10羧酸和取代羧酸.ppt

（Carboxylic acid and substituted carboxylic acid）计划时数：65/25/20241盤尼西林英國細菌學家弗萊明(A.Fleming，18811955)於1928年發現了盤尼西林(penicillins)。之後，由於澳大利亞病理學家傅羅立(H.Florey,18981968)與德國化學家錢恩(E.Chain,19061979)不斷地研究，盤尼西林終於在1943年成為廣為人們所用的抗生素。弗萊明、傅羅立及錢恩於1945年共同獲得諾貝爾醫學獎。早期的盤尼西林是由柳丁皮上的黴菌生成，而目前發現從葡萄柚皮的黴菌所得的盤尼西林，其消炎的效果更佳。盤尼西林的殺菌功能在阻止細菌產生其賴以維持生命的細胞壁。盤尼西林的結構中，有二個醯胺，其中一個在環內，特稱為內醯胺(lactam)。不同的黴菌產生的盤尼西林並不相同，其主要的差別在連接環外醯胺的烴基(R)不同。5/25/20242圖7-10(a)盤尼西林的通式，其種類依醯胺所接的烴基(R)不同而異；(b)盤尼西林可自黴菌分離而得。5/25/202431842年，北爱尔兰丁堡大学的妇科学者辛普森首次尝试使用氯仿作为麻醉剂为病人进行手术取得了成功。1880年，威廉梅斯文改进了辛普森的麻醉方法，他使用导管使氯仿气体直接输入病人的气管。这一方法被今天的乙醚、氯仿全身麻醉术所沿用。今天，乙醚和氯仿仍是全身麻醉最常用的麻醉剂。5/25/20244教教 学学 内内 容容 羧酸的结构特征、分类及命名方羧酸的结构特征、分类及命名方法。羧酸的化学性质，羟基酸和酮酸法。羧酸的化学性质，羟基酸和酮酸的命名及化学性质。与医学有关的重的命名及化学性质。与医学有关的重要化合物。要化合物。5/25/20245 掌掌握：握：羧酸、羟基酸、酮酸的结构、命名和羧酸、羟基酸、酮酸的结构、命名和化学性质。化学性质。熟悉：熟悉：羧酸、羟基酸、酮酸的分类及其与医羧酸、羟基酸、酮酸的分类及其与医学有关的化合物的俗名及其性质。学有关的化合物的俗名及其性质。了解：了解：影响羧酸酸性的因素、羧酸衍生物的影响羧酸酸性的因素、羧酸衍生物的生成。生成。教教 学学 要要 求求5/25/20246自然界中，羧酸常以游离态、羧酸盐或羧酸衍生物的形式广泛存在于动植物中；天然产物蛋白质、脂肪的主要官能团也属此类，生物体内大多数代谢反应都发生在这些官能团上或发生在强烈地受它们影响的相邻位置上。因此，羧酸及取代羧酸和醛酮一样，无论在有机合成还是在生物合成上都是非常重要的。5/25/20247 回答下列问题：回答下列问题：1.1.什么是羧酸？什么是羧酸？2.2.哪些反应可以制得羧酸？哪些反应可以制得羧酸？3.3.羧酸的通式如何表示？羧酸的通式如何表示？含有含有-COOH(羧基）羧基）氧化反应、氧化反应、腈化物的水解反应等化物的水解反应等RCOOH或ArCOOH 知识回顾与联系知识回顾与联系知识回顾与联系知识回顾与联系5/25/20248R-CHOAg(I),OH-Cu(II),OH-R-COO-+AgR-COO-+Cu2OH+R-COOH 羧酸羧基，或记作：-CO2H羧羧酸酸可可看看作作烃烃分分子子中中的的氢氢原原子子被被羧羧基基取取代代的的产产物物（甲甲酸酸HCOOH除除外外）。R-可可以以是是任任何的烃基。何的烃基。例：例：关键词：羧酸、羧基关键词：羧酸、羧基5/25/20249一、羧酸的结构、分类和命名一、羧酸的结构、分类和命名 1.1.1.1.羧基的结构羧基的结构羧基的结构羧基的结构从从从从形式形式形式形式上看，羧基是由上看，羧基是由上看，羧基是由上看，羧基是由羰基羰基羰基羰基和和和和羟基羟基羟基羟基两部分组成。两部分组成。两部分组成。两部分组成。C OHO=与羰基试剂不反应与羰基试剂不反应与羰基试剂不反应与羰基试剂不反应不同于醇的性质不同于醇的性质不同于醇的性质不同于醇的性质5/25/202410 不是羰基和羟不是羰基和羟不是羰基和羟不是羰基和羟 基的简单加合基的简单加合基的简单加合基的简单加合羧基的真实结构羧基的真实结构p-p-共轭体系共轭体系共轭体系共轭体系关键词：关键词：关键词：关键词：5/25/202411v 键长平均化；键长平均化；键长平均化；键长平均化；v 羰基的正电性羰基的正电性羰基的正电性羰基的正电性 降低，亲核加成变难；降低，亲核加成变难；降低，亲核加成变难；降低，亲核加成变难；v 羟基羟基羟基羟基 H H 的酸性的酸性的酸性的酸性增加；增加；增加；增加；v -HH 的活性的活性的活性的活性 降低降低降低降低共轭结果：共轭结果：5/25/202412 X X射线衍射证明：射线衍射证明：射线衍射证明：射线衍射证明：键长平均化是键长平均化是键长平均化是键长平均化是共轭体系的特点共轭体系的特点共轭体系的特点共轭体系的特点资资 料料123pm123pm136pm136pm醛（酮）中：醛（酮）中：醛（酮）中：醛（酮）中：122pm122pm醇中：醇中：醇中：醇中：143pm143pm5/25/202413当羧基离解为负离子后，当羧基离解为负离子后，当羧基离解为负离子后，当羧基离解为负离子后，X X射线衍射证明，射线衍射证明，射线衍射证明，射线衍射证明，甲酸根负甲酸根负甲酸根负甲酸根负 离子离子离子离子的两个的两个的两个的两个C COO键键长都是键键长都是键键长都是键键长都是127pm127pm。负电荷完全均等地分布在负电荷完全均等地分布在负电荷完全均等地分布在负电荷完全均等地分布在OOC COO链上，即两个链上，即两个链上，即两个链上，即两个C COO键键长完全平均化。键键长完全平均化。键键长完全平均化。键键长完全平均化。5/25/2024142.分类分类（1 1）根据）根据）根据）根据R R的不同分：的不同分：的不同分：的不同分：脂肪酸脂环酸芳香酸（2 2）根据烃基是否饱和分：）根据烃基是否饱和分：）根据烃基是否饱和分：）根据烃基是否饱和分：饱和酸 不饱和酸（3 3）根据羧基的数目分：）根据羧基的数目分：）根据羧基的数目分：）根据羧基的数目分：一元酸多元酸5/25/2024153.命名命名（1）俗名：）俗名：如：蚁酸（甲酸）、醋酸（乙酸）。许多羧酸的俗名在实际生活和工作中用得很普遍。软脂酸（十六酸）硬脂酸（十八酸）安息香酸（苯甲酸）草酸（乙二酸）琥珀酸（丁二酸）肉桂酸（3-苯基丙烯酸）顺-丁烯二酸（马来酸）反-丁烯二酸（延胡羧酸）例：例：例：例：5/25/202416 与醛的命名相似。对于简单的脂肪酸也常用 、b b、g g 等希腊字母表示取代基的位次；5 4 3 21 g g b b 3-甲基戊酸（b b-甲基戊酸）（2）系统命名法）系统命名法CH3CH3-CH2-CH-CH2-CO2H5/25/2024174 3 2g b g b 2-甲基-4-溴丁酸（-甲基-g g-溴丁酸）COOHBr-CH2-CH2-CH-CH3续续5/25/2024182-正丙基-2-丁烯酸15811142010C的不饱和酸在碳数后加“碳碳”字(俗名：花生四烯酸俗名：花生四烯酸)CH3CH2CH2-C-COOHCH-CH3CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3CO2H续续二十四烯酸5,8,11,14-碳碳5/25/202419EPAEPA ：CHCH3 3CHCH2 2(CH=CHCH(CH=CHCH2 2)5 5(CH(CH2 2)2 2COOHCOOH 5,8,11,14,17 5,8,11,14,17二十碳五烯酸二十碳五烯酸二十碳五烯酸二十碳五烯酸DHA DHA：CHCH3 3CHCH2 2(CH=CHCH(CH=CHCH2 2)6 6CHCH2 2COOH COOH 4,7,10,13,16,19 4,7,10,13,16,19二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸海生海生动物及物及鱼油的油脂中主要脂肪酸油的油脂中主要脂肪酸EPA和DHA具有降低血脂，减少血小板聚集和血栓形成的作用，可用于心脑血管疾病的防治5/25/2024203-苯基丙烯酸丙烯酸丙烯酸丙烯酸（肉桂酸）（肉桂酸）（肉桂酸）（肉桂酸）b-b-苯基丙烯酸HOOC-CH2-CH-CH2-CH2-COOHCH2-COOH己二酸3-羧甲基CH=CH-COOH续续5/25/202421练习：练习：命名下列化合物命名下列化合物CH3CH3-C-CO2HC2H51.CO2HClCl3.2,2-二甲基丁酸2,4-二氯苯甲酸COOHCH2HCCO2HCHOHCH2CO2H2.12453-羧基-4-羟基-己二酸5/25/202422续续3，4-二甲基戊酸二甲基戊酸4-苯基苯基-2-丁烯酸丁烯酸顺丁烯二酸顺丁烯二酸 环戊基甲酸环戊基甲酸或环戊烷羧酸或环戊烷羧酸5/25/202423练习：练习：写出下列化合物的结构式。写出下列化合物的结构式。软脂酸软脂酸 硬脂酸硬脂酸 油酸油酸亚油酸亚油酸-亚麻酸麻酸-亚麻酸亚麻酸花生四烯酸花生四烯酸十六碳酸十六碳酸十八碳酸十八碳酸顺顺-9-十八碳烯酸十八碳烯酸顺，顺顺，顺-9，12-十八碳二烯酸十八碳二烯酸顺，顺，顺-9，12，15-十八碳三十八碳三烯酸酸顺，顺，顺顺，顺，顺-6，9，12-十八碳三烯酸十八碳三烯酸顺，顺，顺，顺顺，顺，顺，顺-5，8，11，14-二十碳四烯酸二十碳四烯酸俗俗俗俗 名名名名 系系系系 统统统统 名名名名 称称称称5/25/202424脂肪酸的三种编码体系脂肪酸的三种编码体系 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 18 13 12 11 10 9 1以亚油酸为例：以亚油酸为例：编码体系编码体系 1 6 7 8 9 10 18希腊字母编号常用常用简记作：简记作：9，1818：2 2126，9或或1818：2 2-6族族族族5/25/202425二、物理性质二、物理性质 自学自学11.为什么羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇的沸点高的多？2.为什么偶数碳原子羧酸的熔点比它前后相邻两个奇数碳原子同系物的熔点高？思考题：思考题：5/25/202426三、化学性质三、化学性质 由羧基结构决定由羧基结构决定由羧基结构决定由羧基结构决定问题：问题：问题：问题：试根据羧基的结构推测羧酸的主要化学性质。试根据羧基的结构推测羧酸的主要化学性质。试根据羧基的结构推测羧酸的主要化学性质。试根据羧基的结构推测羧酸的主要化学性质。5/25/202427 CR（Ar）CH2OH2.2.取代反应取代反应取代反应取代反应主要反应部位及反应类型O 3.3.脱羧反应脱羧反应脱羧反应脱羧反应4.4.-活性活性活性活性 1.1.酸性酸性酸性酸性5/25/202428 1.羧酸的酸性与成盐羧酸的酸性与成盐 （1 1 1 1）酸性）酸性）酸性）酸性回答下列问题：在已经学过的有机物中哪些物质具有酸性？物质酸性的相对强弱用什么表示？羧酸为什么表现出明显的酸性？醇、硫醇、酚Ka或pKa羧基中p-共轭体系,O-H键极性增大5/25/202429 另外，另外，羧酸解离出氢离子后，羧酸根负电荷羧酸解离出氢离子后，羧酸根负电荷通过通过 p-共轭平均分布在羧酸根上，使共轭平均分布在羧酸根上，使羧酸根能羧酸根能量降低量降低而稳定。而稳定。5/25/202430水溶液具有酸性，可用水溶液具有酸性，可用pH试纸试纸或或石蕊试纸石蕊试纸检验出。检验出。ORCOHORCO-+H+5/25/202431 NaOH Na2CO3 Na （NaHCO3）R-COOH 练习：练习：完成下列反应式。完成下列反应式。RCOONa H2H2O H2O CO2 羧酸的酸性较碳酸强羧酸的酸性较碳酸强羧酸的酸性较碳酸强羧酸的酸性较碳酸强5/25/202432 R-COONa+HCl R-COOH +NaCl结论：结论：羧酸仍然是弱酸。羧酸仍然是弱酸。常见的一元羧酸pKa为3 35 5，因此它们是弱酸，但比碳酸（pKa为6.5）酸性强。酸性：酸性：酸性：酸性：羧酸羧酸羧酸羧酸 碳酸碳酸碳酸碳酸 酚酚酚酚 硫醇硫醇硫醇硫醇 醇醇醇醇5/25/202433练习：练习：下列化合物的酸性由强到弱的顺序正确的是？下列化合物的酸性由强到弱的顺序正确的是？A.乙酸碳酸乙醇苯酚B.乙酸苯酚碳酸乙醇C.碳酸乙酸苯酚乙醇 D.乙酸碳酸苯酚乙醇D5/25/202434影响羧酸酸性的因素影响羧酸酸性的因素因素因素电子效应电子效应立体效应立体效应溶剂化效应溶剂化效应5/25/202435 以以电子效应为例：电子效应为例：就电子效应来讲，凡能使羧基电子云密度降低的吸电子吸电子吸电子吸电子基团，将使羧酸酸性增强，如硝基、卤素等；反之供电子供电子供电子供电子基团，使酸性减弱。稳定性知识应用知识应用知识应用知识应用XY5/25/202436羧酸酸性的一般规律羧酸酸性的一般规律（1 1）羧酸）羧酸）羧酸）羧酸 酚酚酚酚 硫醇硫醇硫醇硫醇 水水水水 醇醇醇醇（2 2）甲酸）甲酸）甲酸）甲酸 苯甲酸苯甲酸苯甲酸苯甲酸 其它一元酸其它一元酸其它一元酸其它一元酸（3 3）二元酸）二元酸）二元酸）二元酸 相应的一元酸相应的一元酸相应的一元酸相应的一元酸（4 4）诱导效应的影响）诱导效应的影响）诱导效应的影响）诱导效应的影响（5 5）共轭效应的影响（了解）共轭效应的影响（了解）共轭效应的影响（了解）共轭效应的影响（了解）（6 6）其它（如邻羟基苯甲酸）其它（如邻羟基苯甲酸）其它（如邻羟基苯甲酸）其它（如邻羟基苯甲酸-分子内氢键）分子内氢键）分子内氢键）分子内氢键）5/25/202437 CH3-CO2HFCH2-CO2HF2CH-CO2HF3C-CO2HpKa 4.67 2.67 1.24 0.23 HCO2HCH3CH2CO2H（CH3）3C-COOHpKa 3.77 4.86 5.05资料资料斥电子基的影响斥电子基的影响吸电子基的影响吸电子基的影响5/25/202438FCH2COOH ClCH2COOH BrCH2COOH ICH2COOHpKa2.672.872.903.16续：续：pKa3.774.174.76CH3COOH ClCH2COOH Cl2CHCOOHCl3CCOOHpKa4.762.871.360.635/25/202439续：续：CH3CH2C(Cl)HCOOHCH3C(Cl)HCH2COOHClCH2CH2CH2COOHpKa2.864.064.52 5/25/2024401.1.一元酸：一元酸：一元酸：一元酸：2.2.二元酸：二元酸：二元酸：二元酸：3.3.取代羧酸：取代羧酸：取代羧酸：取代羧酸：吸电子基的电负性电负性电负性电负性越大、数目数目数目数目越多、距羧基越近距羧基越近距羧基越近距羧基越近酸性越强；斥电子基的电负性越小、数目越多、距羧基越近酸性越弱；结论：结论：5/25/202441注意：苯甲酸的酸性比甲酸弱，比其他脂肪族一元酸强。原因：由于苯环大键与羧基形成共轭体系，电子云稍向羧基偏移，不利于H解离，酸性较甲酸弱。了解了解 5/25/202442二元酸的酸性还与两个羧基在空间的位置有关。丁烯二酸第一羧基离解数是顺式大于反式，第二羧基离解常数是反式大于顺式。了解了解 5/25/202443（2）成盐反应）成盐反应羧酸能与Na2CO3、NaHCO3和NaOH等物质反应生成易溶于水的盐。例如：例如：例如：例如：羧酸的钠（钾羧酸的钠（钾羧酸的钠（钾羧酸的钠（钾)盐易溶于水盐易溶于水盐易溶于水盐易溶于水5/25/202444苯甲酸(A)对-甲苯酚(B)乙醚溶液乙醚溶液NaHCO3水溶液水层：C6H5CO2NaHCl醚层：CH3-OH苯甲酸NaOH/H2OCH3-ONa醚层CO2水层：CH3-OH-应用：应用：1.羧酸的检验、分离及提纯。羧酸的检验、分离及提纯。5/25/2024452.增加其水溶性增加其水溶性青霉素青霉素钾（钠）盐钾（钠）盐 如含有羧基的如含有羧基的青霉素青霉素和和氨苄青霉素氨苄青霉素水溶水溶性极差，转变成钾盐或钠盐后水溶性增大，性极差，转变成钾盐或钠盐后水溶性增大，便于临床使用。便于临床使用。5/25/2024462.羧酸衍生物羧酸衍生物的生成的生成已知：已知：已知：已知：同位素标记法实验证实该氧原子绝大多数来自于醇同位素标记法实验证实该氧原子绝大多数来自于醇乙酸乙酯乙酸乙酯5/25/202447问题：问题：1.1.根据乙醇与乙酸的反应式，写出根据乙醇与乙酸的反应式，写出 羧羧酸与醇发生酯化反应的通式。酸与醇发生酯化反应的通式。酯（羧酸衍生物之一）酯（羧酸衍生物之一）酯（羧酸衍生物之一）酯（羧酸衍生物之一）2.2.什么是羧酸衍生物？什么是羧酸衍生物？羧基上的羟基被其他原子或基团取代羟基被其他原子或基团取代羟基被其他原子或基团取代羟基被其他原子或基团取代后产生的化合物。5/25/202448CH2OCR1CH OCR2CH2OCR3OOO甘油三酯（三酰甘油）；俗称油脂甘油三酯（三酰甘油）；俗称油脂R相同时称单三酰甘油，相同时称单三酰甘油，R不同时称混三酰甘油。不同时称混三酰甘油。5/25/202449*CH2OCR1CHCH2OCR3OOOR2CL-型型 天然油脂的主要成分是混混三三酰酰甘甘油油的的混混合合物物。也含有少量的游离脂肪酸、高级醇、高级烃、维生素及色素等。5/25/202450CH2OC(CH2)16CH3CH OC(CH2)16CH3CH2OC(CH2)16CH3OOO 甘油三硬脂酸酯甘油三硬脂酸酯或或:三硬脂酰甘油三硬脂酰甘油5/25/202451混甘油酯，要把各脂肪酸的位次用、b b、标明。CH2OCC15H31CH OCC17H35CH2OC(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3OOO b b 甘油-软脂酸-b b-硬脂酸-油酸酯或:-软脂酰-b b-硬脂酰-油酰甘油5/25/202452羧酸与PX3、PX5（X=Cl、Br）或SOCl2（氯化亚砜）反应生成酰卤。（1 1）酰卤的生成酰卤的生成通式通式通式通式：（以（以pClpCl3 3为例）为例）关键词：羧基上的羟基被卤素代替关键词：羧基上的羟基被卤素代替关键词：羧基上的羟基被卤素代替关键词：羧基上的羟基被卤素代替5/25/202453 练习：练习：写出下列反应的主要产物。写出下列反应的主要产物。+SOCl+SOCl2 2+PCl+PCl5 5酰氯非常活泼广泛应用于药物合成中酰氯非常活泼广泛应用于药物合成中酰氯非常活泼广泛应用于药物合成中酰氯非常活泼广泛应用于药物合成中5/25/202454 (2)(2)酸酐的生成酸酐的生成关键词：脱水剂、两羧基间失水关键词：脱水剂、两羧基间失水关键词：脱水剂、两羧基间失水关键词：脱水剂、两羧基间失水通式：通式：浓浓浓浓HH2 2SOSO4 4 或或或或 P P2 2OO5 55/25/202455180具有五元环或六元环的酸酐，可由二元酸加热分子内失水而得。+H2O5/25/202456 练习：练习：写出下列反应的主要产物。写出下列反应的主要产物。5/25/202457(3)(3)酯的生成酯的生成 练习：练习：写出下列反应的主要产物。写出下列反应的主要产物。已知：酯化反应是可逆反应；已知：酯化反应是可逆反应；在通常情况下反应速率很慢；在通常情况下反应速率很慢；5/25/202458酯化反应的一般规律酯化反应的一般规律 同位素标记法实验证实：不同类型的醇生成酯的机制不同。羧酸与伯醇和绝大多数仲醇反应生成酯时，醇脱氢，羧酸脱羟基。羧酸与叔醇反应生成酯时，醇脱羟基，羧酸脱氢。5/25/202459自学自学（10分钟）酯化反应历程酯化反应历程p139-140主要步骤：亲核加成和消除主要步骤：亲核加成和消除5/25/2024605/25/202461叔醇：叔醇：5/25/202462 酯化反应的活性顺序酯化反应的活性顺序羧酸相同时，醇的活性顺序为：醇相同时，羧酸的活性顺序为：5/25/202463（4 4）酰胺的生成）酰胺的生成酰胺酸酸或胺（第或胺（第或胺（第或胺（第1212章）章）章）章）-具有具有具有具有碱性碱性碱性碱性铵盐或胺盐铵盐或胺盐铵盐或胺盐铵盐或胺盐 酰胺（第酰胺（第1111章）是一类非常重要的化合物，蛋白章）是一类非常重要的化合物，蛋白质和很多药物中都具有酰胺的结构。质和很多药物中都具有酰胺的结构。5/25/202464 3.脱羧反应脱羧反应 定义：定义：羧基以羧基以CO2形式脱去的反应形式脱去的反应.通式：通式：RCOONa RH+Na2CO3NaOH-CaO强热几乎所有的羧酸或其盐类在强烈强烈的条件下都可脱羧。CH3COONa CH4 +Na2CO3NaOH-CaO强热例实验室制取甲烷：5/25/202465若-C上有强吸电子基，则易脱羧。CH3-C-CH2-COOHCH3-C-CH3+CO2OOH2O/25CCl3-COONaH-CCl3+CO2H2O/50该反应在许多生化反应中占有重要的地位。该反应在许多生化反应中占有重要的地位。5/25/202466CH3CH2CH2CO2H+Br2 P P或或PBr3 4.-H 的卤代反应的卤代反应了解了解CH3CH2CHBrCO2HCH3CH2CBr2CO2P或或PBr3关键词：红磷催化关键词：红磷催化（羧基的吸电子作用比羰基弱），（羧基的吸电子作用比羰基弱），-H被卤素（主要是氯、溴）代替卤代酸本身与医学关系不大，但可由它制备其它取代羧酸。5/25/202467意义：意义：通过卤代酸可制备其它通过卤代酸可制备其它通过卤代酸可制备其它通过卤代酸可制备其它取代羧酸取代羧酸取代羧酸取代羧酸。R-CH-CO2HBrCNCN-R-CH-CO2HOHR-CH-CO2HNH2R-CH-CO2HCNH3O+复习卤代烃的性质复习卤代烃的性质R-CH-CO2HCOOHR-C-COOHR-C-COOH=O ONHNH3 3OHOH-5/25/2024685.二元羧酸的性质二元羧酸的性质（1 1 1 1）乙二酸、丙二酸）乙二酸、丙二酸）乙二酸、丙二酸）乙二酸、丙二酸 脱羧脱羧例：5/25/202469(2)(2)丁二酸、戊二酸丁二酸、戊二酸丁二酸、戊二酸丁二酸、戊二酸 脱水脱水例：例：5/25/202470（3）己二酸、庚二酸）己二酸、庚二酸 既脱羧又脱水既脱羧又脱水例：例：5/25/202471练习：练习：写出下列反应的主要产物。主要产物由物质的稳定性决定主要产物由物质的稳定性决定主要产物由物质的稳定性决定主要产物由物质的稳定性决定5/25/202472 练习：练习：p140 140 问题问题10-110-15/25/202473重要化合物重要化合物 1.1.甲酸（蚁酸）甲酸（蚁酸）甲酸（蚁酸）甲酸（蚁酸）(特性：还原性特性：还原性特性：还原性特性：还原性)2.2.乙酸（醋酸）乙酸（醋酸）乙酸（醋酸）乙酸（醋酸）3.3.苯甲酸（安息香酸）苯甲酸（安息香酸）苯甲酸（安息香酸）苯甲酸（安息香酸）4.4.乙二酸乙二酸乙二酸乙二酸(草酸草酸草酸草酸)(特性：还原性特性：还原性特性：还原性特性：还原性)在分析化学中，常以此作为基准物质，标定高锰酸钾的浓度。在分析化学中，常以此作为基准物质，标定高锰酸钾的浓度。在分析化学中，常以此作为基准物质，标定高锰酸钾的浓度。在分析化学中，常以此作为基准物质，标定高锰酸钾的浓度。5/25/2024745.丁二酸（丁二酸（琥珀酸琥珀酸琥珀酸琥珀酸）6.顺丁烯二酸（马来酸）顺丁烯二酸（马来酸）7.反丁烯二酸（反丁烯二酸（富马酸或延胡索酸富马酸或延胡索酸富马酸或延胡索酸富马酸或延胡索酸）参与人体新陈代谢过程参与人体新陈代谢过程 8.9，12-十八碳二烯酸（亚油酸）十八碳二烯酸（亚油酸）构成油脂的主要脂肪酸之一构成油脂的主要脂肪酸之一Theand参与人体新陈代谢过程参与人体新陈代谢过程5/25/202475 Substituted carboxylic acid5/25/2024761.定义定义RCOOH中烃烃烃烃基基基基上上上上的的的的氢氢氢氢原原原原子子子子 被其它原子或基团取代的产物。LR-CH-COOH 通式通式：但但重要重要的是：的是：、位位可以在任何碳上可以在任何碳上5/25/202477羰基酸 羰基卤代酸 卤素羟基酸 羟基氨基酸 氨基（第17章）L=2.分类分类（按按L分分）化合物间的相互转化化合物间的相互转化化合物间的相互转化化合物间的相互转化 复习卤代烃、醇（酚）的性质复习卤代烃、醇（酚）的性质5/25/202478醇酸醇酸（按羟基位置分）（按羟基位置分）酚酸酚酸R-CH-R-CH-COOHCOOH OH OH一、羟基酸一、羟基酸1.1.分类分类-醇酸醇酸-醇酸醇酸通式：通式：按羟基分按羟基分按羟基分按羟基分5/25/202479系统命名法：系统命名法：系统命名法：系统命名法：以羧酸为母体，羟基为取代基。以羧酸为母体，羟基为取代基。以羧酸为母体，羟基为取代基。以羧酸为母体，羟基为取代基。但更常用俗名。但更常用俗名。但更常用俗名。但更常用俗名。2.2.命名命名CH3CH(OH)COOH 2 2-羟基丙酸乳乳酸酸或-羟基丙酸例：例：例：例：5/25/202480HOOC-CH2-CH-COOHOH（2-2-）羟基丁二酸苹果酸苹果酸（-）羟基丁二酸羟基丁二酸HOOC-CHCH-COOHOH OH2,3-二二羟基丁二酸羟基丁二酸酒石酸酒石酸 、b b-二二羟基丁二酸羟基丁二酸5/25/202481CH2COOHHO-C-COOHCH2COOH邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸 水杨酸水杨酸-OHCOOH3，4，5-三羟基苯甲酸三羟基苯甲酸 没食子酸没食子酸-OHCO2H-OHOH3-羧基羧基-3-羟基戊二酸羟基戊二酸柠檬酸柠檬酸5/25/202482 羟基：O,卤代，-H2O，成酯 等酚羟基：FeCl3等羧基：酸性，成盐，成酯 等 答：具有羟基和羧基的一切反应。3.化学性质化学性质问题：试根据羟基酸的结构，推测其化学性质。问题：试根据羟基酸的结构，推测其化学性质。知识联系知识联系5/25/202483练习：写出下列反应的主要产物。5/25/202484常根据羟基和羧基的相对位置不同而有所不同。特性：特性：主要：主要：酸性，受热脱水，酸性，受热脱水，O 等。等。（1 1）酸性）酸性）酸性）酸性已知：已知：pKapKa3.834.514.763.834.514.76羟基是吸电子基，但吸电子能力较弱。羟基是吸电子基，但吸电子能力较弱。5/25/202485了解：了解：酸性增强或减弱决定于影响因素中何者占优势酸性增强或减弱决定于影响因素中何者占优势酸性增强或减弱决定于影响因素中何者占优势酸性增强或减弱决定于影响因素中何者占优势5/25/202486（2）氧化反应）氧化反应 和醇比较，醇酸易被氧化，如稀硝酸、和醇比较，醇酸易被氧化，如稀硝酸、TollensTollens试剂试剂不与醇反应，但能氧化醇酸不与醇反应，但能氧化醇酸。这些反应在体内是借助于酶催化完成的。这些反应在体内是借助于酶催化完成的。如：如：如：如：5/25/202487（3）脱水反应）脱水反应（与醇不同）（与醇不同）-醇醇醇醇酸酸酸酸 交酯交酯交酯交酯（六元环结构）（六元环结构）（六元环结构）（六元环结构）-醇酸醇酸醇酸醇酸 烯烯酸酸酸酸 （-共共共共轭轭轭轭体系）体系）体系）体系）、-醇酸醇酸醇酸醇酸 内内内内酯酯 （五元（五元（五元（五元环环或六元或六元或六元或六元环环）与产物的稳定性有关与产物的稳定性有关5/25/202488练习：写出下列反应的主要产物。5/25/202489 和羟基酸一样，羰基酸分子中同时含有羰基和羧基。二、羰基酸：二、羰基酸：1.分类分类b-b-b-b-酮酸酮酸酮酸酮酸-酮酸酮酸酮酸酮酸醛酸醛酸醛酸醛酸酮酸酮酸酮酸酮酸按酮基的位置按酮基的位置按酮基的位置按酮基的位置-酮酸酮酸酮酸酮酸5/25/202490CH3-C-CH2COOH Ob-b-丁酮丁酮 酸酸 或或 3-丁酮酸丁酮酸（-）丙酮丙酮 酸酸 或或（2 2-）丙酮酸丙酮酸 CH3CCOOH OHO2CCH2CCO2H O （-）丁酮丁酮 二酸二酸（草酰乙酸）（草酰乙酸）（草酰乙酸）（草酰乙酸）2.命名命名可省略可省略 两字前后可调换两字前后可调换两字前后可调换两字前后可调换5/25/2024913.化学性质化学性质 练习：练习：写出下列反应的主要产物。具有酮和羧酸的通性具有酮和羧酸的通性具有酮和羧酸的通性具有酮和羧酸的通性5/25/202492 （1 1）酸性）酸性）酸性）酸性关键词：羰基的吸电子诱导效应关键词：羰基的吸电子诱导效应关键词：羰基的吸电子诱导效应关键词：羰基的吸电子诱导效应HOCH2CH2COOHCH3CH2COOHCH3CH-COOHOHCH3COCH2COOHCH3COCOOHpKa2.49 3.51 3.86 4.51 4.88特性：特性：5/25/202493（2 2）脱）脱）脱）脱羧羧羧羧反应反应反应反应 R-C-COOHO150稀H2SO4R-C-H+CO2O=CH3-C-CH2COOHOCH3-C-CH3+CO2O微热微热微热微热已知已知-碳碳上上连连有吸有吸电电子基子基时时，易，易发发生生脱脱羧羧反反应应。和和-酮酮酸比酸比较较，-酮酮酸酸更易更易更易更易脱脱羧羧。5/25/202494解释：解释：解释：解释：（1 1）酮基氧的吸电子诱导效应）酮基氧的吸电子诱导效应）酮基氧的吸电子诱导效应）酮基氧的吸电子诱导效应 （2 2）酮基氧与羧基中的氢形成）酮基氧与羧基中的氢形成）酮基氧与羧基中的氢形成）酮基氧与羧基中的氢形成6 6员环的分子内氢键员环的分子内氢键员环的分子内氢键员环的分子内氢键酸性增强酸性增强酸性增强酸性增强电子转移电子转移电子转移电子转移重排重排重排重排 酮酮酮酮该反应又称酮式分解该反应又称酮式分解该反应又称酮式分解该反应又称酮式分解5/25/202495练习：练习：写出下列反应的主要产物。-丁酮酸是重要的化工原料，由于它不稳定，常制丁酮酸是重要的化工原料，由于它不稳定，常制成酯保存，如：乙酰乙酸乙酯（成酯保存，如：乙酰乙酸乙酯（）。）。5/25/202496CH3CH2C-CH2COOH+NaOHOCH3CH2COONa+CH3COONa 酸式分解酸式分解 -酮酸的酮式分解和酸式分解在化学上酮酸的酮式分解和酸式分解在化学上和医学上均具有重要意义。和医学上均具有重要意义。5/25/202497（3）-酮酸的氨基化酮酸的氨基化 羰基化合物与氨的亲核加成，消除反应羰基化合物与氨的亲核加成，消除反应+2H 还原反应还原反应羰基变成氨基，人体内该反应借助于羰基变成氨基，人体内该反应借助于转氨酶转氨酶转氨酶转氨酶完成的。完成的。5/25/2024981 1、乳酸、乳酸、乳酸、乳酸CH3-CH-CO2H OH（2-2-羟基丙酸）羟基丙酸）羟基丙酸）羟基丙酸）重要化合物重要化合物 乳酸人体中糖代谢的中间产物。乳酸人体中糖代谢的中间产物。乳酸钙是补充体内钙质的药物；乳乳酸钙是补充体内钙质的药物；乳酸钠临床上用作纠正酸中毒。酸钠临床上用作纠正酸中毒。5/25/202499HOOC-CHCH-COOH OH OH2,3-2,3-二二二二羟基丁二酸羟基丁二酸羟基丁二酸羟基丁二酸 2、酒石酸、酒石酸 酿葡萄酒时析出的酒石为酿葡萄酒时析出的酒石为酒石酸氢钾酒石酸氢钾,可转化为可转化为酒石酸酒石酸和酒石酸钾钠和酒石酸钾钠(用于配制斐用于配制斐林试剂）。林试剂）。5/25/2024100 3、苹果酸、苹果酸（2 2）-羟基丁二酸羟基丁二酸羟基丁二酸羟基丁二酸 HOOC-CH-CH2-COOH OH 是人体中糖代谢的中间产物。是人体中糖代谢的中间产物。是人体中糖代谢的中间产物。是人体中糖代谢的中间产物。5/25/2024101CH2-COOHHO CCOOHCH2-COOH4、柠檬酸（枸橼酸）、柠檬酸（枸橼酸）生化中三羧酸循环的三羧酸即指柠檬酸，生化中三羧酸循环的三羧酸即指柠檬酸，是糖、脂肪、蛋白质三大代谢的中间产物是糖、脂肪、蛋白质三大代谢的中间产物。柠。柠檬酸铁铵是常用的补血药，柠檬酸钠有防止血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。液凝固的作用，常用作抗凝血剂。3-3-羧基羧基羧基羧基-3-3-羟基戊二酸羟基戊二酸羟基戊二酸羟基戊二酸5/25/2024102-OHCO2H邻邻邻邻-羟基苯甲酸羟基苯甲酸羟基苯甲酸羟基苯甲酸5、水杨酸（柳酸）、水杨酸（柳酸）存存于水于水杨树和柳树皮中，具有解热杨树和柳树皮中，具有解热镇痛作用，但对胃肠道刺激性大，常用镇痛作用，但对胃肠道刺激性大，常用其衍生物。其衍生物。5/25/2024103-CO2C6H5OH-CO2NaOHH2N-水杨酸苯酯(Salol).肠道和尿道消毒剂对-氨基水杨酸钠(PAS-Na).用于治疗各种结核病。-COOHOCOCH3乙酰乙酰水杨酸（阿斯匹林，水杨酸（阿斯匹林，AsprineAsprine ）制备：5/25/20241046、丙酮酸、丙酮酸 是动物体内糖、脂肪和蛋白质代是动物体内糖、脂肪和蛋白质代谢的中间产物，在酶的催化下能转变谢的中间产物，在酶的催化下能转变成氨基酸或柠檬酸，是一个重要的生成氨基酸或柠檬酸，是一个重要的生物活性中间体。物活性中间体。5/25/20241057、-丁酮酸（乙酰乙酸）丁酮酸（乙酰乙酸）是生物体内脂肪代谢的中间产物。是生物体内脂肪代谢的中间产物。酮体酮体 30%70%微量微量5/25/2024106 血中酮体正常值：血中酮体正常值：4000mg/L（酸中毒）。是是脂脂肪肪酸酸在在人人体体内内不不能能完完全全被被氧氧化化成成二二氧氧化化碳碳和和水水的的中中间间体体。正正常常情情况况下下能能进进一一步步氧氧化化分分解解，血血液液中中只只存存在在少少量量酮酮体体。当当代代谢谢发发生生障障碍碍时时，血血中中酮酮体体含含量量增增加加，从从尿尿中中排排出，此为糖尿病的病症。出，此为糖尿病的病症。酮酮 体体5/25/20241078、草酰乙酸（、草酰乙酸（丁丁酮酮二酸）二酸）是人体内物质代谢的重要产物。5/25/20241089、前列腺素（、前列腺素（prostaglandins，PG）PG遍及人体各个器官，含量极微，生物活性强。它对生殖、心血管、呼吸、硝化、神经、免疫等系统和对水的吸收、电解质平衡、皮肤、炎症都有显著的生物活性。5/25/2024109 从PG结构看为含有一个五元环和两条支链的二十碳不饱和脂肪酸，但由于最初被误认为是前列腺素分泌物而得名。PGEPGE22PGFPGF1 1 酮基、羟基、双键数目和位置不同，形成各种性能不同的酮基、羟基、双键数目和位置不同，形成各种性能不同的酮基、羟基、双键数目和位置不同，形成各种性能不同的酮基、羟基、双键数目和位置不同，形成各种性能不同的PGPG。例：例：例：例：5/25/2024110食物油脂 -氨基酸脂肪酸甘油蛋白质淀粉糖类乙酰辅酶ATAC三羧酸循环三羧酸循环5/25/20241111.1.是是是是糖糖糖糖、脂脂脂脂、蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质三三三三大大大大物物物物质质质质分分分分解解解解供供供供能的共同通路。能的共同通路。能的共同通路。能的共同通路。2.2.是是是是糖糖糖糖、脂脂脂脂、蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质三三三三大大大大物物物物质质质质互互互互变变变变的的的的共同途径。共同途径。共同途径。共同途径。资料：三羧酸循环的生理意义资料：三羧酸循环的生理意义5/25/2024112练习：练习：练习：练习：利用化学知识解释下列各反应。利用化学知识解释下列各反应。利用化学知识解释下列各反应。利用化学知识解释下列各反应。5/25/2024113 练习：练习：解释下列反应，并指出反应所属类型。HOOC-CH=C-CH2-COOH COOHHOOC-CH2-C-CH2-COOH COOHOHHOOC-CH-C H-CH2COOH COOHOHH2O+H2O O HOOC-C-C H-CH2-COOH COOHO-CO2HOOC-C-C H2-CH2-COOH O-CO2H-C-CH2-CH2-COOH O O HO-C-CH2-CH2-COOH