化学竞赛辅导教案羧酸、取代羧酸第十课时羧酸、取代羧酸学习要求：1．掌握羧基的结构和羧酸的化学性质2．掌握诱导效应和共轭效应对羧酸酸性的影响3．掌握羧酸的制备方法以及重要的羧酸的主要用途4．掌握二元羧酸取代羧酸的特性反应羧酸可看成是烃分子中的氢原子被羧基（-COOH）取代而生成的化合物。其通式为RCOOH。羧酸的官能团是羧基。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。一、羧酸的分类和命名P424-425注意三点：1.系统命名与俗名的联系，如苯甲酸俗名为安息香酸、丁二酸的俗名为琥珀酸等。2.用希腊字母表示取代基位次的方法。3.含十个碳以上的直链酸命名时要加一个碳字。二、物理性质结构说明：1．物态C1~C3有刺激性酸味的液体，溶于水。C4~C9有酸腐臭味的油状液体（丁酸为脚臭味），难溶于水。>C9腊状固体，无气味。2．熔点有一定规律，随着分子中碳原子数目的增加呈锯齿状的变化。乙酸熔点16.6℃，当室温低于此温度时，立即凝成冰状结晶，故纯乙酸又称为冰醋酸。3．沸点比相应的醇的沸点高。原因：通过氢键形成二聚体。4、都是固态晶体，熔点比相近分子量的一元羧酸高得多。二元羧酸溶解度比相应的一元酸大，易溶于乙醇，难溶于其他有机溶剂。三、羧酸的结构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。用心爱心专心COHOÐÎʽÉÏ¿´ôÈ»ùÊÇÓÉÒ»¸öºÍÒ»¸ö×é³ÉʵÖÊÉϲ¢·ÇÁ½Õߵļòµ¥×éºÏOHCOCOHCOHOCOHȩͪÖд¼Öмü³¤¼ü³¤£¨¼×Ëᣩµç×ÓÑÜÉäʵÑéÖ¤Ã÷0.122nm0.143nm0.1245nm0.1312nmRCO-HORCOOHsp2ÔÓ»¯¹²éîÌåϵP-¦ÐRCOOHRCOORCOO例如：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：四、羧酸的化学性质（一）酸性1、弱酸性羧酸具有弱酸性，在水溶液中存在着如下平衡：乙酸的离解常数Ka为1.75×10-5甲酸的Ka=2.1×10-4,pKa=3.75其他一元酸的Ka在1.1~1.8×10-5之间,pKa在4.7~5之间。可见羧酸的酸性小于无机酸而大于碳酸（H2CO3pKa1=6.73）。故羧酸能与碱作用成盐，也可分解碳酸盐。此性质可用于醇、酚、酸的鉴别和分离，不溶于水的羧酸既溶于NaOH也溶于NaHCO3，不溶于水的酚能溶于NaOH不溶于NaHCO3，不溶于水的醇既不溶于NaOH也溶于NaHCO3。RCOOH+NH4OHRCOONH4+H2O高级脂肪酸高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分，高级脂肪酸铵是雪花膏的主要成分。2、影响羧酸酸性的因素：影响羧酸酸性的因素复杂，这里主要讨论电子效应和空间效应。I．电子效应对酸性的影响1）诱导效应1°吸电子诱导效应使酸性增强。FCH2COOH>ClCH2COOH>BrCH2COOH>ICH2COOH>CH3COOHpKa值2.662.862.893.164.762°供电子诱导效应使酸性减弱。CH3COOH>CH3CH2COOH>(CH3)3CCOOHpKa值4.764.875.053°吸电子基增多酸性增强。ClCH2COOH>Cl2CHCOOH>Cl3CCOOHpKa值2.861.290.654°取代基的位置距羧基越远，酸性越小。pKa值2.864.414.704.82用心爱心专心RCOOHRCOO+H+RCOOH+NaOHRCOONa+H2ORCOOH+Na2CO3RCOONa+CO2+H2ONaHCO3H+RCOOHÓÃÓÚÇø±ðËáºÍÆäËü»¯ºÏÎïCH3CH2CHCO2HCH3CHCH2CO2HCH2CH2CH2CO2HClClCH2CH2CH2CO2HClH>>>HCOOHHCOOHCOO0.127nm0.127nmRCCOOHHHôÇ»ù±»È¡´úµÄ·´Ó¦µÄ·´Ó¦ÍÑôÈ·´Ó¦¦ÁHôÇ»ù¶ÏÁѳÊËáÐÔ2)共轭效应当能与基团共轭时,则酸性增强，例如：CH3COOHPh-COOHpKa值4.764.20II．取代基位置对苯甲酸酸性的影响取代苯甲酸的酸性与取代基的位置、共轭效应与诱导效应的同时存在和影响有关，还有场效应的影响，情况比较复杂。可大致归纳如下：a邻位取代基（氨基除外）都使苯甲酸的酸性增强（位阻作用破坏了羧基与苯环的共轭）。b间位取代基使其酸性增强。c对...
