有机化学羧酸

这是一个关于有机化学羧酸的思维导图，主要内容有：分类、命名、物理性质、化学性质、制法、重要的羧酸。

羧酸

• 分类
  • 所连烃基种类
    • 脂肪族羧酸
    • 芳香族羧酸
  • 羧基数目
    • 一元羧酸
    • 二元羧酸
    • 多元羧酸
  • 子主题
• 命名
  • 系统命名法
    • 选择含羧基最长的碳链作为主链 编号以羧基碳原子为1号 含十个碳以上的直链羧酸命名时要加一个碳字
• 物理性质
  • 沸点（分子间氢键-二聚体） 羧酸的沸点比分子相近的烃醚卤代烃醛酮醇要高
  • 水溶性（极性较强）
  • 结构
  • 红外光谱：1700～1725 C-O，3300~2500强而宽O-H（由于存在氢键）
  • 核磁氢谱：10~13（-COOH）
• 化学性质
  • （p-π共轭键长平均化 氢离开后完全键长平均化）
    • 羧基中的碳氧双键比醛酮的键长要长 羧基中羟基碳氧单键的键长比醇中要短
  • 酸性 羧酸根上的氢和α-H
    • 无机酸＞羧酸＞H2CO3＞苯酚＞H2O＞醇 酸性：邻硝基苯甲酸＞对硝基苯甲酸＞间硝基苯甲酸＞苯甲酸 邻羟基苯甲酸＞间羟基苯甲酸＞对羟基苯甲酸＞苯甲酸
    • （间位只考虑诱导，对位考虑共轭和诱导，邻位特殊。吸电子共轭效应：邻＞对＞间，供电子共轭效应：邻＞间＞对）
  • 羰基碳上的亲核取代反应
    • 羧基的羟基被卤素取代生成酰卤
      • 三氯化磷或五氯化磷或SOCl2与羧酸反应制备酰卤
    • 羧基的羟基被烷氧基取代生成酯
      • 羧酸在强酸催化下和醇反应，失去一分子水生成羧酸酯 酯化反应受空间位阻影响较大：甲醇＞RCH2OH＞R2CHOH＞R3OH 甲酸＞乙酸＞RCH2COOH＞R2CHCOOH＞R3CCOOH
        • 酸去羟基醇去氢
    • 生成酸酐
      • 两分子羧酸脱去一分子水得到酸酐 脱水剂：P2O5、乙酸酐
        • 1，4和1，5二元酸无需脱水剂在加热条件下生成环状酸酐（五六元环稳定）
    • 生成酰胺
      • 在羧酸中通入氨气或加入碳酸铵得到羧酸铵盐，羧酸铵盐失水生成酰胺
        • 亲核加成-消去历程
  • 脱羧 羧酸受热或其他条件下脱去COO
    • 当羧基α碳上连有吸电子基时，脱羧相对容易
    • 丙二酸脱羧为乙酸
    • 电解脱羧（洪塞迪克尔反应）
      • 以羧酸为原料制备少一个碳的卤代烷
  • α-H的卤代反应
    • 三氯化磷或三氯化溴等催化剂，卤素取代α-H （海耳-沃耳霍德-泽林斯基反应）
      • 保持羧酸过量得到一取代产物
  • 羧基的还原烃基上的反应
    • LiAlH4（不能还原双键）、B2H6（能还原双键）还原成醇 NaBH4不能还原羧酸
    • Li-CH3NH2还原成醛
• 制法
  • 醇、醛和芳烃侧链α-H的氧化
  • 不饱和碳碳键的氧化
  • 腈的水解（在酸性或碱性条件下水解）
  • 油脂的水解
  • 格氏试剂与二氧化碳反应 （用于制备比原格氏试剂多一个碳的羧酸，可以是烷基也可以说芳基）
  • 卤仿反应 （甲基酮，2-醇制备少一个碳的羧酸）
• 重要的羧酸
  • 甲酸、乙酸、乙二酸、丁二酸、苯甲酸、芳基丙酸类化合物（布洛芬、萘普生）
    • 二元羧酸受热脱羧或者脱水或者又脱羧又脱水 丁二酸，戊二酸受热变成环状酸酐 己二酸，庚二酸受热又脱羧又脱水变成环酮