第十三章羧酸及其衍生物(一)羧酸13.1羧酸的结构、分类和命名羧基酰基R-C-OH13.1.1羧酸的结构羧酸的分子中都含有羧基官能团：α-H取代反应二C一O基亲核加成O一H键断裂而呈酸性OH被取代反应脱羧反应羧基中的碳原子是SP2杂化，三个键在一个平面上。碳原子的一个P轨道与氧原子的P轨道形成元键
第十三章 羧酸及其衍生物 13.1 羧酸的结构、分类和命名 ——羧酸的分子中都含有羧基官能团: • 羧基中的碳原子是SP2杂化，三个键在一个平面上。 • 碳原子的一个P轨道与氧原子的P轨道形成键。 （一）羧酸 13.1.1 羧酸的结构 R C OH O 酰基 羧基
13.1.2羧酸的分类和命名(1) 分类按羧基所连接的烃基种类·按烃基是否饱和脂肪族羧酸饱和羧酸脂环族羧酸不饱和羧酸芳香族羧酸按所含羧基的数目一元羧酸二元羧酸三元羧酸
(1) 分类 • 按羧基所连接的烃基种类 脂肪族羧酸 脂环族羧酸 芳香族羧酸 • 按烃基是否饱和 饱和羧酸 不饱和羧酸 • 按所含羧基的数目 一元羧酸 二元羧酸 三元羧酸 13.1.2 羧酸的分类和命名
(2)羧酸的命名·俗名一根据天然来源(蚁酸(甲酸)、醋酸(乙酸)等)·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；(3)酸前要冠以官能团位置的数字(编号最小);(4)其它同烷烃的命名规则8β俗名8a?OH系统名3256
•俗名——根据天然来源(蚁酸(甲酸)、醋酸(乙酸)等) •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; (3)酸前要冠以官能团位置的数字(编号最小); (4)其它同烷烃的命名规则 (2) 羧酸的命名 C C C C C C O OH 6 5 4 3 2 1 俗名 系统名
例如：CH,=CH-COOHCH,-CH-CH-COOH丙烯酸（败脂酸）2-丁烯酸（巴豆酸）CHCH.-CH-CH-COOHCH俗称：α,β-二甲基丁酸(α,β-二甲基酪酸)系统名称：2,3-二甲基丁酸
例如： CH3 CH3 -CH-CH-COOH CH3 俗称：,-二甲基丁酸 (,-二甲基酪酸) 系统名称: 2,3-二甲基丁酸 CH2 =CH-COOH 丙烯酸（败脂酸） CH3 -CH=CH-COOH 2-丁烯酸（巴豆酸）
·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COOHHCOOH-CH -COOHCOOH乙二酸（草酸）丙二酸（胡萝卜下酸）HCOOHHHCHOOCHHOOCCOOH马来酸富马酸(反丁烯二酸）(顺丁烯二酸）
• 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. • 脂肪族二元羧酸的命名 COOH COOH 乙二酸（草酸） HCOOH-CH2 -COOH 丙二酸（胡萝卜酸） (反丁烯二酸） (顺丁烯二酸） C C COOH HOOC H H C C H HOOC COOH H 富马酸 马来酸
·芳香族羧酸的命名羧基与苯环支链相连脂肪酸作为母体CH,COOHCH,COOHCH-CHCOOH3-苯丙烯酸苯乙酸（苯醋酸）α-萘乙酸（β-苯丙烯酸，肉桂酸）苯甲酸作为母体羧基直接与苯环相连2COOHCOOHCH,苯甲酸（安息香酸）对甲苯甲酸
• 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 2. 羧基直接与苯环相连——苯甲酸作为母体 COOH 苯甲酸（安息香酸） COOH CH3 对甲苯甲酸 CH2 COOH 苯乙酸（苯醋酸） 3-苯丙烯酸 （-苯丙烯酸，肉桂酸） CH=CHCOOH CH2 COOH -萘乙酸
·多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COOHCOOHCOOHCOOHα-萘羧酸环已烷羧酸对苯二羧酸（环己烷甲酸）α-萘甲酸;1-萘甲酸对苯二甲酸，1,4-苯二甲酸）
• 多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 COOH COOH 对苯二羧酸 （对苯二甲酸，1,4-苯二甲酸） COOH 环己烷羧酸 （环己烷甲酸） COOH -萘羧酸 -萘甲酸;1-萘甲酸
13.2羧酸的制法13.2.1 从伯醇或醛制备羧酸HHR[O][O]RCO--HROHHKMnO/H2SOKMnO/H2SOCH,CH.CH.CH,OHCH,CHCH,CHOCH.CHCH2COOHAACH,OHCHOCOOHKMnO./H2SOKMnO4/H2SOAKMnO./H2SOCH,(CH,),COOHCH,(CH),CHO20℃托伦斯试剂·不饱和醇或醛须用弱氧化剂制备AgNO3,NH3CH-CH-CH-COOHCH3-CH-CH-CHO +[O]
13.2 羧酸的制法 • 不饱和醇或醛须用弱氧化剂制备 13.2.1 从伯醇或醛制备羧酸 托伦斯试剂 CH3—CH=CH—CHO + [O] CH3—CH=CH-COOH AgNO3 ,NH3
从烃氧化制备羧酸13.2.21.高级烷烃混合物氧化制取高级脂肪酸混合物.作为制皂原料·如石蜡C20~C30烷烃,得50~60%高级脂肪酸(C10~C20):02,120℃RCH2-CH2-RRCOOH + R'COOH锰盐，1.5~3MPa高级烷烃混合物高级脂肪酸混合物2.低级烷烃直接氧化制取低级羧酸(往往得到混合物)：醋酸盐（或环烷酸钻）02CH,COOH+HCOOH+CH,CH,COOHC.Hio6MPa，150~250℃
C4H10 CH3COOH+HCOOH+CH3CH2COOH RCH2 -CH2 -R’ RCOOH + R’COOH 13.2.2 从烃氧化制备羧酸 1. 高级烷烃混合物氧化制取高级脂肪酸混合物,作为 制皂原料. • 如石蜡C20~C30烷烃,得50~60%高级脂肪酸(C10~C20): 2. 低级烷烃直接氧化制取低级羧酸(往往得到混合物): 锰盐，1.5~3MPa O2 , 120℃ 高级烷烃混合物 高级脂肪酸混合物 O2 , 醋酸盐(或环烷酸钴) 6MPa，150~250℃
双键断裂烯烃制备羧酸3.K,Cr20+H,S04RCH=CHR' + 4[O]RCOOH + R'COOH环状烯烃制备二元羧酸CH,CH,COOH4[0]+CH,CH,COOH丙烯酸的制备5.磷酸铋CH,=CH-COOHCH,=CHCH3 + O2550~750℃，0.7~1.4MPa
3. 烯烃制备羧酸——双键断裂 4. 环状烯烃制备——二元羧酸 5. 丙烯酸的制备 + 4[O] CH2 CH2 COOH CH2 CH2 COOH CH2=CH—CH3 + O2 CH2=CH—COOH 磷酸铋 550~750℃，0.7~1.4MPa RCH=CHR’ + 4[O] RCOOH + R’COOH K2Cr2O7+H2SO4