取代羧酸和对映异构ppt课件

1、第第9章章 取代羧酸和对映异构取代羧酸和对映异构定义：羧酸分子中烃基上的氢定义：羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或原子团取代原子被其他原子或原子团取代后的衍生物称为取代羧酸。后的衍生物称为取代羧酸。R COOH羧酸的通式比较重要的取代羧酸：比较重要的取代羧酸：卤代酸三氟乙酸CF3COOH羟基酸乳 酸CH3CHOHCOOH水杨酸醛酸乙醛酸CHOCOOH酮酸丙酮酸CH3COCOOH氨基酸丙氨酸CH3CHNH2CO2HOHCOOH第一节第一节 羟基酸羟基酸 一羟基酸的构造和命名一羟基酸的构造和命名根据羟基所连的烃基不同，羟基酸可根据羟基所连的烃基不同，羟基酸可分为醇酸和酚酸两类分为醇酸和酚酸两类常

2、见醇酸2-羟基丙酸 a-羟基丙酸乳酸 lactic acid羟基丁二酸 苹果酸malic acid2,3-二羟基丁二酸 酒石酸 tartaric acid3-羟基-3羧基戊二酸柠檬酸 citric acidCH3COOHOHHOOCOHCOOHHOOCOHCOOHOHCOOHCOOHCOOHHO典型的酚酸COOHOH 邻-羟基苯甲酸水杨酸 (salicylic acid)COOH 间-羟基苯甲酸OH二、羟基酸的化学性质二、羟基酸的化学性质羧基：羧基：-成酯；成酯；-酸性酸性羟基：羟基：-成酯；成酯；-被氧化成羰基被氧化成羰基-与与FeCl3显色酚羟基显色酚羟基1. 酸性酸性 pKaCH3COO

3、H 4.76CH3CH2CH2COOH 4.82CH3CHOHCH2COOH 4.22CH3CH2CHOHCOOH 3.89CH3CH2CHClCOOH 2.84酚酸的酸性与酚羟基和羧基的相对位置有关。 COOHCOOHOHCOOHOHCOOHHO pKa 4.19 3.00 4.12 4.54 水杨酸的电离平衡水杨酸的电离平衡COOHOHCHOOOH吸电子诱导 给电子p-共轭吸电子诱导 2、氧化反响、氧化反响CH3CHOHCH2COOH稀HNO3CH3COCH2COOHCH2CHOHCH2COOHOCH2COCH2COOH-羟基丁酸-丁酮酸 -羟基酸可被Tollens试剂氧化成-酮酸 丙酮酸

4、CH3COCOOHTollensCH3CHCOOHOHHOOCCH2CHCOOHOHTollensHOOCCH2COCOOH - 丁 酮 二 酸3-醇酸的分解反响醇酸的分解反响 RCCOOHOHH(R)H2SO4稀RCOH(R)+ HCOOH4、醇酸加热脱水反响、醇酸加热脱水反响CCH2OOHOH+CCH2OOHOHOOOO乙交酯乙交酯(1).-醇酸脱水成交酯(2) -醇酸脱水成共轭烯酸醇酸脱水成共轭烯酸CH3CHOHCHHCOOH3-羟基丁酸加热CH3CH CH COOH2-丁烯酸3-和和d-醇酸脱水成内酯醇酸脱水成内酯HOCOOHOOHOCOONaNaOH4-羟基丁酸4-羟基丁酸钠4-丁内

5、酯5酚酸的脱羧反响酚酸的脱羧反响 OHCOOH200220OH+CO2OHCOOH200220OH+CO2三一些与医学有关的羟基酸三一些与医学有关的羟基酸 一乳酸lactic acid 肌肉中糖原的代谢产物。 CH3CHCOOHOH二水杨酸二水杨酸salicylic acid 水杨酸酰化生成的乙酰水杨酸商品名为阿司匹林aspirin OHCOOH+(CH3CO)2OH+OCOOHCCH3O+CH3COOH水杨酸 乙酐 乙酰水杨酸 第二节第二节 羰基酸羰基酸 一、羰基酸的构造和命名一、羰基酸的构造和命名CH3COCOOH丙酮酸CH3COCH2COOH3-丁酮酸 -丁酮酸乙酰乙酸HOOC COCH

6、2COOH草酰乙酸二、羰基酸的化学性质二、羰基酸的化学性质 1. 酮酸的氧化复原反响酮酸的氧化复原反响RCOCOOHTollens试剂AgCH3COCOOH丙酮酸CH3CH乳酸HOHCOOH2. 酮酸的脱羧反响酮酸的脱羧反响RCOCOOH稀H2SO4RCHO + CO2R COCH2COOHR COCH3+ CO2酮式分解-酮酸脱羧反响的中间体酮酸脱羧反响的中间体ROCOOH 酸式分解 R COCH2COOHNaOH（浓）RCOONa + CH3COONa小 结R COCH2COOHR COCH2COOH酮式分解酸式分解三、酮式三、酮式-烯醇式互变异构烯醇式互变异构乙酰乙酸乙酯b-丁酮酸乙酯C

7、H3COCH2COOCH2CH3酮式酮式-烯醇式互变异构景象烯醇式互变异构景象CH3COCH2COOCH2CH3CH3COHCH COOCH2CH3 酮式乙酰乙酸乙酯 烯醇式3-羟基-2-丁烯酸乙酯试剂酮式烯醇式2,4-二硝基苯肼+Br2+FeCl3+CH3CCH2COC2H5OOCH3CCHCOC2H5OOH 酮式93% 烯醇式7%COCHR 丙酮H2CCOHCH3H3CCOCH3酮式 烯醇式0.00025% 以乙酰乙酸乙酯为例： OCCHCOC2H5OHH3CCH3CCH2COC2H5OO 四一些与医学有关的酮酸 一丙酮酸pyruvic acid在人体内由乳酸氧化而得。在转氨酶作用下可转变

8、成丙氨酸 CH3CCOOHO二-丁酮酸又称乙酰乙酸acetoacetic acidCH3CCH2COOHO酮体在体内，-丁酮酸进展下面的代谢反响：-羟基丁酸、-丁酮酸、丙酮在临床上这三个化合物统称为酮体。当脂肪代谢发生妨碍时，体内酮体添加。CH3COCH3丙酮 CH3CHOHCOOH-羟基丁酸 CH3COCH2COOH -丁酮酸 第三节第三节 对映异构对映异构 异异构构景景象象 构造构造异构异构 立体立体异构异构 碳链异构碳链异构 位置异构位置异构 官能团异构官能团异构 互变异构互变异构 构型异构构型异构构象异构构象异构 顺反异构顺反异构 对映异构对映异构 一、物质的旋光性一、物质的旋光性光源

9、Nicol偏振光光的振动方向光的传播方向比旋光度比旋光度(specific rotation) CltD在一定温度下，旋光管长度为在一定温度下，旋光管长度为1dm，样品浓，样品浓度为每度为每L含含1000g旋光物质，光源波长旋光物质，光源波长为为585nm时所测得的旋光度。时所测得的旋光度。二、物质的旋光性与手性分子二、物质的旋光性与手性分子一一 手性碳和手性分子手性碳和手性分子CH3CBrC2H5CH3CBrH5C2HHAB二分子的对称性和手性二分子的对称性和手性 对称面(symmetrical plane) CCHClHCl有对称面的分子 对称中心对称中心(center of symmet

10、ry) HHClClHFHF有对称中心的分子有对称中心的分子 一个化合物能否具有手性，可以经过分一个化合物能否具有手性，可以经过分析分子内能否存在对称性面或对称中心析分子内能否存在对称性面或对称中心来判别。不存在对称性面或对称中心的来判别。不存在对称性面或对称中心的分子为手性分子，反之那么为非手性分分子为手性分子，反之那么为非手性分子。子。 1 1个对称面个对称面 2 2个对称面个对称面 1 1个对称面个对称面 2 2个对称中心个对称中心 CH3HHHCH3HHClHClHClClH顺-1,2-二甲基环丙烷顺-1,2-二氯乙烯反-1,2-二氯乙烯 三、对映体的构型和命名三、对映体的构型和命名

11、一一Fischer投影式投影式 1、Fischer投影式的书写原那么：投影式的书写原那么：主碳链直立，主碳链直立，编号上小下大，编号上小下大，基团横前竖后基团横前竖后CHOCH2OHHOHCHOCH2OHCHOCHOHCH2OHCHOCHOHCH2OHHOH二构型的命名法二构型的命名法 1、D/L命名法命名法RCRHXCHOCH2OHOHHD型 D-甘油醛 RCRXHCHOCH2OHHOHL型 L-甘油醛 CCOOHHOHCH3CCOOHHHOCH3(D)-(-)-乳酸(L)-(+)-乳酸CCOOHClCH2OHCH2OH2、R/S命名法命名法将手性碳原子相连的四个原子或基团将手性碳原子相连的

12、四个原子或基团( a,b,d,e)按顺序规那么陈列，按顺序规那么陈列，abde将最小基团将最小基团(e)放在最远处，其它基团放在最远处，其它基团从大到小从大到小abd按顺时针陈列按顺时针陈列为为R型，逆时针陈列为型，逆时针陈列为S型。型。aCbdeaCdbeR-型 S-型 R-甘油醛 S-甘油醛最小基团在横向上 最小基团在竖向上 CHOCH2OHHOHHOCH2OHCHOH四、含有两个手性碳的化合物四、含有两个手性碳的化合物HOOCCHCHCOOHCl OH 2-羟基-3-氯丁二酸 1. 含有两个不同的手性碳的化合物含有两个不同的手性碳的化合物COOHCOOHHOHHOHCOOHCOOHHOH

13、HOH 2S，3R 2R，3S 2S，3S 2R，3R COOHCOOHHOHHClCOOHCOOHHOHClH2. 含有两个一样的手性碳的化合物含有两个一样的手性碳的化合物HOOCCHCHCOOHOHOH2，3-二羟基丁二酸酒石酸 COOHCHCOHHOCOOHH(2R, 3R)COOHCHOCHHCOOHOH(2S, 3S)IIICOOHCHCOHHCOOHOH(2R, 3S)COOHCHOCHHOCOOHH(2S, 3R)IIIIV四、对映异构与生物医学的关系四、对映异构与生物医学的关系NO2C HCHOCH2OHNHCOCHCl2H1R,2R(-)氯霉素手性分子在手性条件下表现手性，手性分子在手性条件下表现手性，在非手性条件下不表现手性。在非手性条件下不表现手性。五、外消旋体的拆分五、外消旋体的拆分CCOOHCH3HOHNRRCCCH3HOHOONRR+H ()-乳酸 ()-奎宁 ()-奎宁-(+)-乳酸盐 CCCH3HOHOONRRH+ ()-奎宁-()-乳酸盐 六、无手性碳原子的对映异构体六、无手性碳原子的对映异构体 NO2CO2HCO2HNO2CO2HCO2HNO2 联 苯6,6-二硝基-2, 2-联苯二甲酸的对映体NO2CCCABBACCCABBAIII丙二烯型