1、宁德职业技术学院,第七章 羧酸及其衍生物,第一节 羧 酸,宁德职业技术学院,一.羧酸的分类和命名,(一) 羧酸的分类,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。,宁德职业技术学院,(二) 羧酸的命名,1.按来源命名,一些常见的羧酸多用俗名，这是根据它们的来源命名的.,宁德职业技术学院,2. 系统命名,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、等.,宁德职业技术学
2、院,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.,脂肪族二元羧酸，则应选择包含两个羧基的最长碳链作主链，叫某二酸 .,宁德职业技术学院,二.羧酸的结构, 由于p共轭体系的作用，羰基碳上电子云密度升高，因此羰基与亲核试剂的反应活性降低. 不能再与HCN及含氮的亲核试剂进行加成反应，故羧酸与醛酮的性质不同. 羟基O上电子云密度下降， OH键变弱，容易断裂，电离出质子(H+)，故表现为有一定的酸性(酸性比醇大).,宁德职业技术学院,三.羧酸的性质,(一)物理性质,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
3、蜡状固体. 脂肪族二元酸和芳香酸都是结晶形固体.,羧酸的沸点比分子量相近的醇还高. 这是由于羧酸分子间可以形成两个氢键而缔合成较稳定的二聚体.,1.状态,2.沸点,宁德职业技术学院,羧酸分子可与水形成氢键，所以低级羧酸能与水混溶，随着分子量的增加，非极性的烃基愈来愈大，使羧酸的溶解度逐渐减小，6个碳原子以上的羧酸则难溶于水而易溶于有机溶剂.,(二)化学性质,3.水溶性,宁德职业技术学院,1.酸性,p-共轭的结果： 使O-H键减弱，氢原子可发生电离，羧酸具有酸性. RCOO-中负电荷均匀地分布在两个氧原子上，稳定性增强，从而, 羧酸酸性增强.,宁德职业技术学院,羧酸的酸性比苯酚和碳酸的酸性强，因
4、此羧酸还能与碳酸钠、碳酸氢钠等反应生成羧酸盐.,但羧酸的酸性还是比较弱， 所以在羧酸盐中加入比其强的酸时， 羧酸又游离出来. 利用这一性质, 不仅可以鉴别羧酸和苯酚，还可以用来分离提纯有关化合物.,宁德职业技术学院,宁德职业技术学院,当羧酸的烃基上(特别是碳原子上)连有电负性大的基团时，由于它们的吸电子诱导效应，使氢氧间电子云偏向氧原子，氢氧键的极性增强，促进解离，使酸性增大. 基团的电负性愈大，取代基的数目愈多，距羧基的位置愈近，吸电子诱导效应愈强，则使羧酸的酸性愈强.,宁德职业技术学院,低级的二元酸的酸性比饱和一元酸强，特别是乙二酸，它是由两个电负性大的羧基直接相连而成的，由于两个羧基的相
5、互影响，使酸性显著增强 , 且羧基间距离越近, 酸性越强.,H被R取代得越多，羧酸的酸性越弱.,宁德职业技术学院,取代基对芳香酸酸性的影响也有同样的规律. 当羧基的对位连有硝基、卤素原子等吸电子基时，酸性增强；而对位连有甲基、甲氧基等斥电子基时，则酸性减弱. 至于邻位取代基的影响，因受位阻影响比较复杂，间位取代基的影响不能在共轭体系内传递，影响较小.,原因: NO2具有负的诱导效应和共轭效应; CH3有正的诱导效应和超共轭效应.,宁德职业技术学院,2. 羧酸衍生物的生成,羧基中C O键是极性键,在一定条件下, 羧酸分子中羧基上的羟基可以被卤素原子( X)、酰氧基( OCOR)、烷氧基( OR)
6、、氨基( NH2)取代，生成一系列的羧酸衍生物.,宁德职业技术学院,(1) 酰卤的生成,酰卤是重要的有机试剂, 最常见的是酰氯. 羧酸与三氯化磷、五氯化磷及氯化亚砜等作用，生成酰氯.,宁德职业技术学院,(2) 酸酐的生成,在脱水剂的作用下，羧酸加热脱水，生成酸酐. 常用的脱水剂有五氧化二磷等.,宁德职业技术学院,(3) 酯的生成,羧酸与醇在酸的催化作用下生成酯的反应，称为酯化反应.,酯化反应可按两种方式进行: 1.羧酸的酰氧键断裂. 2.醇的烷氧键断裂. 实验证明, 大多数情况下, 酯化反应是按酰氧键断裂的方式进行的. 如用含有示踪原子18O的乙醇与乙酸反应, 结果发现18O在生成的酯中。,宁
7、德职业技术学院,(4) 酰胺的生成,在羧酸中通入氨气或加入碳酸铵，首先生成羧酸的铵盐，铵盐加热脱水生成酰胺.,3.脱羧反应,羧酸分子脱去羧基放出二氧化碳的反应叫脱羧反应. 例如, 低级羧酸的钠盐及芳香族羧酸的钠盐在碱石灰(NaOH-CaO)存在下加热，可脱羧生成烃. 这是实验室用来制取纯甲烷的方法.,宁德职业技术学院,当一元羧酸的碳上连有吸电子基时，脱羧较容易进行.,宁德职业技术学院,草酸、丙二酸加热脱羧(生成酸).,低级二元羧酸受热较易脱羧或脱水.,宁德职业技术学院,丁二酸、戊二酸加热脱水成环(生成 酸酐).,宁德职业技术学院,已二酸、庚二酸加热脱水、脱羧成环(生成酮).,宁德职业技术学院,
8、二元酸加热时的反应规律,乙二酸、丙二酸脱羧(产物是酸) 丁二酸、戊二酸脱水(产物是环酸酐) 已二酸、庚二酸脱羧又脱水(产物是环酮),原则上形成稳定的五元环和六元环,宁德职业技术学院,4.氢的取代反应,羧基和羰基一样, 能使 H活化. 但羧基的致活作用比羰基小, 所以羧酸的 H卤代反应需要在红磷等催化剂存在下才能顺利进行 .,宁德职业技术学院,四.重要的羧酸,1.甲酸,俗称蚁酸, 是具有刺激性气味的无色液体, 有腐蚀性，可溶于水和乙醇等. 它既有羧基结构又具有醛基结构, 因此, 它既有羧酸的性质, 又具有醛类的性质. 如能与托伦试剂或斐林试剂发生银镜反应或生成砖红色的沉淀, 也能被高锰酸钾氧化.
9、,2.苯甲酸,苯甲酸俗名安息香酸, 是无色晶体, 微溶于水. 苯甲酸钠用作食品的防腐剂 .,宁德职业技术学院,3.乙酸,俗称醋酸, 是食醋的主要成分，一般食醋中含乙酸6%8%.乙酸为无色具有刺激性气味的液体. 当室温低于16.6时, 无水乙酸很容易凝结成冰状固体，故常把无水乙酸称为冰醋酸. 乙酸能与水按任何比例混溶, 也可溶于乙醇、乙醚和其它有机溶剂.,4.乙二酸,俗称草酸，是无色晶体，通常含有两分子的结晶水, 可溶于水和乙醇，不溶于乙醚. 草酸具有还原性, 容易被高锰酸钾溶液氧化. 利用草酸的还原性，还可将其用作漂白剂和除锈剂.,5.已二酸,已二酸为白色电晶体，溶于乙醇，微溶于水和乙醚. 已二酸和已二胺发生聚合反应，生成聚酰胺(尼龙66),宁德职业技术学院,同学们再见,
