羧酸：分子中含 -COOH 的化合物。

通式： RCOOH，可以看作是烃分子中的氢原子被 -COOH 取代所得到的衍生物。

取代羧酸是羧酸烃基上的H被其他原子或基团取代后生成的化合物。

羧酸            羧基     

一、结构

酮中C=O双键键长1.20Å;醇中C-O单键键长为1.43Å

甲酸

第一节 结构、分类和命名

二、  分类

* 根据含有羧基的数目可分为：

    一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸

* 根据羧基上所连的烃基 R 不同可分为：

脂肪族羧酸、脂环族羧酸和芳香族羧酸或饱和羧酸、不饱和羧酸，芳香酸苯环上有 羟基的也称为酚酸。

* 根据烃基上取代基的不同可分为：

  卤代酸、羟基酸、氨基酸、羰基酸等。

   取代酸根据取代基位置不同又可分为：            

       α -、β -、γ - 等取代羧酸    

草酸

（二元酸、脂肪酸）

乙酸

（一元酸、脂肪酸）

丙烯酸

（不饱和酸、一元酸、

脂肪酸）

1-环己烯甲酸   

 （脂环族羧酸、不饱和羧酸）

水杨酸   

（芳香酸、酚酸）

苯甲酸   

（芳香酸）

三、 命名

蚁   酸  

formic acid

醋   酸  

acetic  acid

CH3COOH

HCOOH

肉桂酸

cinnamic acid

草酸

oxalic acid

1、俗名   根据来源：

2、系统命名（IUPAC命名）

丙    酸

propionic acid

CH3CH2COOH

β   α

不饱和脂肪酸

选择同时含有羧基和不饱和碳原子在内最长碳链为主链，编号时从羧基碳开始。

Z-3-甲基-3-戊烯酸

Z-3-methyl-3-pentenoic acid

环戊基甲酸

cyclopentanecarboxylic 

acid

一元的脂环族羧酸可以将其看做甲酸衍生物，将环做为取代基。

以苯甲酸的衍生物来命名，取代基通过对苯环编号标出，编号从羧基所连碳开始。

苯甲酸

benzoic acid

多元羧酸选择含有两个羧基在内的最长碳链为主链，并在“酸”前面表明羧基数目。

己二酸

hexanedioic acid

顺丁烯二酸

（马来酸，缩水苹果酸）

cis-butendioic acid

（maleic acid） 

取代羧酸命名将取代的卤素、羟基、氨基等作为取代基，命名与脂肪族羧酸类似，注意: 羰基酸羰基上的氧以“氧代”表示。

2-甲基-4-氧代丁酸

2-methyl-4-oxobutanoic acid

羧酸分子之间的缔合

第二节  物理性质

羧酸的沸点高于相应的醇：羧酸分子间可

形成更多的氢键。羧酸分子主要以二缔合

体的形式存在，沸点较高。

bp:  31oC        80oC       99oC     141oC

能与水形成较多的氢键，水溶性较大，水溶性随其烃基增大而下降。

与水分子之间形成氢键

溶解度（g/100ml)：

正丁醇 7.98 、丁酸与水混溶

第三节  化学性质

一、  羧酸的酸性

（一） 酸性强弱

羧酸的酸性比酚、醇及其它各类含氢化合物的酸性强

醛、酮中羰基的碳氧双键键长（1.20Å） 

羧酸的酸性强弱还受到碳链上取代基的影响，

取代基的性质、数目、以及取代基在碳链上

的位置等都对羧酸酸性产生影响。

羧酸结构对酸性的影响

羧酸酸性的强弱取决于电离后所生成的羧酸根负离子的稳定性。总的原则是： 

若烃基上的取代基有利于负电荷分散，羧酸根负离子稳定，酸性增强；反之则会使酸性减弱。

（1） 取代基对脂肪族羧酸酸性的影响
          （主要为诱导效应的影响）

①吸电子基使酸性增强，推电子基使酸性减弱；吸电子或推电子能力越强影响越大；基团越多影响越大。      

吸电子诱导效应： 

一般在元素周期表中，自左至右或从下

到上吸电子能力依次增强；烃基的C原子在杂化时 S 成分越多，吸电子能力越强。

pKa：2.66      2.86        2.90              3.18

pKa：2.86            1.26                0.64

4.82

4.35

3.32

C 原子的吸电子能力： sp＞sp2 ＞sp3

②取代基距离羧基越远，影响越小（诱导效应随距离增加而减弱） 

4.5                     4.82 

③二元羧酸的酸性（K1K2）

pKa1=1.27

pKa=4.74

pKa1=2.85

pKa=3.77

二元羧酸有两个离解常数K1和K2，

酸性由K1决定。

（2）取代基对芳香族羧酸酸性的影响

（1）取代基对脂肪族羧酸酸性的影响

芳香酸苯环上的取代基对其酸性有影响，

随取代基的性质、数目、位置的不同，

影响也不同。

pKa   4.35                   4.17              3.40

①吸电子取代基使酸性增强，推电子基使酸性减弱。取代基越多，影响越大。

            

② 对位取代比间位取代的影响大；邻位取代除氨基外，一般都使酸性增强，— 邻位效应。

pKa  2.21            3.46               3.40

pKa  3.89       4.28               4.35            5.0            

③ -OCH3或-OH在对位时为推电子基，在间位时为吸电子基。

pKa  2.98             4.12                4.54

邻位效应：

2.98

4.54

4.08

二、羧基中羟基的反应

羧酸

酯

酰氯

酸酐

酰胺

（一）酯化反应－生成酯

可逆反应，常用的催化剂是强酸如：

硫酸，氯化氢或苯磺酸等。 

烷氧断裂

酰氧断裂

1、 反应机理

亲核加成

质子转移

消除

脱去质子

先加成后消除，酰氧断裂。

酸的作用：使加成和消除容易。

羧酸与一级、二级醇酯化， 一般是酰氧断裂。三级醇一般是烷氧断裂。

2、 酯化反应活性大小的比较

1、空间位阻：位阻越大，反应越难进行；2、电性效应。（主要考虑空间位阻）。

             

（二）生成酰卤 （acylhalide）（P337）

试剂：亚硫酰氯、三氯化磷或五氯化磷

（三）生成酸酐 （anhydride)

制备混合酸酐

（四）生成酰胺（amide)

三、还原反应－生成伯醇

四、 α-氢的卤代反应 

五、 脱羧反应

当 G 为吸电子基团，如：G = COOH， CN， C=O， NO2， CX3， C6H5等时。脱羧反应极易进行。

六、  二元酸受热的反应

1、  1,2- 或 1,3-二羧酸

2、  1,4- 或 1,5- 二羧酸 

3、 1,6- 或 1,7- 二羧酸 

第四节  羧酸的制备

1、氧化法

烯烃、炔烃、芳烃侧链、1级醇、醛酮等的氧化

1. 氧化法

2. 腈水解法 

通常只适用于伯卤代烷，仲、叔卤代烷

在氰化钠（钾）中易发生消除反应 

1. 氧化法

2. 腈水解法 

第五节   取代羧酸

卤代酸

羟基酸

羰基酸

氨基酸

1、卤代酸受热的反应（碱性条件）

一、 卤代酸

 -内酯

二、 羟基酸 

分子间酯化
形成 交酯

六元环内酯非常容易形成





丙交酯

 -戊内酯

 -甲基- -丁内酯

2、羟基酸的制备

① 卤代酸的水解

② 氰醇的水解

③雷福尔马茨基（Reformatsky）反应 

 -

有机锌化合物（BrZnCH2COOR）活性比格氏试剂低，不与羧基或酯羰基加成，同时生成的羟基酸不脱羧生成烯。

3.  酚酸

2-羟基苯甲酸（俗称水杨酸）

(2-hydroxy benzoic acid)

p323

蛋白质是生命活动的表现形式，氨基酸是构成蛋白质的基本单位，肽或多肽也是由氨基酸组成，其与蛋白质的区别是根据分子量的相对区别。人体内的酶，激素，受体等都是蛋白质。

氨基酸、多肽和蛋白质 p505

羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被氨基取代生成的化合物。

组氨酸 谷氨酸（其钠盐即味精）

D型-氨基酸 L型 -氨基酸    D-甘油醛

1、  结构

*

氨基酸的命名常根据其来源，用俗名表示,每个氨基酸都有俗名，也用其英文名称的前三个字母来表示：

2、分类和酸碱性

按氨基与羧基的相对位置分：

α-氨基酸，β-氨基酸，γ-氨基酸 等 

蛋白质水解后产生的氨基酸，除脯氨酸外，均为α-氨基酸  

按氨基酸分子中氨基与羧基的数目来分：

中性氨基酸、酸性氨基酸，碱性氨基酸

氨基酸分子中既存在酸性基团（-CO2H）

又存在碱性基团（-NH2），以内盐形式

存在。

甘氨酸         天冬氨酸

内盐也称偶极离子（Zwitterion）p511

特点：不溶于有机溶剂，相对能溶于水，当完全以偶极离子形式存在时，其水溶性最小；熔点都很高，类似于盐。

3、氨基酸的等电点

中性氨基酸的水溶液显酸性。

苯丙氨酸

蛋氨酸

酸性指 -N+H3  给出质子的能力，碱性指 -COO-得到质子的能力。以那种离子存在取决于的环境的 pH 值。

碱性氨基酸分子中碱性基团的数目大于羧基的数目其水溶液显碱性。

赖氨酸

精氨酸

酸性氨基酸分子中碱性基团的数目小于羧基数目其水溶于显酸性。

天冬氨酸

谷氨酸

氨基酸溶于水中是否完全以偶极离子的形式存在。与本身结构和溶液的pH值有关 。

中性氨基酸的等电点：pH=6.2~6.8

 酸性氨基酸的等电点：pH=2.8~3.2

 碱性氨基酸的等电点：pH=7.6~10.8

不同的氨基酸有不同的等电点，可用来鉴别氨基酸。

等电点时，以两性离子形式存在的氨基酸浓度最大（在水溶液中），氨基酸的溶解度最小。

可以通过调节溶液 pH 值使氨基酸正好以

偶极离子的形式存在。此 pH 值称等电点。

4、氨基酸的反应

（1）与水合茚三酮的反应

茚            茚三酮             水合茚三酮

（2）氨基酸受热的反应

交酰胺

β-氨基酸

γ或-氨基酸              内酰胺

α,β-不饱和酸

二、 多肽和蛋白质

                 （polypeptides and proteins）

一个氨基酸的羧基与另一分子氨基酸的氨基通过失水反应，形成一个酰氨键，新生成的化合物称为肽，肽分子中的酰氨键叫肽键。二分子氨基酸失水形成的肽叫二肽，多个分子氨基酸失水形成的肽叫多肽。

肽键

二肽

多肽可以经过人工合成，1953年英国科学家桑格

（F．Sanger）测定牛胰岛素一级序列获得了诺

贝尔奖 。1958年 由北京大学和上海生化研究所等

单位联合开始进行牛胰岛素的合成。直到1965年9

月17日成功合成这种由21个氨基酸的A链和30个氨

基酸的B链组成的牛胰岛素，经过严格鉴定，这种

人工合成的结晶牛胰岛素在结构、生物活力、物理

化学性质、结晶形状上都与天然的牛胰岛素完全一

样。人工合成结晶牛胰岛素是世界上第一个人工合

成的蛋白质，为人类认识生命、揭开生命奥秘迈进

了一大步。