有机化学之 羧酸
有机化学_羧酸
的存在，氧原子上的负电荷则均匀地分散在两个原子
上，因而稳定容易生成。
O
1 2
RC
O
1 2
R C =O
O
O
R C= O
1
O2 RC 1
O2
1、电子效应对酸性的影响
1）诱导效应
1°吸电子诱导效应使酸性增强。
FCH2COOH > ClCH2COOH > BrCH2COOH >
ICH2COOH > CH3COOH
R CHCOOH + X OH
R C O + HCN
R'
R OH
C
R'
CN
水解 R OH C
R' COOH
3）列佛尔曼斯基（Reformatsky）反应 制备β-羟基
酸的方法。
CH2COOC2H5 + Zn Et2O CH2COOC2H5 R2C=O R2 C CH2COOC2H5
X
ZnX
OZnX
R2 C CH2COOC2H5 H2O / H OZnX
羧酸的来源和制备
来源： 羧酸广泛存在与自然界，常见的羧酸几乎都 有俗名。自然界的羧酸大都以酯的形式存在于油、脂、 蜡中。油、脂、蜡水解后可以得到多种羧酸的混合物。
制法： 一、氧化法 二、羧化法 三、水解法
(一)烃的氧化——有α-H的芳烃才能氧化为苯甲酸
CH3CH2CH2CH3 + O2
醋酸钴 90~100℃
不溶于水的羧酸既溶于NaOH也溶于NaHCO3， 不溶于水的酚能溶于NaOH不溶于NaHCO3， 不溶于水的醇既不溶于NaOH也溶于NaHCO3。
二、羧基上的羟基（OH）的取代反应
有机化学~9.羧酸
HOOC(CH2)nCOOH
聚酐 (n > 5)
二元酸加热的产物：
乙二酸 丙二酸 丁二酸 戊二酸
△
△
CO2
一元酸
环状酸酐
H2O 己二酸 庚二酸 环酮 CO2 + H2O
聚酐 (n > 5)
△
HOOC(CH2)nCOOH
例如：二元酸加热后的变化规律
• 完成下列反应，写出主要产物。
（二）羧酸衍生物
• 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.
COOH COOH
乙二酸（草酸）
HCOOH-CH2 -COOH
丙二酸（胡萝卜酸）
H C C HOOC 富马酸
COOH H
H C C HOOC
H COOH 马来酸
(反丁烯二酸）
(顺丁烯二酸）
• 芳香族羧酸的命名：芳基作取代基
• 不饱和醇或醛须用弱氧化剂制备 CH3—CH=CH—CHO + [O]
AgNO3,NH3
托伦斯试剂
CH3—CH=CH-COOH
9.2.2 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):
RCH2-CH2-R’
NO 2
9.5 羧酸的代表化合物
9.5.1 甲酸（蚁酸）
• 甲酸 • 乙二酸 • 苯甲酸 •邻苯二甲酸 •α-萘乙酸
• 能生成Cu2O↓ (与费林试剂)
• 能生成银镜 (与托伦斯试剂)
较强酸性！ 使KMnO4溶液 褪色！
甲酸的性质
一般氧化剂
HCOOH + [O]
大学有机化学第十三章羧酸
CH3-C CH-COOH CH3
4
3
2
1
3-甲基-2-丁烯酸
取代酸
CH
CHCOOH
3-苯基丙烯酸（肉桂酸） （ -苯基丙烯酸）
◆ 羧酸的物理性质
O R C
=
O
H O
H H H
R C
=
O
H O O
O H
O H
=
C R
羧酸是极性分子，能与水形成氢键，故低级一元酸可 与水互溶，但随M↑，在水中的溶解度↓，从正戊酸开始 在水中的溶解度只有3.7 %，＞C10的羧酸不溶于水。
O CH3C OH + NH3
CH3COOH + NH3
O
CH3C O.NH4 200℃CH C NH 3 2
CH3COONH4 Δ CH3CONH2 + H2O
-+
O
二元酸的二铵盐受热则发生分子内脱水兼脱氨，
生成五元或六元环状酰亚胺。
C H2C O O NH 4 C H2C O O NH 4
O
300℃
回流
ClCH2COOH
Cl2 , P
一氯乙酸
Cl2CHCOOH
回流
Cl2 , P Cl3CCOOH
二氯乙酸
回流
三氯乙酸
α-卤代酸是一种重要的取代酸，它可以发生与卤代烃相 似的亲核取代或消去反应，从而转变成其它的取代酸。
如：
CH3COOH Br2 ,P BrCH2COOH NaCN NCCH2COOH α-氰基乙酸
b.p： 羧酸 ＞ M 相同的醇。
IR谱：
OH伸缩振动—
二聚体：2500~3300cm-1(宽而散)；
单体： 3550cm-1(气态或非极性溶剂的稀溶液)。 C=O伸缩振动——脂肪族羧酸：1700~1725cm-1 芳香族羧酸：1680~1700cm-1
有机化学 第11章 羧酸
C O C
2.两个羧基相隔2～3个碳原子的二元酸，不需要任 何脱水剂，加热就能脱水生成五元或六元环酐。
O H H C C C OH C OH O 150℃ H H C C O C O C O + H2 O
（三）酯的生成
酯化是可逆反应。为了提高酯的产率，通常采用加 过量的酸或醇。
§11-1 羧酸的分类和命名法
分子中含有羧基 一、分类
按照与羧基所连的烃基： （—COOH）的化合物。 脂肪酸和芳香酸。 通式：RCOOH和 按照分子中所含羧基数目： ArCOOH表示。
一元羧酸和多元羧酸。
二、命名
（一）脂肪酸
CH3 CH3CHCH2COOH 3-甲基丁酸 β-甲基丁酸
_ H3 O+
CH3(CH2)3CHCHO CH2CH3
KMnO4,OHH 2O
CH3(CH2)3CHCOO CH2CH3
CH3(CH2)3CHCOOH CH2CH3 (78％)
二、腈水解
HOCH2CH2Cl NaCN HOCH2CH2CN (1)OH-,H2O (2)H3O
+
HOCH2CH2COOH
α-C有强吸电子基时容易脱羧，二元羧酸也较容易 发生脱羧反应。芳基作为拉电子基，使芳酸的脱羧 比脂肪酸容易。
COOH O2N NO2 NO2 ~100℃ H2O O2N NO2 NO2 + CO2
五、烃基上的反应
（一）α-H卤化 羧基与羰基类似，能使α-H活化。但羧基的致活作 用比羰基小得多，必须在碘、硫或红磷等催化剂存 在下α-H才能被卤原子取代。
有机化学基础知识点整理羧酸的性质与反应
有机化学基础知识点整理羧酸的性质与反应羧酸是一类重要的有机化合物，在有机化学领域中起着至关重要的作用。
本文将对羧酸的性质及其常见的反应进行整理，并探讨其在化学反应中的应用。
1. 羧酸的性质羧酸是由羰基和羟基或氨基组成的一类化合物。
羰基的存在赋予了羧酸许多特殊的化学性质。
（1）酸性：羧酸具有较强的酸性，可以和碱反应生成相应的盐和水。
羧酸的酸性来源于羧基上的羟基或氨基，它们可以与碱中的氢离子发生酸碱中和反应。
（2）溶解性：羧酸可以溶于许多极性溶剂中，如水、醇和酮等。
但在非极性溶剂中溶解度较低。
（3）氢键：由于羧基上的氢原子和含氧的孤对电子形成氢键，羧酸分子之间存在较强的相互作用力。
这种氢键能增加羧酸的熔点和沸点，并影响其化学性质。
2. 羧酸的反应（1）酸碱反应：羧酸可以与碱发生酸碱反应，生成相应的盐和水。
反应的例子如下：RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O（2）酯化反应：羧酸与醇反应可以生成相应的酯。
这是一种重要的羧酸衍生物合成方法。
反应的示例如下：RCOOH + R'OH → RCOOR' + H2O（3）酰氯化反应：羧酸可以和无水氯化物反应，生成相应的酰氯。
酰氯是一种活泼的羧酸衍生物，可进一步参与其他反应。
反应的表达式如下：RCOOH + SOCl2 → RCOCl + SO2 + HCl（4）酰亚胺化反应：羧酸与胺反应可以生成相应的酰亚胺。
这种反应在有机化学合成中非常常见。
反应的示例如下：RCOOH + NH2R' → RCONHR' + H2O（5）还原反应：羧酸可以在适当条件下被还原为醛或醇。
具体的还原剂取决于羧酸的结构及反应条件。
（6）烷化反应：羧酸可以与碳亲核试剂（如Grignard试剂）反应，生成相应的烷化产物。
反应的示例如下：RCOOH + RMgX → RCH2OH + MgXOR3. 羧酸的应用羧酸广泛应用于有机合成和材料科学等领域。
有机化学基础知识点羧酸的性质和反应
有机化学基础知识点羧酸的性质和反应羧酸是有机化学中的一类重要化合物，其具有独特的性质和反应。
本文将对羧酸的性质和反应进行分析，以帮助读者更好地理解有机化学中羧酸的基础知识点。
一、羧酸的基本结构和性质羧酸的化学式通常表示为R-COOH，其中R表示有机基团。
羧酸中的碳原子与一个羧基（-COOH）和一个有机基团R连接。
羧酸中的羧基是由一个碳氧化合物和一个羟基组成的。
羧酸具有一些基本的性质。
首先，羧酸是一类具有酸性的化合物。
其羧基上的氧原子带有负电荷，可以释放出质子（H+），从而使羧酸溶液具有酸性。
其次，羧酸中的羧基中的羟基（-OH）是极性的，使羧酸具有较高的溶解度。
此外，羧酸还可以形成氢键和其他分子进行相互作用，影响其物理性质。
二、羧酸的反应1. 羧酸与碱反应羧酸与碱反应会生成相应的盐和水。
这是因为碱可以中和羧酸中的质子，使羧酸中的羧基离子化，并与碱中的阳离子形成盐。
反应方程式如下所示：RCOOH + NaOH → RCOONa + H2O2. 羧酸与醇反应羧酸与醇反应会发生酯化反应，生成酯和水。
这是一种酸催化的反应，羧酸中的羧基与醇中的羟基发生缩合反应，并释放出水分子。
反应方程式如下所示：RCOOH + R'OH → RCOOR' + H2O3. 羧酸的脱羧反应羧酸的脱羧反应是指羧酸分子中的羧基失去碳原子，生成相应的酮或醛。
这是一种重要的羧酸反应，在实际有机合成中被广泛应用。
脱羧反应可以通过加热、用酸或碱催化来促进。
反应方程式如下所示：RCOOH → R'COR + CO24. 羧酸的酰氯化反应羧酸与反应的卤化酰可发生酰氯化反应，生成相应酰氯和HCl。
酰氯在有机合成中是一种重要的中间体，可以进一步参与其他反应。
反应方程式如下所示：RCOOH + SOCl2 → RCOCl + SO2 + HCl5. 羧酸与亲电试剂的反应羧酸可以与亲电试剂发生的有机反应，例如与醇、胺、卤代烷等反应，生成相应的酯、酰胺或酰化产物。
有机化学之羧酸
加热 RCOOAg + Br2 CCl 4 RBr + CO2
用于制备特殊结构而且少一个碳原子的溴代烃。
+ AgBr
例：
CH 3 CH 2COOA g
（1－甲环己基）乙酸银
Br2 CCl 4
CH 3 CH 2Br
1－甲基－1－溴甲基环己烷
5 Kochi（柯齐）反应 羧酸在醋酸铅和氯化锂存在下，在苯中回流，可以制备少一个碳原子的氯代烃
COOH △ COOH
O
O + H2O
O
COOH △
COOH
O
O O + H2O
O
O + H2O O
O
H
COOH
△H
C O + H2O
H
COOH
H
C
O
注意：已二酸、庚二酸（失羧、失水） ~300℃
COOH
△
COOH
O + CO 2 + H2O
CH 2 CH 2 COOH △ H2C
CH 2 CH 2 COOH
酰胺（被氨基取代）
1 酯化反应：羧酸和醇在浓酸作用下，生成酯和水
RCOOH + R'OH
H+ RCOOOR' + H2O
CH3COOH + EtOH
H+ CH3CO2Et + H2O
(1)反应的特点 可逆反应，要提高产率采取两种方法使平衡右移： ① 一种原料过量，如醇过量，使平衡右移。
② 将生成的水蒸出，使平衡右移。
RCOOH + NaOH
RCOONa + H2O
RCO 2H ＞ H2CO 3 ＞ C6H5OH ＞ H2O ＞ROH
有机化学 第十二章 羧酸
王鹏
山东科技大学 化学与环境工程学院
12.3 羧酸的物理和波谱性质
二、1H-NMR：
-COOH： δ范围 10～14 邻近羧基的碳上的氢移向低场区， δ约2～2.6 O CH2 C O H
δ： 2~3
10~13
如p282 图13-2异丁酸的核磁图 羧酸核磁的另一特点是活性氢交换后低场区信号 减弱或消失
王鹏
12.4 羧酸的化学性质
酯化反应的亲核取代机理：
O R C OH + H
+
快
+OH
慢
OH R
快
R
快
C
OH
.. R'O H ..
C
+.. O R'
OH H O R C OR'
OH
快
+ OH OR'
H2O 快 慢
R
C
R
C
OR'
H
+
+ OH2
快
叔醇更倾向于酸碱中和机理，即酸失去H+，叔醇 失去OH－，剩余部分结合成酯
溶解性：
低级脂肪酸是极性分子，易溶于水（因为易与水成分子间 氢键）。随着碳原子数增加，水溶性逐渐降低
熔沸点：
羧酸的熔沸点比分子量相近的其他化合物高许多
王鹏
山东科技大学 化学与环境工程学院
12.3 羧酸的物理和波谱性质
一、IR：
O-H：3560～3500（单体）3000～2500（二聚） C=O：1720，C-O：1250 羧酸的红外特征是强而宽的羧基峰和羰基峰
王鹏
山东科技大学 化学与环境工程学院
12.2 羧酸的分类和命名