第十五章 羧酸、羧酸衍生物(一)一、羧酸[教学目的]:1、熟悉羧酸的命名和分类2、掌握羧酸的物理性质和化学性质[教学重点和难点]:酸的化学性质羧酸衍生物的生成脱羧反应羧酸的酸性[ 课 堂 组 织 ] : 羧 酸 ( carboxylic acids ) 的 官 能 团 是 羧 基 ( carboxyl group),,简写为-COOH 或-CO2H。 羧酸结构中最简单的是一元羧酸,其它羧酸的结构与其相似。 一元羧酸的通式为 RCO2H,其中 R 为氢或烃基。 两分子羧酸容易通过氢键缔合成二缔合体: 在固态、液态和中等压力的气态下一元羧酸主要以二缔合体的形式存在,在稀溶液中或高温蒸汽中二缔合体离解。 一元羧酸二缔合体用物理方法测定的键长、键角平均值为:C=O 123pm,∠OCO 122-123°, C-O 136pm, O-H…O 260-270pm 在甲酸()分子中,所有的原子在同一平面内。 可以认为羧基碳原子为杂化。一元羧酸的分子轨道模型见图(a) 羧酸在水溶液中电离成羧酸根负离子: 羧酸根中两个 C-O 键是等同的,其键长在 126pm 左右(用羧酸盐测定)。因此,在羧酸根中羧基碳原子 P 电子和两个氧原子上的 p 电子是共轭的,可用共振式表示: 羧酸根中的负电荷平均分配在两个氧原子上。羧酸根的分子轨道模型见图(b)。羧酸分子中羟基氧原子上的孤电子对也与羰基上的电子共轭,其结构可用共振式表示:几个经典结构式中正负电荷分离的能量较高,在共振杂化体中的贡献较小。羧酸分子中碳-氧双键的键长与醛酮分子中的碳-氧双键相近。15.1 羧酸15.1.1 命名根 据 羧 酸 分 子 中 所 含 羧 基 的 数 目 可 分 为 一 元 羧 酸 ( monocarboxylic acids)、二元羧酸(dicarboxylic acids)等;根据烃基的结构不同,又可分为饱和羧酸、不饱和羧酸或芳香酸;根据不饱和羧酸中不饱和键与羧基的位置不同,又可分为共轭羧酸和非共轭羧酸等。 在系统命名法中含碳链的羧酸是以含羧基的最长碳链为主链,从羧基碳原子开始进行编号,根据主链上碳原子的数目称为某酸,以此作为母体,然后在母体名称的前面加上取代基的名称和位置。例如: 含碳环的羧酸则是将环作为取代基命名。例如: 许多羧酸存在于天然产物中,因此,还有历史上流传下来的反映其来源的习惯名。例如:甲酸、乙酸和苯甲酸又分别称为蚁酸、醋酸和安息酸。 在习惯名中,支链羧酸的碳链是从与羧基相邻的碳原子开始,依次用希腊字母 α,β,γ,δ……等进行编号。例如: ...