羧酸及其取代酸课件

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：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。COOH5.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）Δ9，12十八碳二烯酸CH3CH2CH=15CHCH2CH=12CHCH2CH=9CH（CH2）7COOH9，12，15-十八碳三烯酸（亚麻酸）Δ9，12，15十八碳三烯酸CH3（CH2）4CH=14CHCH2CH=11CHCH2CH=8CHCH2CH=5CH（CH2）3COOH5，8，11，14-廿碳四烯酸（花生四烯酸）Δ5，8，11，14廿碳四烯酸

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：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：2.氧化反应

α-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①醇酸脱水，产物为交酯。乳酸丙交酯②

醇酸脱水，产物为烯酸。-羟基丁酸-丁烯酸③、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-COOH3.苹果酸HOOC-CHOH-CH2-COOH4.酒石酸HOOC-CHOH-CHOH-COOH5.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=Cl：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

D3.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

DD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=