2006年江-苏省“南京工业大学杯”化学奥赛夏令营(选拔赛)辅导讲义-有机化学(羧酸及其衍生物)-孙培培.ppt

羧酸及其衍生物 1 羧酸 羧酸：分子中含有羧基的化合物。 羧基：—COOH 1.1 命名 1.1.1 系统命名法： 选择含羧基的碳链作为主链，编号从羧基开始。 一元羧酸： HCOOH CH3COOH 甲酸 乙酸 3-甲基-2-丁烯酸 3-（对-氯苯基）丁酸 苯甲酸 二元羧酸： HOOCCOOH 乙二酸 丁烯二酸 对苯二甲酸 1.1.2 一些化合物的俗名： 蚁酸（甲酸），醋酸（乙酸），草酸（乙二酸） 硬脂酸（CH3(CH2)16COOH）， 软脂酸（CH3(CH2)14COOH）， 甘氨酸（H2NCH2COOH） 肉桂酸 柠檬酸 乳酸 1.2羧酸的来源与制法 羧酸广泛存在于自然界中，与人类的关系极为密切。如食用醋就是6～8%的醋酸；柠檬中含有柠檬酸，松香中含有松香酸，单宁中含有没食子酸，胆汁中存在有胆甾酸，实际上大多数羧酸是以酯的形式存在于自然界中，如苯甲酸（安息香酸）就以酯的形式存在于安息香中；油脂是高级脂肪酸的酯；草酸则以盐的形式存在于许多植物细胞中。 羧酸的制备方法较多，常用的有氧化法、水解法和由有机金属化合物制备等。 1.2.1由烃、醇、醛氧化 常用的氧化剂有K2Cr2O7+H2SO4, KMnO4, HNO3, CrO3 等。 芳烃支链的氧化常用于芳香族羧酸的合成： 通常采用醇作原料氧化制备羧酸，由醛出发制备羧酸只适用于那些容易得到的醛。如： 1.2.2由腈、酯等羧酸衍生物水解 腈在酸性或碱性条件下回流水解，生成羧酸。伯卤代烷通过亲核取代反应，容易制得腈，因为用叔卤代烷制腈容易发生消去反应，因此腈水解制备羧酸一般从伯代卤烷出发。 例如： 1.2.3 羧化法 1.3 化学性质 酸性： RCOOH ArOH H2O ROH RC≡CH NH3 RH RCOOH + NaHCO3 RCOONa + CO2 + H2O RCOONa + HCl RCOOH + NaCl 影响分子酸碱强度的因素 （一）结构因素 电子效应 （1）共轭效应 共轭效应是轨道离域或电子离域所产生的一种电子效应。 RCOOH pKa = 4～5 ROH pKa = 16～19 在羧酸根离子中两个氧原子是等同的： 这种共轭效应的存在使羧酸根离子得以稳定。 （共振效应） 稳定化酸与不稳定化碱的共振效应使酸的碱度降低，稳定化碱与不稳定化酸的共振效应使酸度增强。 （2）诱导效应 诱导效应 (I)：由于原子或基团电负性的影响，引起分子中电子云沿?键传递的效应称为诱导效应。 和基团或原子的电负性及相对距离有关。 –I: –F –OR –NR2 –CR3 –F –Cl –Br –I +I: –NR- –O- H—CH2COOH Cl—CH2COOH CH3—CH2COOH Ka 1.75x10-5 1.4x10-3 1.3x10-5 CH3CH2CHClCOOH CH3CHCl