第八章 取代羧酸

1、福建生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案【管 理 系】章 節(jié)名 稱第八章 取代羧酸備 注授 課方 式理論課（）；實(shí)踐課（ ）；實(shí)習(xí)（ ）教 學(xué)時(shí) 數(shù)4, -二溴丁酸 - 溴丁酸穩(wěn)定中性化合物，在堿性條件下可形成-羥基酸鹽。應(yīng)用教學(xué)目的及要求了解取代羧酸的制備；理解取代羧酸的分類和幾種重要的取代羧酸；掌握取代羧酸的結(jié)構(gòu)和命名及其化學(xué)性質(zhì)和乙酰乙酸乙酯的互變異構(gòu)現(xiàn)象。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)1、取代羧酸及其衍生物的命名、結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)2、重要的取代啟發(fā)提問(wèn)1. 什么是取代羧酸？2. 取代羧酸有哪些性質(zhì)？復(fù)習(xí)思考題、作業(yè)題課后練習(xí)。教 學(xué) 主 要 內(nèi) 容第八章 取代羧酸第一節(jié) 鹵代酸本節(jié)只討論鹵素在碳鏈上的鹵代酸。鹵代酸

2、我們并不陌生。例如：ClCH2COOH 是工業(yè)上常用的合成中間體。 FCH2COONa 是一種威力極大的殺鼠劑等。人們習(xí)慣于用希臘字母來(lái)表示鹵素在碳鏈上的位置。如：,- 鹵代酸。鹵素在羧基另一端的，稱為- 鹵代酸。一、鹵代酸的命名鹵代酸的命名是以羧酸為母體，鹵素原子作為取代基，取代基的位置可用阿拉伯?dāng)?shù)字或希臘字母表示。二、鹵代酸的化學(xué)性質(zhì)1、酸性烴基上的氫原子被鹵素這種電負(fù)性大的基團(tuán)取代后，使得羰基碳原子上的電子云密度降低，加深了O-H鍵的極化，使氫原子易于解離，導(dǎo)致羧酸的酸性增強(qiáng)。2、鹵代酸的反應(yīng)在羧基的影響下，鹵原子的性質(zhì)也有一些變化，鹵素更容易被取代了。-鹵代酸在同樣條件下則發(fā)生消除反應(yīng)

3、，生成,-不飽和酸。三、鹵代酸的制備-鹵代酸可由羧酸-氫直接鹵代得到；-鹵代酸則由,-不飽和酸與鹵化氫加成得到。第二節(jié) 羥基酸一、羥基酸的結(jié)構(gòu)和分類及命名羧酸分子中飽和碳原子上有羥基的酸成為醇酸。除IUPAC 的命名法則外，醇酸可根據(jù)羥基與羧基的相對(duì)位置稱為-,- 和- 羥基酸。與鹵代酸一樣，羥基連在碳鏈末端時(shí)，稱為羥基酸。由于許多醇酸做為生化過(guò)程的中間體而存在與天然產(chǎn)物中，所以，在生物科學(xué)中，以俗名命名也很常見。羥基酸可分為醇酸和酚酸. 脂肪酸烴基上的氫原子被羥基取代的屬醇酸; 芳香酸芳環(huán)上的氫原子被羥基取代的屬酚酸. 羥基酸的命名一般以俗名為主， 輔以系統(tǒng)命名. 醇酸可根據(jù)羥基與羧基的相對(duì)

4、位置分為羥基酸、羥基酸、羥基酸等. 酚酸以芳香酸為母體， 羥基作為取代基.二、醇酸的化學(xué)性質(zhì)分子中含有羥基的羧酸叫做羥基酸，即羧酸烴基上的氫原子被羥基取代的產(chǎn)物。1、酸性由于羥基的強(qiáng)吸電子效應(yīng)，醇酸的酸性強(qiáng)于相應(yīng)的羧酸。影響隨羥基與羧基的距離增大而減弱。2、脫水反應(yīng)醇酸分子中，由于羧基和羥基之間的相互影響，使其對(duì)熱較敏感，加熱時(shí)很容易脫水。脫水方式隨著羥基與羧基位置的不同而生成不同的產(chǎn)物。-羥基酸加熱時(shí)，兩個(gè)分子間發(fā)生交叉脫水反應(yīng)，生成交酯。-羥基酸加熱時(shí)，分子內(nèi)-羥基和-H脫水生成,-不飽和酸。-羥基酸在室溫下即可發(fā)生分子內(nèi)脫水，形成五元環(huán)內(nèi)酯。-羥基酸加熱時(shí)分子內(nèi)脫水形成六元環(huán)內(nèi)酯，反應(yīng)較

5、-羥基酸難。-內(nèi)酯易開環(huán)。3、氧化反應(yīng)-羥基酸中的羥基受羧基的影響， 比醇中的羥基更容易被氧化. 如乳酸在弱氧化劑條件下就能被氧化生成丙酮酸。 4、脫羧反應(yīng)-醇酸在稀硫酸或酸性高錳酸鉀的作用下, 容易發(fā)生分解反應(yīng), 生成醛(或酮)和甲酸. -羥基酸用堿性高錳酸鉀溶液處理，則氧化成-酮酸后在脫羧生成甲基酮。三、酚酸的化學(xué)性質(zhì)1、酸性酚酸與相應(yīng)母體芳香酸比較，其酸性隨羥基與羧基的相對(duì)位置不同而表現(xiàn)出明顯的差異。酚酸的酸性受誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)和鄰位效應(yīng)等因素的影響。對(duì)位取代的酚酸酸性弱于母體羧酸，間位取代的酚酸酸性強(qiáng)于母體羧酸，當(dāng)羥基在羧基的鄰位時(shí)，使酸性明顯增強(qiáng)。2、脫羧反應(yīng)羥基在羧基鄰、對(duì)位的酚

6、酸加熱至熔點(diǎn)以上時(shí)，易脫羧分解成相應(yīng)的酚。四、羥基酸的制備-羥基酸可以由羰基化合物與HCN加成得-羥基腈，然后水解得-羥基酸。也可由-鹵代酸得到。-鹵代酸酯與鋅粉形成有機(jī)鋅化合物，再與醛、酮發(fā)生加成反應(yīng)得-羥基酸酯，將酯水解得-羥基酸。通過(guò)-氯醇與氰化鈉反應(yīng)，再水解也可得-羥基酸。五、重要的羥基酸1、乳酸存在于酸牛奶、肌肉等中, 具有很強(qiáng)的吸濕性； 工業(yè)上作除鈣劑(鈣鹽不溶于水)；食品工業(yè)中作增酸劑；鈣鹽可補(bǔ)鈣.2、蘋果酸存在于未成熟的蘋果和山楂中。3、酒石酸存在于多種水果中. 可用作酸味劑, 其銻鉀鹽有抗血吸蟲作用.4、枸櫞酸也叫檸檬酸。存在于多種植物的果實(shí)中及動(dòng)物組織與體液中, 為無(wú)色晶體

7、. 可用于食品工業(yè)的調(diào)味品(有酸味)也用于制藥業(yè).5、水楊酸水楊酸及其衍生物有殺菌防腐、鎮(zhèn)痛解熱和抗風(fēng)濕作用, 乙酰水楊酸就是熟知的解熱鎮(zhèn)痛藥阿司匹林. 阿司匹靈有解熱、鎮(zhèn)痛作用，能抑制血小板凝聚，防止血栓的形成.第三節(jié) 羰基酸一、羰基酸的結(jié)構(gòu)和分類及命名分子中含有羰基和羧基的化合物稱為羰基酸, 可分為醛酸和酮酸. 根據(jù)羰基與羧基的相對(duì)位置, 酮酸可分為-酮酸, -酮酸等. 羰基酸的系統(tǒng)命名是選擇含羰基和羧基的最長(zhǎng)鏈為主鏈, 稱為 “某酮(或某醛)酸”, 并標(biāo)明羰基的位次. 二、酮酸的化學(xué)性質(zhì)羰基酸也是雙官能團(tuán)化合物, 醛酸具有醛和羧酸的典型性質(zhì); 酮酸除具有一般酮和羧酸的典型性質(zhì)外, 還有一

8、些特性. （一）-酮酸的化學(xué)性質(zhì)1、脫羧反應(yīng)-酮酸和-酮酸都容易進(jìn)行脫羧反應(yīng). -酮酸在一定條件下, 脫羧生成醛; 2、氨基化反應(yīng)-酮酸與氨在催化劑存在下可轉(zhuǎn)變?yōu)?氨基酸。（二）-酮酸的化學(xué)性質(zhì)-酮酸在室溫或微熱時(shí)脫羧生成酮.三、乙酰乙酸乙酯乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯是分子中含有兩個(gè)羰基，且兩個(gè)羰基相隔一個(gè)亞甲基的化合物，稱為二羰基化合物。1、乙酰乙酸乙酯的化學(xué)性質(zhì)制備：可用克來(lái)森酯縮合反應(yīng)制備乙酰乙酸乙酯又稱-丁酮酸乙酯，簡(jiǎn)稱三乙。是無(wú)色透明具有果香味的液體，沸點(diǎn)180，微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等大多數(shù)有機(jī)溶劑中。 特性： 乙酰乙酸乙酯的互變異構(gòu)現(xiàn)象 這種能夠相互轉(zhuǎn)變的兩種異構(gòu)體之間存在的動(dòng)態(tài)平衡現(xiàn)象，叫做互變異構(gòu)現(xiàn)象。