第十三章有機酸及衍生物羧酸:R-COOH

羧酸衍生物：RCO-L

羧酸是一類與制藥關系十分密切的重要有機酸，有的藥物就是羧酸或其衍生物。布洛芬（抗炎鎮痛藥）阿司匹林（解熱鎮痛藥）酰鹵酸酐酯酰胺羧基中的碳原子是sp2雜化，三個鍵在一個平面上。碳原子的一個未雜化的p軌道與氧原子的p軌道形成鍵。第一節羧酸一、羧酸的結構

π鍵p、π共軛孤對電子p、π共軛體系二、羧酸的物理性質低級羧酸是具有臭味的液體，高級羧酸是無臭固體。羧酸的沸點高于質量相近的醇——雙分子締合。低級羧酸溶于水（氫鍵），但高級羧酸不溶于水，能溶于酒精，乙醚等有機溶劑。羧酸與水分子氫鍵締合羧酸的雙分子締合H有酸性羰基不飽和,可加成、還原羰基a-H，有弱酸性，可取代OH可被取代羧基可脫去CO2三、羧酸的化學性質羧酸的結構及化學性質分析:1.羧酸的酸性羧酸在水溶液中離解出羧酸負離子和水合氫離子：pKa=45羧酸與碳酸氫鈉反應成鹽，加入強酸又游離出羧酸：羧酸的酸性比碳酸強，利用此性質可鑒別和分離羧酸.不溶于水的羧酸，既溶于NaOH，又溶于NaHCO3；不溶于水的酚，溶于NaOH，但不溶于NaHCO3；不溶于水的醇，既不溶于NaOH，也不溶于NaHCO3。幾種活潑氫的酸性比較：羧酸酚醇pKa~5~10~16-19

pKa4~56.51010.215.71826

2.羧基中羥基的取代反應——生成羧酸衍生物(1)酯化反應酯化反應是可逆的,常溫無催化劑情況下，乙酸與乙醇的反應需16年才能達到平衡。特點：a.反應慢，H+

催化

b.可逆，難進行完全

c.乙酸+乙醇K=2/3（2）酰鹵的生成

三種方法中第三種方法的產物純、易分離，因而產率高。是一種合成酰鹵的好方法。二氯亞砜（3）酸酐的生成一元酸酐二元酸酐混合酸酐羧酸的分子間脫水只適用于制備簡單酸酐。混合酸酐可用酰鹵與羧酸鹽一起共熱的方法來制備。某些二元酸，只需加熱即可生成五元環或六元環的酸酐。（4）酰胺的生成羧酸與氨或胺作用生成羧酸銨,加熱后脫水得酰胺或N-取代酰胺。N-苯基苯甲酰胺取代羥基生成羧酸衍生物羧酸衍生物酰鹵酸酐酯酰胺羧酸3.α-氫的取代反應脂肪酸碳原子上的氫原子可被鹵原子取代生成鹵代酸，此反應稱為Hell-Volhard-Zelinsky反應。

羧酸的α-H不如醛酮的活潑，需紅磷（光、碘、硫等）催化：

α-鹵代酸在合成上很有用：

XNH2,CN,OH等多功能基化合物4.脫羧反應漢斯狄克(Humsdiecker)反應：α(β)-C上有強吸電子基的羧酸不穩定：二元羧酸受熱后的反應：乙二酸、丙二酸（失羧）~160℃丁二酸、戊二酸（失水）~300℃已二酸、庚二酸（失羧、失水）~300℃辛二酸以上為分子間失水柏朗克規則}失水要加失水劑Ag2O、P2O5、乙酰氯、乙酸酐、三氯氧磷等；失羧要加堿：Ba(OH)2、Ca(OH)2等。5.羧酸的還原反應

用LiAlH4還原和用乙硼烷還原的區別？CH2=CH-CH2-COOHCH3CH2CH2CH2OHB2H6H2OCH2=CH-CH2-COOHCH2=CH-CH2-CH2OHH2OLiAlH4LiAlH4不還原孤立的C=C,B2H6能還原孤立的C=C。四、重要的羧酸1.甲酸（蟻酸）甲酸（蟻酸）--還原劑、甲酰化試劑、防腐劑還原性（被強、弱氧化劑氧化）甲酸的性質：⒈強酸性（pKa=3.77).⒉

能與費林試劑生成銅鏡

；能與托倫斯試劑生成銀鏡

.⒊使KMnO4溶液褪色——一般氧化劑：

HCOOH+[O]CO2+H2O⒋實驗室CO的制備——與濃硫酸共熱⒌

脫羧反應：HCOOHCO

+H2O濃H2SO460~80℃HCOOHCO2+H2

160℃2.乙酸（醋酸）發酵法——食醋工業制備（甲醇,乙醇,乙烯,乙炔或輕油氧化）：第二節羧酸衍生物羧酸中的羥基被其他原子或基團取代的化合物酰氯酸酐酯酰胺一、羧酸衍生物的物理性質1.不少揮發性酯具有花果香氣——可作香料。2.酰胺分子之間形成多個氫鍵，b.p.（m.p.）比相應羧酸還高。甲酰胺（b.p.111℃/20mm）為液體，其余均為固體。

香蕉香菠蘿香N,N-二甲基甲酰胺（DMF）二、羧酸衍生物的化學性質結構與反應性：

p-π共軛程度：

p-π共軛使C+削弱，親核加成活性降低，對α-H活化作用降低。羧酸衍生物都能進行親核加成—消除反應羰基親核加成的活性順序：L離去的順序：Cl->RCOO->RO->-NH2水解反應醇解反應氨解反應水解反應特點：a.產物均有羧酸生成.b.活性：酰鹵>酸酐>酯>酰胺.2.醇解反應特點：a.醇解產物是酯.b.反應活性：酰鹵>酸酐>酯>酰胺.c.酰氯和酸酐是活潑的酰基化劑。3.氨解反應特點：a.

產物是酰胺.b.反應活性:酰鹵>酸酐>酯>酰胺.c.重要的溴化試劑—NBS第三節羥基酸和酮酸一、羥基酸羥基酸的分類和命名定義：分子中同時含有羥基和羧基的化合物.分類：按羥基連接的基團不同分為醇酸和酚酸.命名：(1)以羧酸為母體，羥基為取代基;(2)碳鏈編號時,從羧基的碳原子開始;(3)也可從連接羧基的碳原子開始，用，，等;(4)俗名命名；2.羥基酸的化學性質（1）酸性pKa4.884.513.86pKa3.004.124.184.54呈酸性原因：p-π共軛效應+C-I效應穩定螯合物(2)醇酸的氧化反應

醇酸中的羥基同醇一樣可被氧化。

α-醇酸中的羥基受羧基的影響，比醇中的羥基更易被氧化，與托倫試劑作用即可被氧化成α-羰基酸：（3）α-醇酸的分解反應生成一分子醛（酮）和一分子甲酸；制備少一個碳的高級醛（4）醇酸的脫水反應α-醇酸脫水：生成環狀交酯β-醇酸脫水：生成α,β-不飽和酸γ-醇酸或δ-醇酸脫水：生成五元或六元環酯γ-羥基丁酸γ-丁內酯（5）酚酸水楊酸乙酰水楊酸水楊酸甲酯二、酮酸酮酸的分類和命名分類：醛酸、酮酸命名：含羰基和羧基的最長碳鏈選為主鏈，叫做某酮酸（或某醛酸），羰基的位置用阿拉伯數字或希臘字母表示。習慣上還常把羰基酸看作羧酸的酰基衍生物，稱為“某酰某酸”。

2.酮酸的化學性質（1）酸性pKa2.