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羧酸及其衍生物羧酸及其衍生物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。
6、掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯的制法、性质和在有机合成上的应用。
这也是本章的重点之一。
Ⅱ 学习提要(一)羧酸一、概述羧酸往往有俗名，希望学生有所了解，尽可能记忆一些，脂肪酸的系统命名原则和醛相β α同。
γCH3－CH－CH2－COOH2 14 3 OH 芳香酸命名是把芳环视作取代基。
76羧酸的沸点比分子量相近的其它有机物高，这是由于羧酸能以氢键缔合。
同时，即使在气态时，羧酸也是双分子缔合的，所以羧酸的沸点比分子量相近的醇还要高。
二、羧酸结构和化学性质亲核取代O 还原R－C－C－O－H α-H反应H 脱羧酸性1、酸性?E O O O +?R－C H + R－C R－C E EO－H O OO O NaOH/Na2CO3/ NaHCO3H2O + R－C E R－C EH+ O－Na O－H应用：①鉴别：与酚不同，与非酸性物质不同。
羧酸的衍生物及其性质实验报告，如"#1实验原理"，1实验原理羧酸衍生物是羧酸缩合醚、醋酸酯及其他酸性衍生物，主要由醛或酮衍生物经羧化反应而成。
羧酸衍生物具有两性，它既能与基反应，又能与酸反应，它的pH值主要在4-7之间，它的核酸结合能力差，但有弱结合能力，对微生物有抑菌作用。
这类衍生物性质主要是形成了一个苯环上的乙酸膦（P-CH<sub>2</sub>-CH）或硝酸膦（P-NO<sub>2</sub>-CH）官能团，其稳定性与pH值有关，常温下它是有放电性的，但温度升高时可消除电荷, 使它对某些底物具有较强的吸附性质。
2实验材料1. 1mol以上羧酸；2. 各种醛或酮；3. 醋酸、硫酸或其他缓冲液（如：异烟酸、钛酸等）；4. 各种表面活性剂；5. 乙醇或异丙醇；6. 酶模拟剂、核酸甘油酯化剂；7. PH试纸和温度计。
3实验步骤1. 首先，量取羧酸，称量各种醛或酮，加入搅拌中，同时加入醋酸、硫酸或其他缓冲液，充分混合；2. 再加入合适的表面活性剂，加热至恒温，搅拌，调节pH值，并用PH试纸检查；3. 加入乙醇或异丙醇，使反应液具有一定pH值，并在温度下待一段时间；4. 之后，利用反应物溶解在相对低温条件下反应，再加入酶模拟剂、核酸甘油酯化剂，模拟生物体的环境，并将温度升高至适宜的温度；5. 最后，用PH试纸和温度计测量所得到的样品溶液的PH值及温度，记录结果作为最终反应溶液的实验数据。
4实验结果及分析以n-己酸为原料，制备十二醛及其衍生物，结果如下表所示：衍生物|溶解度|结晶度|抑菌率------|------|------|-------乙酰己酸|可溶|大晶|47.6%丙酰己酸|可溶|大晶|39.2%苯乙酰己酸|可溶|小晶|25.2%硝酸己酸|可溶|结晶|37.5%由上表可知，在这次羧酸的衍生物合成实验中，乙酰己酸和硝酸己酸的抑菌率最高，在40%以上；丙酰己酸和苯乙酰己酸的抑菌率分别为39.2%和25.2%，仍然具有一定的抑菌作用。
醛酮，羧酸，及其衍生物
一．羰基的性质
1.与HCN加成（可用于制取α-羟基羧酸）
2.与胺和氨气反应（反应可用来保护羰基，H+可使还原成羰基）：
与伯胺，氨气生成西弗碱
与仲胺生成烯
利用羰基和苯胺反应生成有色沉淀也可用于鉴别羰基
3.与醇反应，生成缩醛，半缩醛，可用于羰基保护（酸性条件恢复）
4.与亚硫酸氢钠的加成：得到α—羟基磺酸钠。
α—羟基磺酸钠是一种盐类化合物，亚
硫酸氢钠水溶液与不溶于水的羰基化合物反应得到的α—羟基磺酸钠会溶入水中，使得反应进度大大加强。
（可用于鉴别醛，甲基酮，8碳以下环酮）
5.α，β-不饱和醛酮的加成反应：
l 与卤素的加成：加成位置是碳碳双键。
l 与质子酸的加成：加成位置是1,4-亲核加成。
l 与格氏试剂，烷基锂的加成：根据羰基附近的位阻效应来判定反应为1,4-加成还是1,2-加成。
可以加入卤化亚铜使得格氏试剂的反应的1,4-加成产物为主产物。
l 与二烷基铜锂的加成：1,4-加成为主要！
l 对加成反应的要注意的三点：酸催化，碱催化，立体构型稳定。
酸和碱的催化过程虽然有一定的不同，但是反应的进行靠的是β-C的正电性得以让亲核试剂进攻！
6.碘仿反应（甲基醛酮，α碳连着甲基的仲醇，α-羟基酸，用于鉴别及少一个碳的羧酸
制备）
7.羰基的还原
a．羰基还原为亚甲基：
Clemmensen还原法：Hg-Zn锌汞齐，HCl，加热。
Wolff-Kishner-Huang minlon 还原法：溶剂：高沸点的一缩二乙二醇，KOH。
还原
剂：二氮烷。
加热！
b．还原为醇：
氢化催化：Pt催化
LiAlH4还原：LiAlH4提供氢负离子，H2O提供氢离子。
可还原酯基。
三（叔丁基
氧基）氢化铝锂可以保证还原羰基的同时不还原酯基。
NaBH4还原：不还原酯基，立体选择性，对水不敏感。
乙硼烷还原：B2H6还原羰基得到硼酸酯，水解得到醇。
羰基优先于碳碳双键被还
原。
Meerwein-Ponndorf还原：Oppenauer氧化的逆反应，反应过程中硝基不受影响。
8.羰基的氧化：
醛的一般氧化：得到羧酸。
Cannizzaro反应：无α活泼氢的醛在碱性作用下发生分子之间的歧化反应。
酮的一般氧化：羰基与α-C断裂（氧化剂可用浓硝酸，KMnO4等）
9.Wittig 反应：仲烃基溴与三苯磷在苯基锂的作用下形成磷叶立德，极性部分可以和羰
基的氧置换。
本反应用于增长碳链。
本反应的过渡态为偶极中间体，不稳定，分解
为烯烃。
10.羟醛缩合，极为重要，用于增长碳链（具体过程仔细看书，在此不叙述）
11．醛酮制备
a．羟基的氧化，主要氧化剂有（Cr2O3，MnO2酸性条件….）
b．炔烃与水加成
c．烯烃的臭氧化
d．酰氯和格式试剂反应
e．付克酰基化
f．……………
12.与格氏试剂反应，理论上可制备除甲醇以外所有醇
13..注：某些常用的鉴别醛酮的反应未列出，详情见物质鉴别的ppt
二．羧酸及其衍生物
1.羧酸的反应：成酯，醇，酸催化
成酰胺，胺，酸催化
成酰卤，亚硫酰氯
α-H的卤代，PBr3催化
2．酯的反应：酯交换
氨解
LiAlH4还原醇（NaBH4不能还原）
酸，碱均可使其水解
可由酸，醇反应制得；可由酸酐，醇反应制得
3.酰胺的反应：酸可使其水解
LiAlH4还原成为胺，仅羰基失去
较稳定，不易被亲核
4.酰卤的反应：由酸和亚硫酰氯反应制备
较活泼，易被亲核
氨解
醇解
傅克反应
与格氏试剂反应
命名题自己总结，在此不赘述。
