.羧酸的酸性(1)用干净的玻棒分别蘸取10%乙酸、10%甲酸、10%草酸、10%苯酚于pH 试纸上，观察和记录其pH并解释之。

(2)在2支试管中分别加入0.1g苯甲酸、水杨酸和1mL水，边摇边逐滴加入5%氢氧化钠溶液至恰好澄清，再逐滴加入5%盐酸溶液，观察和记录反应现象并解释之。

(3)在2支试管中分别加入0.1g苯甲酸、水杨酸，边摇边逐滴加入5%碳酸钠溶液，观察和记录反应现象并解释之。

2.乙酰乙酸乙酯的互变异构现象(1)在试管中加入10滴2,4-二硝基苯肼试剂和3滴10%乙酰乙酸乙酯，观察和记录反应现象并解释之。

取代羧酸中的取代基可能参与还原反应，影响其 化学性质。
取代羧酸可通过取代基的亲核作用与其他分子发 生反应。
Hale Waihona Puke 羧酸的脱羧反应羧酸可脱去羧基，生成相应的 醛或酮化合物。
羧酸的应用
1 食品工业
羧酸可用作食品酸味剂和抗氧化剂。
2 药物工业
羧酸是制备药物的重要原料，可调控药物的性质和稳定性。
3 洗涤品工业
羧酸可用作洗涤剂的表面活性剂，改善洗涤效果。
什么是取代羧酸？
取代羧酸是指羧酸分子中的一个或多个氢被其他原子或基团取代的化合物，具有类似羧酸的化学性质，但性质 和用途也有所不同。
不同的取代基赋予取代羧酸不同的功能，影响其在化学和生物领域的应用。
取代羧酸的物性质
溶解性
取代羧酸的溶解性依赖于取 代基的性质和溶剂的性质。
熔点和沸点
取代羧酸的熔点和沸点受取 代基和羧酸的影响。
分子构型
取代羧酸的立体构型由取代 基的空间位阻决定。
取代羧酸的化学性质
酸性 还原性
亲核性
取代羧酸可通过脱质子反应表现出酸的性质。
羧酸的物理性质
• 羧酸通常呈液体或固体，具有特定的熔点和沸点。 • 具有酸性，可以与碱发生中和反应。 • 一些羧酸具有特殊的气味，例如柠檬酸和醋酸。
羧酸的化学性质
羧酸的酯化反应
羧酸与醇反应生成酯，常用于 有机合成和食品调味中。
羧酸的酰氯化反应
羧酸与酰氯反应生成酰氯，用 作有机合成中的重要中间体。
取代羧酸的命名方式
取代羧酸的命名方式与羧酸类似，根据取代基的种类和位置进行命名。例如，“氨基乙酸”代表乙酸的一个氨基 取代物。
取代羧酸的化学特性
1
取代基的电子效应

精选PPT
26
甲
酸
O
的
H C OH
特
殊 醛基
性
羧基
羧酸的一般性质
醛的一般性质：银镜反应（还原性）
精选PPT
27
第二节 取代羧酸
重要取代羧酸
卤代羧酸（halogeno acid）
ClCH2COOH
羟基酸（hydroxy acid） 醇酸（alcoholic acid） 酚酸（phenolic acid）
HCO2H > C6H5CO2H > CH3COOH > C2H5CO2H ≈ n-C3H7CO2H
pKa 3.75
4.19
4.76
4.87
4.82
当苯环上连有取代基时，其种类及位置会影响取代苯甲酸的酸性。 吸电子共轭效应基团：
-NO2, -CN, -COOH, -CHO, -COR , X 等，使酸性增加 给电子共轭效应基团：
第十二章 羧酸和取代羧酸 (Carboxylic Acids)
精选PPT
1
主要内容：
羧酸的结构、命名 羧酸的物理和化学性质
1) 酸性(Acidity ) 和成盐 2) -OH的取代(Substitution ) ：羧酸衍生物的生成 3) 脱羧（Decarboxylation）
二元羧酸热解(pyrolysis) 4) 还原（Reduction) 取代酸(羟基酸、酮酸)的物理和化学性质
O
H
O RC
O
p-π共轭
p-π共轭
羰基亲核性比
O-H键极性增强，
醛酮的亲核性
酸性比水、醇的酸
降低
精选PPT 性要强
7
羰基不饱和, 可加成、还原

−CH3
4.34
钝化
−CN
3.55 −OCH3 4.46
活化 基团
基团
−CHO
3.75
−OH
4.48
−Cl
4.0
−H
4.19
有机化学（第9版）
三、化学性质
（一）酸性与成盐反应
3. 二元酸：其酸性与两个羧基的相对距离和空间位置有关，低级二元酸的
pKa2 ＞pKa1。
二元酸
pKa1
HOOCCOOH
1.46
一、羟基酸
（三）化学性质
3. 醇酸的脱水反应：δ、γ-羟基酸加热失水生成内酯。
有机化学（第9版）
一、羟基酸
（三）化学性质
4. 酚酸的脱羧反应：邻位或对位的酚酸加热至熔点以上时，易分解脱羧形成 相应的酚。
有机化学（第9版）
二、酮酸
（一）命名
2-氧丙酸 (α-丙酮酸) 2-oxopropanoic acid
HOOCCH2COOH HOOCCH2CH2COOH HOOC(CH2)3COOH HOOC(CH2)4COOH
2.80 4.17 4.33 4.4
有机化学（第9版）
三、化学性质
（一）酸性与成盐反应
4. 成盐：羧酸可与NaOH、NaHCO3、Na2CO3等碱反应成盐。
有机化学（第9版）
三、化学性质
(malic acid)
3-羧基-3-羟基戊二酸 (柠檬酸) 2-hydroxypropane-1,2,3-
tricarboxylic acid (citric acid)
有机化学（第9版）
一、羟基酸
（二）物理性质
醇酸比相应的羧酸或醇更易溶于水，酚酸为晶体，多以盐、酯等形式存在 于植物中，大多微溶于水。羟基酸的熔点比相同碳原子数的羧酸高。

吸电子基增多酸性增强。 ClCH2COOH > Cl2CHCOOH > Cl3CCOOH pKa值 2.86 1.29 0.65
18
吸电子基的位置距羧基越远，酸性越小。
＞ CH3CH2CHCOOH CH3CHCH COOH CH2CH2CH2COOH CH3CH2CH2COOH ＞ ＞ 2
Cl Cl Cl
1）诱导效应 吸电子诱导效应使酸性增强。 FCH2COOH > ClCH2COOH > BrCH2COOH > ICH2COOH > CH3COOH pKa值 2.66 2.86 2.89 3.16 4.76
供电子诱导效应使酸性减弱。 CH3COOH > CH3CH2COOH > (CH3)3CCOOH pKa值 4.76 4.87 5.05
酒石酸
马来酸
选择含羧基的最长碳链为主链，编号从羧基开始。
不饱和酸则须包括双(叁)键，指明不饱和键的位置，某烯(炔)酸。
CH3CHCH2COOH CH3 CH3CH CHCOOH
3-甲 基 丁酸
2-丁烯酸
3
羧基连在苯环上：以芳甲酸为母体，环上其他基团为取代基； 羧基连在侧链上：以脂肪酸为母体，芳基作为取代基。
21
讨论
COOH NO2 COOH 2.21 COOH OH OH 2.98 4.08 3.49 COOH NO2 COOH
COOH
NO2 3.42 COOH
pka
4.20
OH 4.57
22
COOH
COOH
〉
CH3
COOH
〉
CH3
① （CH3）+I，+C
② （NO2） -I，-C

第十三章
羧酸和取代羧酸
羧酸(carboxylic acids):分子中含有羧基 (carboxyl)（-COOH）的有机化合物。羧酸 的官能团是羧基，除甲酸（ HCOOH）外，都 可以看作烃中的氢被羧基取代的烃衍生物。
取代羧酸(substituted carboxylic acids): 羧酸分子中的烃基上的氢被其他原子或原子 团取代后的化合物。
一、分类和命名
羧酸是由烃基和羧基两部分构成。
1 、按照与羧基相连的烃基不同：脂肪酸、脂环酸和 芳香酸
2 、按照羧基数目不同：一元酸、二元酸和多元酸
3 、按照烃基饱和程度不同：饱和酸和不饱和酸；不 饱和酸又可分为烯酸和炔酸。 4 、取代羧酸包括卤代酸、羟基酸、氧代酸（羰基酸） 和氨基酸等。各类取代羧酸又可根据取代基和羧基的 相对位置，分为α-，β-，γ-，δ-等取代羧酸。
多官能团化合物的优先次序为： （优先，作母体）羧酸 > 磺酸 > 酸酐 > 酯 > 酰卤 > 酰胺 > 腈 > 醛>酮>醇>酚>胺>醚>烃 （后者作取代基）。
二、羧酸的制备
1、醇、醛的氧化：KMnO4, CrO3, 子中其他不饱和键没有影响) Ag2O(用于醛且对分
( O ) R C H O H R C O O H 2 ( O ) R C H O R C O O H
+ ( O H )
O R C O H+H L
H R C N R C O O H H O 2
三、物理性质
溶解性：丁酸以下与水混溶，5-11碳部分溶解；羧酸盐 溶解性好（表面活性剂）。 熔点呈锯齿状上升，偶数碳原子的熔点比它前后相邻两 个奇数碳原子同系物的熔点高，

2 0 1 4 1 1 8 5
C H ( C H ) C H = C H C H C H = C H C H C H = C H C H C H = C H ( C H ) C O H 3 2 4 2 2 2 2 3 2
1
5,8,11,14- 二十碳 四烯酸 (花生四烯酸)
H O O C C H C H C H C H C O O H 2 2 2 3-羧甲基 己二酸 C H C O O H 2
4 g 3 b 2C 2 C H C H C HC O O H 2
C O H 2
2-甲基-3-丁烯酸
COOH
反-1,4-环己烷二甲酸
COOH
COOH
NO
Cl 3-硝基-4-氯苯甲酸
2
COOH
邻苯二甲酸(酞酸)
α-萘甲酸 1-萘甲酸
命名举例：
>10C 的不饱和酸在碳数后加“碳”字！
羧酸的系统命名法与醛相似。对于简单 的脂肪酸也常用 α、β、γ 等希腊字母表示取 代基的位次；羧基永远作为C-1。
C H 3 C H C H C H C H C O H 3 2 2 2
5 4 g 3 b 2 a 1
3-甲基戊酸 β-甲基戊酸 2-甲基-4-溴丁酸 α-甲基-γ-溴丁酸
C H 3 B r C H C H C H C O H 2 2 2
C H C O H C H C H C H C H C O C H C H C = C H 3 2 3 3 3 3 3 2 O H C H 3
MW 60 Bp/℃ 117.9 60 82.3 58 56.5 56 -6.9
— O O H 形成双分子氢键缔合体 C C C H H C 3 3 O — H O
C O O H C H C O O H 2 C a r b o x y l( c a r b o x y ) : 羧 基 C a r b o x y m e t h y l : 羧 甲 基 a r b o x y e t h y l : 羧 乙 基 C H C H C O O H C 2 2

丁二酸俗名琥珀酸，最早是由蒸馏琥珀制得。琥珀是含 约8﹪琥珀酸的透明红褐色松脂化石
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29
第二节 取代羧酸
一、羟 基 酸
（一）羟基酸的分类和命名
羟基酸分子中具有两种官能团：羧基和羟基
• 分类 • 醇酸
• 酚酸
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30
命名
（1）以羧酸为母体，羟基作为取代基 （2）碳链编号时,从羧基的碳原子开始，用阿拉伯数字或希 腊字母α、β、γ 等标明羟基的位次 （3）酚酸是以芳香酸为母体，标明羟基在芳环上的位次 （4）也常用俗名命名
B r C H 3C H C O O HB r2,P C H 3C C O O H
B r
B r
-
23
（四）还原反应
氢化铝锂还原羧酸时，产率高，分子中的C=C不饱和键 不受影响，只还原羧基，生成不饱和醇
L iA lH 4 R C H 2 C H = C H C O O H H R C H 2 C H = C H C H 2 O H
3.分解反应
α-醇酸与稀硫酸共热时，分解生成甲酸和少一个碳的 醛或酮
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34
R, RCCOOH 稀H2SO4 R－C－R’ ＋HCOOH
OH
O
RCH CO O H 稀 H 2SO 4 RCH O＋H CO O H
O H
酚羟基在邻位或对位的酚酸，加热至熔点以上 时，易分解脱羧，生成相应的酚
CO O H
国家卫生和计划生育委员会“十二五”规划教材 全国高等医药教材建设研究会规划教材
供中药等专业用
有机化学
全国中医药高职高专院校教材
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1
第九章 羧酸和取代羧酸
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2
第九章 羧酸和取代羧酸
学习要点 1.羧酸和取代羧酸的定义、结构、分类、命名和理

5
羧酸的系统命名法与醛相似。对于简单的脂肪 酸也常用 a、b、g 等希腊字母表示取代基的位次；
CH3 CH3-CH2-CH-CH2-CO2H
54 3 2 1 gb a
3-甲基戊酸 b-甲基戊酸
CH3 Br-CH2-CH2-CH-CO2H
4321 g ba
2-甲基-4-溴丁酸 a-甲基-g-溴丁酸
6
Cl
Cl
Cl
pKa 2.84
4.06
4.52
4.82
(4) HO2C-CO2H HO2C-CH2-CO2H HO2C-CH2CH2-CO2H
Ka1 5.9×10-2
1.6×10-3
6.8×10-5
电离后的羧基负离子对第二个羧基有斥电子 诱导效应，因此第二个羧基比第一个难离解。
15
(5)
COOH
COOH
20
21
(3) 酯(ester)的生成
O C6H5-C—OH + H O-CH3
H2SO4
D

O C6H5-C—O-CH3 + H2O
85-95%
HO2C(CH2)4CO2H+C2H5OH
H2SO4
甲苯/D
OO C2H5O-C(CH2)4C-OC2H5+H2O
95%
该反应可逆，必须在催化剂及加热下才能较快进
1. 羧酸的结构 羰基与羟基通过p-p共轭构成一个整体 2. 命名 俗名； 系统命名 3. 性质 酸性；生成羧酸衍生物；二元酸脱羧 4. 羟基酸 酸性；氧化；脱水；酚酸脱羧 5. 酮酸 酸性；脱羧
29
合物称羧酸衍生物(derivatives of carboxylic acid)。
O R C OH

取代羧酸的性质及应用
取代羧酸的种类、结构和命名

取代羧酸：羧酸分子中烃基上的氢原子被源自其他原子或原子团取代的化合物。
取代羧酸根据取代基的不同，分为卤代酸、
羟基酸（醇酸和酚酸）、氨基酸、氧代酸
（羰基酸）等。
卤代酸
化学性质： 1.酸性：卤代酸的酸性比相应的羧酸强，酸性的 强弱与卤原子取代的位置、种类和数目有关。 卤素的位置：卤原子离羧酸越近，酸性越强。 卤素的数目：卤素的数目越多，酸性越强。 卤素的种类：卤原子影响酸性大小次序 F>Cl>Br>I
氨基酸


氨基酸：含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称生物 功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所 需蛋白质的基本物质。是含有碱性氨基和酸性羧基的有 机化合物。 氨基酸的两性性质和等电点。氨基酸既含有碱性基团 （—NH2），又含有酸性基团（—COOH）。它们具有两 性，与强酸或强碱作用都能生成盐。
胺与羧酸反应很容易形成铵盐，当氨基和羧基存在于同一 分子中时，可在分子内发生质子迁移而形成内盐：
2.与碱反应：卤代酸在稀碱溶液中卤原子可发生亲 核取代反应和消除反应，发生何种类型的反应取决 于卤原子与羧基的相对位置和产物的稳定性。 α-卤代酸极易发生水解生成α-羟基酸： α RCHCOOH +H2O 稀OH- RCHCOOH X OH β-卤代酸在稀碱条件下发生消除反应生成 αβ不 饱和酸： β RCH-CHCOOH 稀OHRCH=CHCOOH X H γ或δ-卤代酸在等摩尔碱作用下生成五元或六元环 内脂
羟基酸
羟基酸的受热反应
羟基酸对热敏感，受热易脱水，产物因羟基与羧基相对位置 不同而异。 α-羟基酸受热时两分子间交叉脱水形成交酯：

OH R C OH
限速步骤
OH
亲核加成
R C OH
H 2O
H O
HOR'
R C OR'
HOR' R
OH C OH OR' H
O R C OR'
? H+先与羧基羰基氧结合（增强了羧基的亲电性） ? OR' 上的氧原子来自于醇
- H2O
+
H3O
Ⅰ型酯化的证据
(a) 同位素标记法
C2H5 S H (b) 动力学证据
pKa =4.76
甲酸: Ka= 2.1×10-4 ,
pKa =3.75
其他一元羧酸的Ka在1.1～1.8×10-5之间, pKa在4.7－5之间
由于ph 的吸电子效应,芳香酸的酸性一般较相应的的脂肪酸要强
CH3—COOH
pKa
4.76
ph—COOH 4.19
（1） 饱和脂肪酸：碳原子数越多（支化度愈高），酸性越小。 （2） 芳香酸的酸性较同碳原子的脂肪酸要强。 （3） 同碳数的二元酸比一元酸强。
酯化反应相对速率
(无H218O生成)
SC 2H 5
(无H2S生成)
HCO2H > CH3CO2H > RCH2CO2H > R2CHCO2H > R3CCO2H CH3OH > C2H5OH > 1。ROH> 2。ROH >（ 3。ROH）
(2) Ⅱ型酯化 (烷氧键的断裂—醇去羟基酸去氢)
通过烷基碳正H离子中间体
应用：分离、提纯、鉴别
提高药物的水溶性
鉴别
分离
（二）羟基的取代反应——羧酸衍生物的生成
O RC X

NMR: -COOH
10~12ppm
三. Caractè res chimiques
(一) Acidité- sels
R(Ar)COOH R(Ar)COO - + H+
羧酸根负离子的负电荷通过p-共 轭而分散，稳定。
Acidité：
• 二元羧酸 > 相应一元羧酸 • 一元脂肪酸中R COOH，甲酸的 酸性最强。 • 二元脂肪酸中，草酸的酸性最强。 • 苯甲酸的酸性比甲酸弱，比其它 一元脂肪酸强
Acides carboxyliques et dé rivé es
第十一章 羧酸和取代羧酸
第一节 羧酸
羧酸 (acide carboxylique )
Faç on gé né rale： R(Ar)-COOH
Groupement fonctionnel ： 羧基(carboxyle) -COOH
COOH OH COOH COOH COOH
>
OH
>
>
HO
2. 氧化反应 -COOH有-I效应，使-OH容易被氧化。 稀HNO3可氧化醇酸。
CH 2 COOH OH 稀HNO3 O H C COOH 稀HNO3 稀HNO3 HOOC COOH
按酸性由强至弱排列下列化合物： 1.草酸 4.甲酸 2.丁酸 5.苯酚 3.苯甲酸 6.苄醇
羧酸酸性较强，能溶于NaHCO3， 以此区别苯酚与羧酸。
将水溶性较差的药物转变为羧 酸盐，便于临床应用。
(二) 羧酸衍生物的生成
羧酸衍生物：-OH 被取代
1．酰卤的生成 （halogé neure d’acide）
CH 2 COOH HO C COOH CH 2 COOH

第一节 羧酸
一、羧酸的结构、分类和命名
（三）命名
2．系统命名法
命名饱和脂肪酸时，选择分子中含羧基的最长碳链做主链，然 后从羧基碳原子开始用阿拉伯数字标明主链碳原子的位次，根据 主链上碳原子数目称为“某酸”；简单的羧酸习惯上也常用希腊 字母标位，即从羧基相邻碳原子开始编号为α 、β 、γ 、δ 等。
δ γβ α
丙酸 （一元酸）
COOH
COOH
邻苯二甲酸 （二元酸）
第五章 羧酸及取代羧酸
第一节 羧酸
一、羧酸的结构、分类和命名
（三）命名 1．俗名 俗名通常根据来源而得
【例如】
H C O O H C H 3C O O H C O O H C O O H C O O H
蚁酸
醋酸
安息香酸
草酸
第五章 羧酸及取代羧酸
第二节 取代羧酸
一、羟基酸
羧酸分子中烃基上的氢原子被羟基取代后生成的化合物称 为羟基酸。
（一）羟基酸的命名
醇酸的系统命名是以羧酸为母体，羟基为取代基，并用阿 拉伯数字或希腊字母α 、β 、γ 等标明羟基的位置。一些醇酸 常用俗名。
【例如】
CH 3 CHCO O H H OCHCO O H
1.酮酸具有酸性,其酸性比相应的羧酸强。 2.酮酸能发生 脱羧反应。
化学反应
第五章 羧酸及取代羧酸
第一节 羧酸
酸性
羧酸显酸性，能解离出质子。羧酸一般都是弱酸，但比 酚类、碳酸要强，因此羧酸能与氢氧化钠、碳酸钠等反应生 成羧酸盐，也能与碳酸氢钠反应，同时生成二氧化碳，而酚 则不能发生此反应。
R－COOH+NaOH 2R－COOH+Na2CO3 R－COOH+NaHCO3

实验步骤
2、浓硫酸氧化 、 乳酸， 浓硫酸， 将1ml乳酸，1ml浓硫酸，几粒沸石放入带支管并接 乳酸 浓硫酸 有导气管的试管，加热。观察混合液的颜色变化， 有导气管的试管，加热。观察混合液的颜色变化，并 点燃导气管的关口外出的气体，有何现象。 点燃导气管的关口外出的气体，有何现象。 作上述试验。 用0.5克酒石酸作上述试验。点燃导气管口外出的气 克酒石酸作上述试验 并将外出的气体通入石灰水中，有何现象。 体，并将外出的气体通入石灰水中，有何现象。 作上述试验。 用0.5克柠檬酸作上述试验。点燃导气管口外出的气 克柠檬酸作上述试验 将外出的气体通入石灰水中，并用1ml次碘酸钠溶 体，将外出的气体通入石灰水中，并用 次碘酸钠溶 液检验外出的气体。各有何现象。 液检验外出的气体。各有何现象。
实验步骤
3、醋酸铁的形成与分解 、 氢氧化钠溶液中和中 将3滴冰醋酸和 滴冰醋酸和2ml水，用5%氢氧化钠溶液中和中 水 氢氧化钠 三氯化铁溶液 性，加1滴1%三氯化铁溶液，摇动试管，观察溶液 滴 三氯化铁溶液，摇动试管， 呈何颜色。加热煮沸 煮沸约 呈何颜色。加热煮沸约1~2min，观察有何变化。 ，观察有何变化。 二、甲酸的氧化 甲酸， 浓硫酸， 取一支试管，加入1ml甲酸，1ml浓硫酸， 取一支试管，加入 甲酸 浓硫酸 1mL0.5%高锰酸钾溶液，几粒沸石，加热。迅速 高锰酸钾溶液， 沸石， 高锰酸钾溶液 几粒沸石 加热。 塞好试管，并把导气管插入装有石灰水 石灰水（ 塞好试管，并把导气管插入装有石灰水（或氢氧化 钡水溶液）的小试管里。 钡水溶液）的小试管里。观察气体通入后溶液的变 化。
实验步骤
五、醇酸与三氯化铁反应 3支试管，各加入1滴饱和苯酚溶液和 滴1%三氯化铁溶液， 支试管，各加入 滴饱和苯酚溶液和 滴饱和苯酚溶液和3滴 三氯化铁溶液 三氯化铁溶液， 支试管 摇动试管，观察试管里溶液的颜色。然后再这3支试管里分别 摇动试管，观察试管里溶液的颜色。然后再这 支试管里分别 加入5滴 乳酸溶液， 酒石酸溶液和 酒石酸溶液和5%柠檬酸溶液 柠檬酸溶液。 加入 滴10%乳酸溶液，5%酒石酸溶液和 柠檬酸溶液。观 乳酸溶液 察各试管溶液的颜色有何变化。 察各试管溶液的颜色有何变化。 六、酚酸的反应 1、氧化反应 、 2支试管，分别加入 滴饱和苯甲酸溶液，饱和水杨酸溶液，再 支试管， 滴饱和苯甲酸溶液， 支试管 分别加入5滴饱和苯甲酸溶液 饱和水杨酸溶液， 各加入1ml5%碳酸钠溶液和 滴0.5%高锰酸钾溶液。观察各试 碳酸钠溶液和1滴 高锰酸钾溶液。 各加入 碳酸钠溶液和 高锰酸钾溶液 管有何现象发生。 管有何现象发生。 2、 与三氯化铁反应 、 2支试管，分别加入 滴饱和苯甲酸溶液，饱和水杨酸溶液，再 支试管， 滴饱和苯甲酸溶液， 支试管 分别加入5滴饱和苯甲酸溶液 饱和水杨酸溶液， 各加入1~2滴1%三氯化铁溶液。观察各试管有何现象？ 三氯化铁溶液。 各加入 滴 三氯化铁溶液 观察各试管有何现象？

实验二十五（取代）羧酸及其衍生物、胺的性质【实验目的】1.熟悉羧酸、羧酸衍生物和取代羧酸的化学性质；2.掌握胺类化合物的性质及其鉴别方法；3. 了解酰化反应和缩二脲反应的应用。

【实验原理】羧酸一般为弱酸性（但酸性比碳酸强）。

羧酸能发生脱羧反应，而且不同羧酸的脱羧条件各有不同，如草酸、丙二酸经加热即易脱羧，放出CO2；羧酸与醇在酸的催化下，加热可以发生酯化反应。

甲酸含有醛基，故能还原托伦试剂。

羧酸除能生成酯外，也能生成酰卤、酸酐和酰胺（四者统称为羧酸衍生物）。

它们的化学性质相似，能发生水解、醇解和氨解。

活泼顺序为：酰卤>酸酐>酯>酰胺。

取代羧酸中重要的有羟基酸和酮酸。

羟基酸中的羟基比醇分子中的羟基易被氧化，如乳酸能被托伦试剂氧化成丙酮酸；在碱性高锰酸钾溶液中，因高锰酸钾被乳酸还原而使紫色褪去。

乙酰乙酸乙酯是酮型和烯醇型两种互变异构体的平衡混合物，这两种异构体借分子中氢原子的移位而互变转换，所以它既具有酮的性质（如与2,4-二硝基苯肼反应生成2,4-二硝基苯腙），又具有烯醇的性质（如能使溴水褪色并能与FeCl3溶液作用呈现紫色）。

胺可以看做是氨分子中的氢原子被羟基取代的衍生物。

胺类化合物有碱性，能与酸反应生成盐。

芳香胺由于氨基的存在使苯环活化，易发生取代反应。

在酰化反应中，伯胺和仲胺由于氮上有氢原子可被酰基取代，生成相应的酰胺类化合物，叔氨氮上无氢原子则无此反应。

大多数酰胺为结晶固体，故可利用酰化反应鉴别胺类化合物。

胺类容易被氧化，氧化产物往往很复杂。

将尿素缓慢加热至熔点以上，则二分子尿素可脱去一分子氨生成缩二脲。

缩二脲在碱性溶液中与稀的硫酸铜溶液反应能产生紫红色，这种反应叫做缩二脲反应。

【仪器材料】小试管10支，烧杯（100 mL）2个，玻璃棒1根，小橡皮塞1个，酒精灯1个，温度计1个，石棉网1个，铁架台1个，铁圈1个，铁夹1个，大试管1个，带孔橡皮塞1个，导管1个，药匙1个。

【试剂药品】5%甲酸溶液，5%草酸溶液，5%乙酸溶液，广泛pH试纸，固体草酸，异戊醇，澄清石灰水，冰醋酸，浓硫酸，乙酰氯，蒸馏水，乙酐，10%乙酰乙酸乙酯溶液，2,4-二硝基苯肼溶液，1%三氯化铁溶液，饱和溴水，苯胺，苄胺，二乙胺，N-甲基苯胺，N,N-二甲基苯胺，10%氢氧化钠溶液，1%硫酸铜溶液，红色石蕊试纸，尿素。