羧酸及其衍生物
第十一章 羧酸（3学时）
目标要求
1. 掌握羧酸的结构、了解其分类方法
2. 掌握羧酸的命名
3. 掌握羧酸的性质
4. 了解羧酸的制备
5. 掌握二元羧酸的重要性质
6. 掌握取代羧酸的重要性质 教学重点：
羧酸的结构、命名、性质与制备，二元羧酸、取代羧酸的重要性质 教学难点：
取代羧酸的重要性质 主要内容
羧酸的结构、分类和命名 羧酸的性质 羧酸的制备 二元羧酸 取代羧酸
定义:分子中含有羧基的有机化合物称为羧酸(Carboxylic Acid)，其通式为RCOOH ，其中R-可以是烷基或芳基。羧酸的羟基被其它基团取代的化合物称为羧酸衍生物(boxylic acid derivatives)。
第一节 羧酸的结构、分类和命名 一、 结构
1. 羰基C 原子以sp2杂化轨道成键：三个sp2杂化轨道形成的三个σ键在同一平面上，键角大约为120度。
2. 键长：C=O 双键键长为123pm ，C —O 单键键长为136pm 。
3. p –π共轭：碳原子的P 轨道和羧基氧的一个P 轨道相互交叠形成π键。
4. —COO-结构：羧基离解为负离子后，负电荷就完全均等地分布在O —C —O 链上，即两个C —O 键键长完全平均化。
0.
12
7n
m C
H
O
O
0.1
27
n m
二、 分类
1、根据羧基羧连接烃基不同，将羧酸分为脂肪、脂环和芳香羧酸。
2、根据羧酸分子中所含的羧基数目不同，可分为一元酸、二元酸和多元酸。
三、 命名
1、 羧酸常用俗名：通常根据天然来源命名。如：HCOOH 蚁酸，HOOC —COOH 草酸。
2、 IUPAC 命名法：与醛的命名相同，即选择含有羧基的最长碳链为主链，靠近羧基一端开始编号；
对于脂环酸和芳香酸，则把脂环或芳环看作取代基来命名；多元羧酸，选择含两个羧基的碳链
为主链，按C 原子数目称为某二酸；如有不饱和键角要标明烯（或炔）键的位次，并使主链包括双键和叁键。例如：
羧 酸 及 其 衍 生 物
第一节 羧酸
由烃基(或氢原子)与羧基相连所组成的化合物称为羧酸,其通式为RCOOH,羧基(-COOH)是羧酸的官能团.
一,分类和命名
按羧酸分子中烃基的种类将羧酸分为脂肪族羧酸和芳香族羧酸.
按羧酸分子中所含的羧基数目不同将羧酸分为一元酸和多元酸.
一些常见的羧酸多用俗名,这是根据它们的来源命名的.如:
HCOOH 蚁酸 CH3COOH 醋酸 HOOC—COOH 草酸
脂肪族羧酸的系统命名原则与醛相同,即选择含有羧基的最长的碳链作主链,从羧基中的碳原子开始给主链上的碳原子编号.取代基的位次用阿拉伯数字表明.有时也用希腊字母来表示取代基的位次,从与羧基相邻的碳原子开始,依次为α,β,γ等.例如:
CH3CH═CHCOOH
2-丁烯酸
2,3-二甲基戊酸 α-丁烯酸(巴豆酸)
芳香族羧酸和脂环族羧酸,可把芳环和脂环作为取代基来命名.例如:
对甲基环已基乙酸 3-苯丙烯酸(肉桂酸) 4-甲基-3-(2-萘)丙酸
命名脂肪族二元羧酸时,则应选择包含两个羧基的最长碳链作主链,叫某二酸.如:
邻-苯二甲酸 正丙基丙二酸
二,羧酸的制法
1,氧化法
高级脂肪烃(如石蜡)在加热至120℃-150℃和催化剂存在的条件下通入空气,可被氧化生成多种脂肪酸的混合物.
RCH2CH2R1 RCOOH + R1COOH
伯醇氧化成醛,醛易氧化成羧酸,因此伯醇可作为氧化法制羧酸的原料.
含α-氢的烷基苯用高锰酸钾氧化时,产物均为苯甲酸.例如:
2,格氏试剂合成法
格氏试剂与二氧化碳反应,再将产物用酸水解可制得相应的羧酸.例如:
RMgX + CO2 RCOOMgX RCOOH
腈水解法
在酸或碱的催化下,腈水解可制得羧酸.
RCN + H2O + HCl RCOOH + NH4Cl
RCN + H2O + NaOH RCOONa + NH3
三,物理性质
1,状态
甲酸,乙酸,丙酸是具有刺激性气味的液体,含4-9个碳原子的羧酸是有腐败恶臭气味的油状液体,含10个碳原子以上的羧酸为无味石蜡状固体.脂肪族二元酸和芳香酸都是结晶形固体.
1羧酸结构
羧酸（Carboxylicacid）是一类包含羧基（COOH）的有机酸，它们是通过一个羰基（C=O）和一个氧原子（O）而结合在一起形成有机化合物，有时也叫做碳酸酯，其结构如下：COOH2羧酸衍生物命名法
羧酸衍生物是指以羧酸为原料合成的任何一种有机化合物，它通常按照IUPAC（国际化学联合会）的规定采用一种特定的命名法。
（1）以羧酸的缩写来命名
例如：-乙酸（AceticAcid）的衍生物可以被命名为乙酰（Acetyl-）
-丙酸（PropionicAcid）的衍生物可以被命名为丙酰（Propionyl-）
（2）以衍生物发生变化前的核碳数字（统称为α）加以词头，如：-1-羧酸生成的衍生物被称为α-羧酸
-2-羧酸生成的衍生物被称为β-羧酸（3）具有特殊取代基的羧酸衍生物，常用R'代表取代基，如：-乙氧基取代基的羧酸衍生物可以命名为乙酰乙氧基（Acetyl-O-）
-氢取代基的羧酸衍生物可以命名为乙酰氢（Acetyl-）
（4）羧酸多种取代基结合时，统称为di-R1-R2，其中R1和R2分别代表取代基，如：-乙氧基和氢取代基结合的羧酸衍生物可以命名为乙酰乙氧基氢（Acetyl-O-H）
1 第十章 羧酸及其衍生物
分子中含有羧基（—COOH）的有机化合物称为羧酸，可用通式RCOOH 表示。羧基中的羟基被其他原子或基团取代后的化合物称为羧酸衍生物。例如酰卤、酸酐、酯、酰胺等。
第一节羧酸
一、羧酸的结构、分类和命名
1．羧酸的结构和分类
相互影响，使它们不同于醛酮分子中的羰基和醇分子中的羟基，而表现出一些特殊的性质。
根据分子中含羧基的个数分为：一元、二元和多元羧酸。
按照羧基所连烃基的种类分为：脂肪族羧酸、脂环族羧酸和芳香族羧酸。
按烃基是否饱和分为：饱和羧酸和不饱和羧酸。
脂肪族羧酸
丁酸（一元酸）丙烯酸（一元酸）乙二酸（二元酸）
饱和羧酸不饱和羧酸饱和羧酸
脂环族羧酸
环丁基甲酸（一元酸）3-甲基环戊基甲酸（一元酸）
2 芳香族羧酸
苯甲酸（一元酸）α-萘乙酸（一元酸）
2．羧酸的命名
⑴ 俗名某些羧酸最初是根据来源命名，称为俗名。例如：甲酸来自蚂蚁，称为蚁酸；乙酸存在于食醋中，称为醋酸；丁酸存在于奶油中，称为酪酸；苯甲酸存在于安息香胶中，称为安息香酸。
⑵系统命名法
羧酸系统命名法的原则是：选择含有羧基的最长碳链作主链，从羧基中的碳原子开始给主链上的碳原子编号。若分子中含有重键，则选含有羧基和重键的最长碳链为主链，根据主链上碳原子的数目称“某酸”或“某烯（炔）酸”。例如：
2,3-二甲基丁酸2-甲基-4-溴戊酸
2-丁烯酸3-甲基-4-己炔酸
芳香族羧酸和脂环族羧酸，可把芳环和脂环作为取代基来命名。若芳环上连有取代基，则从羧基所连的碳原子开始编号，并使取代基的位次最小。
3-苯基丙烯酸（肉桂酸）邻羟基苯甲酸（水杨酸）3-环己基丙酸
二元羧酸命名时，选择包含两个羧基的最长碳链为主链，根据主链碳原子的数目称为“某二酸”。例如：
3
己二酸顺丁烯二酸邻苯二甲酸1,3-环己基二甲酸
二、羧酸的制法
1、氧化法
⑴ 烃的氧化高级脂肪烃（如石蜡）加热到120℃和硬脂酸锰存在的条件下通入空气，可被氧化生成多种脂肪酸的混合物。
