当前课程知识点:有机化学 > 第十章 羧酸及其衍生物 > 10.4 羧酸的化学性质 > 10.4.1 酸性
这是一个羧酸的球棍模型
羧酸存在于很多的化学反应
这个氧氢键
可以有一个成盐的反应
羟基和碳相连的这个键断裂
就是取代反应
碳氧双键可以发生加成反应
或者叫做还原反应
那么这个羧酸呢还有一个脱羧的反应
就脱去二氧化碳的反应
这个α碳上的氢 碳氢键
也可以发生一个取代的反应
所以说羧酸存在于很多的化学反应
羧酸衍生物的生成
和羧酸的还原 脱酸反应
以及α氢原子的取代反应
羧酸的酸性在水溶液中有如下的平衡
羧酸的酸度强弱 用离解常数Ka表示
一般羧酸的Ka约在十的负四次方
到十的负五次方之间
pKa值在3.5~5之间
pKa=-lgKa
一般的羧酸都属于弱酸
大多数羧酸的酸性比碳酸的酸性强
羧酸电离后
生成的羧酸负离子的结构如下
羧酸根的负离子可以发生一个
如下的共振
一般来讲
乙酸它的碳氧键是0.136个nm
碳氧双键是0.121个nm
它有一定的单双键长度不同的差异
但是羧酸根的负离子发生共振以后
两个碳氧键的键长基本相等
约为0.125个nm
羧酸的酸性是受取代基的影响
我们首先看一下诱导效应
这是一个一元的羧酸
一个碳两个碳三个碳四个碳的羧酸
那么除了甲酸的酸性比较强以外
两个碳以上的羧酸的酸性
它的PKa基本上都在4到5之间
当羧酸的α碳上的氢
被卤素取代以后
我们这里是用氟 氯 溴 碘
α取代的一个乙酸
那么我们可以看出
它的酸性呈现了逐渐增加的趋势
也就是PKa逐渐的降低
这就是由于卤素的诱导效应
使得羧酸中的氢的质子容易电离
而使得酸性增强
那么在卤素中氟的吸电子性是最强的
所以它的羧酸的酸性是最强
那么碘的吸电子性比较弱
所以它取代的羧酸的酸性就比较低
那么诱导效应也与所连的基团的
电负性的加和有关系
你比方说这是一个取代的乙酸
这是一氯取代
这是二氯取代
这是三氯取代的乙酸
我们可以看出
三氯代的乙酸
它的酸性最强
所以我们说这个吸电子的基团
连在同一个位置
它具有一定的加和效应
第三个我们看一下
诱导效应是随着取代基
离羧酸的距离的增长而逐渐的减弱
这是一个甲乙丙丁一个丁酸
那么在α位上取代以后
它的酸性比较强
在β上取代
在γ上位置上取代以后
它的羧酸的酸性会逐渐的减弱
所以我们说这个取代基
离羧基的距离越远
它的诱导效应的强度就会越低
羧酸的酸性就会降低
那么我们可以总结出来
取代基的诱导效应对羧酸的影响
第一相连原子或基团的电负性
对羧酸的影响很大
电负性越强羧酸的酸性就越强
第二电负性原子或者基团的加和性
如果吸电子的基团
在同一个位置上越多
那么它对羧酸的酸性的影响就越大
酸性也就越强
第三取代基的原子或者基团
与羧基的相关距离
是呈反比的
与它的距离越远
那么它的酸性就会越低
下面我们看一下
取代基对酸性影响的共轭效应
首先看一下芳香酸
那么间位的芳香酸
我们仅仅考虑诱导效应
下面是一个两类不同取代基
取代苯甲酸的邻位 间位对位的一个
羧酸的酸性的表示
那么间位我们一般只考虑诱导效应
在这个里面这是羟基取代的
这是硝基取代的
那么硝基取代的羧酸
也与它的吸电子的诱导效应比较强
那么相对于羟基来讲
它的羧酸的酸性就比较强(低是口误,应该是指pka低)
对位那么同时除了考虑诱导效应以外
还要考虑共轭效应
那么硝基连在对位
它的诱导效应和它的共轭效应
都是吸电子的
所以呢它的酸性呢比起它的间位
有增强的趋势
当羟基连在羧酸的对位的时候
那么它的酸性是一个大大减弱的趋势
这是因为羟基连在对位
它有给电子的共轭效应所致
那么羟基连在邻位
要考虑共轭效应和诱导效应之外
我们同时还考虑
可能存在的氢键
你比如说邻硝基的苯甲酸
和邻羟基的苯甲酸相比
那么邻硝基的苯甲酸它的酸性是最强的
在这几个化合物里面
那么邻羟基的苯甲酸
它的酸性也有增强的趋势
邻硝基的苯甲酸它的诱导效应
和它的共轭效应都是吸电子的
所以它的酸性比较强
邻羟基的苯甲酸
它的诱导效应是吸电子的
对酸性有增强的趋势
它的共轭效应是给电子的
所以降低了部分的酸性
除此之外
邻羟基跟羧基离去一个质子以后
可以生成氢键
那么这样一种结构可以使它酸性增强
我们可以看一下
这个邻羟基的苯甲酸
在质子电离以后
可以生成这样一个六元环的氢键
所以它的酸性就比较强
邻羟基的苯甲酸
也叫做水杨酸
是一种很有效的药物
但是它的强的酸性
对于人体的肠胃有很大的影响
那么后来把它做成了
乙酰化的苯甲酸以后
酸性就大大降低
是因为乙酰化以后
破坏了氢键的损失所致
羧酸在碱性条件下
可以得到羧酸的钠盐
一般来讲羧酸的钠盐
具有非常好的水溶性
那么利用这样溶解性的不同
可以进行分离和提纯
利用羧酸的羧酸盐
和卤代烷反应
可以合成相应的酯
这是一个苯甲酸的钠盐
跟一个苄基的氯进行反应
得到一个苯甲酸的一个苄酯
羧酸的其他应用
我们这里介绍一个利用酸性的
一个很重要的应用
我们利用酸性可以拆分外消旋的酸碱
这是一个对映体的酸
它具有相同的物理性质
所以很难分离
那么我们利用一个立体专一性的碱
来跟它进行一个化学反应
得到一个不同的酸碱
那么这个不同的酸碱
就是一个非对映体
我们知道非对映体
它的物理性质是不同的
我们可以利用它的不同的物理性质
比如说它的溶解度
将它进行分离 然后再酸化
分别得到立体专一性的酸和碱
-1.1 概论
--1.1.1 引言
-1.2 有机化学基本知识
-第一章 绪论--1.2 有机化学基本知识
-1.3 有机化合物命名的基本原则
-第一章 绪论--1.3 有机化合物命名的基本原则
-1.4 酸碱理论
-第一章 绪论--第一章章节测试题
-2.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.1 引言
-2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--HW-第二章章节测试题
-3.1 不饱和烃的概述
-3.2. 烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.2. 烯烃的化学反应
-3.3 炔烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.3 炔烃的化学反应
-3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--HW-第三章章节测试题
-4.1 芳烃概论
--4.1 芳烃概论
-4.2 芳烃的分类和命名
-4.3 苯的物理性质
-4.4 苯的结构
-4.5 单环芳烃的化学性质
--4.5.5.6 Friedel-Crafts 烷基化反应
--4.5.5.7 Friedel-Crafts 酰基化反应
-4.6 芳环上亲电取代反应的定位效应
-4.7 稠环芳烃
-4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--HW-第四章章节测试题
-5.1 手性和对称性
-第五章 对映异构--5.1 手性和对称性
-5.2 含一个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.2 含一个不对称碳的化合物
-5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-5.4 环状手性化合物
-第五章 对映异构--5.4 环状手性化合物
-5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--HW-第五章章节测试题
-6.1 卤代烃的概述
--题目要求
-6.2 亲核取代反应
-第六章 卤代烃--6.2 亲核取代反应
-6.3 消除反应
-第六章 卤代烃--6.3 消除反应
-6.4 与金属的反应
-6.5 不饱和卤代烃
-第六章 卤代烃--HW-第六章章节测试题
-7.1 本章引言
-7.2 核磁共振谱
--7.2.2 核磁共振氢谱——7.2.2.4 氢谱的基本解析
-7.3 质谱
-7.4 红外光谱
--7.4.2 红外光谱与分子结构——7.4.2.1 特征官能团的红外吸收
-7.5 有机波谱综合解析
-第七章 波谱分析在有机化学中的应用--HW-第七章章节测试题
-8.1 引言
--8.1引言
-8.2 醇
-第八章 醇酚醚--8.2 醇
-8.3 酚
-第八章 醇酚醚--8.3 酚
-8.4 醚
-第八章 醇酚醚--8.4 醚
-第八章 醇酚醚--HW-第八章章节测试题
-9.1 引言
--9.1 引言
-第九章 醛和酮--9.1 引言
-9.2 醛、酮的物理性质
-第九章 醛和酮--9.2 醛、酮的物理性质
-9.3.1 醛、酮的反应概述
-9.3.2 醛、酮的亲核加成
-第九章 醛和酮--9.3.2 醛、酮的亲核加成
-9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-第九章 醛和酮--9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-第九章 醛和酮--9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-第九章 醛和酮--9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-9.5 醛、酮的制备
-第九章 醛和酮--HW-第九章章节测试
-10.1 概论
--10.1 概论
-10.2 羧酸的结构、分类和命名
-10.3 羧酸的物理性质和波谱特征
-10.4 羧酸的化学性质
-10.5 羧酸衍生物的结构与命名
-10.6 羧酸衍生物的物理性质和波谱特征
-10.7 羧酸衍生物的化学性质
-10.8 羟基酸的分类和命名
-10.9 羟基酸的化学性质
-10.10 β-二羰基化合物
-10.11 α-卤代酸及其衍生物
-10.12 羧酸的制备
-10.13 专题:油脂 蜡 磷脂
-11.1 绪论
--本章引言
-11.2 胺
--11.2.1
--11.2.2
--11.2.3.1
--11.2.3.2
--11.2.3.3
--11.2.3.4
-11.3 硝基化合物
-11.4 腈
-11.5 异腈
-11.6 重氮化合物
-11.7 偶氮化合物
-11.8 本章小结
-12.1 杂环化合物概述
--12.1概述
-12.2 吡咯、呋喃、噻吩
-12.3 吲哚 (苯并吡咯)
-12.4 吡啶
-12.5 喹啉、异喹啉 (苯并吡啶)
-12.6 含氧六元杂环
-12.7 多杂原子五元环、六元环介绍
-第十二章 杂环化合物--HW-第十二章章节测试题
-13.1 有机合成基础-part 1
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 1
-13.1 有机合成基础-part 2
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 2
-13.2 重排反应在实际有机合成中的应用
-13.3 碳水化合物-part 1
-13.3. 碳水化合物-part 2
--13.3.3.4 单糖的反应——醛糖的递升与递降反应及酮糖的特殊反应
-13.3. 碳水化合物-part 3
-13.3 碳水化合物-part 4
-13.4 氨基酸与多肽
-期中考试--二、 选择题
-期中考试--一、判断题
-期末考试--期末考试试题