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羧酸、取代羧酸和羧酸衍生物

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取代羧酸和羧酸衍生物的区别

取代羧酸和羧酸衍生物的区别

取代羧酸和羧酸衍生物的区别
1、羧酸和羧酸衍生物的区别主要在于它们的原子结构上的差异。

羧酸以COOH 的形式存在，它具有一个负电荷，而羧酸衍生物以形式存在，它也有一个负电荷，但是它们有不同的组成原子或分子结构。

2、羧酸只拥有一种亲核性，而羧酸衍生物有各种各样的亲核性，如乙酸乙酯、酒石酸乙酯等，它们具有不同的溶解性、活性和还原性。

3、羧酸是有机物，可以用来当做酸性活性剂，因为它具有可溶性、可燃性和抗腐蚀性。

羧酸衍生物可以当作表面活性剂，用于制造一些产品，如洗发露、护肤霜和清洁用品等。

(2012)有机化学 第九章 羧酸和取代羧酸

(2012)有机化学 第九章 羧酸和取代羧酸

H COOH
顺丁烯二酸
反-1,2-环己烷 二甲酸
COOH
H C=C H COOH
反-3-苯基丙烯酸 （肉桂酸）
α-萘甲酸
二、羧酸的制备 烯（炔）烃氧化 醇、醛的氧化 芳香烃的氧化等
四、羧酸的化学性质
（一）酸性与成盐 羧酸有明显的酸性，尽管它们是弱酸。表现 在①可以使蓝色石蕊试纸变红②可以与强 碱成盐，也可与更弱酸的盐反应。例如：
9 7 5 3 1
COOH
11
13
15
17
19

prostanoic acid, PA
随着分子中所含酮基、羟基、碳碳双键的数目和位 置不同，得到许多结构相似、性能各异的不同PG， 目前已确定结构的有20多种。它们的活性涉及生 育、血液循环、炎症、哮喘、腹泻等一系列生理病 理过程。如可引起平滑肌的收缩或舒张，血小板的 聚集或解聚，血压的升高或降低等。
（五）二元酸的受热分解反应
二元酸对热敏感，受热时可发生脱羧、 脱水反应，随两个羧基的距离不同而各 异。 When the dicarboxylic acids of different structure is heated, they can undergo decarboxylation or dehydration reaction .
3．由于电负性的大小顺序是F＞Cl＞Br＞I，所以 不同卤代酸的酸性大小顺序是： 氟 代 酸 ＞ 氯 代 酸 ＞ 溴 代 酸 ＞ 碘 代 酸 ；
CH3CHCOOH Br CH3CHCOOH I
CH3CHCOOH F
CH3CHCOOH Cl
4 ．相同卤代酸的酸性是卤原子距羧基愈近，酸性 愈强，即酸性：α-卤代酸＞β-卤代酸＞γ-卤代酸；

羧酸及其衍生物和取代酸

羧酸及其衍生物和取代酸

O R1 C NH2 NH3
3.氨解：产物为酰胺。
O R1 C Cl NH4Cl
O R1 C O
O C R2 R4 R3 N H O R1 C R4 N R3 ＋
O R2 C ONH4
O R1 C O R2 R 2 OH
O R1 C NH2 NH3
4.克莱森（Claisen）缩合反应：得到β-羰基酯 例如：
⑷ 酰胺的生成：
O R 1 C OH O O
＋
NH3
R 1 C O NH4
△ －H2O
O
R 1 C O─NH2
△ －H2O
R1 C
＋H2O N
R 1 C NH2
二元酸也有上述反应。 3.还原：用催化氢化法（H2/Pt）难以还原，LiAlH4可以还原羧基为羟基。
O R C OH LiAlH4 R CH2 OH
O CH2 CH2 C O Cl
PCl5 H3C （ CH 2） 6 COOH H3C （ CH 2） 6 C Cl
⑶ 酯的生成：
O R1 COOH
＋
R2 OH
浓 H2SO4
△
R1 C
O
R2
＋H2O
上述反应为可逆反应。提高反应速度的措施有两个: a 加入酸作为催化剂； b 升高温度。 提高反应的产率的措施有两个：a 增加反应物醇（一方面是因为副反应主要 来自于醇另一方面是因为醇相对于酸来说较为便宜）；b 移去产物，使平衡向 右移动。
名称（俗名） 熔点 沸点 溶解度（克/100克水） PKa
甲酸（蚁酸） 乙酸(醋酸) 苯甲酸(安息香酸) 乙二酸(草酸) 丙二酸(缩苹果酸) 丁二酸(琥珀酸) 顺丁烯二酸(马来酸) 反丁烯二酸(延胡索酸) 邻苯二甲酸(酞酸)

初三化学羧酸和羧酸衍生物及取代羧酸教学大纲

初三化学羧酸和羧酸衍生物及取代羧酸教学大纲

初三化学羧酸和羧酸衍生物及取代羧酸教学大纲初三化学羧酸和羧酸衍生物及取代羧酸教学大纲【目的要求】1．掌握羧酸及其衍生物的化学性质。

2．掌握二元羧酸的特性。

3．掌握重要的羧酸及其衍生物。

4．掌握各类取代羧酸的定义、分类及命名。

5．掌握各类重要的取代羧酸的化学特性。

6．熟悉羧酸及其衍生物的定义、结构、分类及命名。

7．了解羧酸及衍生物、取代羧酸的物理性质。

8．了解羧酸及衍生物、取代羧酸的制备方法。

9．了解油脂及蜡的组成、结构及性质。

【教学内容】1．羧酸的分类和命名。

2．羧酸的物理性质。

3．羧酸的化学性质：羧基的结构；酸性；羧基上羟基的取代反应（成酯、成酰卤、成酸酐、成酰胺反应）；还原反应；二元羧酸的热解反应。

4．羧酸的来源和制备：氧化法；腈水解。

5．重要的羧酸。

6．羧酸衍生物的结构、分类和命名7．羧酸衍生物的物理性质。

8．羧酸衍生物的化学性质：水解、醇解、氨解；羧酸衍生物亲核取代和结构的关系；还原反应；与格氏试剂反应；酯缩合反应；酰胺的特性反应（酰胺的酸碱性、霍夫曼降解反应、脱水反应）。

9．碳酸衍生物：重要的碳酸衍生物及性质。

10．油脂、蜡和表面活性剂：油脂的性质；重要的油脂及蜡；肥皂、表面活性剂的结构特点。

11．取代羧酸的结构、分类和命名。

12．取代基对酸性的影响：卤素的位置、数目、种类；共轭效应和诱导效应。

13．卤代酸的制备：α—卤代酸的制备；β—卤代酸的制备；汉斯狄克反应。

14．卤代酸的化学特性：酸性；与碱的反应；雷福尔马斯基反应。

15．卤代酸的个别化合物。

16．醇酸的制备：卤代酸水解；羟基腈水解。

17．醇酸的性质：酸性强度及影响因素；氧化反应；脱水反应；分解反应。

18．酚酸的性质：显色、脱羧。

【教学方式】PPT授课、教师讲授。

羧酸、羧酸衍生物和取代羧酸

羧酸、羧酸衍生物和取代羧酸

O RCHX C X + HX
O RCHX C X + RCH2COOH
O RCHXCOOH + RCH2C X
生成的一卤代物还可以被进一步卤代，直至所有-H的
全部被取代
43
羧酸的化学性质
应用
生成的α-卤代酸可以转化成各种取代酸：
BrCH2-COOH NaOH
BrCH2COONa NaCN NCCH2COONa
酸性
成-消除
(表现为羟基的
取代)
O
RC COH
H
还原成 CH2
α–H 反应
脱羧反应
14
羧酸的化学性质
酸性
在水溶液中
一般羧酸属弱酸，但比碳酸强，所以可以分解碳酸盐， 这个性质可用来区别或分离酚和酸。上述性质可用 来使羧酸与不溶解于水的或易挥发的物质分离
15
羧酸的化学性质
羧酸和醇在结构上只差一个C=O，但其酸性却相差 很大。
诱导效应的特点：
A. 具有加和性
Cl3CCOOH ＞ Cl2CHCOOH ＞ ClCH2COOH
pKa
0.64
1.26
2.86
B. 诱导效应强度与距离成反比，距离↑，诱导效应强度↓
α
CH3CH2CHCOOH
Cl
pKa
2.82
＞
βα
CH3CHCH 2COOH
Cl
4.41
＞
γ βα
CH2CH2CH2COOH
（3）芳香族羧酸命名，若羧基直接连在苯环上的以苯甲酸 为母体，若羧基连在侧链，则把芳环作为取代基来命名， 编号从羧基所连的碳原子开始
CH CHCOOH
CH3CHCOOH
3苯基丙烯酸（肉桂酸）

羧酸及衍生物

羧酸及衍生物
O COOH O COOH prostaglandin A2 OH juvenile hormone
H HOOC
H
chrysanthemic acid (pyrethrin)
二、物理性质（physical properities）
沸 点：
CH3CH2CH2OH CH 3CO OH
2OH
HCOO H
+ H2O
COOH 230℃ COOH
丁二 酸 酐 二 丁 CO 酸 酐 O
KMnO4 H2SO4
O
COOH COOH
P2O5

O
O + H2OFra bibliotek⑷ 酰卤 (acyl halide)的生成：
O R C O OH + Cl S Cl 亚硫酰氯 氯化亚砜 O
R
C
Cl + HCl + SO2
卤化试剂：PCl3, PCl5, SOCl2, PBr3
COOH
A-CH2-COOH
加热 ，碱
CH
ACH3 + CO2
在结构上，两个吸电子基连在同一个碳上的 化合物，热力学上是不稳定的，受热易脱羧。
HOOCCH2COOH
CH3COOH + CO2
当-碳上连有吸电子基团时，羧酸受热易发生脱 羧反应。
O O CH3 C C O H
-CO2
O CH3 C H
合成题：
COOH CH2Br
解：
COOH 1).LiAlH4 2).H3O+
HBr CH2Br
CH2OH
4. 脱羧反应（decarboxylation）
—羧酸失去羧基的反应，即脱去一分子CO2。

第10.11章_羧酸取代酸及衍生物

1. 氧化法
伯醇、醛的氧化
烃氧化
芳环侧链氧化
2. 水解法
腈水解 油脂水解
3. 格氏试剂法(Grignard —与CO2反应)
格氏试剂法(Grignard)
—与CO2反应
增 加 一 个 碳
10.3 羧酸的物理性质
1、 状态
脂肪族饱和一元酸：C1~C9：液体 C10: 固体 脂肪族二元酸、芳香族羧酸：结晶固体
键长平均化
羧酸衍生物的命名
羧酸去掉羧基中的羟基后剩余的部分称为酰基。
酰基的名称是将相应的羧酸名称中的“酸”变成“酰基” 例：
酰卤、酰胺的命名： 羧酸名称 酰基名称“某酰卤”“某酰胺”
当酰胺分子中氮上有取代基时，称为 “N-某烃基某酰胺 ”
酯的命名：
“某酸某(醇)酯”
多元醇酯： “某醇某酸酯”
（2）两种不同的脱水方式：
RCO OH+R’O H RCOOR’+H2O 酰氧断裂
RCOO H+R’ OH
RCOOR’+H2O 烷氧断裂
+ H CH3COOH + CH3CH2O18H CH3COO18CH2CH3 + H2O
一般酯化反应是酰氧断裂
但是：
RCOO H+R’3C OH
叔醇
RCOOR’+H2O
表现在：使溴水退色;使FCl3显色;③与金属钠作用
2、乙酰乙酸乙酯及其在有机合成上的应用 意义：增链
(1)、乙酰乙酸乙酯的制备—— 克莱森（Claisen）酯缩合反应
乙酰乙酸乙酯
(2)、亚甲基上的取代反应
碳负离子都具有亲核性，可发生：
烷基化反应：（亲核取代）
一烷基化
二烷基化

第八章__羧酸和取代羧酸


在药物合成中常利用酯化反应将药物转变为前药 (prodrug)，以改变药物的生物利用度、稳定性等。
O N N S O N OH N H N S O N O N O C O CH7 3 N H
赛他洛尔
丁酰赛他洛尔
赛他洛尔（cetarnolol）为-肾上腺能阻断剂， 可治疗 青光眼和降低眼压，由于极性强和脂溶性差， 难于透过角膜。丁酰赛他洛尔的脂溶性增高，制成 的滴眼剂透过角膜的能力增加了4-6倍，进入眼球 后，经酶水解再生成赛他洛尔而起效。
无机酸 > RCOOH > H2CO3 >
1-2 4-5 6.4(pka1) 9-10
> H2O > ROH
15.7 16-19
羧酸酸性的强弱取决于电离后所形成的羧酸根 负离子(即共轭碱)的相对稳定性 。
HCOOH CH3COOH ClCH2COOH CH3CH2COOH C6H5COOH 3.77 4.74 2.86 4.88 4.20
A:代表各种基团
一般一元羧酸很难直接脱羧。当羧酸分子中-碳原 子上连有吸电子取代基时脱羧反应比较容易进行。
Cl3CCOOH 50℃ CHCl3 + CO2
NO 2 O 2N CO2H NO 2
H2O
NO 2 O 2N NO 2 + CO2
D
丙二酸型化合物的脱羧
Y CH2CO2H Y CH3 + CO 2 比较容易脱羧
P P
ClCH2COOH 一氯乙酸 Cl2CHCOOH 二氯乙酸 Cl3CCOOH 三氯乙酸
P
三卤化磷或红磷是催化量，否则-OH继续被溴取代（P494:147)
控制卤素用量可得一元或多元卤代酸。 - 碘代酸由- 氯（或溴）代酸与KI反应 来制备。 -卤代酸很活泼，常用来制备-羟基酸 和-氨基酸、丙二酸等。

有机化学：第十三章羧酸及其衍生物


2. 酸酐的生成
用P2O5作脱水剂制备酸酐
O CH3 C OH O O P2O5 CH3 C O O C CH3
+
HO
C CH3
+
H2O
用低沸点酸酐作脱水剂制备较高沸点的酸酐
O 2 COOH + (CH3CO)2O
(
C
) 2O + 2 CH COOH
3
能形成五元、六元环酸酐的二元羧酸可直接加热制备酸酐
羧酸与PX3 、PCl5(X=Cl、Br)、SOCl2反应
3CH3COOH + PCl3
3 CH3 COCl + H3PO3
COOH+PCl5
(CH3)2CHCH2COOH + SOCl 2
COCl + POCl3+ HCl
(CH3)2CHCH2COCl
+
SO2
+ HCl
注：HX不能与羧酸反应生成酰卤 。 应用：酰卤的反应活性比较高，广泛应于药物合成中 。
（ 2）编号：从羧基碳原子开始用阿拉伯数字编号，按所含碳原
子数目称为某酸，取代基名称及位次写在某酸之前。
（ 3）简单的酸酸，常用希腊字母表明取代基的位置，从羧基相 邻碳原子开始编号为 ，依次为 、 、 等，将编号写在取代基 名称前面。
CH3CH2CHCH2COOH CH3
-甲基戊酸(3-甲基戊酸)
第十三章
羧酸及其衍生物 主要内容
1、掌握羧酸和取代羧酸的结构、命名和化学性质 2、掌握羧酸衍生物的结构、分类及命名和化学性质
3、熟悉羧酸和取代羧酸的物理性质
4、掌握羟基酸、酮酸的命名及主要化学性质。
羧酸：

第十二章羧酸及其衍生物

供电子取代基可使酸性减弱。
电荷分散 羧酸根负离子 稳定性增强
电荷集中 羧酸根负离子 稳定性减弱
羧酸的酸性强弱取决于羧酸根负离子的稳定性！
诱导效应
——由于电负性不同而产生的原子间静电引力的影 响，而使共价键电子云偏移的现象。
吸电子能力比氢强，为吸电子基，
具有负诱导效应（-I效应）
吸电子能力比氢弱，为供电子基，
碳酸pKa=6.5 羧酸可以分解碳酸盐， 可用于区别和分离羧酸：
RCOOH + NaHCO3RCOONa + CO2+H2O RCOONa + HCLRCOOH + NaCL
羧酸呈酸性的原因——
羧酸能离解而生成更为稳定的羧酸根负离 子
P-共轭使其稳定
羧酸的酸性强弱—— 在羧酸中，吸电子取代基可使酸性增强；
二元酸的命名：
体，脂环作取代基
10.2 羧酸的制法
1. 氧化法
– 伯醇、醛的氧化 – 烃氧化 – 芳环侧链氧化
2. 水解法
– 腈水解 – 油脂水解 – 苯三氯甲烷水解
3. 格利雅试剂法(Grignard)
伯醇、醛的氧化
烃氧化
酯化反应的特点： （1）可逆反应 例：
H+ CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O
开始：1mol 平衡：1/3mol
1mol 1/3mol
2/3mol
2/3mol
（2）两种不同的脱水方式： RCO OH+R’O H RCOOR’+H2O 酰氧断裂
RCOO H+R’ OH RCOOR’+H2O 烷氧断裂
10.4.2、羧酸衍生物的生成
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羧酸、取代羧酸和羧酸衍生物
1.组成酮体的化合物是( )。

A.丙酮、丁醛、β-丁酮酸
B.丁酮、β-丁酮酸、β-羟基丁酸
C.丙酮、丙酮酸、β-羟基丁酸
D.丙酮、β-羟基丁酸、β-丁酮酸选择一项：a. B b. D c. A d. C
2.化合物的系统命名是（）。

A.邻羟基苯甲酸
B.间羟基苯甲酸
C.对羟基苯甲酸
D.羟基苯甲酸
选择一项：a. A b. C c. B d. D
3.下列化合物中，酸性最强的是（）。

A.丙酮酸
B.丙酸
C. 2-羟基丙酸
D.3-羟基丙酸
选择一项：a. B b. D c. A d. C
4.下列化合物中，酸性最强的是（）。

A.苯甲酸
B.邻羟基苯甲酸
C.间羟基苯甲酸
D.对-羟基苯甲酸
选择一项：a. A b. B c. C d. D
5.α-羟基酸受热生成（）。

A. 酯
B. 内酯
C. α,β-不饱和酸
D. 环状交酯
选择一项：a. D b. C c. B d. A
6.下列化合物与FeCl3显色的是（）。

A. β-羟基丁酸
B.丙酮酸
C. 乙酰乙酸
D. 乳酸
选择一项：a. D b. C c. B d. A
7.不能使酸性KMnO4溶液褪色的化合物是（）。

A.β-羟基丁酸
B.乙酰乙酸乙酯
C.丙烯酸
D.β-丁酮酸
选择一项：a. A b. B c. D d. C
8.给下列化合物命名，错误的一组是（）。

选择一项：a. A b. C c. B d. D
9.给下列化合物命名，正确的一组是（）。

选择一项：a. A b. B c. C d. D
10.下列物质用简单的化学方法鉴别，正确的一组是（）。

选择一项：a. A b. B c. D d. C
11.能使高锰酸钾溶液褪色的化合物有()。

A.琥珀酸
B.硬脂酸
C.丙二酸
D.甲酸
选择一项：a. A b. C c. D d. B
12.a -酮酸在稀硫酸条件下加热脱羧，生成的产物为( )。

A.羧酸
B.酮
C.醛
D.醇
选择一项：a. D b. A c. B d. C
13.下列物质用简单的化学方法鉴别，错误的一组是（）。

选择一项：a. C b. D c. A d. B
14.下列化合物那个酸性最大（）
选择一项：a. A b. B c. C d. D
15.羧酸不能与下列那个化合物的作用生成羧酸盐（）
A.NaOH
B. NaHCO3
C. Na2O
D. PCl3
选择一项：a. B b. C c. A d. D
16.鉴别甲酸和乙酸不能用下列那种试剂（）
A. KMnO4
B.托伦试剂
C.溴水
D.菲林试剂
选择一项：a. C b. B c. A d. D
17.化合物的俗名是（）。

A. 酒石酸
B. 乳酸
C. 苹果酸
D. 柠檬酸
选择一项：a. D b. A c. C d. B
18.化合物的俗名是（）。

A. 酒石酸
B. 乳酸
C. 苹果酸
D. 柠檬酸
选择一项：a. D b. C c. B d. A
19.能使高锰酸钾溶液褪色的化合物有( )。

A.琥珀酸
B.硬脂酸
C.丙二酸
D.甲酸
选择一项：a. A b. C c. B d. D
20.下列化合物发生水解反应的速率顺序是（）。

A．②＞④＞①＞③B.③＞④＞①＞②C. ③＞②＞④＞①D. ①＞②＞③＞④选择一项：a. A b. B c. C d. D
21.反应式的主要产物是：（）
选择一项：a. C b. D c. A d. B
22.羧酸的酸性强于相应的羟基酸。

选择一项：对错
23.β-羟基丁酸的酸性比β-丁酮酸强。

选择一项：对错
24.邻羟基苯甲酸的酸性强于苯甲酸。

选择一项：对错
25.α-酮酸比β-酮酸更易脱羧。

选择一项：对错
26.邻羟基苯甲酸与NaHCO3反应生成邻羟基苯甲酸钠。

选择一项：对错
27.羟基酸的酸性比相同碳原子数的羧酸强。

选择一项：对错
28.草酸和丙二酸可用加热的方法区分开。

选择一项：对错
29.酸衍生物进行取代的能力大小为酰卤>酸酐>酯>酰胺。

选择一项：对错
30.乙酰乙酸甲酯分子中无碳碳双键，因此不能使溴水褪色。

选择一项：对错。