烴的含氧衍生物-羧酸及取代羧酸（醫(yī)用化學(xué)課件）

醫(yī)用化學(xué)羥基酸跑步之后，肌肉酸疼，你知道這是為什么嗎？乳酸蘋果為什么有酸味？蘋果酸一二【羥基酸的分類、命名】【羥基酸的性質(zhì)】羥基酸——羧酸分子中烴基上的氫原子被羥基取代后生成的化合物。一、羧基酸的命名、分類羧基酸的分類羥基酸醇酸酚酸R-CH-COOHOHCOOHOH醇酸α-醇酸β-醇酸R-CH-COOHOHR-CH-CH2COOHOHγ-醇酸R-CH-CH2CH2COOHOH羧基酸的分類1.俗名乳酸2-羥基丙酸蘋果酸羥基丁二酸鄰羥基苯甲酸水楊酸CH3CHCOOHOHCOOHCHCH2COOHOHCOOHOH羧基酸的命名2.系統(tǒng)命名法1.選主鏈：選擇含羧基和羥基的最長碳鏈；2.標(biāo)位次：從靠近羧基一端開始編號(hào)；3.定名稱：以羧酸為母體。2,3-二羥基丁二酸3,4,5-三羥基苯甲酸COOHCHCHCOOHOHOHCOOHOHOHOH羥基：氧化、脫水、成酯等羧基：酸性、成酯等酚酸：FeCl3顯色反應(yīng)羥基和羧基相互影響：酸性增強(qiáng)、脫水R-CH-COOHOHCOOHOH一、羥基酸的性質(zhì)羥基是吸電子基團(tuán)，故醇酸的酸性比相應(yīng)的羧酸強(qiáng)，羥基距羧基越近，酸性越強(qiáng)。羥基能被氧化成羰基。CH3CH2CHCOOHOHCH3CH2CCOOHO托倫試劑＋Ag=酸性氧化反應(yīng)CH3CHC-OHOO=HHO-C-CHCH3HO=OH+CH3CHCOO=C-CHCH3O=O+2H2OCH3CHCH2COOHOHCH3CH=CHCOOH+H2O脫水反應(yīng)CH2-CO=CH2CH2-CHOHROHCH2-CO=CH2CH2-CHOR+H2Oγ或δ-醇酸分子內(nèi)脫水生成內(nèi)酯

α-醇酸分子間脫水生成交酯β-醇酸分子內(nèi)脫水生成烯酸隨著羥基位置不同，脫水方式也不同。脫水反應(yīng)小結(jié)1.不屬于羥基酸的是（）A.草酸B.乳酸C.水楊酸D.檸檬酸2.人在劇烈活動(dòng)后，感到全身酸痛，是因?yàn)榧∪庵校?/p>

）A.檸檬酸含量增高B.碳酸的含量增高C.蘋果酸的含量增高D.乳酸的含量增高3.下列有機(jī)物中，既能發(fā)生脫水反應(yīng)，又能發(fā)生酯化反應(yīng)，還能發(fā)生氧化反應(yīng)的是（）A.CH3OH

B.CH3CH2COOHC.CH3CH(CH3)CH3D.CH3CH(OH)COOH目標(biāo)檢測1.A2.D3.D答案：醫(yī)用化學(xué)乙酰水楊酸的制備阿斯匹林的化學(xué)名稱叫什么？新課導(dǎo)入乙酰水楊酸1．熟悉酰化反應(yīng)的原理和乙酰水楊酸的制備方法。2．熟悉重結(jié)晶純化固體有機(jī)物的操作技術(shù)。

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃畻钏岬姆恿u基受鄰位羧基的影響，活性增加，在催化劑的作用下，可與酸酐、乙酰氯等發(fā)生酰化反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室制備阿司匹林通常采用水楊酸和乙酸酐在濃硫酸的催化下發(fā)生?；磻?yīng)來制取。反應(yīng)式如下：

二、實(shí)驗(yàn)原理水楊酸乙酸酐乙酰水楊酸乙酸

此反應(yīng)在溫度過高時(shí)會(huì)有副產(chǎn)物生成，粗產(chǎn)品中還有未反應(yīng)的水楊酸等雜質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)采用醇水混合溶劑進(jìn)行重結(jié)晶加以提純，用FeCl3檢查產(chǎn)品純度。二、實(shí)驗(yàn)原理儀器：錐形瓶、水浴鍋、100℃溫度計(jì)、布氏漏斗、

抽濾瓶、水泵或真空泵、燒杯、濾紙、表

面皿、玻棒。三、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑儀器：錐形瓶、水浴鍋、100℃溫度計(jì)、布氏漏斗、

抽濾瓶、水泵或真空泵、燒杯、濾紙、表

面皿、玻棒。三、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑水楊酸、乙酐、濃硫酸、0.06mol/LFeCl3溶液、乙醇。三、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑試劑1．乙酰水楊酸的制備

在干燥的錐形瓶中加入3.0g水楊酸和5ml乙酸酐，再滴入5滴濃硫酸，充分搖動(dòng)，于水浴中緩慢加熱，待水楊酸溶解后，保持瓶內(nèi)溫度在75℃左右（或水浴水溫80℃左右），維持10分鐘并不斷振搖。取出錐形瓶，稍冷卻，加入20ml蒸餾水，并用冰水冷卻10分鐘，直至白色晶體完全析出為止。抽氣過濾，錐形瓶用5ml蒸餾水洗滌3次，洗滌液倒入布氏漏斗中，壓緊結(jié)晶，抽干，即得粗制的乙酰水楊酸。取少量粗制品，溶于幾滴乙醇中，再滴加0.06mol/LFeCl3溶液1～2滴，觀察溶液的顏色變化。四、實(shí)驗(yàn)方法2．乙酰水楊酸的純化

將粗產(chǎn)品移入干燥的50ml燒杯中，并用10ml乙醇把沾附在布氏漏斗及濾紙上的乙酰水楊酸都洗入燒杯中。在水浴中溫?zé)幔蛊渫耆芙?。稍冷卻，加入20ml蒸餾水，攪拌后放入冷水中冷卻約15分鐘，待結(jié)晶完全析出后，再次抽濾，燒杯用少量蒸餾水洗滌2次，洗液倒入漏斗中，抽干，即得重結(jié)晶的乙酰水楊酸。取少量該產(chǎn)品，溶于幾滴乙醇中，加0.06mol/LFeCl3溶液1～2滴，觀察顏色變化，鑒定產(chǎn)品純度。四、實(shí)驗(yàn)方法3．干燥后稱重，計(jì)算產(chǎn)率（理論產(chǎn)量為3.9g，實(shí)際產(chǎn)量2.4～2.5g，產(chǎn)率65%～70%）。四、實(shí)驗(yàn)方法1．水楊酸能形成分子內(nèi)氫鍵，阻礙酚羥基的?；磻?yīng)。加入少量硫酸，可破壞其中的氫鍵，使?；磻?yīng)順利進(jìn)行。2.加熱升溫過程要緩慢，反應(yīng)溫度不宜過高，防止水楊酸升華或受熱分解，以及增加副產(chǎn)物的生成。3.粗產(chǎn)品中往往混有一些未反應(yīng)完的水楊酸，可與三氯化鐵產(chǎn)生顯色反應(yīng)。五、注意事項(xiàng)1．

制備阿司匹林時(shí)，濃硫酸的作用是什么？不加濃硫酸對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？2．制備阿司匹林時(shí)，為什么所用儀器必須是干燥的？討論思考醫(yī)用化學(xué)羧酸的分類、命名及性質(zhì)大家吃面時(shí)，愛加的醋！家常菜，菠菜！草酸，又名乙二酸C-OHO=C-OHO=一二【羧酸的結(jié)構(gòu)、分類】【羧酸的命名】【羧酸的性質(zhì)】S三

（一）羧酸的結(jié)構(gòu)

官能團(tuán)：—COOH（羧基）

一元酸通式：R(Ar)—COOH

飽和一元酸的分子式通式：CnH2nO2一、羧酸的結(jié)構(gòu)、分類（二）羧酸的分類（一）俗名蟻酸甲酸醋酸乙酸乙二酸草酸二、羧酸的命名（二）系統(tǒng)命名法1.選主鏈：選擇含羧基的最長的碳鏈；2.標(biāo)位次：從靠近羧基一端開始編號(hào)；3.定名稱：與醛的命名類似。2-甲基丙酸3-甲基戊酸CH2COOH2-苯基乙酸214-苯基戊酸芳香基作為取代基2-丙烯酸4-甲基-3-戊烯酸選羧基和不飽和鍵最長碳鏈為主鏈命名下列化合物：CH3CH2-CHCOOHCOOH（1）CH2CHCOOHCH3（2）課堂互動(dòng)(1)2-乙基丙二酸(2)2-甲基-3-苯基丙酸命名下列化合物：課堂互動(dòng)羧酸的化學(xué)性質(zhì)主要取決于羧基。1.羧基可以看成是羰基＋羥基。2.羰基和羥基相互影響，導(dǎo)致羧酸的化學(xué)性質(zhì)并不是羰基和羥基性質(zhì)的簡單加和，而是具有自身的獨(dú)特性質(zhì)。二、羧酸的化學(xué)性質(zhì)導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)證明：1.CH3COOH溶液能導(dǎo)電，說明CH3COOH是電解質(zhì)，即：CH3COOHCH3COO

-＋H+2.CH3COOH溶液連接的燈泡亮度較HCl溶液更弱，CH3COOH溶液導(dǎo)電能力更弱，即CH3COOH溶液電離出來[H+]小于HCl溶液。HCl溶液CH3COOH溶液顯酸性酸性：HCl＞CH3COOH酸性羧酸衍生物——羧基上的羥基被其他原子或基團(tuán)取代酰鹵酸酐酯酰胺生成羧酸衍生物1.酰鹵的生成2.酸酐的生成酯的生成酰胺的生成CH3COONa＋NaOHNa2CO3+CH4(CaO)CH2COOHCOOHCH3COOH+CO2當(dāng)羧基的α位或β位上連有吸電子基時(shí)，脫羧反應(yīng)較易進(jìn)行

三、脫羧反應(yīng)1.下列物質(zhì)中，不屬于羧酸類有機(jī)物的是（）A.乙二酸B.苯甲酸C.硬脂酸D.石炭酸2.下列有機(jī)物中，既能發(fā)生脫水反應(yīng)，又能發(fā)生酯化反應(yīng)，還能發(fā)生氧化反應(yīng)的是（）A.CH3OH

B.CH3CH2CHOC.CH3CH(CH3)CH3D.CH3CH(OH)COOH3.一定條件下，羧酸分子中失去羧基生成二氧化碳的反應(yīng)叫做（

）A.消去反應(yīng)B.脫羧反應(yīng)C.脫二氧化碳D.氧化反應(yīng)目標(biāo)檢測1.D2.D3.B答案：醫(yī)用化學(xué)酮酸你知道尿毒癥嗎？尿毒癥，又稱為慢性腎衰竭。腎功能異常時(shí)，食物中蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)生含氮有毒物質(zhì)堆積在血液中，無法排出。采用腎透析治療尿毒癥時(shí)，同時(shí)應(yīng)該采取低蛋白質(zhì)飲食，低蛋白飲食造成了體內(nèi)必需氨基酸的缺少，而復(fù)方α-酮酸的

主要成分是必需氨基酸和α-酮酸的鈣鹽。α-酮酸是合成氨

基酸的原料，在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變成必需氨基酸。R-C-COOH=O一二【酮酸的命名】【酮酸的性質(zhì)】1.選主鏈：選擇含羰基和羥基的最長的碳鏈；2.標(biāo)位次：從靠近羧基一端開始編號(hào)；3.定名稱：以羧酸為母體。丙酮酸3-丁酮酸（乙酰乙酸）酮酸——分子中同時(shí)含有羰基和羧基的化合物。丁酮二酸（草酰乙酸）一、酮酸的命名羰基：還原、與羰基試劑反應(yīng)羧基：酸性、成酯等羥基和羧基相互影響：酸性增強(qiáng)二、酮酸的性質(zhì)羰基的吸電子能力比羥基強(qiáng)，因此酮酸的酸性比相應(yīng)的羥基酸強(qiáng)，更強(qiáng)于相應(yīng)的羧酸。酸性R-C-HO稀H2SO4＋CO2

=R-C-COOHO=脫羧反應(yīng)R-C-ONH4O托倫試劑＋CO2＋Ag

=R-C-COOHO=氧化反應(yīng)β-丁酮酸（乙酰乙酸）常見的酮酸β-羥基丁酸、β-丁酮酸和丙酮，在醫(yī)學(xué)上總稱為酮體。酮體是脂肪酸在人體中不完全氧化的產(chǎn)物，正常人血液中酮體的含量低于10mg·L-1

.酮體1.屬于酮酸的是（）A.草酰乙酸B.乳酸C.水楊酸D.檸檬酸2.下列有機(jī)物中，酸性最強(qiáng)的是（）A.丁酸B.β-羥基丁酸C.β-丁酮酸

D.α-丁酮酸3.以下有機(jī)物不屬于酮體的是（）A.丁酸B.β-丁酮酸C.β-羥基丁酸D.丙酮目標(biāo)檢測1.A2.D3.A答案：醫(yī)用化學(xué)取代羧酸乳酸你知道跑步之后肌肉為什么會(huì)酸痛嗎？新課導(dǎo)入

羧酸分子中烴基上的氫原子被其原子或基團(tuán)取代后的化合物稱為取代羧酸。常見的有鹵代酸、羥基酸、酮酸和氨基酸等取代羧酸羥基酸和酮酸是氧代酸羥基酸羰基酸（一）羥基酸的結(jié)構(gòu)、分類和命名1.羥基酸的結(jié)構(gòu)官能團(tuán)：-OH、-COOH一、羥基酸2.羥基酸的分類酚酸α

-醇酸β-醇酸γ-醇酸醇酸3.羥基酸的命名（1）俗名：許多羥基酸來自自然界，故常用俗名。例如：

CH3-CH-COOHOH

乳酸水楊酸（2）系統(tǒng)命名：以羧酸為母體，羥基為取代基進(jìn)行命名。2-羥基丙酸2-羥基苯甲酸例如：

CH3-CH-COOHOH

答案：3-羥基丁酸（或β-羥基丁酸）

2-甲基-4-羥基戊酸（或α-甲基-γ-羥基戊酸）（二）羥基酸的化學(xué)性質(zhì)

由于羧基和羥基的相互影響，又有一些特殊性質(zhì)，如酸性比相應(yīng)的羧酸強(qiáng)，容易被氧化，熱穩(wěn)定性較差等。羥基酸因?yàn)榉肿又泻辛u基和羧基，所以具有羥基和羧基的一般性質(zhì)。1.酸性

pKa4.87

3.864.51αβα醇酸的酸性羥基是吸電子基團(tuán)，故醇酸的酸性比相應(yīng)的羧酸強(qiáng)，羥基距羧基越近，酸性越強(qiáng)。α-羥基丙酸

〉β-羥基丙酸〉丙酸酸性比較β-丁酮酸不氧化由于羧基的影響，羥基更易被氧化2.氧化反應(yīng)丙酮酸常用此反應(yīng)鑒別乳酸和丙醇α-醇酸可與弱氧化劑反應(yīng)乳酸蘋果酸草酰乙酸脫氫酶知識(shí)拓展三羧酸循環(huán)中的脫氫氧化反應(yīng)γ或δ-醇酸分子內(nèi)脫水生成內(nèi)酯

α-醇酸分子間脫水生成交酯β-醇酸分子內(nèi)脫水生成烯酸隨著羥基位置不同，脫水方式也不同。3.脫水反應(yīng)（1）α-醇酸分子間脫水生成交酯H+或OH－-2H2O丙交酯2-丁烯酸（共軛烯酸）（2）β-醇酸脫水生成α,β-不飽和烯酸γ-戊內(nèi)酯γ（3）γ或δ－醇酸分子內(nèi)脫水生成內(nèi)酯堿性條件下，內(nèi)酯不穩(wěn)定，開環(huán)形成相應(yīng)的羥基酸鹽。檸檬酸順烏頭酸三羧酸循環(huán)中的脫水反應(yīng)酶αβ知識(shí)拓展

1.結(jié)構(gòu)

官能團(tuán)：-COOH-C=O二、酮酸（一）酮酸的結(jié)構(gòu)、分類和命名

根據(jù)酮基和羧基的相對(duì)位置不同，酮酸可分為α、β、γ-酮酸等。α-酮酸β-酮酸2.分類3.命名以羧酸為母體，酮基為取代基β-丁酮酸（乙酰乙酸）丙酮酸（草酰乙酸）α-丁酮二酸α-戊酮二酸（α-酮戊二酸）課堂練習(xí)（二）酮酸的性質(zhì)酮酸分子中含有羧基和酮基兩種官能團(tuán)，所以既具有羧酸的性質(zhì)又具有酮的性質(zhì)。由于兩種官能團(tuán)的相互影響，還有一些特殊性質(zhì)，如α–酮酸和?-酮酸容易發(fā)生脫羧反應(yīng)。1.酸性pka：2.493.51

羰基的吸電子能力比羥基強(qiáng)，因此酮酸的酸性強(qiáng)于相應(yīng)的醇酸、羧酸。pka：3.864.87丙酮酸

〉β–丁酮酸〉α-羥基丙酸

〉丙酸酸性比較2.還原反應(yīng)

丙酮酸乳酸3.脫羧反應(yīng)丙酮β-丁酮酸α－羥基丙酸α,β-二羥基丁二酸酒石酸(tartaricacid)乳酸(lacticacid)常見的羥基酸檸檬酸(citricacid)α-羥基丁二酸蘋果酸(malicacid)

3-羧基-3-羥基戊二酸鄰羥基苯甲酸水楊酸(salicylicacid)沒食子酸(gallicacid)3,4,5-三羥基苯甲酸β-丁酮酸（乙酰乙酸）常見的酮酸

酮體β-羥基丁酸、β-丁酮酸和丙酮，在醫(yī)學(xué)上統(tǒng)稱為酮體。它是脂肪酸在肝中不完全氧化的產(chǎn)物。正常人的血液中酮體的含量低于10mg·L-1。學(xué)習(xí)效果檢測用什么方法檢驗(yàn)酮體？

醫(yī)用化學(xué)羧酸醋酸你知道食醋為什么有酸味嗎？新課導(dǎo)入一02【羧酸的結(jié)構(gòu)和分類】【羧酸的命名】二三【羧酸的性質(zhì)】1.結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)和分類H-COOHCH3-COOHCH3-CH2-CH-CH3

COOH

結(jié)構(gòu)舉例

由烴基（或氫原子）與羧基相連所組成的化合物稱為羧酸。通式：（Ar）R-COOH

羧酸的官能團(tuán)：羧基（-COOH）R-C-O-HO=（1）按羧酸分子中烴基的種類分類脂肪酸（CH3-COOH、CH2=CH-COOH）芳香酸（）（2）按羧酸分子中羧基的數(shù)目分類一元酸（CH3-COOH）多元酸（HOOC-COOH）2.分類脂肪酸又可分為：飽和酸（CH3-COOH）不飽和酸（CH2=CH-COOH）2.分類

一些常見的羧酸多根據(jù)其來源命名，如：H-COOH蟻酸CH3-COOH醋酸

HOOC─COOH草酸

安息香酸二、羧酸的命名

（一）俗名1.選主鏈：選擇含羧基的最長的碳鏈；2.標(biāo)位次：從靠近羧基一端開始編號(hào)（也可用希臘字母表示取代基的位次，從與羧基相鄰的碳原子開始，依次為α、β、γ等）；3.定名稱：與醛酮的命名類似。CH3-CH-COOHCH33212-甲基丙酸（α-甲基丙酸）4-甲基戊酸（γ-甲基戊酸）

（二）系統(tǒng)命名法CH3-CH-CH2-CH2-COOHCH354321討論練習(xí)：1.

CH3-CH-CH2-COOHCH32.CH3-CH-CH2-CH-CH3COOHCH2-CH3答案：1.

3-甲基丁酸（或β-甲基丁酸）2.

2,4-二甲基已酸把芳環(huán)和脂環(huán)作為取代基來命名芳香族和脂環(huán)羧族酸的命名CH2CHCOOHCH32-甲基-3-苯基丙酸

-環(huán)己基丁酸321βα二元酸的命名CH3CH2-CHCOOHCOOH命名脂肪族二元羧酸時(shí)，則應(yīng)選擇包含兩個(gè)羧基的最長碳鏈作主鏈，稱為某二酸。

2-乙基丙二酸鄰乙基苯甲酸2-苯基丙酸課堂練習(xí)環(huán)戊基甲酸沸點(diǎn)（bp）:

相應(yīng)的醇

溶解度（S）:水中溶解度大，C1C4的羧酸與水混溶主要存在形式：締合雙分子（沸點(diǎn)高的原因）

三、羧酸的性質(zhì)——物理性質(zhì)

α

-氫的取代反應(yīng)

HO羥基被取代

R—C—C—O—HH氧氫鍵斷裂呈酸性三、羧酸的性質(zhì)、-化學(xué)性質(zhì)（一）酸性

羧酸的酸性比酚強(qiáng)，比碳酸的酸性還要強(qiáng)。

R-COOH+NaOHR-COONa+H2OP-共軛

羧酸pKa：4～5（碳酸pKa：6.35,苯酚pKa：10）

（鑒別羧酸和酚）其他基團(tuán)對(duì)酸性的影響1.吸電子基使酸性增大。2.-X離-COOH越近，酸性越強(qiáng)。3.給電子基使酸性減弱。pKa3.404.034.204.31

乙二酸〉甲酸〉乙酸〉碳酸〉苯酚〉水〉乙醇酸性比較思考:

如何用化學(xué)方法區(qū)別乙醇和乙酸課堂討論（二）羥基被取代的反應(yīng)

酰鹵

酸酐羧酸酯

酰胺1.酯化反應(yīng)

羧酸與醇在強(qiáng)酸催化下生成酯和水的反應(yīng)稱酯化反應(yīng)。

O0例：CH3-C-OH+H-O-CH2-CH3CH3-C-O-CH2-CH3+H2O

乙酸乙醇乙酸乙酯

==2.酰鹵的生成

注：HX不能與羧酸反應(yīng)生成酰鹵

R-C-O-HO=＋PCl3R-C-ClO=＋H3PO43.酸酐的生成用P2O5