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羧酸. 制作：邓光耀 霍伟波. 目录. 1 ：羧酸的简介 2 ：羧酸的结构、分类和命名 3 ： 羧酸的物理性质 4: 羧酸的化学性质 5 ：羧酸的各种反应 6 ：羧酸的来源和制备 7 ：羧酸的应用（乙酸）. 羧酸的简介. 什么是羧酸？ 羧酸可以看成是是烃分子中的氢原子被羧基取代的产物。 R 可以是氢、链烃基、环烃基和芳烃基。 官能团羧基，是由一个羰基和一个羟基组成。. 羧酸的通式为 RCOOH ，官能团是羧基。.
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羧酸 制作：邓光耀 霍伟波
目录 1：羧酸的简介2：羧酸的结构、分类和命名3：羧酸的物理性质4: 羧酸的化学性质5：羧酸的各种反应6：羧酸的来源和制备7：羧酸的应用（乙酸）
羧酸的简介 什么是羧酸？ 羧酸可以看成是是烃分子中的氢原子被羧基取代的产物。 • R可以是氢、链烃基、环烃基和芳烃基。 • 官能团羧基，是由一个羰基和一个羟基组成。
羧酸的通式为RCOOH，官能团是羧基。 • 羧酸是许多有机物氧化的最后产物，它在自然界普遍存在（以酯的形式），在工业、农业、医药和人们的日常生活中有着广泛的应用。
羧酸的结构、分类和命名 羧酸的分子中都含有羧基官能团-COOH 羧基碳杂化态：sp2（键角约为120 o） 羟基氧与羰基形成p-共轭体系（故显酸性）
羧酸的分类 • 按羧基数目可分为： 一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸 • 按烃基的种类可分为： a．脂肪族羧酸：饱和羧酸、不饱和羧酸 b. 脂环族羧酸
羧酸的命名 • ①按俗名或来源命名。 HCOOH 蚁酸 CH3COOH 醋酸 PhCOOH 安息香酸 CH3（CH2）10COOH 肉豆蔻酸 CH3CH=CHCOOH 巴豆酸 PhCH=CHCOOH 月桂酸
②系统命名 a．含羧基的最长碳链。 b．编号。从羧基C原子开始编号。（用阿拉伯数字或希腊字母。） c. 如有不饱和键角要标明烯（或炔）键的位次。并主链包括双键和叁键。 d. 脂环族羧酸。简单的在脂环烃后加羧酸二字，复杂的环可作为取代基。 e.芳香酸可作脂肪酸的芳基取代物命名。 f.多元羧酸：选择含两个羧基的碳链为主链，按C原子数目称为某二酸。
羧酸的物理性质 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。
各碳原子数下的物态 • 低级脂肪酸是液体(< C4)，可溶于水，具刺鼻的气味. • 中级脂肪酸也是液体(C4 ~ C8)，部分溶于水，具有难闻的气味. • 高级脂肪酸是蜡状固体(> C8)，无味，在水中溶解度不大. • 液态脂肪酸以二聚体形式存在,所以羧酸的沸点比分子量相当 的烷烃、醇、醛高. • 所有的二元酸都是结晶化合物.
沸点和熔点 b.p： 羧酸 ＞ M 相同的醇。 m.P： 随M↑呈锯齿形上升。偶数碳原子羧酸的m.p＞相邻两个同系物的m.p。
羧酸的光谱性质 IR：反映出-C=O和-OH的两个官能团
异丁酸的质子核磁共振谱 • 1HNMR： -COO-H δ= 10.5 ~ 12
羧酸的化学性质 • 羧酸是由羟基和羰基组成的，羧基是羧酸的官能团，因此要讨论羧酸的性质，必须先剖析羧基的结构。
故羧基的结构为一 P-π共轭体系。 当羧基电离成负离子后，氧原子上带一个负电荷，更有利于共轭，故羧酸易离解成负离子。
由于共轭作用，使得羧基不是羰基和羟基的简单加合，所以羧基中既不存在典型的羰基，也不存在着典型的羟基，而是两者互相影响的统一体。由于共轭作用，使得羧基不是羰基和羟基的简单加合，所以羧基中既不存在典型的羰基，也不存在着典型的羟基，而是两者互相影响的统一体。 • 羧酸的性质可从结构上预测，有以下几类：
羧酸的各种反应 （一）、酸性与成盐反应 （二）、羧酸衍生物的生成 （三）、脱羧反应 （四）、a-H的卤代反应 （五）、羧酸的还原反应
由于羧基中的氢很容易离解，所以羧酸具有酸性，且酸性的强弱受到取代基的影响（1）吸电子基团使酸性增强，斥电子基团使酸性减弱。由于羧基中的氢很容易离解，所以羧酸具有酸性，且酸性的强弱受到取代基的影响（1）吸电子基团使酸性增强，斥电子基团使酸性减弱。 （一）、酸性与成盐反应
（2）当吸电子基团或斥电子基团离羧基的 距离越大，其影响越小：
（3）多元酸酸性大于相应的一元羧酸： 羧酸一般能与强碱、碳酸盐、金属氧化物 等反应生成盐：
（二）、羧酸衍生物的生成（羧基中 羟基的反应） • 酯化反应历程 1°、2°醇为酰氧断裂历程，3°醇（叔醇）为烷氧断裂历程。
羧酸与卤化试剂反应生成相应的酰卤： • 羧酸和氨反应生成酰胺：
（三）、脱羧反应 • 在特定的条件下，羧酸分子中脱去羧基放出二氧化碳的反应称为脱羧反应。 • 饱和一元羧酸与碱石灰（NaOH-CaO）共熔，可脱羧生成少一个碳原子的烷烃：
一般来说，羧酸是一类较稳定的化合物，不容易进行脱羧反应，但某些特殊结构脱羧较容易。一般来说，羧酸是一类较稳定的化合物，不容易进行脱羧反应，但某些特殊结构脱羧较容易。 • 当羧酸的α-碳上连有吸电子基团时，脱羧反应较容易进行：
有些二元羧酸在加热下也能发生脱羧反应： 在酶的作用下也可以进行脱羧：
（四）、a-H的卤代反应 • 羧酸分子中的α-氢在羧基的影响下，比烃基中的其他氢原子活泼，能够被卤原子取代：
但羧酸中的α-氢原子的活泼性比醛、酮的α-氢原子的活泼性较差，要在催化剂红磷、硫或碘的存在下，羧酸的α-氢原子才能被氯或溴逐步取代：但羧酸中的α-氢原子的活泼性比醛、酮的α-氢原子的活泼性较差，要在催化剂红磷、硫或碘的存在下，羧酸的α-氢原子才能被氯或溴逐步取代： 我们可以控制反应条件得到一氯乙酸、二氯乙酸、 三氯乙酸。 氯乙酸为一种重要的工业原料。
（五）、羧酸的还原反应 • 羧酸分子中的羰基很难发生亲核加成反应，但用强还原剂氢化铝锂可将其还原成伯醇：
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 • 醛、伯醇的氧化 • 烯烃的氧化（适用于对称烯烃和末端烯烃） • 芳烃的氧化（有α-H芳烃氧化为苯甲酸） • 碘仿反应制酸（用于制备特定结构的羧酸）
二、羧化法 1：格式试剂合成法 格式试剂与二氧化碳加合后，酸化水解得羧酸。 1°、2°、3°RX都可使用。 • 2．烯烃羰基化法 烯烃在Ni(CO)4催化剂的存在下吸收CO和H2O而生成羧酸。
三、水解法 1．睛的水解 （制备比原料多一个碳的羧酸） 2.此法仅适用于1°RX（2°、3°RX 与NaCN 作用易发生消除反应）。羧酸衍生物的水解 油脂和羧酸衍生物得羧酸，及副产物甘油和醇。 3．通过丙二酸二乙酯合成各种羧酸。
羧酸的应用 • 举例：乙酸 乙酸又称醋酸，广泛存在于自然界，它是一种有机化合物，是典型的脂肪酸。被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源。在家庭中，乙酸稀溶液常被用作除垢剂。食品工业方面，在食品添加剂列表E260中，乙酸是规定的一种酸度调节剂。 乙酸的分子结构
醋酸是最重要的有机酸之一.主要用于醋酸乙烯、醋酐、醋酸纤维、醋酸酯和金属醋酸盐等,也用作农药、医药和染料等工业的溶剂和原料,在照相药品制造、织物印染和橡胶工业中都有广泛用途. 冰醋酸是重要的有机化工原料之一，它在有机化学工业中处于重要地位.醋酸广泛用于合成纤维、涂料、医药、农药、食品添加剂、染织等工业，是国民经济的一个重要组成部分 。
