医学化学讲稿23.doc

唐山职业技术学院讲稿纸2008-2009学年 第一学期 第16周 第4 页 第一部分：复习引入1、羧酸是一类含有羧基（COOH）的化合物，羧基是羧酸官能团，一元饱和脂肪羧酸的通式为RCOOH 。羧酸烃基上的氢原子被其他原子或基团取代的产物称为取代酸。2、醇和酚的分子中均含有羟基（OH）官能团。醇分子中的羟基称为醇羟基，酚分子中的羟基称为酚羟基。酮分子中都含有官能团羰基，是羰基化合物。酮分子中的羰基又称为酮基。今天，我们学习含有两个官能团的化合物。第二部分：讲授新课第二节 取代羧酸羧酸烃基上的氢原子被其它原子或基团取代的产物称为取代酸。常见的有羟基酸、酮酸、卤代酸和氨基酸等。本节重点讨论羟基酸和酮酸的结构和性质。一、羟基酸（一）羟基酸的分类和命名分子中含有羟基的羧酸叫做羟基酸，即羧酸烃基上的氢原子被羟基取代的产物。羟基酸可分为醇酸和酚酸，前者羟基和羧基均连在脂肪链上，后者羟基和羧基连在芳环上。醇酸可根据羟基与羧基的相对位置称为-、-、-、-羟基酸羟基酸，羟基连在碳链末端时，称为羟基酸。酚酸以芳香酸为母体，羟基作为取代基。羟基酸的命名一般以俗名（括号中的名称）为主，辅以系统命名。2羟基丙酸（乳酸）2,3二羟基丁二酸（酒石酸）羟基丁二酸（苹果酸） 3羟基3羧基戊二酸 邻羟基苯甲酸 3，4，5三羟基苯甲酸（柠檬酸） （水杨酸） （没食子酸）（二）羟基酸的性质1、酸性 醇酸含有羟基和羧基两种官能团，由于羟基具有吸电子效应并能生成氢键，醇酸的酸性较母体羧酸强，水溶性也较大。羟基离羧基越近，其酸性越强。例如，羟基乙酸的酸性比乙酸强，而2-羟基丙酸的酸性比3-羟基丙酸强： pKa 4.75 3.83 4.88 4.51 3.872、氧化反应醇酸中的羟基比醇中的羟基更容易氧化，托伦试剂或稀硝酸不能氧化醇，却能把-羟基酸氧化为-酮酸。如乳酸在弱氧化剂条件下就能被氧化生成丙酮酸：3、脱水反应醇酸的热稳定性差，加热时易发生脱水反应，脱水方式随羟基的位置不同而不同。-醇酸受热一般发生分子间交叉脱水反应，生成交酯： -醇酸 交酯 -醇酸受热易发生分子内脱水，生成 ,-不饱和羧酸： -和-羟基酸发生分子内脱水生成五元环和六元环的内酯。二、酮酸（一）酮酸的分类和命名酮酸是分子中同时含有酮基和羧基的化合物。按照羰基和羧基的相对位置，酮酸又可分为-酮酸和-酮酸。 酮酸的系统命名，是选择包括酮基和羧基的最长链为主链，称为“某酮酸”。需用阿拉伯数字或希腊字母标记羰基的位置（习惯上多用希腊字母）。也可用酰基命名，称为“某酰某酸”。例如：（二）酮酸的化学性质1、加氢还原反应：酮酸加氢还原生成羟基酸 2、脱羧反应：-酮酸分子中的酮基与羧基直接相连，-酮酸与稀硫酸共热，发生脱羧反应生成少1个碳原子的醛和二氧化碳，例如： -酮酸受热比-酮酸更易脱羧分解，它在室温下放置就能慢慢脱羧生成酮。 三、酮式烯醇式互变异构现象：乙酰乙酸乙酯是-丁酮酸乙酯，除具有酮和酯的典型反应外，还能发生一些特殊的反应。例如，能使溴水褪色，说明分子中含有不饱和键；能与金属钠反应放出氢气，能使溴水褪色，并能和三氯化铁发生颜色反应，这说明分子中有烯醇式结构存在。进一步研究表明，乙酰乙酸乙酯在室温下能形成酮式和烯醇式的互变平衡体系： 互变异构现象：两种或两种以上异构体之间相互转变，并以动态平衡而同时存在的现象叫做互变异构现象，具有这种关系的异构体叫做互变异构体。四、重要的羟基酸和酮酸1、乳酸（-羟基丙酸）乳酸一般为粘稠状液体，能溶于水、乙醇和甘油中，具有消毒防腐作用。乳酸是补充体内钙质的药物，乳酸钠临床上用作纠正酸中毒。乳酸也存在于动物的肌肉中，人在剧烈活动时急需大量能量，通过糖分解成乳酸，提供能量以供急需。2、苹果酸（羟基丁二酸）苹果酸多存在于未成熟的果实内，为无色针状结晶，熔点100oC，易溶于水和乙醇，微溶于乙醚。苹果酸是体内糖代谢的中间产物。3、柠檬酸（3-羟基-3-羧基戊二酸） 柠檬酸为透明结晶，不含结晶水的柠檬酸熔点为153oC，易溶于水、乙醇和乙醚，有较强的酸味。在食品工业中用作糖果和饮料的调味剂。在临床上，柠檬酸铁铵是常用的补血药；柠檬酸钠有防止血液凝固的作用，常用作抗凝血剂。柠檬酸是人体内糖、脂肪和蛋白质代谢的中间产物，是糖有氧氧化过程中三羧酸循环的起始物。4、水杨酸（邻羟基苯甲酸）水杨酸是白色针状结晶，熔点为159oC，微溶于水，易溶于乙醇。水杨酸属于酚酸，遇三氯化铁呈紫色。水杨酸具有清热、解毒和杀菌作用。乙酰水杨酸可由水杨酸与乙酐在浓硫酸的催化下，加热到80进行酰化而制得。 乙酰水杨酸的商品命叫阿司匹林，是常用的解热镇痛药。由阿司匹林、扑热息痛与咖啡因三者配伍的制剂叫做复方阿司匹林，常称为APC。5、丙酮酸丙酮酸是最简单的酮酸。丙酮酸是动植物体内糖、脂肪和蛋白质代谢的中间产物，是一个重要的生物活性中间体。6、丁酮酸（乙酰乙酸）丁酮酸是生物体内脂肪代谢的中间产物。丁酮酸在体内的还原酶作用下，被还原生成羟基酸，还可在脱羧酶的作用下，脱羧生成丙酮。 -丁酮酸 -羟基丁酸 -丁酮酸 丙酮酮体：-丁酮酸、-羟基丁酸和丙酮三者总称酮体。第三部分：课堂练习1、用化学方法鉴别下列各组物质：（1）水杨酸和乙酰水杨酸 （2）水杨酸、苯甲酸和苯甲醛2、何谓酮体？写出它们的结构式，在医学上如何检验酮体？3、下列物质不能发生酮式烯醇式互变异构的是 A、 B、 C、 D、 E、第四部分：课堂小结1、羟基酸可分为醇酸和酚酸，前者羟基和羧基均连在脂肪链上，后者羟基和羧基连在芳环上。醇酸可根据羟基与羧基的相对位置称为-、-、-、-羟基酸羟基酸，羟基连在碳链末端时，称为羟基酸。酚酸以芳香酸为母体，羟基作为取代基。2、酮酸是分子中同时含有酮基和羧基的