《羧酸及其取代酸》PPT课件.ppt

第六章羧酸及其取代酸 第一节羧酸第二节羟基酸第三节酮酸 羧酸定义 分子中烃基跟羧基相连而构成的化合物 羧基 OH 羧酸 羧酸通式 第一节羧酸 一 羧酸的分类和命名根据羧酸分子中烃基R的不同 羧酸可分为脂肪族羧酸 脂环族羧酸和芳香族羧酸 脂肪族羧酸又可分为饱和羧酸和不饱和羧酸 按照羧酸分子中含有羧基的数目 羧酸可分为一元羧酸 二元羧酸和多元羧酸 羧酸的系统命名法 一 烷酸的命名1 首先选择含羧基的最长碳链为主链 按主链的碳原子数目称为 某酸 2 主链碳原子从羧基一端开始编号 二 烯酸的命名1 不饱和羧酸的主链应包括双键及羧基 而称为 某烯酸 并在某烯名称前以阿拉伯数字标明双键位次 有两个或三个双键的烯酸称为 二烯酸 或 三烯酸 并分别在前面标明各双键的位次 2 不饱和烯酸主链碳原子数目大于10个时 须在中文数字后紧接一个 碳 字 以免数字混淆 3 可用 代表双键 的右上角数字表示双键的位置 4 碳链编号可用希腊字母表示 与羧基直接相邻的碳原子编为 依次为 等 二 羧酸的化学性质 羰基 不易起亲核加成反应 羧基 羟基 具有明显的酸性 由于p 效应 1 羟基中氧原子的电子云密度降低 羟基中的共用电子对就更偏向氧原子 从而使氢原子容易成为氢离子而解离出来 故羧酸表现明显的酸性 2 羧基碳原子的电子云密度增高 使其正电性降低 故羧基不易与亲核试剂发生加成反应 脂肪羧酸的主要化学性质 1 酸性和成盐 R COOHR COO H R COOH NaOHR COONa H2O例如CH3COOH NaOHCH3COONa H2O又如硬脂酸 十八碳酸 和NaOH中和生成硬脂酸钠 肥皂 C17H35COOH NaOHC17H35COONa H2O 2 酯化反应 羧酸和醇脱去一分子水而成酯 OOCH3 C OH H O CH3CH3 C O CH3 H2O 酯化 水解 脱羧酶 脱羧酶 草酰乙酸 丙酮酸 乙酰乙酸 脱羧酶 5 羟基色氨酸 5 羟色胺 5 HT 三 重要的羧酸 1 乙酸CH3COOH又名醋酸 冰醋酸 2 苯甲酸俗名安息香酸 COOH 4 乙二酸 俗名草酸 3 丁二酸 俗名琥珀酸 5 必需脂肪酸 不能在体内合成 必须由食物提供的脂肪酸 CH3 CH2 4CH 12CHCH2CH 9CH CH2 7COOH9 12 十八碳二烯酸 亚油酸 9 12十八碳二烯酸CH3CH2CH 15CHCH2CH 12CHCH2CH 9CH CH2 7COOH9 12 15 十八碳三烯酸 亚麻酸 9 12 15十八碳三烯酸CH3 CH2 4CH 14CHCH2CH 11CHCH2CH 8CHCH2CH 5CH CH2 3COOH5 8 11 14 廿碳四烯酸 花生四烯酸 5 8 11 14廿碳四烯酸 四 顺反异构立体异构 指化合物的结构式相同 但分子中的原子或原子团在空间排列不同而产生的异构现象 顺反异构 有机分子中键的自由旋转 由于某种原因 如双键或环的存在 而受到阻碍时 就可使其原子或原子团在空间具有固定的排列方式 即一定的构型 由此而产生的异构称为顺反异构 几何异构 相同原子或原子团同在一侧称为顺式 cis 另一种排列方式是分处两侧称为反式 trans 例如 丁烯二酸 HOOC CH CH COOH 顺 丁烯二酸Cis 丁烯二酸 缩水苹果酸 反 丁烯二酸trans 丁烯二酸 延胡索酸 1 产生顺反异构的条件 不是所有的双键化合物都有顺反异构现象 a c a a c b a c a d c b a c b a c b a c b e c d 1 2 3 4 例如 1 4 环己烷二羧酸 易溶于水难溶于水 产生顺反异构的条件 1 分子中存在限制碳原子自由旋转的因素 如双键或脂环 即存在着刚体结构 2 每个不能自由旋转的碳原子连接的两个原子或原子团必须不相同 3 顺反异构体的命名 1 顺反构型命名法 若C C的两个碳原子所连的原子或原子团彼此有相同的 则相同的在同侧称顺式构型 在两侧的为反式构型 当a c b类型的结构 即C C的两个碳原子所连的e c d原子或原子团都不相同 则一般选择两个比较相似的原子或原子团在同侧的作为顺式 另一个作为反式 顺 氯 2 丁烯酸 反 氯 2 丁烯酸 第二节羟基酸 分子中同时含羟基和羧基两种功能基的化合物 OH醇性羟基CH3CHCOOH乳酸 醇酸 酚性羟基水杨酸 酚酸 一 命名 1 以羧酸为母体 以羟基为取代基 2 选择含 COOH和 OH的最长链为主链 3 编号从 COOH端开始 习惯上用 等表示 OH位置 举例 酚酸是以羧基为主要功能基并根据羟基在苯核上的位置来命名的 COOH COOH 二 羟基酸的化学性质 羟基酸既具有羧酸性质 酸性 成盐等 又具醇的典型反应 氧化 脱水等 还具有由于羟基与羧基相互影响的一些特殊性质 2 氧化反应 羟基酸中的 OH比醇中 OH易被氧化 2H 乳酸丙酮酸 1 酸性 强于相应羧酸 3 脱水反应 醇酸脱水 产物为交酯 乳酸 丙交酯 醇酸脱水 产物为烯酸 羟基丁酸 丁烯酸 醇酸脱水 产物为内酯 羟基丁酸 丁内脂 羟基戊酸 戊内酯 三 重要的羟基酸 1 乳酸CH3 CHOH COOH 2 羟基丁酸CH3 CHOH CH2 COOH 3 苹果酸HOOC CHOH CH2 COOH 4 酒石酸HOOC CHOH CHOH COOH 5 柠檬酸 枸橼酸 6 水杨酸 四 旋光异构 右旋乳酸左旋乳酸 1 偏振光与旋光性 通过尼可尔棱镜只在一个平面上振动的光线称平面偏振光 简称偏振光 与偏振光的振动平面垂直的平面叫做偏振面 旋光性 凡能使偏振光的偏振面旋转的性质 具有旋光性的物质叫做旋光性物质 旋光度 旋光性物质使偏振光的偏振面旋转的角度 检偏镜旋转的角度和方向代表旋光性物质的旋光度 向左旋转的叫左旋 向右旋转的叫右旋 2 旋光度和比旋光度 旋光度 左旋l 右旋d t C l 由旋光仪测定的旋光度 表示比旋光度 所用光源的波长t 测定时的温度c 溶液的浓度 以每毫升溶液中所含溶质的克数表示l 盛液管的长度 1dm或10cm 例如 肌乳酸 20 3 8o D 3 旋光性和分子结构的关系 含有手性碳原子 结构不对称旋光性物质 有的分子虽有手性碳原子 但分子在结构上存有某种对称因素 致使该分子没有手性 例如 二羟基丁二酸 酒石酸 4 对映异构体 顺时钟方向逆时钟方向 20 3 8o 20 3 8o D D 对映异构体 彼此成镜像而又不能重叠的一对化合物 旋光异构 具有旋光性的立体异构 外消旋体 对映异构体的等量混合物 用dl或 表示 5 对映异构体构型的表示方法 平面投影式 Fischer投影式 投影的方向 将手性碳原子中与碳相连的两个键竖立 将主链编号为1的碳原子放在上端 这两个竖键指向后方 常用虚线表示 与碳相连的其余两个横键自然指向纸面前方 常用实线表示 然后进行投影 即得平面投影式 对映异构体构型的表示方法 1 D L构型表示法 A 指定以甘油醛为标准 B 通过一定的化学方法 将其他旋光性物质与甘油醛联系起来 确定它们的构型 例如 D 乳酸 L 乳酸 6 构型对生理和药理作用的影响 例如 有效 无效 第三节酮酸 一 酮酸的结构和命名 酮酸 分子中同时含有羰基和羧基两种功能基的化合物 是某些羟基酸的氧化产物 例如 R CHOH CH2 COOHR C CH2 COOH H2O O O 酮酸的命名 以羧基为母体 按照酮基和羧基的相对位置 用希腊字母或阿拉伯数字表明酮基的位置 系统命名法常用 氧代 表示羰基 二 酮酸的化学性质 酮的性质 亲核加成反应 羧酸的性质 成盐 成酯反应等 特殊性质 酮酸 酮酸易受热分解 三 重要的酮酸 1 丙酮酸 2 丁酮酸又称乙酰乙酸 易脱羧生成丙酮 又易被还原为 羟基丁酸 酮体 丁酮酸 丙酮 羟基丁酸 3 丁酮二酸HOOC CO CH2 COOH又名草酰乙酸 能溶于水 脱羧 丙酮酸羧化酶 四 酮式 烯醇式互变异构 乙酰乙酸乙酯的制备 乙酸乙酯 乙酰乙酸乙酯 乙酰乙酸乙酯的化学性质 具有酮的结构 与苯肼反应生成苯腙与亚硫酸钠发生加成反应具有双键结构 使红棕色的溴的四氯化碳溶液褪色具有烯醇式结构 使三氯化铁溶液呈紫色反应 互变异构现象 凡两种或两种以上的异构体能互相转变 并以动态平衡存在的现象 室温时 酮型 93 烯醇型 7 一般分子中具有 C CH2 结构单位的化合物 均可发生酮型 烯醇型互变异构 O 含有共轭体系 C C C C O 的分子能烯醇化 酮型 烯醇型 第六章复习思考题1 名词解释 脱