第十二章 羧酸及其衍生物 Carboxylic acids and derivatives 通式：RCOOH Carboxyl group University of Science and Technology of China
University of Science and Technology of China 第十二章 羧酸及其衍生物 Carboxylic acids and derivatives 通式 :RCOOH Carboxyl group 有 机 化 学
一、羧酸的分类和命名 1.分类 >根据分子中羧基的数目 一元酸 mono- 二元酸 di- 多元酸 poly- >根据R的性质 芳香酸 饱和酸 脂肪酸 不饱和酸 Organic Chem
Organic Chem 一、羧酸的分类和命名 1. 分类 ➢ 根据分子中羧基的数目 一元酸 mono- 二元酸 di- 多元酸 poly- ➢ 根据R的性质 芳香酸 饱和酸 脂肪酸 不饱和酸
2.命名 a俗名 COOH HC-OH CH3 HC-OH HCOOH HC-OH COOH COOH 蚁酸 酒石酸 乳酸 COOH HC-COOH CHCOOH HC-OH HO-C-COOH H2C-COOH H2C-COOH 醋酸 苹果酸 柠檬酸 Organic Chem
Organic Chem 2. 命名 a) 俗名 HCOOH CH3 COOH 蚁酸 酒石酸 乳酸 醋酸 苹果酸 柠檬酸 HC COOH OH HC OH COOH HO C COOH H2 C COOH COOH HC OH H2 C COOH HC CH3 OH COOH H2 C COOH
b)IUPAC命名法 ◆选取含羧基的最长碳链—一主链 ◆从靠近羧基的一端开始编号 ◆ 取代基、重键的位置用阿拉伯数字标出 CH3-C=CH-COOH COOH CH3 3-甲基-2-丁烯酸 NO, CH:CH2CHCH2COOH CH3 3-硝基苯甲酸（或间-） B-甲基戊酸(3甲基戊酸) Organic Chem
Organic Chem b) IUPAC命名法 ◆ 选取含羧基的最长碳链——主链 ◆ 从靠近羧基的一端开始编号 ◆ 取代基、重键的位置用阿拉伯数字标出 3-甲基-2-丁烯酸 3-硝基苯甲酸（或间-） β-甲基戊酸（3-甲基戊酸） CH3 C CH COOH CH3 COOH NO2 CH3 CH2 CHCH2 COOH CH3
二、羧酸的物理性质 1.分子中有两个部位可形成H-键，常以二聚体存在 0-H-0 R-C C-R 0-H-0 1)b.p很高（比M相近的醇高） 例： M甲酸=M乙醇 b.p100.7℃ 78.5℃ 2)与水形成H-键=>易溶于水 C1一C4的酸与水混溶，R增大，水溶性↓ Organic Chem
Organic Chem 二、羧酸的物理性质 1. 分子中有两个部位可形成H-键，常以二聚体存在 1） b.p很高（比M相近的醇高） 例： M甲酸 = M乙醇， b.p 100.7℃ 78.5℃ 2） 与水形成H-键=>易溶于水 C1—C4 的酸与水混溶，R增大，水溶性↓ R C O O H C R O H O
2.波谱性质 IR:特征吸收： VC=0: 缔合 1710~1760cm1游离 共轭 1690≈1720cm1 V-H:缔合25003000~3550cm1游离 辅助：Vc-0:1210~1320cm1 Organic Chem
Organic Chem 2. 波谱性质 IR：特征吸收： νC=O： 缔合 1710～1760cm-1 游离 共轭 1690～1720cm-1 νO-H：缔合 2500 3000～3550cm-1游离 辅助：ν C-O： 1210～1320cm-1 ~
0 NMR: -CH2-C-0-H 6: 2≈3 10~13 MS: 饱和脂肪酸 M+小 芳香酸 M+大 最主要的裂解方式—麦氏重排 R H CH OH H2 R-CH HC OH B CH OH CH2 R R M/Z=60+14n Organic Chem
Organic Chem 饱和脂肪酸 M+小 芳香酸 M+ 大 最主要的裂解方式——麦氏重排 CH2 C O H O NMR: δ： 2~3 10~13 MS： CH H2 C CH O H OH R' R +. α γ β CH2 CH R + OH OH HC R' . + M/Z=60+14n
三、羧酸的化学性质 结构与反应性 IV.失羧反应 I.-H反应 H 0 R-CH- dx I. 酸性反应 Nu IⅡ.亲核加成-消除=取代(OH) Organic Chem
Organic Chem 三、羧酸的化学性质 结构与反应性 R CH H C O H O δ - δ + . Nu . . II．亲核加成-消除 = 取代（OH） III．α-H反应 IV．失羧反应 I．酸性反应
0H氧上带孤对电子，与C=0的键共轭 结果：0-H键极化加大，H易离去→酸性 使得羧基碳原子上的正电性削弱 →亲核加成比醛酮难 α-H的酸性比醛酮弱 P-元共轭 C=0键增长：120→123pm 的证据： C-0键缩短：143→136pm Organic Chem
Organic Chem OH氧上带孤对电子，与C=O的π键共轭 结果：O-H键极化加大，H 易离去 酸性 使得羧基碳原子上的正电性削弱 亲核加成比醛酮难 α-H的酸性比醛酮弱 P-π共轭 C=O键增长：120 123 pm 的证据： C-O键缩短：143 136 pm +
1.酸性 酸根负电荷平均分布在两个0原子上—稳定 RCOOH H2O -R-C+H3"O 0 酸性大小： 大多无机酸>羧酸>H,CO3>苯酚>ROH pKa(甲酸3.75)4.75-5 6.37 9.98 16-17 溶于Na2C03 不溶 Organic Chem
Organic Chem 1. 酸性 酸性大小： 大多无机酸> 羧酸 > H2CO3 > 苯酚 > ROH pKa（甲酸3.75） 4.75-5 6.37 9.98 16-17 溶于Na2CO3 不溶 酸根负电荷平均分布在两个O原子上——稳定 RCOOH + H2 O R C O O + H3 + O δ - δ -