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1、第九章第九章 羧酸和取代羧酸羧酸和取代羧酸 第一节第一节 羧酸羧酸 第二节第二节 羟基酸羟基酸 第三节第三节 酮酸酮酸 第九章第九章 羧酸和取代羧酸羧酸和取代羧酸 分子中含有羧基分子中含有羧基(-COOH)的有机化合的有机化合物称为物称为羧酸羧酸，羧基羧基是羧酸的官能团，饱和一是羧酸的官能团，饱和一元羧酸的通式元羧酸的通式RCOOH.羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或基团取代的化合物称为或基团取代的化合物称为取代羧酸取代羧酸羧基中的羧基中的 p-共轭体系共轭体系.(H)R 第一节第一节 羧酸羧酸(Carboxylic acid)一、羧酸的结构一、羧酸的结构二
2、、羧酸的分类与命名二、羧酸的分类与命名(一一)羧酸的分类羧酸的分类根据羧基所连烃基的不同，羧酸分为：根据羧基所连烃基的不同，羧酸分为：脂肪酸脂肪酸 脂环酸脂环酸 芳香酸芳香酸CH3COOH根据羧基所连烃基是否饱和，羧酸分为根据羧基所连烃基是否饱和，羧酸分为：CH3(CH2)14COOH CH2=CHCOOH饱和羧酸饱和羧酸 不饱和羧酸不饱和羧酸根据分子中所含羧基的数目，羧酸分为：根据分子中所含羧基的数目，羧酸分为：CH3CH2COOH HOOCCH2CH2COOH 一元羧酸一元羧酸 多元羧酸多元羧酸(二二)羧酸的命名羧酸的命名1.普通命名法普通命名法 选择含有羧基的最长碳链作为主链，根选择含有
3、羧基的最长碳链作为主链，根据主链碳原子数称为据主链碳原子数称为“某酸某酸”，从羧基邻位开，从羧基邻位开始用希腊字母始用希腊字母、等依次给主链原子编等依次给主链原子编号，主链未端碳原子用号，主链未端碳原子用。CH3CH3CHCH2COOH|BrCH2(CH2)9COOH-甲基丁酸甲基丁酸-溴十一酸溴十一酸2.系统命名法系统命名法A.饱和脂肪酸命名饱和脂肪酸命名 选含羧基的最长碳链为主链，根据主链选含羧基的最长碳链为主链，根据主链碳原子数和羧基数目（碳原子数和羧基数目（n）称为）称为“某某n酸酸”，编，编号从羧基碳开始，不注明羧基位次号从羧基碳开始，不注明羧基位次CH3CH3CHCH2COOH|3
4、-甲基丁酸甲基丁酸HOOCCH2CH2COOH丁二酸丁二酸(琥珀酸琥珀酸)B.烯酸的命名烯酸的命名 选含羧基和双键的最长碳链为主链，从羧基碳选含羧基和双键的最长碳链为主链，从羧基碳开始编号，注明双键位次。如烯酸含两个或两个以开始编号，注明双键位次。如烯酸含两个或两个以上双键且主链碳原子数大于上双键且主链碳原子数大于10，则在中文数字后加，则在中文数字后加“碳碳”字，或字，或“”表示双键，双键位次写在表示双键，双键位次写在右上角右上角CH3CH CHCOOH 2-丁烯酸丁烯酸 2-乙基乙基-2-丁烯酸丁烯酸CH3CH2CCOOH|CHCH3CH3(CH2)4CH CHCH2CH CH(CH2)7
5、COOH9,12-十八碳二烯酸或十八碳二烯酸或9,12-十八碳二烯酸十八碳二烯酸(亚油酸亚油酸)C.脂环酸的命名脂环酸的命名 若羧基直接连在脂环上，则在脂环烃名若羧基直接连在脂环上，则在脂环烃名称后加称后加“羧酸羧酸”或或“二羧酸二羧酸”等词尾；若羧等词尾；若羧基直接连在开链碳原子上，则脂环部分为取基直接连在开链碳原子上，则脂环部分为取代基代基3-甲基环戊烷羧酸甲基环戊烷羧酸 2-环戊基丁酸环戊基丁酸D.芳香酸的命名芳香酸的命名 芳基作为取代基，脂肪酸作为母体。芳基作为取代基，脂肪酸作为母体。2-萘乙酸萘乙酸 2-苯基丙酸苯基丙酸 E.多元羧酸的命名多元羧酸的命名 选含羧基的最长碳链为主链，从
6、羧基邻选含羧基的最长碳链为主链，从羧基邻位开始编号，使连羧基的主链碳原子编号尽位开始编号，使连羧基的主链碳原子编号尽可能小，命名按可能小，命名按“烃烃+n羧酸羧酸”格式写出母格式写出母体，体，n是直接连在主链碳原子上羧基数目，是直接连在主链碳原子上羧基数目，不直接连在主链碳原子上的羧基为取代基不直接连在主链碳原子上的羧基为取代基.二、羧酸的物理性质二、羧酸的物理性质1性状性状 常温下，常温下，19个碳原子的一元饱和脂肪羧个碳原子的一元饱和脂肪羧酸为有气味液体，高级饱和脂肪酸为蜡状无味酸为有气味液体，高级饱和脂肪酸为蜡状无味固体；脂肪族二元酸和芳香酸为晶体。固体；脂肪族二元酸和芳香酸为晶体。2溶
7、解度溶解度 一元脂肪羧酸随碳原子数增加，水溶性降一元脂肪羧酸随碳原子数增加，水溶性降低。高级一元酸不溶于水，但溶于有机溶剂。低。高级一元酸不溶于水，但溶于有机溶剂。低级饱和二元脂肪酸易溶水，芳香酸难溶水低级饱和二元脂肪酸易溶水，芳香酸难溶水3沸点沸点 羧酸的沸点随着相对分子质量的增加而升羧酸的沸点随着相对分子质量的增加而升高。羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇的高。羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇的沸点高得多。沸点高得多。4.熔点熔点 羧酸的熔点随碳原子数的增加呈锯齿状羧酸的熔点随碳原子数的增加呈锯齿状上升，偶数碳原子羧酸的熔点比它前后相邻上升，偶数碳原子羧酸的熔点比它前后相邻两个奇数碳原子同系
8、物的熔点高。两个奇数碳原子同系物的熔点高。常见的羧酸和取代羧酸常见的羧酸和取代羧酸一元酸一元酸 系统命名系统命名 俗名俗名HCOOH 甲酸甲酸 蚁酸蚁酸CH3COOH 乙酸乙酸 醋酸醋酸HOOCCOOH 乙二酸乙二酸 草酸草酸C6H5COOH 苯甲酸苯甲酸 安息香酸安息香酸C6H5CH=CH2COOH 3-苯基丙烯酸苯基丙烯酸 肉桂酸肉桂酸 -羟基丙酸羟基丙酸 乳酸乳酸 2,3-二羟基丁二酸二羟基丁二酸 酒石酸酒石酸 2-羟基羟基-1,2,3-丙烷三羧酸丙烷三羧酸 柠檬酸柠檬酸 邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸 水杨酸水杨酸三、羧酸的化学性质三、羧酸的化学性质RCHCOH|O OH 键发生异裂，解离出
9、键发生异裂，解离出H+显酸性显酸性 OH 被亲核基团取代生成羧酸衍生物被亲核基团取代生成羧酸衍生物 失去失去 CO2脱羧反应脱羧反应-氢原子被卤素取代氢原子被卤素取代|H(一一)羧酸的酸性羧酸的酸性C6H5COOH+NaOH C6H5COONa+H2ORCOOH+NaHCO3 RCOONa+CO2+H2O 羧酸酸性比碳酸强羧酸酸性比碳酸强 吸电子基团使羧酸酸性增强，而给电吸电子基团使羧酸酸性增强，而给电子基团使羧酸酸性减弱。子基团使羧酸酸性减弱。CCl3COOHCHCl2COOHCH2ClCOOH CH3COOH CH3CH2COOH FCH2COOH ClCH2COOH BrCH2COOH
10、ICH2COOH CH3COOHHCOOH CH3COOHCH3CH2COOH 甲酸甲酸苯甲酸苯甲酸一元脂肪酸一元脂肪酸 乙二酸乙二酸 丙二酸丙二酸 丁二酸丁二酸 戊二酸戊二酸 己二酸己二酸(二二)羧基中羟基被取代的反应羧基中羟基被取代的反应 1.被烷氧基取代被烷氧基取代C6H5COOH+HOH3C浓浓H2SO4C6H5COOCH3+H2O2.被酰氧基取代被酰氧基取代CH3COH+HOCCH3|O|OP2O5 CH3COCCH3+H2O|O|O2C6H5COOH+(CH3CO)2O(C6H5CO)2O+2CH3COOH苯甲酸酐苯甲酸酐3.被卤原子取代被卤原子取代对硝基苯甲酰氯对硝基苯甲酰氯丁酰
11、氯丁酰氯4.4.被氨基或烃氨基取代被氨基或烃氨基取代(三三)脱羧反应脱羧反应1.1.一元饱和羧酸脱羧反应：一元饱和羧酸脱羧反应：不易脱羧不易脱羧CH3COONaNaOH-CaO CH4+Na2CO3当当-碳原子连有芳基或吸电子基团时，容易脱羧碳原子连有芳基或吸电子基团时，容易脱羧CCl3COOHCHCl3+CO2502.二元羧酸的脱羧反应二元羧酸的脱羧反应HOOCCOOHHCOOH+CO2160-180 HOOCCH2COOHCH3COOH+CO2140-160(四四)-氢原子的卤代反应氢原子的卤代反应CH3CH2CH2CH2CH2COOH+Br2PBr3CH3CH2CH2CH2CHCOOH+
12、HBr|Br2-溴己酸溴己酸 羧酸分子中烃基上的氢原子被羟基取代羧酸分子中烃基上的氢原子被羟基取代所生成化合物称所生成化合物称羟基酸羟基酸，包括醇酸与酚酸。，包括醇酸与酚酸。第二节第二节 羟基酸羟基酸 醇酸醇酸 酚酸酚酸 以羧酸作为母体，羟基作为取代基，选以羧酸作为母体，羟基作为取代基，选含羧基和羟基的最长碳链为主链，由距离羟含羧基和羟基的最长碳链为主链，由距离羟基最近的羧基碳原子开始编号基最近的羧基碳原子开始编号CH3CHCOOH|OHHOOCCHCH2COOH|OH2-羟基丙酸（乳酸）羟基丙酸（乳酸）羟基丁二酸（苹果酸）羟基丁二酸（苹果酸）一、醇酸一、醇酸(一一)醇酸的命名醇酸的命名HOO
13、CCH2CCH2COOH2-羟基羟基-1,2,3-丙烷三羧酸（柠檬酸）丙烷三羧酸（柠檬酸）|OH|COOH含有两个以上羧基时，羟基为取代基，含有两个以上羧基时，羟基为取代基，采用含两个以上羧基的多元羧酸的命名方法采用含两个以上羧基的多元羧酸的命名方法二、醇酸的物理性质二、醇酸的物理性质醇酸一般是黏稠状液体或晶体。醇酸醇酸一般是黏稠状液体或晶体。醇酸易溶于水，而在乙醚中的溶解度则较小。易溶于水，而在乙醚中的溶解度则较小。大多数醇酸具有旋光性。大多数醇酸具有旋光性。一些常见羟基酸的理化性质一些常见羟基酸的理化性质名 称熔点/比旋光本领/(o)mLg-1dm-1溶解度/g(100gH2O)-1()-
14、乳酸26+3.83.86()-乳酸26-3.83.87()-乳酸18无3.87()-苹果酸100+2.33.40*()-苹果酸100-2.33.40*()-苹果酸128.5无1443.40*()-酒石酸170+121392.93*()-酒石酸170-121392.93*()-酒石酸205无2062.96*m-酒石酸140无1403.11*柠檬酸1531333.15*水杨酸159微溶于水,易溶于热水3.00(二二)醇酸的化学性质醇酸的化学性质 1.酸性酸性 醇酸的酸性比相应羧酸强。醇酸的羟基醇酸的酸性比相应羧酸强。醇酸的羟基越靠近羧基，其酸性就越强，反之亦然越靠近羧基，其酸性就越强，反之亦然。C
15、H3CHCOOH CH2CH2COOH CH3CH2COOH|OHOH 2.脱水反应脱水反应(1)-醇酸脱水醇酸脱水丙交酯丙交酯(2)-醇酸脱水醇酸脱水CH3CHCHCOOH|OHHCH3CH=CHCOOH+H2OHOOCCHCHCOOH|OHHHOOCCHCHCOOH+H2O2-丁烯酸丁烯酸丁烯二酸丁烯二酸-戊内酯戊内酯(3)-醇酸和醇酸和-醇酸脱水醇酸脱水-丁内酯丁内酯CH3CHCOOH+2Ag(NH3)2NO3|OHCH3CCOONH4+2Ag+2NH4NO3+NH3|O3.氧化反应氧化反应二、二、酚酸酚酸(一一)酚酸的命名酚酸的命名：芳香酸作母体，酚羟基作取代基芳香酸作母体，酚羟基作取
16、代基 邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸（水杨酸）（水杨酸）3，4，5-三羟基苯甲酸三羟基苯甲酸（没食子酸）（没食子酸）(二二)酚酸的化学性质酚酸的化学性质1、酸性、酸性 吸电子诱导效应使酸性增大；给电子共吸电子诱导效应使酸性增大；给电子共轭效应使酸性减弱；分子内氢键使酸性增强轭效应使酸性减弱；分子内氢键使酸性增强 邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸间羟基苯甲酸间羟基苯甲酸苯甲酸苯甲酸对羟基苯甲酸对羟基苯甲酸2.脱羧反应脱羧反应一、酮酸的命名一、酮酸的命名 选连有羰基和羧基的最长碳链作主链选连有羰基和羧基的最长碳链作主链，以羧，以羧酸作为母体，酮基作为取代基，称为某酮酸，酮酸作为母体，酮基作为取代基，称为某酮酸，
17、酮基的位次用阿拉伯数字标明，酮基也可称氧代。基的位次用阿拉伯数字标明，酮基也可称氧代。CH3CCOOH|OCH3CCH2COOH|O丙酮酸丙酮酸 3-丁酮酸或丁酮酸或3-氧代丁酸氧代丁酸HOOCCCH2COOH|OHOOCCCH2CH2COOH|O2-丁酮二酸或丁酮二酸或2-氧代丁二酸氧代丁二酸 2-戊酮二酸或戊酮二酸或2-氧代戊二酸氧代戊二酸第三节第三节 酮酸酮酸二、酮酸的化学性质二、酮酸的化学性质(一一)酸性：酸性：酮酸的酸性比相应的醇酸强，且酮酸的酸性比相应的醇酸强，且-酮酸的酸性比酮酸的酸性比-酮酸强酮酸强。CH3 C COOH|OCH3CHCOOH|OHCH3CCH2COOH|O(二二)分解反应分解反应1.-酮酸的分解反应酮酸的分解反应CH3CCOOH|O稀稀H2SO4 CH3CHO+CO2 CH3CCOOH|O浓浓H2SO4 CH3COOH+CO CH3CCH2COOH|O微热微热CH3CCH3+CO2|O(2)酸式分解酸式分解CH3CH2CCH2COOH|OCH3CH2COONa+CH3COONa浓浓 NaOH 酮体：酮体：-丁酮酸、丁酮酸、-羟基丁酸和丙酮羟基丁酸和丙酮 2.-酮酸的分解反应酮酸的分解反应(1)酮式分解酮式分解