(一)羧酸的分类和命名重点
羧酸知识点总结,酯化反应
《羧酸》知识点总结1.羧酸的定义：在分子里烃基跟羧基直接相连接的有机物叫做羧酸，羧酸可表示为R—COOH。
2.饱和一元羧酸的通式为：C n H2n O2，其中含有2n-1个C—H键，n-1个C—C键，1个C=O键，1个O—H键，1个羧基。
3.羧酸的分类：（1）根据分子里的烃基是否饱和可分为饱和羧酸、不饱和羧酸；（2）根据羧基的数目可分为一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸；（3）根据烃基不同可分为脂肪酸、芳香酸；（4）根据C原子数目可分为低级脂肪酸、高级脂肪酸。
4.羧酸的系统命名法：（1）选主链：选含-COOH的最长碳链为主链，称为某酸；（2）编号：从-COOH的C原子开始编号，即羧基上C原子编号时必为1号C原子；（3）命名：取代基编号-取代基某酸；注意：主链中含碳碳双键或碳碳叁键时，命名时要给出双键或叁键的位置编号。
如命名为______________________。
命名为______________________。
5.酯的命名：将酯拆分为酸和醇，先酸后醇，命名时读作“某酸某酯”，“某酯”实际上指的是“某醇”。
如，CH3COOC4H9命名为乙酸丁酯，CH2CHCOOC8H17命名为丙烯酸辛酯。
6.羧酸的化学性质：由于羧酸的分子里含有羧基，羧基是羧酸的官能团，它决定着羧酸的主要化学特性，所以羧酸的主要化学性质有：①酸的通性；②可发生酯化反应。
7.羟基酸的酯化反应：（1）分子间的酯化反应：（2）分子内的酯化反应：8.饱和一元羧酸(C n H2n O2)的不饱和度为1，所以分子式为C n H2n O2的有机物既存在羧酸类的同分异构体，也存在酯类的同分异构体。
例1.给下列酯命名：（1）C6H5COOCH3：________________________。
苯甲酸甲酯（2）：________________________。
甲基丙烯酸甲酯例2.巴豆酸的结构简式为CH3CH＝CHCOOH，现有：①氯化氢，②溴水，③纯碱，④2-丙醇，⑤酸性高锰酸钾溶液。
第七章 含氧有机化合物(三)(1)
羧酸具有明显的酸性，甚至能与NaHCO3等成 盐：
RCOOH + NaHCO 3
RCOONa + CO2 + H2O
说明RCOOH的酸性大于H2CO3。 pKa数据亦说明，酸性： RCOOH＞H2CO3＞ArOH
与无机酸相比，RCOOH仍为弱酸：
RCOONa + HCl
∴
RCOOH + NaCl
分类：
①按烃基不同分类
¬ ¾ µ R-COOH Ö ²Ë RCH=CHCOOH不±¹ Ë ¤ Í µ ② 按－COOH数目
¶ ª µ þ Ò Ô Ë CH3COOH ¡ Ô Ë º ª µ
Ar-COOH
²Ï Ë » ã µ ² ±¹ Ë º ¤ Í µ
RCH2CH2COOH
COOH ¶ ª µ ¡´ Ô Ë COOH
¡¡¡ á
小结 þ ª µ Ó ±¹ ¶ Ô Ë » È Ê £ Ò ¶ Ë ¡ ±¶ Ë Í ô þ µ ¢ û þ µ Ñ È ¡ þ µ ¢ ì þ µ Ñ ® ¶ ¶ Ë ¡ Î ¶ Ë Í Ë ¹ þ µ ¢ ý þ µ Ñ È ¢ Ñ ® » ¶ Ë ¡ · ¶ Ë Í ô ¡ Í Ë
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一、 羧 酸
官能团：-COOH羧基
O
结构： R
C OH
构造：
O
p- 共轭： R C
O O H
R －C－OH
sp 2 杂化
羧酸分子中，羧基上的两个氧原子均为sp2杂化。 羟基氧的杂化与苯酚中氧的杂化是一样的，氧上未杂化的p 轨道含有两个电子。
羰基氧上未杂化的p轨道含有一个电子，它与碳原子未杂化 的p轨道平行侧面重叠形成π键，与羟基氧上未杂化的p轨道 形成p-π共轭。
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。
医学有机化学--第八章羧酸及其衍生物
O O
180℃
O +H O 2
3、酯的生成
C6H5CH2CH2CH2COOH
H2SO4 回流
+ CH3CH2OH
+ H2O
C6H5CH2CH2CH2COOC2H5
羧酸与伯醇和绝大多数仲醇反应生成酯时，醇脱氢，羧 酸脱羟基。
O C O C
=
=
R OH + H
O C
18
O
R'
H
+
18
第八章
羧酸及其衍生物
（Carboxylic acid and
carboxylic acid derivatives ）
分子中含有羧基（－COOH）的有机物称为羧酸。 羧酸分子中羧基上的羟基被取代后的产物称为羧 酸衍生物。
第一节
羧 酸
一、羧酸的结构、分类和命名
(一)羧酸结构
O R C
R C
O
O H
O
O O O
COOH
+ SOCl2
O O O
+ SO2
+HCl
COCl
应用：药物合成
2.酸酐的生成 羧酸在脱水剂（P2O5）作用下 或加热， 羧基间失水生成酸酐。
O CH3 C OH
O + HO C CH3
P2O5
O CH3 C O
O C CH3 + H2O
具有五元环或六元环的酸酐，可由二元酸加热分子内 失水而得。
C CH3
+
H2O
2CH3COOH
O RC OR'
O
+ H2O
H+ 或OH
羧酸的化学知识点总结
羧酸的化学知识点总结一、羧酸的结构和命名1. 结构：羧酸分子的基本结构是一个含有羧基的碳原子。
羧基通常连接在碳原子上，并且与氢原子取代原子或它们的共轭基。
2. 命名：羧酸通过在化学名词前面加上“酸”字作为后缀来命名。
例如甲酸、乙酸、苹果酸、柠檬酸等。
二、羧酸的物理性质1. 溶解性：大多数羧酸在水中溶解度较高，因为羧基上的氧原子能够与水形成氢键。
2. 气味：许多羧酸具有特殊的气味，如乙酸的发酵味、醋酸的芳香味等。
3. 沸点和熔点：羧酸的沸点和熔点因其分子结构而异，但大多数羧酸的沸点和熔点都较高。
三、羧酸的化学性质1. 酸性：羧酸中的羧基是一个弱酸基，可以脱去氢离子形成阴离子，导致其呈现酸性。
羧酸越理想，pKa值越小，酸性越弱。
2. 反应性：羧酸能够与醇、胺等进行酯化、酰胺化等反应，形成酯、酰胺等不同种类的化合物。
3. 氧化还原反应：羧酸可以与氢气发生还原反应，生成醇和二氧化碳；也可以与醇发生酯化反应，生成酯。
四、羧酸的生物活性1. 蛋白质合成：氨基酸中的羧酸与胺基在蛋白质合成过程中发生缩合反应，形成多肽链。
2. 新陈代谢：某些羧酸在生物体内是重要的代谢产物，如醋酸作为能量物质参与有氧呼吸过程。
3. 药物作用：某些羧酸具有抗菌、抗炎、抗氧化等生物活性，被广泛应用于医药领域。
五、羧酸的应用1. 化妆品：果酸可促进皮肤代谢，被广泛用于美容产品中。
2. 食品饮料：柠檬酸、乙酸等常作为食品酸味剂使用。
3. 农业：乙酸、丙酸等可作为农药原料，用于制备杀虫剂、杀菌剂等。
总结：羧酸作为一类具有羧基的有机酸，在自然界和人造环境中广泛存在，并且具有重要的生物活性和化学性质。
它们不仅被广泛应用于医药、农业、食品和工业领域，还对理解生命的起源和进化具有重要意义。
随着对羧酸的深入研究，相信其在各个领域中的应用将会更加广泛。
羧酸的结构分类和命名
OH slow R C OH
HO R'
+
OH R C OH R'O+ H
- H+ O R C OR'
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OH + OH fast + R C OH2 R C OR' 消除 H 2O OR'
..
..
加成
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问题: 解释酯化反应的活性顺序
不同醇的酯化反应由易到难:
CH3OH ＞ CH3CH2OH ＞ (CH3)2CH-OH ＞ (CH3)3C-OH
不同酸的酯化反应由易到难:
HCO2H ＞ CH3CO2H ＞ (CH3)2CHCO2H ＞ (CH3)3CCO2H
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下页
首页
4．酰胺的生成
羧酸与氨(或胺)反应首先形成铵盐, 然后加热脱水得到酰胺 (amide)。
RCOOH
O NH3 R-C-O-NH4+
△
-H2O △
O R-C—N H2
酰胺键
COOH
浓H2SO4
乙酸乙酯
O O H2SO4 C6H5-C—OH + H O-CH3 C6H5-C—O-CH3 +H2O
苯甲酸甲酯 (85-95%)
增加反应物之一，或不断从反应体系中移去 一种生成物,可促使平衡右移,提高酯的收率。
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伯醇、仲醇与羧酸的酯化反应，通常 是按酸脱羟基醇脱氢的方式生成酯。 O O CH3-C—OH + H O18-C2H5 CH3-C—O18-C2H5 + HO-H
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(三) 羧酸的命名
脂肪族和芳香族羧酸均以脂肪酸作母体命名。
第10章羧酸
总结： 芳香羧酸的酸性
取代基具有吸电子共轭效应时，酸性强弱顺序为： 邻 > 对 > 间
取代基具有给电子共轭效应时，酸性强弱顺序为：
邻 > 间 > 对 具体分析： 邻 位（诱导、共轭、场、氢键效应、空间效应 均要考虑。）
对 位（诱导很小、共轭为主。）
间 位（诱导为主、共轭很小。）
二、羧基中羟基的取代反应——羧酸 衍生物的生成
O R C OH
生成酰卤 生成酸酐 生成酯 生成酰胺
O R C L
O
1、生成酰卤(acyl halide ) R C X O PCl3 R C Cl + H3PO3 bp:200℃ O O PCl5 R C Cl + POCl3 + HCl R C OH
ClCH2COOH 2.86
BrCH2COOH 2.89
ICH2COOH
3.16
（2）供电子诱导效应使酸性减弱
• CH3COOH > CH3CH2COOH > (CH3)3CCOOH pKa： 4.76 4.87 5.05
（3）吸电子基增多酸性增强
ClCH2COOH>Cl2CHCOOH>Cl3CCOOH pKa： 2.86 1.29 0.65
O CH3C-OH + H-O (CH2)5CH3 CH3 H O CH3C-O (CH2)5CH3 CH3 H
H+
R
构型不变
R
酯化反应的机理
*（1） 加成--消除机理
O CH3C-OH
+
双分子反应一 步活化能较高
H+
OH
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O (CH3)3CCH2CCH3
1, Br2, 2, H,
NaOH H2O
O (CH3)3CCH2COH
89%
（2）氰水解 氰水解是合成羧酸的重要方法之一.
CH3 H2O, H2SO4 CN
CH3 COOH
80-90%
(
RX NaCN
1º, 2°)
H+ or HORCN H2O
RCOOH
注意:
CH3 CH3 C Br
CH3CHCH2COOH
3-环戊基丁酸
(二）羧酸的制法
（1）氧化 法 （甲）烃氧化
CH3CH2CH2CH3
O2, 醋酸钴 90-100oC, 1.01-5.47MPa
CH3COOH + HCOOH + CH3CH2COOH + CO2 + CO
(57%)
(1-2%)
(2-3%)
(17%)
CH3
+
3 2
～1760cm-1 ～ 1710 cm-1
O
O
C 伸缩振动 C C C OH ～1720cm-1 1715～1690cm-1
O Ar C OH
1700～1680cm-1
正癸酸的红外光谱
(乙)核磁共振谱 羧基中的质子: 由于氢键缔合的去屏蔽作用, 吸收峰出现在很远的低场.
RCH2COOH
δ =10.5～13 H
α-碳上的质子: 由于羧基的吸电作用,吸收峰向
低场位移.
RCH2COOH R2CHCOOH
δ H =2～2.6
异丁酸的核磁共振谱
(四)羧酸的化学性质 O
羧酸的官能团是
C OH
由 C=O 和 O-H 直接相连而成跟据羧酸分子结 构的特点,羧酸可在以下四个部位发生反应:
2-butenoic acid
脂环族羧酸
芳香族羧酸 杂环族羧酸
COOH
COOH O COOH
环戊烷甲酸
苯甲酸
2-呋喃甲酸
Cyclopentyl carboxylic acid
Benzoic acid
2-furanyl carboxylic acid
(乙) 按分子中羧基的数目
CH3CH2COOH HOOCCOOH HOOCCH2CH2CHCOOH
第十四章 羧酸
(一)羧酸的分类和命名 (二)羧酸的制法 (三)羧酸的物理性质 (四)羧酸的化学性质 (五)羟基酸
制作 杨学茹
羧酸：分子中含有羧基（COOH)的化合物.
(一)羧酸的分类和命名
(1)分类
(甲)按羧基所连烃基的碳架
脂肪族 羧酸
CH3COOH
乙酸
CH3CH CHCOOH
2-丁烯酸
Acetic acid
甲酸 乙酸
丁酸
蚁酸 醋酸
酪酸
CH3(CH2)10COOH 月桂酸 Lauric acid
CH3(CH2)12COOH 豆蔻酸 Palmitic acid
CH3(CH2)14COOH 棕榈酸 Palmitic acid
CH3(CH2)16COOH 硬脂酸 Stearic acid
CH3(CH2)7
C
C
Propanoic acid 草酸 Oxalic acid
NH2
谷氨酸
Ethanedioic acid Glutamic acid
HOOC
COOH
OH HOOCCH2 C CH2COOH
对苯二甲酸
COOH
柠檬酸
p-Phthalic acid
Citric acid
(2)命名
(甲)俗名
HCOOH CH3COOH CH3CH2CH2COOH
46 100.7 ℃
CH3CH2CH2OH
60 97.4℃
CH 3CO OH
60 117.9
(2)波谱性质
(甲)红外光谱
羧酸的官能团是羧基,故有羰基和羟基的特征吸收. 羧酸 的红外特征吸收
羧酸状态 振动类型
单体
二聚体
O H 伸缩振动 3560～3600cm-1
3000～ 2500cm-1
O R C OH
MgBr ①CO2 ②H2O,H+
COOH 85%
(4）酚酸合成—Kolbe-Schmidt反应
ONa
OH
150-160oC CO2 0.5MPa
COONa H2O, H
OH COOH
90%
OK
180-190oC CO2 2.02MPa
OH H H2O
COOK
OH COOH
（三）羧酸的物理性质
（1）一般物性：
43 2 1
BrCH2CH2CH2COOH
18
12 10
CH3(CH2)5CHCH2CH
9
1
CH(CH2)7COOH
5 CH2
43 CCH
21 CHCOOH
HO
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
2-甲基-3-乙基丁二酸
O2
钴盐或锰盐
165oC, 0.88MPa
COOH + H2O
（乙）伯醇和醛氧化
(CH3)3C CH C(CH3)3 K2Cr2O7 , H2SO4
CH2OH
CH3CH2CHO +
1 2
O2
丙酸锰 0.1MPa,90%
(CH3)3C CH C(CH3)3 COOH
CH3CH2COOH
（丙）甲基酮氧化
(CH2)7COOH
油酸 Oleic acid
H
H
(乙)普通命名法
γβ α
CH3CH2CHCOOH CH3
- 甲基丁酸
αγβ α
ω
CH3CH2C CHCOOH HOCH2CH2CH2CH2COOH
CH3
-甲基- -戊稀酸 -羟基戊酸
（丙）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.
NaCN CH3
CH3 C CH2
CH3
(3)Grignard试剂与CO2作用
是由卤代烃（1°、2°、3°卤代烷、烯丙基卤和芳基卤） 制备多一个碳原子羧酸很有效的方法。
Me3C MgCl + O C O
C(CH3)3 C O MgCl O
H2O, H (CH3)3CCOO H
79-80%
Br Mg Et2O
物态： C1～C9为液体,C10以上为固体. 气味 C1～C3有刺激性气味,C4～C9有与水互溶.
O HOH
OHO
RC
RC
CR
O H OH H
O HO
沸点 缔合成稳定的二聚体，比相应分子量的醇沸点高
例如:
CH3CH2OH
M
46
b.p. 78.5℃
HCOO H
HOOC
COOH
CC
H
H
(Z)-丁烯二酸
(B)含环羧酸 羧基与环相连:母体为芳烃(或脂环烃)名称+甲酸
COOH
对甲基苯甲酸
CH3
COOH
2,4-环戊二烯甲酸
COOH
反-1,2-环戊烷二甲酸
COOH
羧基与侧链相连:母体为脂肪酸.
CH CHCOOH
3-苯基丙烯酸
CH2COOH CH2COOH
1,2-苯二乙酸