第七章 羧酸及取代羧酸

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1、第七章第七章 羧酸及取代羧酸羧酸及取代羧酸 1掌握掌握：羧酸和取代羧酸的结构特征和命名方：羧酸和取代羧酸的结构特征和命名方 法；羧酸的化学性质，甲酸、草酸的还法；羧酸的化学性质，甲酸、草酸的还 原性。原性。2熟悉熟悉：取代羧酸的化学性质。：取代羧酸的化学性质。3了解了解：羧酸的分类和制备方法；重要的羧酸和：羧酸的分类和制备方法；重要的羧酸和 取代羧酸。取代羧酸。学习目标学习目标内容提纲内容提纲第一节第一节 羧酸羧酸 第二节第二节 取代羧酸取代羧酸 第一节第一节 羧酸羧酸定义：定义：羧酸可以看成是烃分子中的氢原子被羧羧酸可以看成是烃分子中的氢原子被羧 基取代而成的化合物（除甲酸）。基取代而成的化

2、合物（除甲酸）。羧酸的官能团是羧基羧酸的官能团是羧基 COOH 一元羧酸的通式为一元羧酸的通式为 R（Ar）COOH 请说出你所熟悉的羧酸一、羧酸的结构、分类和命名一、羧酸的结构、分类和命名二、羧酸的性质二、羧酸的性质（一）物理性质（一）物理性质（二）化学性质（二）化学性质 1酸性酸性 2生成羧酸衍生物的反应生成羧酸衍生物的反应 3还原反应还原反应 4-H的卤代反应的卤代反应 5脱羧反应脱羧反应 三、羧酸的制备三、羧酸的制备四、重要的羧酸四、重要的羧酸(一）羧酸的结构一）羧酸的结构RCOHO.键键p、共轭共轭孤对电孤对电子子COORH 由于羧基中氧、碳、氧之间形成了由于羧基中氧、碳、氧之间形成

3、了p-共轭体系，使得羧基共轭体系，使得羧基不是羰基和羟基的简单组合，而是两者相互影响的统一体，一不是羰基和羟基的简单组合，而是两者相互影响的统一体，一方面羰基的极性降低，另一方面，羟基极性增强。方面羰基的极性降低，另一方面，羟基极性增强。（二）羧酸的分类：（二）羧酸的分类：羧酸脂肪酸脂环酸芳香酸饱和酸不饱和酸CH3COOHCOOHCOOHH2CCHCOOHCHCOOHCHCOOHCH2COOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOH一元酸二元酸（三）（三）羧酸的命名羧酸的命名1.俗名俗名CH3CHCH2CHCOOHCH3CH3CH3CH3CCHCOOH 3-甲基甲基-2-丁烯酸丁烯酸 （-甲基

4、甲基-丁烯酸）丁烯酸）3-甲基甲基-2-丁烯酸丁烯酸 （-甲基甲基-丁烯酸丁烯酸）甲酸甲酸蚁酸蚁酸 乙酸乙酸醋酸醋酸 乙二酸乙二酸草酸草酸2.系统命名法系统命名法CH3CHCH2CHCOOHCH3CH3CH3CH3CCHCOOH2,4-二甲基戊酸二甲基戊酸3-甲基甲基-2-丁烯酸丁烯酸CH3HOOCCHCH2COOH2-甲基丁二酸甲基丁二酸CH3HOOCCHCCH2COOH3-甲基甲基-2-戊烯二酸戊烯二酸间间-甲基环己基甲酸甲基环己基甲酸-萘乙酸萘乙酸 CH3CH2CHCOOHCOOHCH2CHCOOHCH3COOHCH3【课堂互动】【课堂互动】命名下列化合物：命名下列化合物：(3)(4)（

5、1）（2）二、羧酸的性质二、羧酸的性质（一）物理性质（一）物理性质 物态：物态：低级一元羧酸是有刺激性气味的液低级一元羧酸是有刺激性气味的液 体，含体，含10个碳以上的高级脂肪酸是蜡个碳以上的高级脂肪酸是蜡 状固体，二元酸和芳香酸都是结晶固状固体，二元酸和芳香酸都是结晶固 体。体。溶解性：溶解性：低级羧酸可与水混溶，随相对分子低级羧酸可与水混溶，随相对分子 量的增大羧酸的溶解度逐渐减小。量的增大羧酸的溶解度逐渐减小。熔点、沸点：熔点、沸点：都随相对分子量的增加而升高。羧都随相对分子量的增加而升高。羧酸的沸点比相对分子质量接近的醇高（原因：羧酸的沸点比相对分子质量接近的醇高（原因：羧酸分子之间能

6、形成两个氢键酸分子之间能形成两个氢键)。RCOOHOOHCR分子量相近的化合物的沸点由高到低顺序：分子量相近的化合物的沸点由高到低顺序：酸醇醛酮烃酸醇醛酮烃（二）化学性质（二）化学性质RCHCOOH酸性羟基的取代脱酸反应-H的反应羰基的加成（还原反应）1酸性酸性 酸性：酸性：酚类酚类碳酸碳酸羧酸羧酸无机强酸无机强酸用于鉴别、分离、提纯羧酸用于鉴别、分离、提纯羧酸羧酸酸性大小顺序通常是：羧酸酸性大小顺序通常是：甲酸乙酸丙酸丁酸甲酸乙酸丙酸丁酸 芳香羧酸饱和一元酸芳香羧酸饱和一元酸 二元羧酸饱和一元羧酸二元羧酸饱和一元羧酸【实例解析【实例解析】分析下列三组物质的分析下列三组物质的pKa值，说明诱导

7、效应对羧值，说明诱导效应对羧酸酸性的影响。酸酸性的影响。（1）CH2FCOOH(2.57)CH2ClCOOH(2.87)CH2BrCOOH(2.90)CH2ICOOH(3.16)CH3COOH(4.76)（2）CCl3COOH(0.66)CHCl2COOH(1.25)CH2ClCOOH(2.87)CH3COOH(4.76)（3）CH3CH2CHClCOOH(2.84)CH3CHClCH2COOH(4.06)CH2ClCH2CH2COOH(4.52)CH3CH2CH2COOH(4.82)2生成羧酸衍生物的反应生成羧酸衍生物的反应（1）酰卤的生成：）酰卤的生成：（2）酸酐的生成：）酸酐的生成：【课

8、堂互动【课堂互动】完成下列反应：完成下列反应：（3）酯的生成：）酯的生成：（4）酰胺的生成：）酰胺的生成：3还原反应还原反应 1.AlLiH42.H+,H2OCH3CHCHCH2COOHCH3CHCHCH2CH2OH4-H的卤代反应的卤代反应 注：羧酸很难被还原注：羧酸很难被还原5脱羧反应脱羧反应 当羧基的当羧基的位或位或位位上连有吸电子基时，上连有吸电子基时，脱羧反应较易进行脱羧反应较易进行 三、羧酸的制备三、羧酸的制备1利用氧化反应利用氧化反应（1）伯醇或醛被氧化生成羧酸）伯醇或醛被氧化生成羧酸（2）含）含-H的烷基苯氧化生成芳香酸。的烷基苯氧化生成芳香酸。2利用格氏试剂利用格氏试剂 3利

9、用腈的水解利用腈的水解 4利用碘仿反应利用碘仿反应 四、重要的羧酸四、重要的羧酸1甲酸甲酸 俗称蚁酸俗称蚁酸 甲酸可作为甲酸可作为还原剂、甲酰化试剂、防腐剂还原剂、甲酰化试剂、防腐剂HCOHO醛基羧基 甲酸在一元羧酸中，酸性最强；它还具有醛类甲酸在一元羧酸中，酸性最强；它还具有醛类的性质：甲酸能与托伦试剂、菲林试剂等发生反的性质：甲酸能与托伦试剂、菲林试剂等发生反应，能被酸性高锰酸钾等氧化剂氧化。应，能被酸性高锰酸钾等氧化剂氧化。2乙酸乙酸 俗称醋酸俗称醋酸 乙酸可作为消毒防腐剂乙酸可作为消毒防腐剂，乙酸是常用的有机试，乙酸是常用的有机试剂，也是染料、香料、塑料及制药等工业不可缺少剂，也是染料

10、、香料、塑料及制药等工业不可缺少的原料。的原料。3草酸草酸 又名乙二酸又名乙二酸 草酸在饱和脂肪二元酸中酸性最强。草酸具有草酸在饱和脂肪二元酸中酸性最强。草酸具有还原性，易被氧化，在分析化学中常用来标定高还原性，易被氧化，在分析化学中常用来标定高锰酸钾溶液。锰酸钾溶液。第二节第二节 取代羧酸取代羧酸一、羟基酸一、羟基酸（一）羟基酸的分类和命名（一）羟基酸的分类和命名（二）羟基酸的性质（二）羟基酸的性质 1酸性酸性 2氧化反应氧化反应 3醇酸的脱水反应醇酸的脱水反应（三）重要的羟基酸（三）重要的羟基酸二、羰基酸二、羰基酸（一）羟基酸的分类和命名（一）羟基酸的分类和命名（二）酮酸的性质（二）酮酸的

11、性质 1酸性酸性 2脱羧反应脱羧反应 3氧化反应氧化反应（三）常见的酮酸（三）常见的酮酸第二节第二节 取代羧酸取代羧酸一、羟基酸一、羟基酸定义：羧酸分子中烃基上的氢原子被羟基取代后生定义：羧酸分子中烃基上的氢原子被羟基取代后生成的化合物成的化合物 （一）羟基酸的分类和命名（一）羟基酸的分类和命名 据羟基的位置不同分为醇酸和酚酸。据羟基的位置不同分为醇酸和酚酸。CH3CHCOOHOHHOCHCOOHCHCOOHHO2-羟基丙酸羟基丙酸（-羟基丙酸，俗名乳酸）羟基丙酸，俗名乳酸）2,3-二羟基丁二酸二羟基丁二酸（酒石酸）（酒石酸）3,4,5-三羟基苯甲酸三羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸（水杨酸

12、）（水杨酸）（没食子酸）（没食子酸）（二）羟基酸的性质（二）羟基酸的性质-羟基酸羟基酸-羟基酸羟基酸-羟基酸羟基酸1酸性酸性 羟基是吸电子基，故醇酸的酸性比相应的羧酸强，羟基是吸电子基，故醇酸的酸性比相应的羧酸强，羟基距羧基越近，酸性越强。羟基距羧基越近，酸性越强。2氧化反应氧化反应 醇酸中的羟基比醇中的羟基易被氧化。稀硝酸不醇酸中的羟基比醇中的羟基易被氧化。稀硝酸不能氧化醇，但能氧化醇酸。托伦试剂可将能氧化醇，但能氧化醇酸。托伦试剂可将-醇酸氧醇酸氧化为化为-酮酸。酮酸。OHCH3CH2CHCOOHCH3CH2CCOOHO托伦 试 剂+AgOHOCH3CHCOOH脱羧 酶CH3CCOOHOH

13、CH3CHCH2COOH稀 HNO3CH3CCH2COOHO3醇酸的脱水反应醇酸的脱水反应（1）-羟基酸羟基酸 两分子两分子-羟基酸相互酯化，生成交酯。羟基酸相互酯化，生成交酯。OOCH3CHCOOHHHOCOCHCH3HH+OOCH3CHCOCOCHCH3+2H2O（2）-羟基酸：羟基酸：分子内脱水，生成分子内脱水，生成、-不饱和酸。不饱和酸。CH3CHCHCOOHOH+H2OCH3CHCH2COOH（3）和和-羟基酸：羟基酸：分子内脱水，生成环内酯。分子内脱水，生成环内酯。ROCOOH+H2OCH2CH2CH2CHRCOCH2CH2CH2CHOH（三）重要的羟基酸（三）重要的羟基酸1乳酸乳

14、酸 又名又名-羟基丙酸羟基丙酸。通常为无色或淡黄色粘稠。通常为无色或淡黄色粘稠液体，乳酸有很强的吸湿性，能溶于水和乙醇。液体，乳酸有很强的吸湿性，能溶于水和乙醇。在医药上，乳酸可作为消毒剂和防腐剂，临床上，在医药上，乳酸可作为消毒剂和防腐剂，临床上，乳酸钙用于治疗一般的缺钙症，乳酸钠可以纠正乳酸钙用于治疗一般的缺钙症，乳酸钠可以纠正酸中毒。酸中毒。CH3CHCOOHOH 2苹果酸苹果酸 又名羟基丁二酸。苹果酸是糖代谢的中间产物，又名羟基丁二酸。苹果酸是糖代谢的中间产物，在酶的催化下在酶的催化下，脱氢氧化生成草酰乙酸。，脱氢氧化生成草酰乙酸。OHOCHCOOHCH2COOH酶-2HCCOOHCH

15、2COOHCOOHOHCOOHCOCH3O水杨酸水杨酸乙酰水杨酸（阿士匹林）乙酰水杨酸（阿士匹林）3水杨酸水杨酸 又名邻又名邻-羟基苯甲酸，又名柳酸羟基苯甲酸，又名柳酸。水杨酸具有酚和水杨酸具有酚和羧酸的一般性质，具有清热、解毒和杀菌作用。由羧酸的一般性质，具有清热、解毒和杀菌作用。由于水杨酸对胃有刺激作用，不易内服，治疗时，多于水杨酸对胃有刺激作用，不易内服，治疗时，多用水杨酸的衍生物。用水杨酸的衍生物。COOHOHCOOHCOCH3O二、羰基酸二、羰基酸定义：定义：分子中同时含有羧基和羰基的化合物称为羰分子中同时含有羧基和羰基的化合物称为羰基酸基酸（一）羰基酸的分类和命名（一）羰基酸的分类

16、和命名 羰基酸为醛酸和酮酸，酮酸的系统命名与羧酸羰基酸为醛酸和酮酸，酮酸的系统命名与羧酸类似类似。CH3CCH2COOHO丙酮酸丙酮酸-丁酮酸（乙酰乙酸）丁酮酸（乙酰乙酸）丁酮二酸（草酰乙酸丁酮二酸（草酰乙酸）（二）酮酸的性质（二）酮酸的性质1酸性酸性 -丁酮酸丁酮酸-丁酮酸丁酮酸-羟基丁酸丁酸羟基丁酸丁酸 2脱羧反应脱羧反应 +CO2RCOCH2COOHRCOCH33氧化反应氧化反应（三）常见的酮酸（三）常见的酮酸1丙酮酸丙酮酸 OHOCH3CHCOOH-2H+2HCH3CCOOHCH3COOH +CO2O2-丁酮酸丁酮酸 又名又名3-丁酮酸或乙酰乙酸丁酮酸或乙酰乙酸 OHOOCH3CHCH2COOH-2H+2HCH3CCH2COOHCH3CCH3 +CO2 -丁酮酸、丁酮酸、-羟基丁酸和丙酮三者在医学上合羟基丁酸和丙酮三者在医学上合称为称为酮体酮体。