(一)酸性
羧酸在水中可離解出質(zhì)子而顯酸性,其pKa值一般為4-5,屬于弱酸。
羧酸的酸性雖比鹽酸,硫酸等無機(jī)酸弱得多,但比碳酸(pKa=6.35)和一般的酚類(pKa-10)強(qiáng)。故羧酸能分解碳酸鹽和碳酸氫鹽,放出二氧化碳。
2RCOOH+Na2CO3→2RCOONa+CO2↑+H2o
RCOOH+NaHCO3→RCOONa+CO2↑+H2o
利用羧酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)可將羧酸與酚類相區(qū)別。因羧酸可溶于碳酸氫鈉溶液并放出二氧化碳,而一般酚類與碳酸氫鈉不起作用。
低級(jí)和中級(jí)羧酸的鉀鹽、鈉鹽及銨鹽溶于水,故一些含羧基的的藥物制成羧酸鹽以增加其在水中的溶解度,便于做成水劑或注射劑使用,。
在羧酸(RCOOH)分子中,與羧基直接或間接直連的原子團(tuán)對(duì)羧酸的酸性有不同程度的影響(表16-3)。
表16-3 一些羧酸的電離常數(shù)
化合物 |
構(gòu)造式 |
PKa |
1.甲酸 |
HCOOH |
3.77 |
2.乙酸 |
CH3COOH |
4.76 |
3.氯乙酸 |
ClCH2COOH |
2.86 |
4.二氯乙酸 |
Cl2CHCOOH |
1.29 |
5.三氯乙酸 |
Cl3CCOOH |
0.65 |
6.溴乙酸 |
BrCH2COOH |
2.90 |
7.碘乙酸 |
ICH2COOH |
3.18 |
8.氟乙酸 |
FCH2COOH |
2.66 |
9.三氟乙酸 |
F3CCOOH |
強(qiáng)酸 |
10.丁酸 |
CH3CH2CH2COOH |
4.82 |
11.α-氯丁酸 |
2.84 | |
12.β-氯丁酸 |
4.06 | |
13.γ-氯丁酸 |
CLCH2CH2CH2COOH |
4.52 |
和脂肪酸中,與羧基相連的烷基具有供電誘導(dǎo)效應(yīng)(+I),使羧基上的氫較難離解,酸性較甲酸弱(表16-3中的1,2)。當(dāng)鹵素取代羧酸分子中烴基上的氫后,由于鹵原子的吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)(-I),酸性增強(qiáng)(表16-3中的3,6,7,8)。烴基某個(gè)碳上引入的鹵原子的數(shù)目越多,酸性越強(qiáng)(表16-3中的3,4,5及8,9)當(dāng)鹵原子相同時(shí),鹵原子距羧基越近,酸性越強(qiáng)(表16-3中的11,12,13)。當(dāng)鹵原子的種類不同時(shí),它們對(duì)酸性的影響是F>CL>Br>I。所以氟乙酸的酸性>氯乙酸>溴乙酸>碘乙酸(表16-3中的3,6,7,8)。
。ǘ)羥基被取代的反應(yīng)
羧酸中的羥基可以被其它原子或原子團(tuán)取代,生成羧酸衍生物。例如:
羧酸分子中去掉羧基上的羥 基后,余下的原子團(tuán)叫做;。
1.酯化反應(yīng)
酸與醇脫水生成酯的反應(yīng)叫做酯 化。
羧酸與醇的酯化反應(yīng)是可逆的,而且反應(yīng)速率很慢,需用酸作催化劑。例如:
2.酰鹵的生成
羧酸(除甲酸外)能與三鹵化磷、五鹵化磷或亞硫酰氯(SOCL2)反應(yīng),羧基中的羥基被鹵素取代生成相應(yīng)的酰鹵。
例如:
應(yīng)用SOCL2制備酰鹵時(shí),副產(chǎn)物都是氣體,便于處理及提純。
3.酸酐的生成
除甲酸外,一元羧酸與脫水劑共熱時(shí),兩分子羧酸可脫去一分子水,生成酸酐。
4.酰胺的生成
在羧酸中通入氨氣或加入碳酸銨,可以得到羧酸的銨鹽。將固體的羧酸銨加熱,分子內(nèi)失去一分子水生成酰胺。