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第十章羧酸及其衍生物

【学习目的与要求】1．了解羧酸及其衍生物的结构、分类和系统命名；2．掌握饱和一元酸及其衍生物的化学性质；3．掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用；4．了解几种常见羧酸及其衍生物的性质及用途。第十章羧酸及其衍生物

第一节羧酸第二节羧酸衍生物第十章羧酸及其衍生物第三节丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用

一、羧酸的结构、分类和命名由烃基（或氢原子）与羧基相连所组成的化合物称为羧酸，其通式为RCOOH，羧基（—COOH）是羧酸的官能团。第一节羧酸1．羧酸的结构按羧酸分子中烃基的种类将羧酸分为脂肪族羧酸和芳香族羧酸；按烃基是否饱和分为饱和羧酸和不饱和羧酸；按羧酸分子中所含的羧基数目不同将羧酸分为一元酸和多元酸。2．分类

3．命名⑴俗名HCOOHHOOCCOOHHOOCCH2CH2COOH蚁酸草酸琥珀酸一些常见的羧酸多用俗名，这是根据它们的来源命名的。例如：

⑵系统命名法对脂肪羧酸，即选择含有羧基的最长碳链作主链，从羧基中的碳原子开始给主链上的碳原子编号，取代基的位次用阿拉伯数字表明。有时也用希腊字母来表示取代基的位次，从与羧基相邻的碳原子开始，依次为α、β、γ等。例如：2-丁烯酸（α-丁烯酸、巴豆酸）

芳香族羧酸和脂环族羧酸，可把芳环和脂环作为取代基来命名。例如:命名脂肪族二元羧酸时，则应选择包含两个羧基的最长碳链作主链，叫某二酸。如：邻-苯二甲酸正丙基丙二酸对甲基环已基乙酸4-甲基-3-（2-萘）丙酸

二元羧酸命名时，选择包含两个羧基的最长碳链为主链，根据主链碳原子的数目称为“某二酸”。己二酸顺丁烯二酸邻苯二甲酸

二、物理性质常温时，C1~C3是有刺激性气味的无色透明液体，C4~C9是具有腐败气味的油状液体，C10以上的直链一元酸是无臭无味的白色蜡状固体。脂肪族二元酸和芳香族羧酸都是白色晶体。羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇还高。羧酸分子可与水形成氢键，所以低级羧酸能与水混溶，随着碳原子数的增加，非极性的烃基愈来愈大，使羧酸的溶解度逐渐减小，饱和一元羧酸的相对密度随着碳原子数增加而降低。

三、羧酸的化学性质羧酸分子中易发生化学反应的主要部位如下图：

1．酸性但羧酸的酸性比无机酸弱，所以在羧酸盐中加入无机酸时，羧酸又游离出来。利用这一性质，不仅可以鉴别羧酸和苯酚，还可以用来分离提纯有关化合物。

2．羟基的取代反应（C―O键断裂）⑴酰卤的生成

⑵酸酐的生成

⑶酯的生成羧酸与醇在酸的催化作用下生成酯的反应，称为酯化反应。⑷酰胺的生成

羧基是一个吸电子基团，使α-H原子比分子中其它碳原子上的氢活泼，在少量红磷、碘或硫等作用下被氯或溴取代，生成α-卤代酸。3.α-H原子的卤代反应一氯乙酸二氯乙酸三氯乙酸

4.脱羧反应羧酸的碱金属盐与碱石灰共热，发生脱羧反应。α-碳原子上连有吸电子基的羧酸，受热易脱羧5.还原反应（C=O键断裂）

四、重要的羧酸2.乙酸乙酸俗称醋酸，是食醋的主要成分，一般食醋中含乙酸6%～8%。乙酸为无色具有刺激性气味的液体，沸点118℃，熔点16.6℃。乙酸可与水、乙醇、乙醚混溶。1.甲酸甲酸俗称蚁酸，是具有刺激性气味的液体，熔点8.6℃,有腐蚀性，可溶于水、乙醇和甘油。3.苯甲酸苯甲酸是白色晶体，熔点122℃,沸点249℃微溶于水。4.乙二酸乙二酸俗称草酸，是无色晶体，熔点101.5℃可溶于水和乙醇，不溶于乙醚。

第二节羧酸衍生物羧酸分子中的羟基被其他原子或原子团取代后所生成的化合物称为羧酸的衍生物。主要包括被卤原子取代生成的酰卤，被酰氧基取代的酸酐，被烷氧基取代的酯和被氨基取代的酰胺四大类。羧酸分子中去掉羟基后剩余的基团称为酰基。例如：乙酰基丙酰基苯甲酰基

一、分类和命名1．酰卤酰卤的通式为：（X=F、Cl、Br、I）酰卤的命名是以