第十一章羧酸和取代羧酸课件
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11取代羧酸
H—C—COOH O 乙醛酸
CH3 C COOH O
α-丙酮酸
β-丁酮酸
CH3 C CH2COOH O
一、 酮酸的命名
以羧酸为母体, 酮基作取代基, 酮基的位次用阿 拉伯数字或希腊字母标明。酮基也可称为氧代。
O
O
O
C CH2COOH CH3CCOOH H CH C 3CH 2COOH a b
丙酮酸或2-氧代丙酸 b -丁酮酸(乙酰乙酸)
2．β-酮酸的分解反应
(1) 脱羧反应
β-酮酸比α-酮酸更易脱羧, 通常β-酮酸只能在低温下保存。
O CH3 C CH2COOH
温热
O CH3 C CH3
CO2
β-酮酸由于羧基受β-羰基的影响, 同时也由于 形成6员环的分子内氢键而使脱羧更加容易。其反 应机制为：
O H CH3 C O C O β-丁酮酸
O H CH3 C O C O
CO2
微热
CH3 C CH2 烯醇式
OH
O CH3 C CH3
由于β-酮酸脱羧产物是酮，故称为酮式分解。
(2) 酸式分解
β-酮酸与浓碱共热，分解为两分子羧酸盐，称为酸式分解。
O CH3CH2CCH2CO2H β-戊酮酸 NaOH
△
CH3CH2CO2Na 丙酸钠
CH3CO2Na 乙酸钠
CO2H
> HO
4.54
CO2H
邻位-OH: +C效应 间位-OH主要 及 分 子 内 氢 键 . 后 表现为 -I 效应 者使酸性明显增强
对位-OH主要 表现 +C 效应
OH C O O H
O C O O H
H
2．酚酸的脱羧反应
羧酸及取代羧酸 PPT
羧 酸 Carboxylic Acid
8、1、2 羧酸的重要化学性质
O RC
OH
sp2 R
O C
OH
O
R R C C pO-π共轭 O OHH
p-π共轭的结果使羧羰基碳原子上的正电荷 减少,羧羟基极性增加,C-O键得到加强。
羧 酸 Carboxylic Acid
O R=H时键长
RC
0.123nm 0.136nm
CH3 CH2 CH2 COOH
Cl
(4、52)
(4、82)
羧 酸 Carboxylic Acid
常见取代基诱导效应的强弱 NO2> CN>Cl>Br> CCH > OCH3> OH> Ph > CH=CH2 >H > CH3> CH(CH3)2>C(CH3)3 芳酸酸性>脂肪酸(但HCOOH除外？)
O RC
O-
ORC
O
0.127nm O ≡R C
0.127nm O
羧 酸 Carboxylic Acid
羧酸的性质可从结构上预测,主要有以下两 个重要特征:①氢氧键的极性增强,故羧酸显 示了明显的酸性。②羧基中碳氧双键上碳原 子的正电性降低,故不易进行类似醛、酮羰基 上的亲核加成反应。
H RC
H α H 的反应
O2N
COOH
(1)B2H6 ， O (2)H3O+
O2N
CH2OH
羧 酸 Carboxylic Acid
8、1、2、4 脱羧反应分子内失去羧基,放出CO2
CH3 CO2Na + NaO H(CaO)
碱石灰
CH4 +Na2CO3
《羧酸与取代羧酸》PPT课件
精选PPT
26
甲
酸
O
的
H C OH
特
殊 醛基
性
羧基
羧酸的一般性质
醛的一般性质：银镜反应（还原性）
精选PPT
27
第二节 取代羧酸
重要取代羧酸
卤代羧酸（halogeno acid）
ClCH2COOH
羟基酸（hydroxy acid） 醇酸（alcoholic acid） 酚酸（phenolic acid）
HCO2H > C6H5CO2H > CH3COOH > C2H5CO2H ≈ n-C3H7CO2H
pKa 3.75
4.19
4.76
4.87
4.82
当苯环上连有取代基时，其种类及位置会影响取代苯甲酸的酸性。 吸电子共轭效应基团：
-NO2, -CN, -COOH, -CHO, -COR , X 等，使酸性增加 给电子共轭效应基团：
第十二章 羧酸和取代羧酸 (Carboxylic Acids)
精选PPT
1
主要内容：
羧酸的结构、命名 羧酸的物理和化学性质
1) 酸性(Acidity ) 和成盐 2) -OH的取代(Substitution ) ：羧酸衍生物的生成 3) 脱羧（Decarboxylation）
二元羧酸热解(pyrolysis) 4) 还原（Reduction) 取代酸(羟基酸、酮酸)的物理和化学性质
O
H
O RC
O
p-π共轭
p-π共轭
羰基亲核性比
O-H键极性增强，
醛酮的亲核性
酸性比水、醇的酸
降低
精选PPT 性要强
7
羰基不饱和, 可加成、还原
第十一章羧酸和取代羧酸亲核加成-消除反应
其它能还原羧基的试剂
AlH3 O R C OH B2H6 H2O R CH2OH H2O
O
例： O2N
B2H6 OH
H2O O2 N CH2OH
C
-NO2未受影响 Organic Chem
合成上应用 —— 制备伯醇
O
1. LiAlH4 OH 2. H2O
R
C
R
CH2OH
1. LiAlH4 酯化 R O C OEt 2. H2O
O R CH X C OH
PBr3 R
O C Br
酰 (基 )溴
比较: 醇类的卤代
SOCl2 R R OH PBr3 R Cl Br
羧酸羟基的 卤代与醇类的卤 代有相似性
Organic Chem
2）、生成酸酐的反应：
O 2 RCH2 C OH P2O5 RCH2 O C O O C CH2R + H2O
强除水剂
酸酐
可能机理:
COOH
正常反应: 形成环状酸酐
加热反应即发生
Organic Chem
3）、酯化：
O R C OH + HOR' H+ R O C OR' + H2O
酯化反应特点： 反应需要 H+ 催化，无催化剂时反应很慢。 反应可逆（加大反应物用量或除去水使酯的产率提高） 酯化反应机理的讨论 机理须说明的问题： a. 反应可逆性 b. H+ 在反应中起什么的作用？先作用在哪？ c. 酯中OR‘中氧的来自于酸还是醇？
呋喃甲酸
苯丙酸 3-苯基丙酸
O H3C
O OH
H2N CHCOOH CH2COOH
(末端) CH2(CH2)9COOH Br
有机化学PPT11RCO-L第十一章 羧 酸 衍 生 物课件
三、酯的命名
一元醇的酯：某酸某(醇)酯 多元醇的酯：某醇某酸酯
OO C H 3 C O C H 2 C H 3 C H 3C O C H 2
乙酸乙酯
乙酸苄酯
O
O
CH3OCCH2CH2COCH3
丁二酸二甲酯
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7
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乙二醇二乙酸酯
速率影响较大，R 和 OR’ 基团体积增大，反应速率降低。R 和 OR’ 供电子效应增强, 有利于稳定中间体而加快水解速率。
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22
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(二) 醇解 (alcoholysis) —— 生成相应的酯
O
R— C— X
OO
R -C — O -C -R ’
O
SN
R
C
＋ : NuL
O-
RC Nu
L
EO
R
C
＋ : LNu
羰基的正电性越强、位阻越小, 越有利于亲核加成 离去基碱性越弱, 基团越易离去, 越有利于消去 离去基的离去能力：X- > RCO2- > RO- > NH2羧酸衍生物酰化反应活性: 酰卤 > 酸酐 > 酯 > 酰胺
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C H 3C H 2C
O
苯甲酸酐
乙丙酐
乙酸丙酸酐
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5
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O CH 2 C
O CH 3 CH
O
2-甲基丁二酸酐
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O O O
一元醇的酯：某酸某(醇)酯 多元醇的酯：某醇某酸酯
OO C H 3 C O C H 2 C H 3 C H 3C O C H 2
乙酸乙酯
乙酸苄酯
O
O
CH3OCCH2CH2COCH3
丁二酸二甲酯
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乙二醇二乙酸酯
速率影响较大，R 和 OR’ 基团体积增大，反应速率降低。R 和 OR’ 供电子效应增强, 有利于稳定中间体而加快水解速率。
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(二) 醇解 (alcoholysis) —— 生成相应的酯
O
R— C— X
OO
R -C — O -C -R ’
O
SN
R
C
＋ : NuL
O-
RC Nu
L
EO
R
C
＋ : LNu
羰基的正电性越强、位阻越小, 越有利于亲核加成 离去基碱性越弱, 基团越易离去, 越有利于消去 离去基的离去能力：X- > RCO2- > RO- > NH2羧酸衍生物酰化反应活性: 酰卤 > 酸酐 > 酯 > 酰胺
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C H 3C H 2C
O
苯甲酸酐
乙丙酐
乙酸丙酸酐
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O CH 2 C
O CH 3 CH
O
2-甲基丁二酸酐
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O O O
羧酸与取代羧酸-PPT课件
2 0 1 4 1 1 8 5
C H ( C H ) C H = C H C H C H = C H C H C H = C H C H C H = C H ( C H ) C O H 3 2 4 2 2 2 2 3 2
1
5,8,11,14- 二十碳 四烯酸 (花生四烯酸)
H O O C C H C H C H C H C O O H 2 2 2 3-羧甲基 己二酸 C H C O O H 2
4 g 3 b 2C 2 C H C H C HC O O H 2
C O H 2
2-甲基-3-丁烯酸
COOH
反-1,4-环己烷二甲酸
COOH
COOH
NO
Cl 3-硝基-4-氯苯甲酸
2
COOH
邻苯二甲酸(酞酸)
α-萘甲酸 1-萘甲酸
命名举例：
>10C 的不饱和酸在碳数后加“碳”字！
羧酸的系统命名法与醛相似。对于简单 的脂肪酸也常用 α、β、γ 等希腊字母表示取 代基的位次；羧基永远作为C-1。
C H 3 C H C H C H C H C O H 3 2 2 2
5 4 g 3 b 2 a 1
3-甲基戊酸 β-甲基戊酸 2-甲基-4-溴丁酸 α-甲基-γ-溴丁酸
C H 3 B r C H C H C H C O H 2 2 2
C H C O H C H C H C H C H C O C H C H C = C H 3 2 3 3 3 3 3 2 O H C H 3
MW 60 Bp/℃ 117.9 60 82.3 58 56.5 56 -6.9
— O O H 形成双分子氢键缔合体 C C C H H C 3 3 O — H O
C O O H C H C O O H 2 C a r b o x y l( c a r b o x y ) : 羧 基 C a r b o x y m e t h y l : 羧 甲 基 a r b o x y e t h y l : 羧 乙 基 C H C H C O O H C 2 2
C H ( C H ) C H = C H C H C H = C H C H C H = C H C H C H = C H ( C H ) C O H 3 2 4 2 2 2 2 3 2
1
5,8,11,14- 二十碳 四烯酸 (花生四烯酸)
H O O C C H C H C H C H C O O H 2 2 2 3-羧甲基 己二酸 C H C O O H 2
4 g 3 b 2C 2 C H C H C HC O O H 2
C O H 2
2-甲基-3-丁烯酸
COOH
反-1,4-环己烷二甲酸
COOH
COOH
NO
Cl 3-硝基-4-氯苯甲酸
2
COOH
邻苯二甲酸(酞酸)
α-萘甲酸 1-萘甲酸
命名举例：
>10C 的不饱和酸在碳数后加“碳”字！
羧酸的系统命名法与醛相似。对于简单 的脂肪酸也常用 α、β、γ 等希腊字母表示取 代基的位次；羧基永远作为C-1。
C H 3 C H C H C H C H C O H 3 2 2 2
5 4 g 3 b 2 a 1
3-甲基戊酸 β-甲基戊酸 2-甲基-4-溴丁酸 α-甲基-γ-溴丁酸
C H 3 B r C H C H C H C O H 2 2 2
C H C O H C H C H C H C H C O C H C H C = C H 3 2 3 3 3 3 3 2 O H C H 3
MW 60 Bp/℃ 117.9 60 82.3 58 56.5 56 -6.9
— O O H 形成双分子氢键缔合体 C C C H H C 3 3 O — H O
C O O H C H C O O H 2 C a r b o x y l( c a r b o x y ) : 羧 基 C a r b o x y m e t h y l : 羧 甲 基 a r b o x y e t h y l : 羧 乙 基 C H C H C O O H C 2 2
有机化学第11章 羧酸和取代羧酸
脂肪族多元酸： 选择含有两个羧基的最长碳链为主链，称为某二酸。 例如：
COOH COOH
CH2COOH CH2COOH
丁二酸（琥珀酸）
乙二酸（草酸）
HOOC C C H
H
H C C
COOH
COOH
H
COOH
顺-丁烯二酸 （马来酸）
反-丁烯二酸 （富马酸）
HO CHCOOH CH2COOH
羟基丁二酸 （苹果酸）
H2 O
R C NH 2
酰胺键的结 构： 请指出氨苄青霉素中的酰胺键
CHCONH NH2 O N S
O H C N
CH3 CH3
COONa COOH
4 脱羧反应 decarboxylation
脱羧反应：羧酸及其盐中的羧基失去CO2的反应。 饱和一元羧酸对热稳定，通常不发生脱羧反 应，但在特殊条件下，如变成钠盐后与碱石灰混合 强热失去CO2 ，变成少一个碳原子的烃。
R C OH + PCl5
五氯化磷
R C Cl + POCl3 + HCl
三氯氧磷 107°C
O R C OH + SOCl2
O R C Cl + SO2 + HCl
氯化亚砜（亚硫酰氯）
79°C
其中下反应最为常用：
O C6H5COOH SOCl2 79°C C6H5 C Cl SO2
197 °C
HCl
COOH
CH2COOH
苯甲酸
2-萘乙酸
COOH
CHCH2COOH CH3
3-苯基丁酸 ο-苯二甲酸
COOH
脂环族的羧酸：将脂肪环作为取代基，以脂肪酸为母体。
CH2COOH
11-羧酸及取代羧酸
第一节
羧酸
一、结构、分类、命名 1. 结构：羧基可看成是由羰基和羟基组合而成。
共平面
p,p-共轭体系
R— —
O H
R—C
羰基和羟基通过 p,p- 共轭构成一个整体， 故羧基不是羰基和羟基的简单加合。
· O · ·
H
O R —C
P-π共轭的结果:
键长平均化；
· · O · ·
H
羰基的正电性— 降低，亲核加成变难；
CH3
COOH
CH3CH2CH2-C-COOH CH-CH3
2-丙基-2-丁烯酸
顺-4-甲基环己基甲酸
20 14 11 8 5 1 CH3(CH2)4 CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3CO2H
5,8,11,14- 二十碳 四烯酸 (花生四烯酸)
>10C的不饱和酸在碳数后加“碳”字
C15H31COOH
乙酸(醋酸)
软脂酸 C17H35COOH
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
油酸
羧酸的系统命名法与醛相似。对于简单的脂肪 酸也常用 a、b、g 等希腊字母表示取代基的位次； 羧基永远作为C-1。
CH3 CH3-CH2-CH-CH2-CO2H
5 4 g 3 b 2 a 1
O
C-CH3
三、羧酸的化学性质
羧基结构中 p,p- 共轭体系的存在使羧基 的化学性质并不表现为羰基和羟基的简单加 合。
羧 酸 中 的 C=O 不象醛酮中羰基那 样活泼，不能与 HCN 、 NaHSO3 ， H2N-G 等 进 行 亲 核 加成。
羧基中 -OH 氧原 子的电子密度有所 降低，从而使 O—H 键之间电子密度降 低，且更靠近氧原 子，以致羧基中的H 能以 H+ 的形式离解 ， 表现出明显的酸性。
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
CH3 CH3CHCH2
CH3
布洛芬
CHCOOH 抗炎镇痛
(应用最广泛的镇痛消炎药)
O OCCH3
COOH
(1898年上市的化学合成药)
阿斯匹林 解热镇痛
C H 2C H （ C H 2 ） 8 C O O H
10-十一碳烯酸 抗真菌药
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
43 2 1 CCH CHCOOH
H O
CH2CH2CH2CH3
4-溴丁酸
12-羟基-9-十八碳烯酸 4-丁基-2,4-戊二烯酸
HOOCCH CHCOOH CH3 CH2CH3
HOOC
COOH
CC
H
H
2-甲基-3-乙基丁二酸
(E)-丁烯二酸
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
(B) 含环羧酸
这些羧酸的俗名很常用，应该记住
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
(2) 普通命名法
γβ α
ωγβα
ω
CH3CH2CHCOOH CH3CH2C CHCOOHH O C H 2 C H 2 C H 2 C H 2 C O O H
CH3
CH3
- 甲基丁酸 -甲基- -戊稀酸 -羟基戊酸
油酸 顺-9-十八碳烯酸
亚油酸 顺,顺-9,12-十八碳二烯酸
C O O H H OC H
C H 3 乳酸 α-羟基丙酸
H OC HC O O H H OC HC O O H
酒石酸 2,3-二羟基丁二酸
C H 2 C O O H H OCC O O H
C H 2 C O O H 柠檬酸 3-羟基-3-羧基戊二酸
肉桂酸 3-苯基丙烯酸
O H
水杨酸 2-羟基苯甲酸
这些羧酸的俗名很常用，应该记住
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
HH
H H H H
C C
C C C C
C H 3 ( C H 2 ) 7 ( C H 2 ) 7 C O O H C H 3 ( C H 2 ) 4 C H 2 ( C H 2 ) 7 C O O H
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
（3）系统命名法 (A) 脂肪族羧酸
母体： 选含羧基的最长连续碳链, 不饱和羧酸选含羧基和 不饱和键在内的最长连续碳链为主链.
B r C 4H 2 C 3H 2 C 2H 2 C 1O O H C 1H 83(C H 2)5C 12H C H 2C 1H 0 9C H (C H 2)7 1C O O HC 5H2
羧基与环相连: 母体为芳烃(或脂环烃)名称+甲酸.
COOH
COOH
COOH
CH3
对甲基苯甲酸
COOH
2,4-环戊二烯甲酸 反-1,2-环戊烷二甲酸
羧基与侧链相连: 母体为脂肪酸.
CH CHCOOH
CH2COOH CH2COOH
CH3CHCH2COOH
3-苯基丙烯酸
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1,2-苯二乙酸
第十一章羧酸和取代羧酸课件
OR , ( X ,
R )*, NO2 , NO
*烷基广东药学院
第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
多官能团化合物命名步骤：
1、根据官能团优先次序，找出主要官能团，确定母体名称 和取代基的先后次序，较优基团后列出；
2、选取含最优基团在内的碳链最长的为主链，编号依照最 低系列原则，并使最优基团位码尽可能小；
肉豆蔻酸 十四碳酸
C H 3 ( C H 2 ) 1 4 C O O H C H 3 ( C H 2 ) 1 6 C O O H C H 3 ( C H 2 ) 1 8 C O O H
软脂酸(棕榈酸)
硬脂酸
花生酸
十六碳酸
十八碳酸
二十碳酸
C O O H
C H C H C O O H
C O O H
安息香酸 苯甲酸
羧酸通式： RCOOH （脂肪酸）
ArCOOH（芳香酸）
含羧基的常用药物举例
O CH2C NH
S CH3
N CH3
COOK
青霉素G钾Benzylpenicillin potassium
(人类发明的第一种抗生素)
O OH
F
O
N
N
N
O (S) H
左氧氟沙星Levofloxacin
(喹诺酮类广谱抗生素)
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第十一章 羧酸和取代羧酸
(一) 羧酸的分类和命名 (二) 羧酸的物理性质 (三) 羧酸的结构和酸性 (四) 羧酸的化学反应 (五) 羧酸的制备 (六) 取代羧酸
主讲人:
第十一章羧酸和取代羧酸课件
11.1. 一元羧酸的分类与命名
含有羧基的化合物称为羧酸（carboxylic acids）。除甲 酸外，羧酸可看作是烃分子中的氢被羧基取代的衍生物。
3-环戊基羧酸
主讲人: 申东升
多官能团化合物命名
分子中含两个或两个以上官能团时，确定构 成母体的主官能团，应遵守官能团优先次序规则。 官能团优先递降次序如下：
COOH , SO3H , COOR , COCl , CONH2 , CN,
CHO , CO , OH,
SH ,
NH2 , C C ,
H2C C ,
主讲人: 申东升
1、命名
Naming Caboxylic Acids
(1) 俗名
H C O O H C H 3 C O O H C H 3 C H 2 C H 2 C O O H H O O C C O O H
蚁酸
醋酸
酪酸
草酸
甲酸
乙酸
丁酸
乙二酸
HH
H C O O H
H O O C C H 2 C H 2 C O O H
C C
C C
H O O C C O O HH O O C H
琥珀酸 丁二酸
马来酸 顺丁烯二酸
富马酸 反丁烯二酸
这些羧酸的俗名很常用，应该记住
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
C H 3 ( C H 2 ) 1 0 C O O H
月桂酸 十二碳酸
C H 3 ( C H 2 ) 1 2 C O O H
3、当分子中同时含有烯基或炔基时，编号依照最低系列原 则给烯基或炔基，若烯基或炔基处相同位次，则给烯基最低编 号；
4、当分子中含有烯基或炔基时，通常将烯醇、烯醛、烯酮、 烯酸或炔醇、炔醛、炔酮、炔酸作为母体；
5、当分子中含有两种以上卤素时，按氟、氯、溴、碘的次序； 6、当分子中含有多个烷基时，按碳原子个数由少到多，由
简单到复杂。
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第十一章羧酸和取代羧酸课件
主讲人: 申东升
多官能团系统命名法举例：
C l B r F
1 23
4 321
C H 3 C H 2 C H 2 CC HC H C H 3 C H 2C H C H 2 B r C H 2C H C H C H 2 O H