课堂笔记
一、分类和命名
1．分类★ 根据羧基所连烃基的种类不同，羧酸可分为脂肪酸和芳香酸；根据烃基饱和程度不同，羧酸可分为饱和酸和不饱和酸；根据羧基的数目不同，羧酸可分为一元酸、二元酸……（多元酸）；根据取代基的不同，取代羧酸可分为卤代酸、羟基酸、氨基酸和氧代酸（羰基酸）等；根据取代基和羧基的相对位置不同，取代羧酸可分为α、β、γ等取代羧酸。
2．命名★★★
（1）系统命名法：选择含有羧基在内的最长碳链作为主链，编号从羧基碳开始依次用1、2、3……表示，示例如下。
（2）普通命名法：选择含有羧基在内的最长碳链作为主链，编号从与羧基相连碳原子开始依次用α、β、γ……表示，末端碳原子用ω表示，示例如下。
（3）俗名：示例如下。
二、羧酸的结构★
三、羧酸的物理性质★★
由于羧基含有能形成氢键的活泼氢，分子间可通过氢键形成二缔合体，而使羧酸的沸点比分子质量相近的烃类、醛、酮及酚、醇等都要高；羧酸分子与水也可形成氢键，增加了羧酸的水溶解度，4个碳以下的羧酸与水互溶，随碳数增加水溶解度降低。
四、羧酸的化学性质★★★
1．酸性和成盐 羧酸为弱酸（pKa4～5），大部分以未解离的分子形式存在，解离的羧酸根负离子因形成共轭体系而较稳定。羧酸的酸性强于碳酸、酚、醇、炔等，但弱于无机强酸。
羧酸可与氢氧化钠、碳酸钠及碳酸氢钠形成溶于水的羧酸盐，该盐加无机强酸又可将羧酸游离出来，利用该性质可以分离提纯羧酸。
（1）脂肪族羧酸酸性比较：当羧酸分子中连有吸电基（产生诱导效应），且吸电基的吸电性越强或离羧基越近，其酸性增强越多；反之供电基使酸性减弱。示例如下。
（2）吸电子诱导效应：NO2＞CN＞F＞Cl＞Br＞I＞C≡CH＞CH3 O＞OH＞C6H5＞CH＝CH2＞H。
（3）供电子诱导效应：（CH3）3C＞（CH3）2CH＞CH3CH2＞CH3＞H。
（4）芳香族羧酸酸性比较
①取代基在对位（诱导效应和共轭效应共同作用）时，吸电基吸电性越强，酸性越强；反之供电基供电性越强，酸性越弱。示例如下。
②取代基在间位（只考虑诱导效应，共轭效应忽略）时，吸电基使酸性增强，供电基使酸性减弱。示例如下。
③取代基在邻位（邻位效应，包括电子效应、空间效应、场效应等）时，除-NH2外，均使酸性增强。示例如下。
2．形成羧酸衍生物
（1）形成酯（酯化反应）
催化剂为浓H2SO4、干燥HCl、对甲苯磺酸等。
①反应机制：伯、仲醇酯化按亲核加成-消除机制进行，反应中羧酸脱去羟基，醇脱去氢。
②反应活性：CH3OH＞RCH2OH＞R2CHOH
HCOOH＞CH3COOH＞RCH2COOH＞R2CHCOOH＞R3CCOOH，即烃基空间位阻越小，活性越大。
③注意：叔醇与酸酯化时由于空间效应影响而不能按亲核加成-消除机制进行，而是叔醇先质子化后失水生成叔碳正离子，然后再与酸结合、脱质子而生成酯。
（2）形成酰卤
（3）形成酸酐
脱水剂为P2O5、CH3COCl、（CH3CO）2O等
（4）形成酰胺
3．还原反应
LiAlH4也能还原羰基（醛、酮）、硝基、氰基等，但不还原碳碳双键、三键。
4．α-氢的卤代反应
5．脱羧反应
6．二元羧酸的热分解反应
五、羧酸的制备★★
1．氧化法
2．羧酸衍生物水解法
3．格氏试剂羧化法
六、卤 代 酸
1．化学性质★★★
（1）α-卤代酸与亲核试剂发生亲核反应。
（3）γ-卤代酸或δ-卤代酸在碱存在下脱卤化氢生成内酯。
δ-内酯不如γ-内酯稳定，室温下即可被水分解生成δ-羟基酸
2．制备★
七、羟 基 酸
1．化学性质★★★
2．制备★
八、酚 酸
1．化学性质★★ 酚酸具有酚和芳酸的典型反应，如成酯反应、成盐反应、与FeCl3显色反应、受热脱羧等。
2．制备★
九、氨 基 酸
1．分类、命名和结构★ 根据烃基的结构不同分为脂肪族、芳香族和杂环氨基酸；根据分子中氨基和羧基的数目不同分为酸性、碱性和中性氨基酸。
系统命名法是以羧酸作为母体，氨基作取代基，称为氨基某酸。普通命名法是将氨基等取代基的位置用希腊字母α，β，γ等表示。天然氨基酸普遍使用俗名，即按其来源或性质命名，如谷氨酸、赖氨酸等。
构成蛋白质的氨基酸主要有20种（见教材），除脯氨酸外均为α-氨基酸。其中除了甘氨酸，其他α-氨基酸的α-碳原子均为手性碳原子，这些氨基酸都有旋光性，其构型可用R、S标记，但习惯上常用D、L标记。构成蛋白质的α-氨基酸均为L构型。
2．偶极离子和等电点★ α-氨基酸分子中的氨基呈碱性，羧基呈酸性，所以本身能互相反应形成内盐，这种内盐又称偶极离子或两性离子，其结构通式如下。
氨基酸在溶液中存在如下平衡。
等电点（pI）是指当一种氨基酸溶液的阴阳离子浓度相等且很低，而偶极离子浓度最高时溶液的pH。pH＝pI时，主要以偶极离子形式存在。
等电点是氨基酸的重要理化常数之一，每种氨基酸都有其特定的等电点，所以可以通过测定氨基酸的等电点来鉴别氨基酸（表11-1）。
表11-1 氨基酸等电点比较
等电点时，溶液中两性离子的浓度最高，溶解度最小，易于结晶析出。
3．化学性质★★★
α-氨基酸与水合茚三酮反应大多生成蓝紫色化合物，故常用于检测α-氨基酸。
重点难点提示
1．取代羧酸的酸性大小比较。
2．羧酸及取代羧酸的化学反应。
3．羧酸的酯化反应机制。
测试及考研
1．单项选择题
（1）下列化合物哪个酸性最强（ ）
A．对乙酰氨基苯甲酸 B．对乙酰基苯甲酸
C．对甲氧基苯甲酸 D．对溴苯甲酸
本题考点：取代基的类型以及不同类型取代基对芳酸酸性的影响及影响大小。
（2）下列化合物哪个能与FeCl3发生显色反应（ ）
A．肉桂酸 B．酒石酸
C．水杨酸 D．乳酸
本题考点：常见羧酸的俗名及结构，具有酚羟基结构的化合物能与FeCl3显色。
（3）下列化合物哪个能与水合茚三酮生成蓝紫色化合物（ ）
A．α-氨基酸 B．α-卤代酸
C．α-羟基酸 D．α-氧代酸
本题考点：α-氨基酸的重要性质及其检测方法，即能与水合茚三酮发生显色反应。
2．完成下列反应，写出反应的主要产物
本题考点：对重点反应掌握的熟练程度。①生成酰氯。②生成酰胺。③α-碳上有吸电基的羧酸的脱羧。④酮羰基能被硼氢化钠还原为醇羟基，而羧基不被还原，还原生成的γ-羟基酸室温下自动脱水生成内酯。⑤6个碳的二元酸受热既脱羧又脱水生成环酮。⑥因脱羧比脱水容易，所以先是3个碳的二元酸脱羧，然后4个碳的二元酸再脱水生成环酸酐。
3．合成题（用给定原料合成目的产物，无机试剂及溶剂任选）
（1）由正丙醇合成正丁醇
本题考点：合成比原料多一个碳的羧酸有两种方法，分别是格氏试剂羧化法和先上氰基再水解法。这两种方法都是从卤代烷出发，所以首先要将原料醇转化成卤代烷。得到的酸用氢化铝锂还原成醇也是本章的一个重点反应。
（2）由苯和不多于两个碳的有机试剂合成间溴苯甲酸乙酯
本题考点：羧酸的制备反应、羧酸的酯化反应以及亲电取代反应定位规律。
4．推导结构题
化合物A（C13H20O2），用稀盐酸处理生成B（C9H10O），当用Br2／NaOH处理B时得到一种酸C（C8H8O2），B在NH2NH2／NaOH／二缩乙二醇中加热得到D（C9H12），B用苯甲醛和稀NaOH处理时得到E（C16H14O），D经氧化后得到间苯二甲酸，试写出A～E的结构式。
本题考点：本题测试综合能力，检测对重点反应的掌握情况。本题应从化合物D的组成及D氧化后得到间位产物着手，推测出D为间乙基甲苯，再根据黄鸣龙反应和溴仿反应很容易推测出B和C，最后根据羟醛缩合反应和缩酮稀酸催化水解推测出E和A。
答案：
1．（1）B；（2）C；（3）A。
2．（1）CH3COCl；（2）C6H5CONHC6H5；（3）CH3NO2；
4．
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