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第十章取代羧酸

4.51
p Ka
4.88
3.87
羟基连接在脂肪烃基上,表现出-I效应 (吸电子诱导效应),一般醇酸的酸性强于相 应的羧酸;羟基离羧基越近,酸性越强。
有机化合物中原子间的相互影响可以用电
子效应和立体效应来描述。
电子效应(electronic effect ) :分子中电子云密
度的改变对物质性质的影响( 诱导效应、共轭
第十章
取代羧酸
羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子
或原子团取代后的化合物称为取代羧酸。 根据取代原子或 原子团的不同,取代 羧酸分为:卤代酸, 羟基酸,羰基酸和氨 基酸等。
R
C H
COOH
R CH COOH X
卤代羧酸 (halogeno acid)
R CH COOH NH2
氨基酸 (amino acid)
3. 醇酸的氧化反应
(-醇酸中的羟基比醇分子中的羟基更易于氧化)
稀 H N O 3 HOCH COOH 2
O H C COOH
O H C COOH
稀 H N O 3
HOOCCOOH
H C CH CH COOH 3 2 OH
稀 H N O 3
H CC CH COOH 3 2 O
H 3C CH COOHTollens + H C C C O O H + Ag 3 OH
-丁内酯
分子内脱水 内 酯 +水
CH CH CH
2 2 2
ห้องสมุดไป่ตู้
O C O
+H O 2
-醇酸比 -醇酸更易脱水,通常室温下 通常以 -醇酸盐的形式保存。
OO + N aOH
即可失水成内酯,因此游离的 -醇酸很难存在,
HOCH CH CH COO 2 2 2
-羟基丁酸钠
-羟基丁酸钠有麻醉作用,它具有术后 病人苏醒快的优点。
羟基连接在苯环上的羟基酸称为酚酸。
H O C O O H
一、
醇 酸
(一)醇酸的分类和命名 根据羟基和羧基的相对位置不同,醇酸分为 α-羟基酸、β-羟基酸和γ-羟基酸。
R α CH OH α- 羟 基 酸 COOH
R β CH OH β- 羟基酸 α CH 2 COOH R
γ CH OH γ- 羟基酸 β CH2 α CH2 COOH
效应 ) 。 立体效应(stereo effect ) :分子的空间结构对 物质性质的影响, 又叫做空间效应。
诱导效应: 因某原子或基团的电负性而引起的电子 云向某一方向移动的效应,称为诱导效应
( 以符号 I 表示 )。
CH3CH2CH2Cl
H
δ+
H C H
H C H
H
δ+ δ+ δ+
C H
δ
Cl
O H C 3 O
C H 3 O
α- 羟基丙酸
丙交酯
(2)β-醇酸的脱水反应
羟 基 酸
R C H C HC O O H O H H
烯 酸 +水 分子内脱水
R C H C H C O O H + H O 2
2- 丁烯酸
β- 羟基丁酸
(3)γ,δ- 醇酸的脱水反应
羟基酸 羟基酸
CH 2 CH 2 OH CH 2 C OH O
CH2 COOH
(二) 醇酸的物理性质(自学)
(三)化学性质:
醇酸具有醇和羧酸的典型反应,如羟
基被氧化成羰基,能发生酰化或酯化反应生成 酯;羧基可以成盐、成酯等。由于羟基与羧基 的相互影响羟基酸又具有特殊性。
1. 酸性
C H C H C O O H 3 2
OH CH3CHCOOH
O H C H C H C O O H 2 2
O
醇酸在体内的氧化通常由酶催化下进行。
4.
α-醇酸的分解反应
α-醇酸与稀硫酸共热,羧基和α-C之间的键断
裂,分解为少一个碳原子的醛(或酮)和甲酸。若与 浓硫酸共热,则分解为醛(或酮)、一氧化碳和水。
R CH OH
R' R C OH COOH
浓H2SO4 △
COOH
稀H2SO4 △
RCHO + H C O O H
2. 醇酸的脱水反应 由于羧基和羟基之间的相互影响,使醇酸
热稳定性较差,加热时易发生脱水反应。脱水
方式随羧基和羟基的位置不同而不同,产物当 然也不同。
(1) α-醇酸的脱水反应
羟 基 酸
O
交 酯 +水分子间脱水
O
2 H O 2
H +H O HC O C H 3 C OH HC H H OCC 3 O
HO CH COOH HO CH COOH 2,3-二 羟 基 丁 二 酸 (酒 石 酸 ) tartaric acid
CH2 COOH HO C CH2 COOH 3-羧基-3-羟基戊二酸(柠檬酸,枸橼酸) citric acid COOH
HO
CH HC
COOH COOH 3-羧基-2-羟基戊二酸(异柠檬酸) isocitric acid
-
产生原因:成键原子的电负性不同 。
本 特 质:极性共价键产生的电场引起邻近价键电荷 的偏移。 点:沿碳链传递,随碳链增长迅速减弱或消失。 比较标准:以H原子为标准。
C
X
C
H
C
Y
吸电子诱导效应 比较标准 -I效应 I=0 诱导效应的相对强弱
斥电子诱导效应 +I效应
-NO2 > -CN > –F > -Cl > –Br > - I >-OCH3 > -CCH > -NHCOCH3 > - C6H5 > -CH=CH2 > -H > - CH3 > -C2H5 > -CH(CH3) 2 >-C(CH3)3
醇酸的系统命名是以羧酸为母体,羟基 为取代基,并用阿拉伯数字或希腊字母α、β、
γ等标明羟基的位置。一些醇酸常用俗名。
CH3
CH COOH OH
HO CH COOH CH2 COOH 羟 基 丁 二 酸 (苹 果 酸 ) malic acid
羟 基 丙 酸 (乳 酸 ) lactic acid
O R C R'
+C O +H O 2
二、 酚
(一)酚酸的命名

酚酸的命名是以芳酸为母体,并根据羟基在芳
环上的位置给出相应的命名。
C O O H O H O H C O O H C O O H H O
对 羟 基 苯 甲 酸 邻 羟 基 苯 甲 酸 ( 水 杨 酸 ) 间 羟 基 苯 甲 酸 h y d r o x y b e n z o i ca c i d s a l i c y l i ca c i d m h y d r o x y b e n z o i ca c i d p
R
C H COOH
R
C
O
羰基酸
COOH
OH
羟基酸 (hydroxy acid)
(carbonyl acid)
(本章主要讨论羟基酸和酮酸) 第一节 羟基酸
羟基酸:分子中既含有羟基又含有羧酸两种官
能团的化合物。
羟基连接在脂肪烃基上的羟基酸称为醇酸。 O H
C H C H C H C O O H 3 2
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