羧酸和取代羧酸(IV)

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1、取代羧酸(substitutedcarboxylicacids):羧酸分子中的烴基上的氫被其他原子或原子團(tuán)取代后的化合物。第12章羧酸和取代羧酸羧酸(carboxylicacids):分子中含有羧基(carboxyl)（-COOH）的有機(jī)化合物。羧酸的官能團(tuán)是羧基，除甲酸（HCOOH）外，都可以看作烴中的氫被羧基取代的烴衍生物。4、取代羧酸包括鹵代酸、羥基酸、氧代酸（羰基酸）和氨基酸等。各類取代羧酸又可根據(jù)取代基和羧基的相對位置，分為α-，β-，γ-，δ-等取代羧酸。一、分類和命名羧酸是由烴基和羧基兩部分構(gòu)成。1、

2、按照與羧基相連的烴基不同：脂肪酸、脂環(huán)酸和芳香酸2、按照羧基數(shù)目不同：一元酸、二元酸和多元酸3、按照烴基飽和程度不同：飽和酸和不飽和酸；不飽和酸又可分為烯酸和炔酸。(三)羧酸的命名脂肪族和芳香族羧酸均以脂肪酸作母體命名。常見的羧酸多用俗名。HCOOH甲酸(蟻酸Formicacid)CH3COOH乙酸(醋酸Aceticacid)CH3CH2CH2CO2H丁酸(酪酸Butyricacid)HOOC-COOH乙二酸(草酸Oxalicacid)HO2CCH2CH2CO2H丁二酸(琥珀酸Succinicacid)C6H5CH

3、=CHCO2H肉桂酸(Cinnamicacid)系統(tǒng)命名法原則與醛相同。1.選擇含羧基在內(nèi)的最長碳鏈為主鏈2.從羧基碳原子開始用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明取代基等的位置3.按所含碳原子數(shù)目稱為某酸，取代基及位次寫在某酸之前。對于簡單的脂肪酸也常用α、β、γ等希臘字母表示取代基的位次；羧基永遠(yuǎn)作為C-1。54321gba3-甲基戊酸β-甲基戊酸4321gba2-甲基-4-溴丁酸α-甲基-γ-溴丁酸2-甲基-3-丁烯酸3-硝基-4-氯苯甲酸鄰苯二甲酸(酞酸)反-1,4-環(huán)己烷二甲酸α-萘甲酸1-萘甲酸羧酸分子中除去羧基中的羥基后所

4、余下的部分稱為?；?，根據(jù)相應(yīng)的羧酸命名乙酰基?；h(huán)己基甲酸S-2-羥基丙酸(乳酸)CH3CH3-C-CO2HC2H5-CO2HCO2HClClCOOHCH2H—C—CO2HCH—OHCH2CO2H1.2.3.4.2,2-二甲基丁酸環(huán)丙基甲酸2,4-二氯苯甲酸12453-羧基-4-羥基己二酸課堂練習(xí):命名下列化合物多官能團(tuán)化合物的優(yōu)先次序為：（優(yōu)先，作母體）羧酸>磺酸>酸酐>酯>酰鹵>酰胺>腈>醛>酮>醇>酚>胺>醚>烴（后者作取代基）。1、醇、醛的氧化：KMnO4,CrO3,Ag2O(用于醛且對分子中其他不飽和鍵沒

5、有影響)二、羧酸的制備2、烯、炔烴的氧化：KMnO4,O33、烷基苯氧化：制備苯甲酸及其部分衍生物4、格氏試劑與CO2反應(yīng)后水解5、羧酸衍生物水解：酰鹵、酸酐、酯、酰胺、腈熔點呈鋸齒狀上升，偶數(shù)碳原子的熔點比它前后相鄰兩個奇數(shù)碳原子同系物的熔點高，三、物理性質(zhì)溶解性：丁酸以下與水混溶，4-11碳部分溶解；羧酸鹽溶解性好（表面活性劑）。沸點：高于同分子量的烴、醚、鹵代烴、醛、酮、醇。這是由于羧酸分子間由兩個氫鍵(二聚體或多聚體)，而醇分子間由一個氫鍵締和。分子量相近的各類化合物的沸點由高到低的順序：酸>醇>醛、酮>烴

6、二聚體（氫鍵締合）羧酸是極性化合物，沸點高于相應(yīng)分子質(zhì)量的醇。四、結(jié)構(gòu)和酸性p-?共軛導(dǎo)致鍵長的平均化羧酸酸性的強(qiáng)弱決定于電離后所成的羧酸根負(fù)離子(即共軛堿)的相對穩(wěn)定性。誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)對酸性的影響1.誘導(dǎo)效應(yīng)的影響各取代基的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)的強(qiáng)弱次序：NO2>CN>F>Cl>Br>I>C≡CH>OCH3>OH>C6H5>CH=CH2>H酸性減弱酸性增強(qiáng)pKa2.864.414.70誘導(dǎo)效應(yīng)具有加和性。誘導(dǎo)效應(yīng)是一種短程效應(yīng)。Cl3CCOOH>Cl2CHCOOH>ClCH2COOHpKa0.651.292.86間

7、位——誘導(dǎo)效應(yīng)對位——共軛效應(yīng)和誘導(dǎo)效應(yīng)鄰位——鄰位效應(yīng)：不論是致活基團(tuán)還是致鈍基團(tuán)在鄰位時（氨基除外），都使酸性增強(qiáng)。取代苯甲酸：C6H5的給電子共軛效應(yīng)超過了吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)硝基在對位時，吸電子誘導(dǎo)作用和吸電子共軛作用都使酸根負(fù)離子穩(wěn)定，間位只有吸電子誘導(dǎo)作用。pKa2.213.403.464.171、硝基苯甲酸甲氧基：間位，吸電子誘導(dǎo)使酸性增強(qiáng)；對位，給電子共軛大于吸電子誘導(dǎo)使酸性減弱。pKa4.094.094.174.472、甲氧基苯甲酸給電子共軛>吸電子誘導(dǎo)吸電子誘導(dǎo)吸電子誘導(dǎo)>給電子共軛羥基：鄰位，與羧基

8、負(fù)離子形成分子內(nèi)氫鍵，使酸性增強(qiáng)；間位或?qū)ξ粍t在幾何上不允許形成分子內(nèi)氫鍵。pKa2.984.124.174.54＞＞＞吸電子誘導(dǎo)推電子共軛分子內(nèi)氫鍵吸電子誘導(dǎo)吸電子誘導(dǎo)＜推電子共軛3、羥基苯甲酸五、化學(xué)性質(zhì)（5）α-H的取代反應(yīng)一）成鹽反應(yīng)（1）O-H鍵斷裂而表現(xiàn)出的酸性（2）-OH被取代的反應(yīng)（3）羰基的親核加成反應(yīng)（4）C-C鍵斷裂發(fā)生脫羧反應(yīng)可用于分