羧酸

羧酸的思维导图，有机分子中引入酰基的反应又称为酰化反应 。提供酰基的化合物称为酰化剂，酰卤和酸酐是常用的酰化剂。

羧酸及其衍生物

• 结构：R-COOH
  • 存在p-π共轭体系，键长平均化
  • 氧氢键极性增强，表现出明显的酸性
  • 烃基是疏水基团，而羧基是亲水基团。
• 分类
  • 一元酸、二元酸、多元酸
  • 脂肪族：饱和族、不饱和族（油酸非饱和）
  • 脂环族和芳香族
• 命名
  • 系统命名法：1以羧基所在的最长碳链为母体，从羧基端开始编号 2含脂环和芳环的羧酸命名时，以脂环和芳环做取代基，酸做母体
• 物理性质
  • 羧酸的熔沸点相对较高，烃基的饱和性越高，熔沸点越高
  • 低级脂肪酸易溶于水，高级脂肪酸、芳香酸难溶于水
• 化学性质
  • 酸性：无机强酸>一元羧酸>碳酸>苯酚（可利用此在利用在碱溶液中溶解度不同将他们区分出来）
    • 一元酸
      • 取代基对酸性影响：1吸电子基酸性增强 2给电子基酸性减弱
    • 一元酸
    • 二元酸
      • 二个羧基的距离越近，酸性越大
  • 脱羧反应
    • 羧酸在碱性、加热条件下，可发生脱羧反应（加热时须有Cu/喹啉催化）但当α位连接吸电子基团，如：-COOH，-CN，-C=O，-NO2，-CX3等，脱羧反应在加热条件下就能进行。
    • 不同的二元羧酸受热可发生脱水或脱羧反应，得到不同的产物。
      • 2-3个碳羧酸，脱羧得到少一个碳的一元羧酸
      • 4-5个碳二元酸脱水生成五元或六元环的环酐
      • 6-7个碳羧酸脱羧脱水产生少一个碳的环酮
      • 7个碳以上的直链二元羧酸 ——受热发生分子间脱水反应，生成链状高分子聚酸酐。
  • 卤代反应（羧酸的a-H）
  • 羧酸衍生物生成（-OH被取代）（酰卤、酸酐、酯、酰胺）
    • 命名
    • 酰卤的形成
      • 1.分子量小用PX3 2.分子量大用PX5 3.最常用为S0CI2
    • 酰酐的形成
      • 羧酸在脱水剂作用下或加热条件下，羧基间失水生成酸酐。常用脱水剂为五氧化二磷、乙酰氯、乙酸酐。
      • 混合酸酐可用酰卤和无水羧酸盐共热的方法制备。
    • 酰胺的形成
      • 羧酸与氨或胺反应生成羧酸的铵盐，然后将铵盐加热失水，可得酰胺
  • 酯化反应（羧酸提供-OH，醇提供-H)
    • 注意叔醇时，酸供H，醇供-OH
    • 构成五六环的时候易形成内酯
  • 羧酸衍生物亲核取代反应（水解、醇解、氨解）
    • 加成：羰基碳正电性越强，形成的四面体中间体的空间位阻越小，越有利于加成； 消去：离去基团的碱性越小，基团越易离去，越有利于消去。 羧酸衍生物发生亲核取代反应的活性次序是：酰卤> 酸酐> 酯> 酰胺
  • Claisen酯缩合反应：含有α-H的酯在醇钠的作用下，可与另一分子酯失去一分子醇，生成β-酮酸酯的反应（羰基加到与羰基相连的C上）
  • 羧酸衍生物与金属化合物（格式试剂）反应
    • 注意若格式试剂过量可继续与酮反应
  • 羧酸衍生物还原反应
  • 酰胺化学反应
    • 弱酸弱碱性（亚酰胺有酸性）
    • 与亚硝酸反应
    • 霍夫曼降解反应
  • 碳酸（可看成羟基甲酸）可形成相应碳酸衍生物
    • 碳酰氯作为光气（CO+CL2)
    • 尿素（碳酰胺）
      • 弱碱性（与强酸生成盐）
      • 在酸、碱、尿素酶作用下水解
      • 与亚硝酸生成N2/CO2
      • 子主题
• 制备
  • 伯醇、醛的氧化
  • 烯/炔烃的氧化
  • 水解
  • 由格氏试剂制备（多一个碳的羧 酸）
  • 碘仿反应制备(少一个C的羧酸)
• 有机分子中引入酰基的反应又称为酰化反应 。提供酰基的 化合物称为酰化剂，酰卤和酸酐是常用的酰化剂。 酯的醇解生成了新酯和新醇，故此反应又称酯交换反应
• 浮动主题
• 甲酸特殊性