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医用化学课件 9 羧酸和取代羧酸
2023-09-09 | 阅:  转:  |  分享 
  
【教学目标】 1. 掌握: 羧酸和取代羧酸的结构、分类和命名;羧酸的化学性质。 2. 熟悉:取代羧酸的化学性质。能
辨析羧酸和取代羧酸的结构和性质,并应用于糖类、脂类代谢过程。 3. 了解:羧酸机取代羧酸在医药上的应用。 有机分子
中含有羧基的化合物称为羧酸(carboxylic acids)。RCOOH ArCO2H 羧酸分子中烃基上的H原子被其
它原子或基团取代后所生成的化合物,称为取代羧酸(substituted Carboxylic acid)。一、 羧酸的分类和命名
上页下页首页第一节 羧 酸 1、分类2、命名: 脂肪族和芳香族羧酸均以脂肪酸作母体命名。常见的羧酸多用俗名。HCO
OH 甲酸 (蚁酸 )CH3COOH 乙酸 (醋酸 )CH3CH2CH2CO2H 丁酸 (酪酸 )HO
OC-COOH 乙二酸(草酸 )HO2CCH2CH2CO2H 丁二酸(琥珀酸 )上页下页首页 羧酸的系
统命名法与醛相似。对于简单的脂肪酸也常用 α、β、γ 等希腊字母表示取代基的位次;羧基永远作为C-1。5 4
3 2 1 g b a3-甲基戊酸β-甲基戊酸4 3 2
1g b a2-甲基-4-溴丁酸α-甲基-γ-溴丁酸上页下页首页2-甲基-3-丁烯酸 3-硝基-4-
氯苯甲酸 邻苯二甲酸(酞酸) α-萘甲酸 1-萘甲酸 上页下页首页命名举例: 2,2-二甲基丁酸3-丙基-4-戊烯酸或:
3-丙基-?4-戊烯酸9,12-十八碳二烯酸或:?9,12-十八碳二烯酸(亚油酸)>10C 的不饱和酸在碳数后加“碳”字!二十
四烯酸5,8,11,14-碳?5,8,11,14-二十碳四烯酸不饱和酸的命名:(花生四烯酸)己二酸 3-羧甲基上页下页首
页C6H5CH=CHCOOH 3-苯基丙烯酸(肉桂酸 )二、羧酸的性质 1) 性状:常温下,1~9C饱和
一元酸为具有强烈气味的液体; 高级脂肪酸为无味无臭蜡状固体; 二元酸和芳香酸是结晶固体。 2)溶解性:低级脂肪酸易溶于水,但随
相对分子质量的增加水溶度降低:甲、乙、丙、丁酸与水互溶, 己酸0.96%, 辛酸0.08%。高级一元酸不溶于水,但能溶于乙醇、乙醚
、氯仿等有机溶剂。多元酸的水溶性大于相同碳数的一元酸。芳酸的水溶性极微。 上页下页首页1、物理性质 与相对分子质
量相近的其它类型有机物相比, 羧酸具有特别高的沸点:MW 60 60 58 56Bp/℃ 117
.9 82.3 56.5 -6.9形成双分子氢键缔合体上页下页首页2、化学性质 1. 酸 性2.羟基被取代上
页下页首页3. 脱羧反应1) 酸性 Ka: 10-4~10-5 可用pH试纸或石蕊试纸检验出其水溶液的酸性。
共轭大π键的形成使羧酸根的键长完全平均化, 增加了羧基负离子的稳定性,有助于H+的离解。127pm127pm上页下页首页
羧酸能与碱中和生成羧酸盐和水。利用羧酸与NaHCO3反应放出CO2,可以鉴别、分离苯酚和羧酸。 羧酸盐与强的无机酸作用, 又
可转化为原来的羧酸。 上页下页首页 酸性比较(pKa): 上页下页首页2)羧酸衍生物的生成 羧基中的 –OH
被其它原子或基团取代后生成的化合物称羧酸衍生物(derivatives of carboxylic acid)。 酰基离去基酰卤(
Acyl halide) 酸酐(Anhydride) 酯(Ester)酰胺(Amide)上页下页首页A、酯的生成
羧酸与醇在酸催化下加热反应生成酯(ester)和水,这个反应称为酯化反应(esterification)。同样条件下,酯水解
又可生成羧酸和醇。所以酯化反应是可逆反应。 苯甲酸甲酯 (85-95%) 乙酸乙酯 增加反应物之一,或不断从反应
体系中移去一种生成物,可促使平衡右移,提高酯的收率。酯键上页下页首页B、酰胺的生成 羧酸与氨(或胺)反应首先形成铵盐,
然后加热脱水得到酰胺 (amide)。 酰胺键 酰胺是一类很重要的化合物, 很多药物和化工产品的分子中都含有酰胺键
。上页下页首页C、酸酐的生成 羧酸(除甲酸外)在脱水剂(如乙酰氯、乙酸酐、P2O5等)作用下或加热,分子间失
去一分子水生成酸酐(acid anhydride)。 甲酸与脱水剂共热,分解为一氧化碳和水:酐键上页下页首页D、酰卤的生成 mp
. 112 ℃ bp. 197 ℃ bp. 77 ℃ 酰卤具有高度反应活性,广泛应用于药物合成中。 上页下页首
页3、脱羧反应 羧酸或其盐脱去羧基(失去CO2)的反应,称为脱羧反应。饱和一元羧酸在加热下较难脱羧,但低级羧酸的金属盐在碱存在
下加热则可发生脱羧反应。如: 二元羧酸对热较敏感,乙二酸和丙二酸受热时脱羧生 成少一个碳的羧酸。羧酸分子中烃基上的氢
被取代后的产物称取代羧酸。取代羧酸 第二节 取代羧酸一、 羟基酸 羟基酸分子中具有羧基和羟基两
种官能团。命名:系统命名法,常用俗名。1、 分类和命名分类: 醇酸(α,β,γ,δ…); 酚酸(苹果酸) 2-羟基丙酸 羟
基丁二酸 (乳酸) 2,3-二羟基丁二酸 酒石酸3-羧基-3-羟基戊二酸柠檬酸 枸橼酸邻-羟基苯甲酸水杨酸3,4,5-三羟基苯
甲酸没食子酸1) 酸性 <4.763.83醇酸羧酸为什么?和羟基有什么关系?思考
:pKa不同位置的羟基对酸性有什么影响?2、 羟基酸的性质4.514.883.87??pKa2 ) 氧化反应脱氢酶Tollens
试剂或稀硝酸3 ) 脱水反应 醇酸受热时发生脱水反应:?-羟基酸: 两个交叉脱水, 生成交酯?-羟基酸:
? -C的H比较活泼,脱水生成 ???-不饱和羧酸?-、?-羟基酸: 脱水生成内酯? -丁内酯 二、 酮 酸1
、酮酸的分类和 命名 以羧酸为母体, 酮基作取代基, 酮基的位次用阿拉伯数字或希腊字母标明。CH3COCH2CO
OHβ-丁酮酸 (乙酰乙酸)丁酮二酸(草酰乙酸) α-酮戊二酸分子中具有酮基和羧基两种官能团的化合物。 酮酸除了具
有酮的通性和羧酸的通性外,酮酸 还具有一些特殊的性质。2、酮酸的性质 1)酸性 酮酸的酸性强于相应的醇酸,更强于相应的羧酸
。pKa 2.49 3.51 3.86 pKa 4.51 4.882)还原反应[H]
3)脱羧反应三、常见的的羟基酸和酮酸乳酸 是人体中糖代谢的中间产物柠檬酸 是人体内糖、脂肪和蛋白质代谢的中间产物,
是 糖有氧氧化过程中三羧酸循环的起始物。临床上, 柠檬酸铁铵是常用补血药,柠檬酸钠常用作抗凝血剂3. 水杨酸 具有清热、解毒和杀菌作用,其酒精溶液可用于治疗 因霉菌感染而引起的皮肤病。 乙酰水杨酸(俗名:阿司匹林),用作解热镇痛药, 是APC的组分之一。
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(本文系行到水穷尽...原创)