羧酸衍生物药学

羧酸衍生物药学第1页，共104页，2023年，2月20日，星期二羧酸衍生物的结构和化学性质【本章重点】羧酸衍生物的命名酯化反应和酰化反应机理油脂的组成、结构和性质第2页，共104页，2023年，2月20日，星期二羧酸分子中含有-COOH的化合物。取代羧酸羧酸分子中烃基上的H被其它的原子或原子团取代的化合物。通式:通式:(Ar)R-COOH羧酸衍生物羧基中的羟基上的被其它的原子或原子团取代的化合物通式:n=0,1,2,3…第3页，共104页，2023年，2月20日，星期二第4页，共104页，2023年，2月20日，星期二

第一节结构和命名（掌握）一、命名酰卤：2-氯丁酰氯苯甲酰溴对硝基苯甲酰氯酸酐乙酐（醋酐）乙丙酐

丁二酸酐（琥珀酸酐）第5页，共104页，2023年，2月20日，星期二酯乙酸乙酯乙酸苯甲酯-甲基--丁内酯丙二酸二乙酯邻苯二甲酸氢乙酯第6页，共104页，2023年，2月20日，星期二酰胺乙酰胺

乙酰苯胺（N-苯基乙酰胺）邻苯二甲酰亚胺苯乙酰胺

N-甲基苯乙酰胺N，N-二甲基苯乙酰胺第7页，共104页，2023年，2月20日，星期二-丙内酰胺-甲基－－戊内酰胺

－戊内酰胺

－戊内酯

-甲基－－丁内酯－丁内酯第8页，共104页，2023年，2月20日，星期二第二节物理性质（自学了解）沸(熔)点：酰卤、酯<羧酸；酸酐<羧酸<酰胺溶解度:

均溶于有机溶剂中;低级酰胺能与水互溶.DMF第9页，共104页，2023年，2月20日，星期二EstersinPlants Estersgiveflowersandfruitstheirpleasantfragancesandflavors.第10页，共104页，2023年，2月20日，星期二第三节羧酸衍生物的化学性质酰卤酯酰胺酸酐第11页，共104页，2023年，2月20日，星期二比较：结构和性质的关系第12页，共104页，2023年，2月20日，星期二第13页，共104页，2023年，2月20日，星期二其它反应第14页，共104页，2023年，2月20日，星期二羰基的反应第三节化学反应（掌握）第15页，共104页，2023年，2月20日，星期二第16页，共104页，2023年，2月20日，星期二Y=-Cl,Br,I,-OOCR,-OR,-NH2,-NHR,-NR2第17页，共104页，2023年，2月20日，星期二反应活性取决于亲核加成的难易和Y基团的离去能力。亲核加成:酰基碳的正电性越强.空间位阻越小越易。离去基团:离去基团的碱性越弱越易。酰卤>酸酐>酯>酰胺第18页，共104页，2023年，2月20日，星期二羧酸衍生物12.1羧酸衍生物的物理性质12.2羧酸衍生物的化学性质12.3乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯12.4其它活泼亚甲基化合物的反应12.5其它重要羧酸衍生物第19页，共104页，2023年，2月20日，星期二12.1羧酸衍生物的物理性质第20页，共104页，2023年，2月20日，星期二1.物理性质第21页，共104页，2023年，2月20日，星期二12.2羧酸衍生物的化学性质水解、醇解和氨解第22页，共104页，2023年，2月20日，星期二亲核取代反应机理第23页，共104页，2023年，2月20日，星期二亲核取代反应机理第24页，共104页，2023年，2月20日，星期二1.水解反应第25页，共104页，2023年，2月20日，星期二1.水解（1）酰氯的水解（2）酸酐的水解第26页，共104页，2023年，2月20日，星期二1.水解（3）酯的水解（4）酰胺的水解第27页，共104页，2023年，2月20日，星期二2.醇解反应（1）酰氯的醇解第28页，共104页，2023年，2月20日，星期二（2）酸酐的醇解第29页，共104页，2023年，2月20日，星期二（3）酯的醇解第30页，共104页，2023年，2月20日，星期二3.氨解反应（1）酰氯的氨解第31页，共104页，2023年，2月20日，星期二（2）酸酐的氨解第32页，共104页，2023年，2月20日，星期二（3）酯的氨解第33页，共104页，2023年，2月20日，星期二4.衍生物之间的相互转化关系及机理第34页，共104页，2023年，2月20日，星期二5.酰胺的霍夫曼（HofmannAW）降解反应第35页，共104页，2023年，2月20日，星期二6.酰胺的酸碱性第36页，共104页，2023年，2月20日，星期二7.羧酸衍生物与Grignard试剂的反应第37页，共104页，2023年，2月20日，星期二（1）催化加氢

四种羧酸衍生物均可被还原；有意义的是酰氯的控制还原和酯的加氢还原。8.羧酸衍生物的还原反应罗森门德还原法第38页，共104页，2023年，2月20日，星期二8.羧酸衍生物的还原反应（2）LiAlH4还原第39页，共104页，2023年，2月20日，星期二

第四节碳酸衍生物和原酸衍生物（自学）

一．氨基甲酸酯第40页，共104页，2023年，2月20日，星期二克百威（杀虫剂)苯菌灵（杀菌剂）第41页，共104页，2023年，2月20日，星期二二.脲（尿素）（Urea）

1.弱碱性：

2．水解：

第42页，共104页，2023年，2月20日，星期二3．与HNO2反应：

4．缩二脲的生成：第43页，共104页，2023年，2月20日，星期二三.胍：（亚氨基脲）(Qanidine)1．强碱性：

胍基正离子极为稳定。第44页，共104页，2023年，2月20日，星期二四.丙二酰脲：（Malonylurea）：丙二酰脲存在酮型－烯醇型互变异构现象第45页，共104页，2023年，2月20日，星期二巴比妥:R＝R’＝－C2H5苯巴比妥：R＝－C2H5，R’＝－C6H5异戊巴比妥：R＝－C2H5，R’＝－CH2CH2CH(CH3)2司可巴比妥：R＝－CH2CH＝CH2R’＝－CH(CH2)2CH3第46页，共104页，2023年，2月20日，星期二五.乙内酰脲:苯妥因钠

第47页，共104页，2023年，2月20日，星期二青霉素是一类抗生素药物，它的作用机制是抑制细菌细胞壁的生物合成。第48页，共104页，2023年，2月20日，星期二12.5其他重要羧酸衍生物第49页，共104页，2023年，2月20日，星期二1.光气第50页，共104页，2023年，2月20日，星期二2.脲第51页，共104页，2023年，2月20日，星期二2.脲第52页，共104页，2023年，2月20日，星期二缩二脲反应第53页，共104页，2023年，2月20日，星期二第五节类脂脂类是一类天然有机化合物,广泛存在于生物体内,是生命运动不可缺少的物质。脂类包括油脂和类脂；油脂包括植物油和动物脂肪；类脂是结构或理化性质与脂肪类似的化合物,主要包括磷脂、糖脂、蜡及甾族化合物等;含量恒定。

油脂和类脂共同特点是不溶于水而易溶于乙醚、丙酮及氯仿等有机溶剂,都能被生物体所利用,是构成生物体的重要成分。第54页，共104页，2023年，2月20日，星期二油脂:储存和供给能量,固定和保护内脏,维持体温，是脂溶性维生素(A、D、E、K)的溶剂。类脂:是生物膜的主要成分之一。生理功能第一节油脂及蜡

油脂包括油和脂肪;常温下为液态的称为油:芝麻油、菜籽油、葵花油、花生油等。常温下为固态或半固态称为脂肪:牛脂(油)、羊脂(油)、猪脂(油)等。第55页，共104页，2023年，2月20日，星期二油脂既是人类获取营养的必需品,又是食品、化工、医药等工业的主要原料之一。第56页，共104页，2023年，2月20日，星期二一、油脂的组成及脂肪酸

(一)油脂的组成油脂的主要组分是甘油三羧酸酯;其结构通式如下：同酸甘油三酯异酸甘油三酯或第57页，共104页，2023年，2月20日，星期二通常一种植物油中含5~8种不同的脂肪酸;一种动物脂肪中含10种以上不同的脂肪酸。第58页，共104页，2023年，2月20日，星期二混酸甘油三酸酯第59页，共104页，2023年，2月20日，星期二异酸甘油二酸酯第60页，共104页，2023年，2月20日，星期二甘油一酸酯由于脂肪酸和甘油的碳链上可含手性碳及不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸不只含1个C=C键,故油脂分子中也存在复杂的立体异构。第61页，共104页，2023年，2月20日，星期二同酸甘油三酯命名时,根据脂肪酸的名称叫做三某脂酸甘油,异酸甘油三酸酯则以α、β和α’分别标明脂肪酸的位次。第62页，共104页，2023年，2月20日，星期二第63页，共104页，2023年，2月20日，星期二(二)脂肪酸天然油脂中约有170种脂肪酸,其特点如下：(1)直链的一元羧酸为主；(2)多数含偶数碳原子；(3)以C16个和C18个分布最广且含量最多。(4)不饱和脂肪酸的含量一般比饱和脂肪酸高;且多以顺式构型存在第64页，共104页，2023年，2月20日，星期二脂肪酸的类型1.饱和脂肪酸通式为CnH2nO2,通常C4~C24脂肪酸存在于油脂中,C24以上的存在于蜡中。2.不饱和脂肪酸(1)一烯酸(CnH2n-2O2),含一个双键的不饱和脂肪酸。顺-9-十八碳烯酸或顺-Δ9-十八碳烯酸油酸第65页，共104页，2023年，2月20日，星期二(2)二烯酸(CnH2n-4O2),含2个双键的不饱和脂肪酸顺,顺-9,12-十八碳二烯酸或顺,顺-Δ9,12-十八碳二烯酸亚油酸顺,顺,顺-9,12,15-十八碳三烯酸亚麻酸(3)三烯酸(CnH2n-6O2),含3个双键的不饱和脂肪酸第66页，共104页，2023年，2月20日，星期二顺,反,反-9,11,13-十八碳三烯酸桐油酸(4)四烯酸(CnH2n-8O2),含4个双键的不饱和脂肪酸顺,顺,顺,顺-5,8,11,14二十碳四烯酸花生四烯酸第67页，共104页，2023年，2月20日，星期二3.含有取代基的脂肪酸天然油脂中,带支链的脂肪酸不常见,主要有-OH或-C=O取代酸。顺－12-羟基-9-十八碳烯酸蓖麻酸营养必需脂肪酸:人体内不能合成的,必须靠食物供给的高级脂肪酸;亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸。第68页，共104页，2023年，2月20日，星期二油脂的物理性质纯净的油脂为无色、无味、无臭的液体或固体,常因含有色素和维生素等而显不同的颜色和气味。密度都小于1,难溶于水,易溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯及热乙醇等有机溶剂。因天然油脂是混合物,故无恒定的沸点和熔点,只有一定的熔点范围;如牛脂为42-49℃,猪脂为36-46℃。第69页，共104页，2023年，2月20日，星期二一、油脂的化学性质

(一)水解、皂化、酯交换反应1.水解反应常温下,酸和解脂酶便可催化油脂部分水解;是油脂发生酸败的主要原因之一。第70页，共104页，2023年，2月20日，星期二在碱催化下彻底水解,生成甘油和三分子脂肪酸盐。2.皂化反应油脂的皂化反应是分步进行的,反应速率取决于碱的浓度、温度和油脂的结构。油脂在碱性条件下的水解称为皂化反应。第71页，共104页，2023年，2月20日，星期二皂化值:1g油脂完全水解时所需KOH的毫克数;与油脂的平均分子量成反比。应用:皂化值可判断油脂的平均分子量,也可检验

油脂的质量,并指示一定量油脂转化为肥皂所需的碱量。2g油脂完全皂化需KOH3.0g,其皂化值为？第72页，共104页，2023年，2月20日，星期二3.酯交换反应属醇解反应,制备高级脂肪酸甲乙酯及高碳脂肪醇。高碳脂肪醇第73页，共104页，2023年，2月20日，星期二(二)硬化与干燥油脂中不饱和脂肪酸的碳碳双键可以催化加氢,转化为含饱和脂肪酸的油脂,使液态的油变为固态或半固态的脂肪;故油脂的加氢反应又称为油脂的硬化。氢化后的油脂称为氢化油或硬化油,用于制皂、制备饱和脂肪酸等;选择氢化的硬化油用于配制起酥油、人造奶油、黄油等。第74页，共104页，2023年，2月20日，星期二三油酸甘油酯三硬脂酸甘油酯第75页，共104页，2023年，2月20日，星期二三、氧化反应——酸败油脂在贮存期间,可被空气中氧化成过氧化物、醛、酮及羧酸等,产生难闻的气味,这种变化称为油脂的氧化酸败。油脂氧化酸败有催化剂(金属离子)催化可迅速进行,无催化剂催化也可自动发生,是一自由基氧化过程。酸值:中和1g油脂所需氢氧化钾的毫克数,显示油脂中游离脂肪酸的含量,酸败后的油脂酸值会增高,酸值>6不宜食用。

第76页，共104页，2023年，2月20日，星期二不饱和脂肪酸中的C=C可被过氧化物氧化成环氧化物,如环氧大豆油、环氧棉籽油等;可作塑料稳定剂。湿气、热和光对酸败有催化作用,为了防止酸败,油脂应放在密闭的容器中,置于阴凉、干燥、避光处保存,并添加少量抗氧剂,以抑制酸败。第77页，共104页，2023年，2月20日，星期二（四）脂肪酸的反应饱和脂肪酸具有羧酸的通性;不饱和脂肪酸与碱熔融发生双键位移,油酸与碱熔融水解后得软脂酸盐和乙酸盐。不饱和脂肪酸的碳碳双键与碘的加成常用来测定油脂的不饱和程度。第78页，共104页，2023年，2月20日，星期二碘价:100g油脂所能吸收的碘的克数称为碘价(值);碘值大,表示油脂的不饱和程度高或不饱和脂肪酸含量高。乙酰价:1克乙酰化油脂所放出的乙酸,用KOH中和时,所需KOH的毫克数;计算脂肪酸中-OH的含量。第79页，共104页，2023年，2月20日，星期二三、蜡及高碳脂肪醇蜡的主要成分是偶数碳原子的高碳脂肪酸和高碳脂肪醇所形成的酯,此外,还含有少量游离的脂肪酸和脂肪醇;蜡多为固体,不溶于水,溶于乙醚、苯及氯仿等有机溶剂,化学性质稳定,不能皂化,不易水解,也不能消化吸收。第80页，共104页，2023年，2月20日，星期二第二节磷脂磷脂广布于动植物体内,主要有甘油磷脂和神经磷脂两类;均为含有磷酸酯的类脂化合物。磷脂具有重要的生理作用;是构成动植物细胞的重要成分之一,主要存在于脑和神经组织、骨髓、心、肝、肾等器官中,蛋黄、植物的种子及苤芽、大豆中都含有丰富的磷脂。见表16-1.(神经磷脂)第81页，共104页，2023年，2月20日，星期二α-L-甘油磷酸(GPA)一、磷脂类物质磷脂是磷脂酸(PA)与乙醇胺、乙醇胺的衍生物、胆碱、丝氨酸、肌醇等生成的磷脂酸二酯,磷脂酸是甘油与磷酸生成的单酯(甘油磷酸GPA)再和2分子脂肪酸生成的产物。第82页，共104页，2023年，2月20日，星期二(一)甘油磷脂常见的是卵磷脂和脑磷脂,动物的心、脑、肝、肾、骨髓、及禽蛋的卵黄中含量较高。L-α-卵磷脂(PC)第83页，共104页，2023年，2月20日，星期二第84页，共104页，2023年，2月20日，星期二L-α-脑磷脂(PE)第85页，共104页，2023年，2月20日，星期二大豆磷脂是卵磷脂、脑磷脂、心磷脂的混合物。第86页，共104页，2023年，2月20日，星期二磷脂酰丝氨酸甘油磷脂可分为L-磷脂酸衍生物和缩醛磷脂两类。1、磷脂酰化物第87页，共104页，2023年，2月20日，星期二磷脂酰肌醇第88页，共104页，2023年，2月20日，星期二心磷脂(二磷脂酰甘油)第89页，共104页，2023年，2月20日，星期二2、缩醛磷脂缩醛磷脂中,甘油的α-位上有一个脂烯醚结构,脂烯醚键水解后产生脂肪醛。第90页，共104页，2023年，2月20日，星期二碱性水解时,缩醛磷脂中β-位上脂肪酸先水解下来，新形成的β-OH与脂烯醚发生加成生成α,β-氧环式缩醛磷脂。脂烯醚型磷脂第91页，共104页，2023年，2月20日，星期二α,β-氧环式缩醛磷脂第92页，共104页，2023年，2月20日，星期二生物体中的缩醛磷脂是脂烯醚型结构的,在红细胞和心脏中含量最多。(二)鞘磷脂是神经鞘磷脂的简称;由神经酰胺的-OH与磷酰胆碱形成的磷酸二酯;是动植物细胞膜的主要组分。神经鞘氨醇组成:

脂肪酸+鞘氨醇+磷酸

+胆碱第93页，共104页，2023年，2月20日，星期二脂酰鞘氨醇(神经酰胺)

鞘磷脂分子中的鞘氨醇以酰胺键与脂肪酸结合,再以酯键与磷酸结合,磷酸又通过酯键与胆碱结合。第94页，共104页，2023年，2月20日，星期二鞘磷脂组成胆碱脂肪酸：软脂酸、硬脂酸、掬焦油酸、二十四碳烯等。第95页，共104页，2023年，2月20日，星期二磷脂是组织中各种磷脂的总称,不同组织部位中,各种磷脂的含量比例不同。大脑的干物质中,脂质类占总干重的51-54%,其中磷脂占52％、胆固醇占18％、糖苷脂占13％、其它占17％。二、磷脂的性质(自学)磷脂分子中同时具有两性离子部分的亲水基团和脂肪酸长碳链部分的疏水基团,因此磷脂能降低水的表面张力，具有表面活性,是一种良好的乳化剂,它在细胞膜内能使油脂乳化,有助于油脂的输送、消化和吸收。第96页，共104页，2023年，2月20日，星期二

糖脂是含糖、脂肪酸和鞘氨醇的类脂,常与磷脂共同存在;它主要存在于脑和神经组织中,脑中的脑苷脂就是一种重要的糖脂。β-半乳糖脑苷脂糖脂组成:

脂肪酸+鞘氨醇+糖第97页，共104页，2023年，2月20日，星期二糖脂也是动物细胞膜的重要成分;红细胞膜表面的糖脂使血液有不同的血型;此外，糖脂在神经传导过程和组织免疫方面起着重要的作用。第98页，共10