安 徽 科 技 学 院 理 学 院《 有 机 化 学 》教 案 第 十 章
第十章 羧酸及其衍生物
【学习要求】：
1、熟悉羧酸的命名和分类
2、掌握羧酸的物理性质和化学性质 3、掌握衍生物的性质
【教学重点】：
羧酸的酸性、脱羧反应、酯缩合反应、酰胺的霍夫曼降级反应
【教学难点】：
羧酸的化学性质、羧酸衍生物的生成、羧酸衍生物的性质
【教学过程】：
§ 10～1 羧 酸 一、羧酸的结构、分类和命名 1、羧酸的结构 O羧酸的分子中都含有羧基官能团：羧基中 C OH 的碳原子是sp2杂化，三个σ键在一个平面上。碳原子的一个p轨道与氧原子的p轨道形成π键。 2、羧酸的分类 （1）按羧基所连接烃基种类：脂肪族羧酸、脂环族羧酸、芳香族羧酸。 （2）按烃基是否饱和：饱和羧酸、不饱和羧酸。 （3）按所含羧基的数目：一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸。 3、羧酸的命名 （1）俗名——根据天然来源（蚁酸（甲酸）、醋酸（乙酸）等） （2）系统命名法 ① 选择含有羧基的最长碳链为主链(母体)； ② 碳链编号时,从羧基的碳原子开始； CH3③其它同烷烃的命名规则。 例如： 俗名 ?C?C?C?CCH3CHCHCOOHCH3 ?CCOOH?，俗名名称：??二甲基丁酸??二甲基酪酸）（?，系统名称：2，3-二甲基丁酸系统名 632154a、不饱和脂肪酸的主链取含羧基和重键的最长碳链称为某烯酸或某炔酸，并把重键位置注于母体名称之前： CH3CHCHCOOHCH2CHCOOH
丙烯酸2-丁烯酸（巴豆酸）1
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脂肪族二元羧酸的命名： 选择分子中含有两个羰基的碳原子在内的最长碳链作主链，称为某二酸。例如： COOHCHCOOHHOOCCHHCCOOHCOOHHOOCCH2 COOHCHCOOH 丙二酸（胡萝卜酸）顺丁烯二酸（马来酸） 乙二酸（草酸） 反丁烯二酸（富马酸）b、芳香族羧酸的命名 ① 羧基与苯环支链相连——脂肪酸作为母体 CH2COOH苯乙酸（苯醋酸）?3?2CH2COOH1CHCHCOOH3-苯丙烯酸(??苯丙烯酸，肉桂酸)??苯乙酸② 羧基直接与苯环相连——芳甲酸作为母体 COOHCOOH苯甲酸（安息香酸）H3CCOOH对甲苯甲酸（??萘甲酸；1-萘甲酸） 二元芳香族羧酸的命名：用“羧酸”或“甲酸”作字尾，其它作为取代基。 HOOC COOHCOOHCOOH（对苯二甲酸，1， 4-苯二甲酸）（邻苯二甲酸，1，2-苯二甲酸）c、酯环酸： 环已烷羧酸 （环已烷甲酸）COOHCH2CH2COOH3-环戊基丙酸 二、羧酸的物理性质 1、物态 C1~C3 有刺激性酸味的液体，溶于水。C4~C9 有酸腐臭味的油状液体（丁酸为脚臭味），难溶于水。> C9 腊状固体，无气味。 2、熔点 有一定规律，随着分子中碳原子数目的增加呈锯齿状的变化。 3、沸点 与分子量相近的其他有机物相比较，羧酸的沸点都比较高，并随着分子量增大而升高。原因：羧酸分子间能形成稳定的氢键，通过氢键缔合成二聚体。 O2RCOOHRCOHHOCOR
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三、羧酸的化学性质 COOHOOH组成C和一个 形式上看羧基是由一个 实质上并非两者的简单组合OCO0.122nm键长HCOHCOH（甲酸）键长0.143nm 醛酮中醇中0.1245nm0.1312nm电子衍射实验证明故羧基的结构为一 P-π共轭体系。 RCOO-HRsp2杂化COHOP-π共轭体系当羧基电离成负离子后，氧原子上带一个负电荷，更有利于共轭，故羧酸易离解成负离子。 RCOOHHRCHCRCOO脱羧反应HRCOO羧酸的性质可从结构上预测，有以下几类： OO羟基断裂呈酸性αH的反应羟基被取代的反应（一）酸性 不同结构的羧酸酸性的大小比较： ① 羧酸根负离子越稳定，相应羧酸的酸性也越强。 ② 当吸电子基团与羧基直接或间接相连，能增加羧酸负离子的电荷分散度，稳定性增加，从而使羧酸的酸性增加。 ③ 吸电子效应越强或烃基上的吸电子基团越多，酸性也越强。 （二）羧酸衍生物的生成 在一定条件下，羧酸中的羟基被卤素、氨基、酰氧基和烃氧基取代，分别生成酰卤、酰胺、酸酐和酯，统称为羧酸衍生物。 1、生成酰卤 最重要的酰卤为酰氯。用亚硫酰氯、三氯化磷、五氯化磷与羧酸反应制得，三种方法相互补充使用。 2、生成酸酐 RCOOH+PCl5R酰氯COPOCl3+HClCl+除甲酸脱水时生成CO外，其他一元羧酸在强热或脱水剂（P2O5）存在下加热，两分子间失去一分子水形成酸酐。 RRCCOOHOHOR脱水剂RCCOO+H2OO
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羧酸及其衍生物
