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单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学工业出版社,结束,结束,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,结束,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,结束,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,了解羧酸的结构特点和分类，掌握简单羧酸构造异构和羧酸及其衍生物的命名方法。,了解羧酸及其衍生物的物理性质及其变化规律。,掌握羧酸及重要衍生物的化学反应及其应用，掌握羧酸及其衍生物的鉴别方法。,理解羧酸酸性强弱与羧基所连基团的性质密切相关。,熟悉重要羧酸及其衍生物的工业制法及在生产、生活中的应用。,1 了解羧酸的结构特点和分类，掌握简单羧酸构造异构和羧酸及,1,一、羧酸的结构,由一个羰基和一个羟基组成的一价基团叫羧基，羧酸分子结构的特征是含有羧基，羧基的构造式为,COH，,也可简写为,COOH。,羧酸就是烃基和羧基相连接的化合物，常用通式,RCOH（R,代表烃基或氢原子）来表示，,COOH,是羧酸的官能团。,O,O,O,O,当通式中的：,R,H,时为甲酸（,HCOH），,R,CH,3,时为乙酸（,CH,3,COH），,乙酸分子的比例模型如图,101,所示。,图,101,乙酸分子的比例模型,一、羧酸的结构 由一个羰基和一个羟基组成的一价基团,2,3,二、羧酸的分类，构造异构和命名,根据分子中所含羧基数目不同，又分为一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸等。二元及二元以上的羧酸统称为多元酸。例如：,根据羧基所连接的烃基种类不同，可分为脂肪族羧酸（包括饱和和不饱和的脂肪羧酸）、脂环族羧酸和芳香族羧酸。,CH,2,CH,2,COOH,丙烯酸,CH,3,COOH,乙酸,（饱和脂肪酸，一元羧酸）,（不饱和脂肪酸，一元羧酸）,HOOCCOOH,乙二酸,（饱和脂肪酸，二元羧酸）,（脂环族羧酸，一元羧酸）,环己基甲酸,苯甲酸,（芳香族羧酸，一元羧酸）,COOH,COOH,COOH,HOOC,对苯二甲酸,（芳香族羧酸，二元羧酸）,3二、羧酸的分类，构造异构和命名 根据分子中所含,3,4,脂肪族羧酸是由相应的脂肪醛氧化得到，所以含有相同数目碳原子的羧酸和醛，它们的异构体的数目是相同的。例如：含有四个碳原子的醛和羧酸，它们都有两个碳链异构体。,CH,3,CH,2,CH,2,CHO,丁醛,CH,3,CH,2,CH,2,COOH,丁酸,CH,3,CHCHO,CH,3,2,甲基丙醛,CH,3,CHCOOH,CH,3,2,甲基丙酸,4 脂肪族羧酸是由相应的脂肪醛氧化得到，所以含有,4,5,选择含有羧基碳原子在内的最长碳链为主链，根据主链碳原子数目称为某酸；从含有羧基的一端开始编号，若有支链和取代基的将它们的位次、数目和名称写在某酸前面。主链碳原子的位次编号也可用希腊字母（,、,、,、,）表示。与羧基直接相连的第一个碳原子为,位，其他碳原子依次编为,、,、,等。例如：,CH,3,CHCH,2,COOH,CH,3,3,甲基丁酸,1,2,3,4,（,甲基丁酸）,CH,3,CH,3,CH,2,CHCHCOOH,CH,3,2，3,二甲基戊酸,1,2,3,4,（,，,二甲基戊酸）,5,5 选择含有羧基碳原子在内的最长碳链为主链，根据主链碳原,5,6,不饱和羧酸的命名是选择包括羧基和重键在内的最长碳链为主链，称为某烯酸或某炔酸，例如：,CH,3,CH,2,C,CHCOOH,CH,3,3,甲基,2,戊烯酸,1,2,3,4,5,CH,3,C,CCHCH,2,COOH,CH,3,3,甲基,4,己炔酸,1,2,3,4,5,6,芳香族羧酸或脂环族羧酸命名时，若羧基连在芳环或脂环侧链上，则以脂肪酸为母体，芳环和脂环作为取代基命名。若羧基直接与芳环或酯环相连，则以芳烃和脂环烃的名称之后加“甲酸”二字为母体，其它基团为取代基。例如：,COOH,CH,2,COOH,CH,CHCOOH,1,2,3,环己基乙酸,3,环己基丙烯酸,环己基甲酸,6 不饱和羧酸的命名是选择包括羧基和重键在内的最长,6,7,COOH,CH,2,COOH,CH,CHCOOH,1,2,3,苯乙酸,3,苯（基）丙烯酸,邻甲基苯甲酸,CH,3,二元羧酸的命名是选取含有两个羧基的最长碳链为主链，根据主链碳原子的数目叫“某二酸”，芳香族和脂环族二元酸必须注明两个羧基的位次。,COOH,邻苯二甲酸,COOH,COOH,HOOC,1，3,环丁烷二甲酸,COOH,COOH,HOOCCHCHCOOH,CH,3,Cl,乙二酸,2,甲基,3,氯丁二酸,7COOHCH2COOHCHCHCOOH123苯,7,8,名称（俗名）,熔点/,沸点/,密度（20）,/（g/Cm,3）,Pk,a,（23）（两个数,值分别为Pk,a,1,和Pk,a,2,）,溶解度（20）,/（g/100gH,2,O）,乙酸（醋酸）,166,118,1049,476,丙酸（初油酸）,215,141,0992,488,丁酸（酪酸）,65,1635,0957,482,戊酸（缬草酸）,345,1854,0939,481,37,己酸（羊油酸）,3,205,0929,485,10,辛酸（羊脂酸）,165,237,0910,485,025,癸酸（羊蜡酸）,31,270,0885（40）,02,十六酸（软脂酸）,63,3515,0853（62）,不溶,十八酸（硬脂酸）,70,383,09408,637,不溶,8名称（俗名）熔点/沸点/密度（20）Pka（23）,8,9,名称（俗名）,熔点/,沸点/,密度（20）,/（g/Cm,3）,Pk,a,（23）（两个数,值分别为Pk,a,1,和Pk,a,2,）,溶解度（20）,/（g/100gH,2,O）,丙烯酸（败脂酸）,135,1416,10511,426,溶,乙二酸（草酸）,1895,157（升华）,1650,146，440,9,丁二酸（琥珀酸）,150,235（脱水）,1572（25）,42，56,58,己二酸（肥酸）,152,3305（分解）,1360（25）,443，552,2,苯甲酸（安息香酸）,1224,249,1266（15）,417,031溶于热水,邻苯二甲酸（邻酸）,231,（,速热）,1593,289，551,07,表,101,续,常温常压下，,C,1,C,3,都是无色具有剌激性气味的液体，,C,4,C,10,直链羧酸是具有腐败气味的油状液体，,C,10,以上的羧酸是无臭的固体。脂肪族二元酸和芳香族羧酸是晶状固体。,9名称（俗名）熔点/沸点/密度（20）Pka（23）,9,10,O HO,RC,OH O,CR,两个羧酸分子间形成的氢键,饱和一元羧酸的沸点随着相对分子质量的增加而升高。羧酸的沸点比相对分子质量相同的醇的沸点高。如甲酸和乙醇的相对分子质量都是,46，,但甲酸的沸点是,101，,而乙醇的沸点只有,78。,乙酸的沸点是,117,9，,而正丙醇的沸点是,974。,这是因为羧酸分子间可以形成两个氢键，缔合成稳定二聚体的缘故。,羧酸的熔点随碳原子数的增加而呈锯齿状升高。具有偶数碳原子的直链饱和一元羧酸比其前后相邻的两个奇数碳原子的同系物熔点高。,羧酸是极性分子，能与水形成氢键，因而甲酸至丁酸与水可以任意比例互溶，戊酸以上的羧酸溶解度逐渐降低，癸酸以上的羧酸己不溶于水。但都易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。二元羧酸在水中的溶解度比同碳原子数的一元羧酸大，芳香族羧酸难溶于水。,在固态、液态时，羧酸主要以二聚体形式存在。据测定低级羧酸甚至在蒸气状态时仍可保持双分子缔合。,10O HORCOH OCR,10,11,四、羧酸的化学反应及应用,羧酸的构造式如下：,脱羧反应,CH,键断裂，,氢原子被取代,R,H,H,O,C C,O H,CO,OH,键断裂呈酸性，可以与强碱成盐,键断裂，羟基被取代,酸性,【,演示实验,】,用滴管吸取少量乙酸，滴在蓝色石蕊试纸上，观察试纸颜色的变化。,实验结果表明，蓝色石蕊试纸立即变红。说明乙酸具有明显的酸性，这是因为乙酸在水溶液中能电离出氢离子。,11四、羧酸的化学反应及应用羧酸的构造式如下：脱羧反应,11,卤代酸,构造式,PKa,-氯代丁酸,CH,3,CH,2,CHCOOH,284,-氯代丁酸,CH,3,CHCH,2,COOH,404,-氯代丁酸,CH,2,CH,2,CHCOOH,452,氟乙酸,FCH,2,COOH,266,氯乙酸,ClCH,2,COOH,286,卤代酸,构造式,PKa,二氯乙酸,ClCHCOOH,128,三氯乙酸,ClCCOOH,064,溴乙酸,BrCH,2,COOH,290,碘乙酸,ICH,2,COOH,312,12,CH,3,COOH +H,2,O CH,3,COO,-,+H,+,一些羧酸及卤代酸的Pka值见表101及102。,Cl,Cl,Cl,Cl,Cl,Cl,为使用方便，羧酸的酸性强弱，目前均采用电离常数Ka的负对数Pka来表示，Pka愈小酸性愈强。,一般饱和一元羧酸的,Pka,约在,4,765,之间。,卤代酸 构造式 PKa-氯代丁酸CH3CH2,12,13,【,演示实验,102】,在两支预先配好塞子及导管的试管中，分别各加入,10%,乙酸溶液,15mL，,再向其中一支试管中加入,1g,碳酸钠，向另一支试管中加入,2g,碳酸氢钠，塞好塞子，并将导气管插入盛有,4,8mL,澄清石灰水的试管中。加热反应试管，当有连续的气泡出现后，可看到石灰水逐渐变浑浊，出现白色,CaCO,3,沉淀。实验表明羧酸不仅能与氢氧化钠溶液反应成盐，也能和碳酸钠、碳酸氢钠反应成盐，并放出二氧化碳。,RCOOH +NaOH RCOONa +H,2,O,RCOOH +Na,2,CO,3,2RCOONa +CO,2,+H,2,O,RCOOH +NaHCO,3,RCOONa +CO,2,+H,2,O,羧酸的钠盐具有盐的一般性质，易溶于水，不能挥发，加入无机强酸又可使盐转变为羧酸游离出来。,RCOONa +HCl RCOOH +NaCl,由此可见，羧酸具有弱酸性，如乙酸的,Pka,为,4,76，,但比碳酸（,PKa,6,37）,强，也比酚类（,PKa10）,强,13【演示实验102】在两支预先配好塞子及导管的试管,13,14,不同构造的羧酸，其酸性强弱不同。可以看出羧酸的酸性强弱与羧基所连基团的性质密切相关。从而总结出各种羧酸的酸性强弱规律。,当羧基与供电子基（如烷基）相连时，能增加羧基中羟基氧原子的电子密度，对氢原子的吸引力增强，不利于羟 基中氢原子的离解，因而其酸性减弱，例如，在饱和一元羧酸中，以甲酸的酸性最强，因甲酸中羧基与氢原子相连，而其余羧酸与供电子的烷基相连，因而一般羧酸的酸性比甲酸弱。,HCOOH,CH,3,COOH,CH,3,CH,2,COOH,Pka 3,77 476 488,当与羧基相连的烃基上连有吸电子的原子和基团（如,X、NO,2,、,OH,等）时，能降低羧基中羟基氧原子的离解因而酸性增强。例如：,14不同构造的羧酸，其酸性强弱不同。可以看出羧酸的酸性强弱与,14,15,不同卤素原子取代的一卤乙酸的酸性比乙酸强，且取代的卤素原子的电负性愈大，酸性愈强。,乙酸被不同数目的氯原子取代后，生成的氯代乙酸中，取代氯原子数目愈多，酸性愈强。,一碘乙酸,FCH,2,COOH ClCH,2,COOH BrCH,2,COOH ICH,2,COOH CH,3,COOH,一氟乙酸,一氯乙酸,一溴乙酸,乙 酸,Pka,2,66,2,86,2,90,3,12,4,76,ClCH,2,COOH,Cl,3,CCOOH,Cl,2,CHCOOH,CH,3,COOH,三氯乙酸,二氯乙酸,一氯乙酸,乙 酸,Pka,0,64,1,26,2,86,4,76,15 不同卤素原子取代的一卤乙酸的酸性比乙酸强，且取代的卤,15,16,丁酸中在距离羧基不同远近位置的氢原子（如：,-H、,-H、,-H,等）被氯原子取代后，所得一氯代丁酸中，氯原子离羧基愈近的酸性愈强。,CH,3,CH,2,CHCOOH,Cl,CH,3,CHCH,2,COOH,Cl,CH
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