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第三章烃的衍生物第四节羧酸羧酸的衍生物一、内容分析本节包括羧酸和羧酸衍生物两部分内容，羧酸衍生物主要包括酯、油脂和酰胺。
需要说明的是，尽管课程标准没有提及油脂，教材仍然把油脂作为羧酸衍生物进行了介绍。
另外，课程标准对胺和酰胺这两种烃的含氮行生物的要求较低，学生只需知道胺和酰胺的结构特点及应用。
本节课介绍羧酸。
教材在乙酸的基础上介绍羧酸的一些简单分类，以及甲酸、苯甲酸和乙二酸等几种常见羧酸的物理性质和用途，并以表格的方式列举几种羧酸的熔点和沸点数据。
按酸的化学性质主要取决于羧基官能团，教材分析了羧基的结构特点，并解释羧酸的化字性质。
由于必修教材中已介绍了羧酸的典型代表物乙酸的性质，为了避免简单的重复，教材通过探究羧酸的酸性，让学生利用乙酸的酸性去设计实验解决问题，通过“思考与讨论”让学生进一步了解酯化反应的脱水方式。
二、核心素养1.宏观辨识与微观探析能基于官能团、化学键的特点分析和推断羧酸的化学性质。
能描述和分析羧酸的重要反应，能书写相应的化学方程式。
了解酯化反应与酯水解反应的化学键变化2.变化观念与平衡思想以乙酸为代表物，了解羧酸的组成与结构，理解羧酸的化学性质及应用，以乙酸乙酯为代表物，了解酯的结构和主要性质。
3.科学探究与创新意识探究乙酸、碳酸、苯酚的酸性强弱，了解示踪原子法在酯化反应反应机理分析中的应用。
4.科学态度与社会责任结合生产、生活实际了解羧酸在生活和生产中的应用。
三、教学重难点教学重点：羧酸的结构及性质教学难点：羧酸酸性强弱的比较,酯化反应中有机化合物的断键规律第1课时四、教学过程【新课引入】自然界的许多植物中含有有机酸，例如，蚁酸（甲酸)、乳酸)、草酸（乙二酸）、柠檬酸等。
一、羧酸的结构与分类1．定义：羧酸分子中烃基（或氢原子）和羧基相连而构成的有机化合物官能团：—COOH2.饱和一元羧酸的通式：C n H2n＋1COOH或C m H2m O2【注意】饱和一元羧酸与比它多一个碳原子的饱和一元醇C m＋1H2(m＋1)＋2O等相对分子质量2．分类3．羧酸的命名：①选含羧基的最长的碳链为主链,称某酸②从靠近羧基的一端开始依次给主链碳原子编号③在“某酸”名称之前加上取代基的位次号和名称【注意】由于醛基总是位于碳链的一端，所以醛基碳总是在第一位！【课堂练习1】请对下列醛进行命名①HCOOH ②CH3CH2COOH ③ HOOC-COOH ④HOOCCH2COOH ⑤CH2=CHCOOH ⑥【学生活动】阅读教材P71~72，了解常见酸及其性质 4．常见的羧酸：【学生活动】阅读教材P72表3-4，总结羧酸的物理性质及其递变规律。
第5讲羧酸羧酸衍生物复习目标1．掌握羧酸、羧酸衍生物的典型代表物的结构、性质与相互转化。
2.掌握羧酸及其衍生物与其他有机物的相互转化。
3.了解有机分子中官能团之间的相互影响。
一、羧酸1．概念：由01烃基(或氢原子)与02羧基相连构成的有机化合物，官能团为03—COOH ，饱和一元羧酸的通式为04C n H 2n O 2(n≥1)。
2．分类羧,酸HCOOH ）、乙酸、硬脂酸HOOC—COOH ）3．羧酸的化学性质羧酸的化学性质主要取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：(1)酸的通性(以乙酸为例)：乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸01强，在水溶液里的电离方程式为02CH 3COOH CH 3COO －＋H ＋。
可以与Na 、NaOH 、Na 2CO 3、NaHCO 3等反应。
(2)酯化反应：酸脱03羟基，醇脱04氢。
如CH 3COOH ＋C 2H 185OH浓H 2SO 4△05CH 3CO 18OCH 2CH 3＋H 2O 。
4．几种重要的羧酸(1)甲酸：俗名蚁酸，是最简单的饱和一元羧酸。
结构：既有01羧基，又有02醛基，具有羧酸与醛的性质。
△(NH4)2CO3＋2Ag↓＋2NH3＋H2O。
银镜反应：HCOOH＋2[Ag(NH3)2]OH――→(2)乙酸：CH3COOH，有强烈刺激性气味的无色液体，低于16.6℃凝结成固体，又称03冰醋酸，04易溶于水和乙醇。
(3)乙二酸：，俗名05草酸，属于还原性酸，可用来洗去钢笔水的墨迹。
(4)苯甲酸：，属于芳香酸，可作防腐剂。
二、羧酸衍生物1．酯(1)结构：羧酸酯的官能团为01(酯基)，可表示为，饱和一元羧酸与饱和一元醇所生成酯的通式为02C n H2n O2(n≥2)。
(2)物理性质(3)化学性质酯的水解反应原理06。
07。
无机酸只起08催化作用，碱除起09催化作用外，还能中和水解生成的酸，使水解程度增大。
2．油脂(1)油脂的组成油脂的主要成分是一分子01甘油与三分子02高级脂肪酸脱水形成的酯。
第六章羧酸及羧酸衍生物得性质及重要反应机理一、羧酸得化学性质1、酸性羧酸具有酸性,诱导、共轭、场效应等对酸性强弱有影响。
利用羧酸得酸性可以制备羧酸酯与羧酸盐。
2、亲核取代反应这就是羧酸在一定条件下转变成羧酸生物得反应。
大多数亲核取代反应就是通过加成-消除历程完成得。
3、还原反应羧酸能被LiAlH4与B2H6还原成相应得伯醇。
4、α-H得卤化(Hell-Volhard-Zelinsky反应)通过控制卤素得用量可以制备一元或多元得卤代羧酸,并进一步制备羟基酸与氨基酸。
5、脱羧反应羧酸在适当得条件下,一般都能发生脱羧反应,这就是缩短碳链得反应。
通常得脱羧反应表示如下:A为-COOH、-CN、-(C=O)R、-NO2、-CX3、-C=O、C6H5-等吸电子基团时,脱羧反应相当容易进行。
此外还有一些特殊得脱羧方法。
二元羧酸得脱羧规律就是:乙二酸、丙二酸、加热失羧,丁二酸、戊二酸加热就是水生成分子内酸酐,己二酸、庚二酸加热就是水、失羧生成环酮。
根据以上反应可以得出一个结论,在有机反应中有成环可能时,一般易形成五元环或六元环。
这称为布朗克(Blanc)规则。
二、羧酸衍生物得化学性质1、亲核取代反应这就是羧酸衍生物得转换反应。
转换得活性顺序为:RCOX>CRCOOOCR>RCOOR′>RCONR2酸与碱都能催化反应。
2、与有机金属化合物得反应选用空阻大得酰卤,反应能控制在酮得阶段。
选用甲酸酯,可以制备对称二级醇。
选用碳酸酯,可制备三个烃基相同得三级醇。
二元酸得环状酸酐可用来制备酮酸。
酰胺氮上有活泼氢,一般不宜使用。
3、还原反应反应物还原剂NaBH4LiAlH4催化氢化B2H6RCOCl Rosenmund法RCHO+ + RCH2OH RCOOOCR + + + + 2RCH2OHRCOOR′+ +特殊催化剂+ RCH2OHR′OHRCONH2+ +特殊催化剂+ RCH2NH2RCN + + RCH2NH2反应、Bouveault-Blanc反应、酮醇反应、酯得热裂等见重要反应机理。
羧酸及其羧酸衍生物的性质
羧酸是一类重要的有机化合物，它们的性质受到结构和环境的影响。
羧酸的结构可以用式子COOH表示，它们是一类有机物，其
中碳原子与一个氧原子和一个氢原子结合，形成一个羧基，即COOH。
羧酸的结构决定了它们的性质，如果羧酸的碳原子上
有其他原子或分子，则称为羧酸衍生物。
羧酸的性质受到环境的影响，如温度、pH值等。
羧酸在常温
下是无色液体，但在高温下会分解，变成水和二氧化碳。
羧酸的pH值一般在2-3之间，它们是强酸，可以与碱反应，产生
盐和水。
羧酸衍生物的性质也受到结构和环境的影响。
羧酸衍生物的结构可以用式子R-COOH表示，其中R代表羧酸衍生物的其他
原子或分子，如烷烃、芳香烃等。
羧酸衍生物的性质受到R
的影响，如果R是烷烃，则羧酸衍生物的沸点会比羧酸低；
如果R是芳香烃，则羧酸衍生物的沸点会比羧酸高。
羧酸衍
生物的pH值也受到R的影响，如果R是烷烃，则羧酸衍生物的pH值会比羧酸高；如果R是芳香烃，则羧酸衍生物的pH
值会比羧酸低。
综上所述，羧酸及其羧酸衍生物的性质受到结构和环境的影响，
羧酸的结构决定了它们的性质，而羧酸衍生物的性质受到R 的影响，R可以是烷烃或芳香烃。
1授课内容Chapter 8 Carboxylic Acids and Derivatives 学时数 6掌握比较化合物酸性强弱的方法、羧酸的羟基取代、羧酸衍生物的“三解”反应。
熟悉羧酸的分类、命名（包括普通命名法和系统命名法）。
了解酯化的反应历程及一些重要羧酸。
第一节 羧酸 一、结构与命名二、性质（酸性、酯化历程） 三、重要的羧酸第二节 羧酸衍生物 “三解”反应 第三节 取代羧酸教材：张生勇主编《有机化学》高等教育出版社。
参考文献：1．邢其毅、徐瑞秋、周政等编《基础有机化学》第二版，高等教育出版社,1996 2．邢其毅、徐瑞秋、裴伟伟编《基础有机化学习题解答与接题示例》，北京大学出版社,19983. John McMurry; “Fundamentals of Organic Chemistry ” 5th Ed. 2003, Brooks/Cole（主任（教学组长）：（含重点，难点）主要 内 容复习思考题参考文献 教 材 教研室意见教学目的2第八章 羧酸和羧酸衍生物 Carboxylic Acids and Derivatives 第一节 羧酸Carboxylic Acids一、羧酸的结构与分类 Structures and Classification of Carboxylic Acids1．结构 分子中含有羧基（-COOH ）的化合物。
可用RCOOH 表示。
2．分类 按R 的不同分类：脂肪、脂环、芳香羧酸 按羧基的数目分类：一元酸及多元酸。
羧酸在自然界中常以游离状态、盐或羧酸酯的形式存在于生物体中。
二、羧酸的命名 Nomenclature of Carboxylic Acids1．普通命名 ：a.从羧基相邻碳原子开始用希腊字母表示; b.常用俗名。
2．系统命名： a.脂肪酸和芳香酸均命名为“某酸b.脂环酸：脂环烃名称后加“羧酸”或“二羧酸”三、羧酸的物理性质 Physical Properties of Carboxylic Acids沸点（bp ）: 大于相应乙醇的沸点溶解度: 水中溶解度大。
C 1~C 4与水混溶,R 增大，S 降低。
物态：饱和脂肪酸： C n <10为液体； C n >10为蜡状固体。
二元酸和芳香酸为无色晶体。
四、羧酸的化学性质 Chemical Properties of Carboxylic Acids 1．酸性acidity: H +RCOOHRCOO+-酸性较大的主要原因：P-p 共轭pKa ：4~5（碳酸6.35, 苯酚pKa=10）H 2ORCOOH RCOONa +NaOH+H 2ORCOOHRCOONa+NaHCO 3+CO 2+NaClRCOOH++RCOONaCl H-X 为吸电子基，使酸性增大。
F>Cl>Br>I -X 离COOH 越近，酸性越大。
α>β>γ R 为给电子基时，使酸性降低其它基团对酸性的影响（pKa 数据见p187表8-2）120m in3教 学 内 容时间 分配 媒体选择COOHCH 2COOHNO 2COOHClCOOH>>>pKa 3.40 4.03 4.20 4.31 （甲酸pKa=3.75; 乙酸pKa=4.75）2、羟基被取代的反应 (1) 脂化（esterification ）H 2O+HOR'+CO ROHC O ROR'H+H 2O+H+CO OH C O H+O CH 3O CH 31818反应历程reaction mechanism ：COH ROHC OH ROH++CO ROHH+快C OH ROH+OH R'R'OHC OHR+OROH 2_O H 2COH R+C OH R+ORORH +_CO ROR脂化速率：醇：甲醇>伯醇>仲醇羧酸： HCOOH > CH 3COOH > RCH 2COOH> R 2CHCOOH > R 3CCOOH4教 学 内 容时间 分配 媒体选择(2) 酰卤的生成CH 3COOH+PCl 33CH 3COCl+H 3PO 33(CH 3)2CHCH 2COOH +SOCl 2(CH 3)2CHCH 2COCl +SO 2+ClH注：HX 不能与羧酸反应生成酰卤 (3) 酸酐的生成 用P 2O 5作脱水剂制备酸酐H 2O++CO CH 3OH C O HOCH 3P 2O 5CO COCH 3OCH 3用低级酸酐作脱水剂制备高级酸酐+(CH 3CO)2O+COOH CO)2O 2CH 3COOH2(能形成五元、六元环酸酐的二元羧酸可直接加热制备酸酐C OOH CH 2C O OH CH 2COCH 2COCH 2O H 2O+℃300C CH CO O O1400C H 2OC C HCOOHHCOOHCH3000C OOCOOHCOOHH 2OO (4) 酰胺的生成RCOOHNH 3RCOONH 4H 2O △CONH 2RCH 3COOH (NH 4)2CO 3CH 3COONH 4H 2O△CH 3CONH 25教 学 内 容时间 分配媒体选择3. 脱羧（decarboxylation ） 大多数羧酸和羧酸盐能加热脱羧RCOOHCO 2RH△（难） CH 3COOHCH 3COONa CaO △CH 4,NaOH+Na 2CO 3NaOH CaO △,（较易）连有吸电子基时，较易脱羧COOH COOH1600C 1800C ～CO 2HCOOHH 2OCOCOOH COOHCH 3CH 2COOHCO 2CH 3CH△饱和己二酸、庚二酸受热时，脱去CO 2、H 2O ，生成五、六元环酮。
4. 羧酸羰基的还原：较难RCOOHLiAlH 4RCH 2OHCHCH 2COOHCH 2LiAlH 4CHCH 2CH 2OHCH 2脂和酰卤中的羰基较易还原RCOOH R'OHRCOOR'H 2/催化剂NaC 2H 5OHRCH 2OH R'OH+RCH 2OH R'OH+RCOOHSOCl 2RCOClH 2/RCHO RCH 2OHPdBaSO 4H 2/Pd5. 烃基上的反应（1）a- 卤化：a-H 较不活泼，需用PCl 3或P 催化RCH 2COOHCl 2PCl 3P, 或△RCHCOOH Cl Cl 2PCl 3, △RCCl 2COOH(+HCl)6教 学 内 容时间 分配 媒体选择 反应历程Reaction Mechanisms ：RCH COH..ClRCH 2COOHPCl 3X XRCHCOHClX+H+RCHC O ClXRCH 2COOHRCHCOOH X+RCH 2COCla-卤原子较活泼,可制备其它取代酸及不饱和酸RCH 2CHCOOHXNH 3NaOH KOH-乙醇RCH 2CHCOONH 4NH 2CHCOOK RCH 2CHCOONa OHRCH(+H2O)(+KX)(2) 钝化苯环 COOHH 2SO 4HNO 3 发 烟70～90oCCOOHNO 2O 2N四、重要的羧酸甲酸：蚁酸 苯甲酸：安息香酸 乙酸：醋酸 乙二酸：草酸 丁酸：酪酸 丁二酸：虎珀酸 思考题Questions ：1. 比较 o-,m-和p-硝基苯甲酸及 o,m-和p-氯代苯甲酸的酸性强弱。
2. 在醛酮中有 CH 3CO,能起碘仿反应，乙酸中也含有CH 3CO 基团,但不发生碘仿反应,为什么?7教 学 内 容时间分配 媒体选择第二节 羧酸衍生物Carboxylic Acid derivatives一、 羧酸衍生物的结构Structures of Carboxylic Acid derivativesCO ROHC O RX酰卤CO CO ROR酸酐COROR'羧酸脂COR NH 2酰胺二、 羧酸衍生物的命名Nomenclature of Carboxylic Acid derivatives酰卤Acid Halides ：酰基名称在前，卤素名称在后。
CH 3COClCH 2CHCOCl乙酰氯 丙烯酰氯酸酐Acid Anhydrides ：―某（酸）酐‖CH 3CO O2CH 2COCH 2COO CH 3COOCOCH 2CH 2CH 3乙酸酐 琥珀酸酐 乙酸丁酸酐羧酸脂ester ：一元醇羧酸脂称―某酸某脂‖CH 3COOC CH 33COOC 2H 5COOHCOOC 2H 5COOC 2H 5乙酸叔丁脂 草酸氢乙脂 草酸二乙脂40mi n8教 学 内 容时间 分配 媒体选择多元醇羧酸脂称―某醇某酸脂‖CH 2OOCCH 3CH 2OOCCH 3乙二醇二乙酸脂三、羧酸衍生物的物理性质（略） 四、羧酸衍生物的化学性质CO RG活性顺序：酰卤> 酸酐>羧酸脂>酰胺1. 水解(hydrolyze)RCOX +OH 2RCOOH+HXR COO CO R+OH 2R COO H2 RCOOR'OH 2RCOOHR'OHH+++ RCOOR'NaOHRCOONa R'OH++2. 醇解(alcoholysis) 反应速度：比水解慢 用 途：合成羧酸脂CH 2CO CH 2COOC 2H 5OHCH 2COOC 2H 5CH 2COOH+琥珀酸单乙脂CH 2COOC 2H 5CH 2COOHCH 2COOC 2H 5CH 2COOC 2H 5C 2H 5OH H+琥珀酸二乙脂CH 2CHCOOCH 3CH 3(CH 2)2CH 2OH +CH 3OH+CH 2CHCOOCH 2(CH 2)2CH 3H+(脂交换)9教 学 内 容时间 分配 媒体选择3. 氨解（ammonolysis ）C XO RC O O CO RR CO R OR'+H 2NH (或R''NHH )R''NHR'''+HXRCOOHR'OHRCO NH 2(或RCONHR'')RCONR''R'''―三解‖反应历程：亲核加成-消去C R GONu..H C GRNu OH +_H +C GRNu O ...._..CRO Nu+G_影响衍反应活性因素：G 的碱性：Cl - < RCOO - < RO–G 吸电子能力: Cl--> RCOO-- > RO-- 4、还原：较羧酸容易CXO R(RCO)2O RCOOR'}LiAlH 4RCH 2OH +HXRCH 2OH R'OH{+RCH 2OH +R'OHRCOOR'H2CuO ,CuCrO4△，加压RCH 2OH +R'OHRCOOR'△，加压Na-C 2H 5OH10教 学 内 容 时间 分配 媒体选择第三节 取代羧酸一、 羟基酸（一）羟基酸的分类及命名分类：醇酸、酚酸命名：选含主官能团的碳连作母体 主官能团优先顺序：COOH SO 3H SO 2NH 2SO 2H >>,>COCO O COOR COX CONH 2,,,>CN CHO C OH >>>>>O NH 2O S C OH >>>>>CC CX（二）醇酸的性质 1．—COOH 的性质 2．羟基的性质 羧羟基被取代醇羟基更易氧化：α-醇酸 —→ 酮酸 脂化更难 ——不能与酸直接脂化CH 3CHCOOH OH CH 3COClCH 3CHCOOH OOCCH 3ClH ++乙酸乳酸酯(CH 3CO)2O OOCCH 3COOH+OHCOOH乙酰水杨酸（阿司匹林）3．醇酸的受热反应醇酸——→脂（交脂、内脂、聚脂）；烯酸80mi n11教 学 内 容时间 分配 媒体选择α-羟基酸 ——→交脂RCH C O OH HOCHR HOCOH O 2OH 2RCH C OCHR O OC 交酯β-羟基酸 ——→α-，β--烯酸CH 3CHCH 2COOHOHCH 3CH=CHCOOHOH 2OH 2HOCHCOOH CH 2COOHCOOHCOOH C HCH马来酸OH 2CH 2COOH COOH CH 2COOHHO CCHCOOH CH 2COOHCCOOHγ-、δ-羟基酸 ————→环状内脂OH 2CH 2HHO CCH 2CH 2OO OCH 2CH 2CH 2OOγ-丁内酯 OH 2CH 2H HOC CH 2CH 2OO CH 2CH 2CH 2CH 2OOCH 2Cδ-戊内酯12教 学 内 容时间 分配 媒体选择6-以上的羟基羧酸 ————→烯酸 ；聚脂 4、醇酸的分解反应α-羟基酸————→醛（酮）+甲酸α-羟基酸——→ 醛（酮）+CO+H 2O （三）酚酸的性质COOHOHOHOHCOOHCOOHCOOH4.17 3.00 4.124.45三、氧代酸（一）分类与命名分类：醛酸和酮酸OHCCH 2COOHCH 3COCOOH命名：3-氧代丙酸（丙醛酸） 2-氧代丙酸（丙酮酸）CH 3COCH 2COOHHOOCCH 2COCOOH3-氧代丁酸 2-氧代丁二酸（b-丁酮酸，乙酰乙酸） （丁酮二酸，草酰乙酸） 1．a -酮酸特性RCOCOOHRCOOH COH 2SO 4稀+CH 3COCH 2COO H CH 3COCH 3CO 22．β-酮酸特性CH 3COCH 2COO H CH 3COCH 3CO 213教 学 内 容时间 分配媒体选择 O CH 2CH 3CO OC 2H 5C O CHO OC 2H 5C CH 3CH水溶液：8% 己烷溶液：49%检验烯醇式的方法： Na 、Br 2、FeCl 31，3- 二酮含多数烯醇式的原因：● 以氢键形成六元环 ● 形成p-π共轭（四）重要的氧代酸丙酮酸 乙酰乙酸酮体（乙酰乙酸、β-羟基丁酸、丙酮）。
