第七章第二節(jié)取代酸第三節(jié)羧酸衍生物

1、寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院羧酸的取代酸和羧酸的衍生物羧酸的取代酸和羧酸的衍生物寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院第二節(jié)第二節(jié) 取代酸取代酸一一.羥基酸羥基酸 分子中含有羥基的羧酸叫做羥基酸，即羧酸烴基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)物上的氫原子被羥基取代的產(chǎn)物.( (一一) )羥基酸的分類和命名羥基酸的分類和命名 羥基酸可分為羥基酸可分為醇酸和酚酸醇酸和酚酸. 脂肪酸烴基上的氫原子被羥基脂肪酸烴基上的氫原子被羥基取代的屬取代的屬醇酸醇酸; 芳香酸芳環(huán)上的氫原子被羥基取代的屬芳香酸芳環(huán)上的氫原子被羥基取代的屬酚酸酚酸. 寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院 羥基

2、酸的命名一般以俗名為主，羥基酸的命名一般以俗名為主， 輔以系統(tǒng)命名輔以系統(tǒng)命名. 醇酸醇酸可根據(jù)羥基與羧基的相對位置分為可根據(jù)羥基與羧基的相對位置分為羥基酸、羥基酸、羥基酸、羥基酸、羥基酸等羥基酸等. 酚酸以芳香酸為母體，酚酸以芳香酸為母體， 羥基作為取代基羥基作為取代基.寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院 ( (二二) ) 羥基酸的性質(zhì)羥基酸的性質(zhì) 1.物理性質(zhì)物理性質(zhì) 羥基酸羥基酸多為結晶固體或粘稠液體多為結晶固體或粘稠液體. 由于分子中含有兩個或由于分子中含有兩個或兩個以上能形成氫鍵的官能團，羥基酸一般能溶于水，兩個以上能形成氫鍵的官能團，羥基酸一般能溶于水，水溶性水溶性大于相應的羧酸大于

3、相應的羧酸，疏水支鏈或碳環(huán)的存在使水溶性降低，疏水支鏈或碳環(huán)的存在使水溶性降低. 羥基羥基酸的熔點一般高于相應的羧酸酸的熔點一般高于相應的羧酸.2.化學性質(zhì)化學性質(zhì) 羥基酸除具有羥基酸除具有羧酸和醇羧酸和醇( (酚酚) )的典型化學性質(zhì)外，還具有的典型化學性質(zhì)外，還具有兩種官能團相互影響而表現(xiàn)出的兩種官能團相互影響而表現(xiàn)出的特殊性質(zhì)特殊性質(zhì)。( (1) ) 酸性酸性 醇酸含有醇酸含有羥基和羧基羥基和羧基兩種官能團，由于羥基具有吸電子兩種官能團，由于羥基具有吸電子效應并能生成氫鍵，效應并能生成氫鍵，醇酸的酸性較母體羧酸強醇酸的酸性較母體羧酸強. 寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院 羥基離羧基越近，

4、其酸性越強羥基離羧基越近，其酸性越強. 例如，羥基乙酸的酸性比例如，羥基乙酸的酸性比乙酸強，而乙酸強，而2羥基丙酸羥基丙酸的酸性比的酸性比3羥基丙酸羥基丙酸強強 .寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院 酚酸的酸性與羥基在苯環(huán)上的位置有關酚酸的酸性與羥基在苯環(huán)上的位置有關. 當羥基在羧基的對當羥基在羧基的對位時位時，羥基與苯環(huán)形成，羥基與苯環(huán)形成 p-共軛，盡管羥基還具有吸電子誘導效共軛，盡管羥基還具有吸電子誘導效應，但共軛效應相對強于誘導效應，總的效應使羧基電子云密度應，但共軛效應相對強于誘導效應，總的效應使羧基電子云密度增大，這不利于羧基中氫離子的電離，因此增大，這不利于羧基中氫離子的電離，因此

5、對位取代的酚酸酸性對位取代的酚酸酸性弱于母體羧酸弱于母體羧酸；當羥基在羧基的間位時當羥基在羧基的間位時，羥基不能與羧基形成共，羥基不能與羧基形成共軛體系，對羧基只表現(xiàn)出吸電子誘導效應，因此軛體系，對羧基只表現(xiàn)出吸電子誘導效應，因此間位取代的酚酸間位取代的酚酸酸性強于母體羧酸酸性強于母體羧酸；當羥基在羧基的鄰位時當羥基在羧基的鄰位時，羥基和羧基負離子，羥基和羧基負離子形成分子內(nèi)氫鍵，增強了羧基負離子的穩(wěn)定性，有利于羧酸的電形成分子內(nèi)氫鍵，增強了羧基負離子的穩(wěn)定性，有利于羧酸的電離，離，使酸性明顯增強使酸性明顯增強 .羥基在苯環(huán)上不同位置的酚酸酸性順序羥基在苯環(huán)上不同位置的酚酸酸性順序?qū)幍侣殬I(yè)技術

6、學院寧德職業(yè)技術學院( (2) )羥基酸的氧化反應羥基酸的氧化反應 羥基酸中的羥基酸中的羥基受羧基的影響羥基受羧基的影響， 比醇中的羥基更容易比醇中的羥基更容易被氧化被氧化. 如乳酸在弱氧化劑條件下就能被氧化生成丙酮酸如乳酸在弱氧化劑條件下就能被氧化生成丙酮酸. ( (3) ) 羥基酸的分解反應羥基酸的分解反應 醇酸在稀硫酸的作用下醇酸在稀硫酸的作用下, 容易發(fā)生分解反應容易發(fā)生分解反應, 生成醛生成醛( (或酮或酮) )和甲酸和甲酸. 用途用途: 區(qū)別區(qū)別羥基酸與其他羥基酸羥基酸與其他羥基酸 制備少一個碳制備少一個碳的醛或酸的醛或酸.寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院( (4) ) 酚酸的脫羧

7、反應酚酸的脫羧反應 羥基在羧基的羥基在羧基的鄰、對位鄰、對位的酚酸，受熱易發(fā)生脫羧反應生成的酚酸，受熱易發(fā)生脫羧反應生成酚酚. 寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院( (三三) ) 生物體內(nèi)的羥基酸生物體內(nèi)的羥基酸 1.乳酸乳酸 存在于酸牛奶、肌肉等中存在于酸牛奶、肌肉等中, 具有很強具有很強的吸濕性的吸濕性； 工業(yè)上作除鈣劑工業(yè)上作除鈣劑( (鈣鹽不溶于鈣鹽不溶于水水) )；食品工業(yè)中作增酸劑食品工業(yè)中作增酸劑；鈣鹽可補鈣鈣鹽可補鈣.2.酒石酸酒石酸 存在于多種水果中存在于多種水果中. 可用作酸可用作酸味劑味劑, 其銻鉀鹽有其銻鉀鹽有抗血吸蟲作用抗血吸蟲作用.3.檸檬酸檸檬酸 存在于多種植物的果

8、實中及動物組存在于多種植物的果實中及動物組織與體液中織與體液中, 為為無色晶體無色晶體. 可用于食品可用于食品工業(yè)的調(diào)味品工業(yè)的調(diào)味品( (有酸味有酸味) )也用于制藥業(yè)也用于制藥業(yè).寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院4.水楊酸水楊酸 水楊酸水楊酸及其衍生物有殺菌防腐、鎮(zhèn)痛解熱和抗風濕作用及其衍生物有殺菌防腐、鎮(zhèn)痛解熱和抗風濕作用, 乙酰水楊酸就是熟知的解熱鎮(zhèn)痛藥乙酰水楊酸就是熟知的解熱鎮(zhèn)痛藥阿司匹林阿司匹林. 阿司匹靈有解阿司匹靈有解熱、鎮(zhèn)痛作用，能抑制血小板凝聚，防止血栓的形成熱、鎮(zhèn)痛作用，能抑制血小板凝聚，防止血栓的形成.5. 蘋果酸蘋果酸 存在于植物的未成熟的果實及存在于植物的未成熟的果

9、實及葉子中葉子中, 用于用于制藥制藥和和食品工業(yè)食品工業(yè).寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院二二.羰基酸羰基酸( (一一) ) 羰基酸的結構和命名羰基酸的結構和命名 分子中含有羰基和羧基的化合物稱為羰基酸分子中含有羰基和羧基的化合物稱為羰基酸, 可分為醛可分為醛酸和酮酸酸和酮酸. 根據(jù)羰基與羧基的相對位置根據(jù)羰基與羧基的相對位置, 酮酸可分為酮酸可分為酮酸酮酸, 酮酸酮酸等等. 羰基酸的系統(tǒng)命名是選擇含羰基和羧基的最長鏈為羰基酸的系統(tǒng)命名是選擇含羰基和羧基的最長鏈為主鏈主鏈, 稱為稱為 “某酮某酮( (或某醛或某醛) )酸酸”, 并標明羰基的位次并標明羰基的位次. 寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學

10、院( (二二) )羰基酸的化學性質(zhì)羰基酸的化學性質(zhì) 羰基酸也是雙官能團化合物羰基酸也是雙官能團化合物, 醛酸具有醛酸具有醛和羧酸醛和羧酸的典型性的典型性質(zhì)質(zhì); ; 酮酸除具有一般酮酸除具有一般酮和羧酸酮和羧酸的典型性質(zhì)外的典型性質(zhì)外, 還有一些還有一些特性特性. 1.脫羧反應脫羧反應 酮酸和酮酸和酮酸都容易進行酮酸都容易進行脫羧反應脫羧反應. 酮酸在一定條酮酸在一定條件下件下, 脫羧生成脫羧生成醛醛; 酮酸在室溫或微熱時脫羧生成酮酸在室溫或微熱時脫羧生成酮酮.寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院2.氧化和還原反應氧化和還原反應 酮和羧酸都不易氧化，但酮和羧酸都不易氧化，但-酮酸酮酸易發(fā)生易發(fā)生氧化

11、脫羧氧化脫羧反應反應. 酮酸也可酮酸也可還原還原成成羥基酸羥基酸. 生物體內(nèi)的生物體內(nèi)的酮酸酮酸和和酮酸酮酸, 在酶催化在酶催化下也可以發(fā)生脫羧反應下也可以發(fā)生脫羧反應 .寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院3.互變異構現(xiàn)象互變異構現(xiàn)象以上實驗事實的解釋以上實驗事實的解釋酮式酮式和和烯醇式烯醇式同時存在，組成一個同時存在，組成一個動態(tài)的平衡體系動態(tài)的平衡體系. 寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院 烯醇式能較穩(wěn)定存在的原因烯醇式能較穩(wěn)定存在的原因: 羥基氧上的孤對電子與羥基氧上的孤對電子與C=C及及C=O形成共軛體形成共軛體系系, 能量降低能量降低. 羥基上的氫與羰基上的氧形成氫鍵羥基上的氫與羰基上的

12、氧形成氫鍵, 能量降低能量降低. 寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院 形成較穩(wěn)定烯醇式應具備的條件形成較穩(wěn)定烯醇式應具備的條件:1.分子中亞甲基氫受兩個吸電子基團影響酸性增強分子中亞甲基氫受兩個吸電子基團影響酸性增強.2.形成烯醇式產(chǎn)生的雙鍵應與羰基等形成形成烯醇式產(chǎn)生的雙鍵應與羰基等形成-共軛共軛.3.烯醇式能形成分子內(nèi)烯醇式能形成分子內(nèi)氫鍵氫鍵.練習練習:P102, 思考題思考題.寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院第三節(jié)第三節(jié) 羧酸衍生物羧酸衍生物 一一.羧酸衍生物的分類和命名羧酸衍生物的分類和命名 ( (一一) )羧酸衍生物的分類羧酸衍生物的分類 羧酸衍生物可分為酰鹵、酸酐、酯和酰胺等，它們

13、都是羧酸衍生物可分為酰鹵、酸酐、酯和酰胺等，它們都是含有?；幕衔锖絮；幕衔?.寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院( (二二) )羧酸衍生物的命名羧酸衍生物的命名 酰鹵根據(jù)酰基和鹵原子來命名，稱為酰鹵根據(jù)酰基和鹵原子來命名，稱為“某酰鹵某酰鹵” 酯根據(jù)形成它的羧酸和醇來命名，稱為酯根據(jù)形成它的羧酸和醇來命名，稱為“某酸某酯某酸某酯” 寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院 酸酐根據(jù)相應的羧酸命名酸酐根據(jù)相應的羧酸命名. 兩個兩個相同羧酸相同羧酸形成的酸酐為簡形成的酸酐為簡單酸酐，稱為單酸酐，稱為“某酸酐某酸酐”，簡稱，簡稱“某酐某酐”；兩個；兩個不相同羧酸不相同羧酸形形成的酸酐為混合酸酐，稱為

14、成的酸酐為混合酸酐，稱為“某酸某酸酐某酸某酸酐”，簡稱，簡稱“某某酐某某酐”；二元羧酸二元羧酸分子內(nèi)分子內(nèi)失去一分子水形成的酸酐為失去一分子水形成的酸酐為內(nèi)酐內(nèi)酐，稱為，稱為“某二某二酸酐酸酐” 寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院二二.羧酸衍生物的性質(zhì)羧酸衍生物的性質(zhì) ( (一一) )物理性質(zhì)物理性質(zhì)1.熔、沸點熔、沸點 室溫下，室溫下，低級的酰氯和酸酐低級的酰氯和酸酐都是無色且對粘膜有刺激性的都是無色且對粘膜有刺激性的液體液體，高級的酰氯和酸酐高級的酰氯和酸酐為為白色固體白色固體，內(nèi)酐內(nèi)酐也是也是固體固體. 酰氯和酰氯和酸酐的沸點比分子量相近的羧酸低酸酐的沸點比分子量相近的羧酸低，這是因為它們

15、的分子間不，這是因為它們的分子間不能通過能通過氫鍵氫鍵締和的緣故締和的緣故 .2.氣味氣味 室溫下，大多數(shù)常見的酯都是液體，低級的酯具有花果香室溫下，大多數(shù)常見的酯都是液體，低級的酯具有花果香味味. 如乙酸異戊酯有香蕉香味如乙酸異戊酯有香蕉香味( (俗稱香蕉水俗稱香蕉水) ); 正戊酸異戊酯有蘋正戊酸異戊酯有蘋果香味果香味; 甲酸苯乙酯有野玫瑰香味甲酸苯乙酯有野玫瑰香味; 丁酸甲酯有菠蘿香味等丁酸甲酯有菠蘿香味等. 許許多花和水果的香味都與酯有關多花和水果的香味都與酯有關, 因此酯多用于香料工業(yè)因此酯多用于香料工業(yè).寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院3.溶解性溶解性 羧酸衍生物一般都難溶于水而易

16、溶于乙醚、氯仿、丙酮、羧酸衍生物一般都難溶于水而易溶于乙醚、氯仿、丙酮、苯等有機溶劑苯等有機溶劑 ( (二二) )化學性質(zhì)化學性質(zhì) 羧酸衍生物由于羧酸衍生物由于結構相似結構相似，因此化學性質(zhì)也有相似之處，因此化學性質(zhì)也有相似之處, , 只是在反應活性上有只是在反應活性上有較大較大的差異的差異. . 化學反應的活性次序為：化學反應的活性次序為：酰氯酰氯 酸酐酸酐 酯酯 酰胺酰胺. . 寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院1.水解反應水解反應酰氯、酸酐、酯及酰胺都可酰氯、酸酐、酯及酰胺都可水解水解生成相應的生成相應的羧酸羧酸. 寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院 酯在酸催

17、化下的水解是酯在酸催化下的水解是酯化反應的逆反應酯化反應的逆反應, 水解不能水解不能進行完全進行完全. 堿催化下的水解生成的羧酸可與堿生成鹽而從堿催化下的水解生成的羧酸可與堿生成鹽而從平衡體系中除去平衡體系中除去, 所以水解反應可以進行到底所以水解反應可以進行到底. 酯的堿性酯的堿性水解反應也稱為皂化水解反應也稱為皂化. 寧德職業(yè)技術學院寧德職業(yè)技術學院2.醇解反應醇解反應酰氯、酸酐、酯及酰胺都能發(fā)生酰氯、酸酐、酯及酰胺都能發(fā)生醇解反應醇解反應，產(chǎn)物主要是酯，產(chǎn)物主要是酯. 酯的醇解反應也叫酯的醇解反應也叫酯交換反應酯交換反應， 即醇分子中的烷氧基取即醇分子中的烷氧基取代了酯中的烷氧基代了酯中的烷氧基. 酯交換反應不但需要酸催化，而且反應是酯交換反應不但需要酸催化，而且反應是可逆的可逆的. 酯交換反應酯交換反應常用來制取高級醇的酯常用來制取高級醇的酯，因為結構復雜的，因為結構復雜