關于高中化學競賽精品專題羧酸第1頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日一羧酸的分類、命名和制備（2）羧酸的定義和表示烴基與羧基相連形成的化合物叫羧酸。羧酸也可看作是烴分子中的H被羧基取代后的生成物。因此，羧基（—COOH）就是羧酸的官能團。一元羧酸的表示為：或R-COOH

飽和一元羧酸的通式：CnH2nO（1）羧酸在自然界的存在羧酸廣泛存在于自然界中，與人類的生活密切相關。如：食用的醋是乙酸的水溶液。食用油和脂肪是高級脂肪酸的甘油酯。食品和飲料中的酸味劑如：檸檬酸、乳酸，防腐劑是苯甲酸、山梨酸及其鹽。常用的肥皂是高級脂肪酸鈉鹽。高分子行業,綿綸、滌綸、不飽和樹脂、增塑劑等都用到羧酸。1、羧酸在自然界的存在和定義第2頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日2、羧酸的分類和命名（1）羧酸的分類如：CH3CH2COOH丙酸環己基甲酸苯甲酸如：CH3CH2COOH丙酸如：CH2=CH-COOH丙烯酸如：CH3COOH

乙酸如：CH2COOHCH2COOH丁二酸第3頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日（2）羧酸的命名羧酸的命名分常用俗名和系統命名法

俗稱：因許多羧酸最初都是從天然物質中分離得到的，所以許多羧酸的俗名是根據它們的來源命名的。如：甲酸俗稱蟻酸，乙酸俗稱醋酸，苯甲酸俗稱安息香酸，丁二酸俗稱琥珀酸等。系統命名法：與醇、醛相似。但在官能團優先順序中羧基較優先，所以，在多官能團化合物中，是以羧酸為母體。如：第4頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日多元羧酸的系統命名

多元羧酸命名時，應選含有兩個羧基的最長碳鏈作主鏈。反－丁烯二酸俗名富馬酸。第5頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日芳香酸、脂環羧酸的系統命名

一般把芳香基和脂環基看作取代基，把開鏈的脂肪羧酸作母體。或α-萘乙酸第6頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日（3）羧酸的制備①烴的氧化第7頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日②醇、醛、酮的氧化

氧化劑K2Cr2O7

+H+，KMnO4

+H+，CrO3

+CH3COOH，工業上用催化空氣氧化法。選擇性氧化第8頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日

3.由腈水解

4.由格氏試劑制備OMgX第9頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日二、羧酸的結構和物理性質1.沸點：比分子量相近的醇高。如：甲酸100.7℃，乙醇78.3℃，乙酸118℃，丙醇98℃

這是由于兩分子羧酸之間能通過兩個氫鍵締合在一起，形成雙分子締合物。2.水中溶解度：由于羧酸在水中能發生部分電離，是極性分子；而且與水還能形成三種氫鍵，所以小分子的羧酸溶于水并電離。1、物理性質

低級脂肪酸是具有刺激性氣味的液體，可溶于水。隨著碳原子數的增加，溶沸點升高，水中的溶解性逐步降低。如：高級脂肪酸為蠟狀固體，沒有酸味。而芳香羧酸是結晶的固體，在水中的溶解度不大。第10頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日2、羧酸的結構特點及對性質的影響

X射線衍射證明，甲酸中羰基的鍵長123pm長于正常的羰基122pm;C－O的鍵長131pm小于醇中的C－O的鍵長143pm；在甲酸晶體中，兩個碳氧鍵鍵長均為127pm。原因的解釋：第11頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日結構對性質的影響根據羧基結構特點判斷其主要部位的反應第12頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日1、酸性

甲酸pKa=3.75碳酸pKa=6.36乙酸pKa=4.75苯酚pKa=9.8（1）羧酸是弱酸，多數無取代基的一元羧酸pKa在4～5之間。向羧酸鹽溶液中加入無機酸后，羧酸又可游離出來。可用于從有機溶劑中分離、提純羧酸。

三、羧酸的化學性質[討論]（2）酸性：甲酸＞乙酸＞碳酸＞苯酚，所以可用于區別低級羧酸與苯酚，如：因羧酸與NaCO3和NaHCO3反應并放出CO2，苯酚不能與NaHCO3反應，與兩者都不會放出CO2。CH3COOH+Zn→（CH3COO）2Zn+H2↑第13頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日（3）不同取代基的羧酸酸性強弱不同，見書P362表12-8。

[分析原因]

★以結構R—COOH表示一元羧酸，“R—”表示與羧基直接相連的基團1、一般來說，烴基“R—”含碳數目越多酸性減弱。2.“R—”是吸電子基團使酸性增大。3.“R—”中吸電子基團（如鹵素）離COOH越近，鹵素越多酸性越強。鹵素中的吸電子能力：F＞Cl＞Br＞I。4.給電子基使酸性降低。如：HCOOH＞CH3COOH＞CH3CH2COOH＞CH3COOH第14頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日★二元羧酸的兩個羧基相距越近，相互吸電子的結果使酸性增強。★芳香羧酸中，一般給電子基使酸性降低，吸電子基使酸性增加。酸性由大到小的順序為:_____________________練習：判斷下列羧酸酸性的強弱3>2>5>1>4

第15頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日

一些常見羧酸的pKa

pKapKapKapKapKapKa第16頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日pKapKapKa1pKa2第17頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日2、羥基被取代

(羧酸衍生物的生成）羧酸衍生物—羧基中的羥基被其它的原子或原子團取代后的生成物稱作羧酸的衍生物。

在酸、堿等催化+作用下，羧酸可以與醇、三鹵化磷、五鹵化磷、氨等物質反應，生成酯、酰鹵和酰胺。可表示為：第18頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日(1)酰氯的生成由羧酸制取酰氯主要有三種方法SOCl2：3H3PO3

第19頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日(2)酸酐的生成

二分子羧酸或二元羧酸脫掉一分子水生成對應的酸酐。在酸酐中，當R＝R’時為單酐；當R≠R’時為混酐。酸酐生成的方法：①脫水法

第20頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日

但是，己二酸和庚二酸加熱時既脫水又脫羧生成環酮。反應：

②酰氯法第21頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日(3)酯的生成－酯化反應

在強酸催化下，羧酸與醇反應脫掉一分子水生成酯的反應稱酯化反應。如：

酯化反應通常用濃硫酸和邊反應邊蒸出反應生成物的方法提高反應的轉化率。用飽和NaHCO3吸收產物提高產物的純度。飽和Na2CO3

溶液的作用：冷凝吸收乙酸、乙醇。降低酯在水中溶解度使酯分層析出。提純乙酸乙酯乙酸乙酯的實驗室制法COOHCH3+H-O-CH2CH318COOCH2CH3+H2OCH318濃H2SO4Δ酯化反應是酸脫羥基醇脫氫。第22頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日★多元酸的酯化反應①成環反應CH3-CH-COOHOH濃硫酸△練習：試寫出乳酸二分子反應，成環反應，形成高聚物的反應①②③②形成高分子化合物

OO

OO

nHO-C-C-OH+nHO-CH2CH2-OH[C-C-O-CH2CH2-O]n+2nH2O催化劑③二分子的反應：HOOC-COOH+HO-CH2CH2-OH

+2H2O第23頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日(4)酰胺的生成①氨或碳酸鹽法：反應先生成銨鹽再受熱分解得到酰胺第24頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日3.脫羧反應一定條件下，羧酸失去羧基的反應叫脫羧反應。

(1)堿－石灰法

對于長碳鏈的羧酸由于副反應較多，無制備意義。

(2)如果羧酸的－C上連有較強的吸電子基時，由于誘導效應，不穩定，則易加熱脫羧。如：第25頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日4.－H的取代反應

在羧基中，由于超共軛效應，使羰基的吸電子能力降低，－H的活性也比醛、酮的小。

故在乙酸中，雖含有甲基羰基結構，但卻不能發生鹵仿反應，只能在少量磷或鹵化磷催化下發生－H的取代反應。如：其中一氯代反應應用最廣，可以合成其它有機物。如：R-CHCOOHClNH3Na2CO3/NaCNR-CHCOOHNH2R-CHCOOHCN第26頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日四、幾種重要的羧酸

1、甲酸（俗稱蟻酸）：HCOOH

由于甲酸分子中同時具有醛基和羧基，所以同時具有醛和羧酸的性質。如能被托倫斯試劑、費林試劑氧化，能被KMnO4氧化生成CO2和H2O；也能發生酯化反應等。COOHH2+HO-CH2HO-CH2濃H2SO4Δ+2H2OOCO-CH2HCOO-CH2H二甲酸乙二酯如：第27頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日2、乙二酸（草酸）HOOC-COOH

pKa1＝1.23，中強酸接近于強酸，比甲酸和其它二元酸都強。

不穩定性，加熱到150℃以上即分解脫羧。

比較其它二元酸的加熱分解方式：

丙二酸、丁二酸、戊二酸的受熱分解己二酸和庚二酸加熱是脫水、脫羧。第28頁，共30頁，2023年，2月20日，星期日己二酸是合成“尼龍－66”的原料。