羧酸-衍生物-取代酸-簡課件

羧基第一節(jié)羧酸第九章羧酸及其衍生物1

結(jié)構(gòu)與通式R：官能團(tuán)≡RCOOH1.2

通式（飽和一元脂肪酸）CnH2nO21.1

結(jié)構(gòu)如CH3COOH3-甲基丁酸3-甲基-2-丁烯酸苯甲酸（安息香酸）乙二酸（草酸）鄰-苯二甲酸鄰-羥基苯甲酸（水楊酸）

43211.3命名?

與醛相似-苯基丙烯酸（肉桂酸）十八碳-9-烯酸（Δ9-十八碳烯酸）?

高級(jí)烯酸：也可用△表示C=C，右上角注明位次。二十二碳六烯酸DHA（Δ

4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸，“腦黃金”）M.W.b.p./℃HCOOH46101CH3CH2OH4678【實(shí)例】部分羧酸的物理常數(shù)名稱熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃溶解度（水，g/100mL）甲酸（蟻酸）8.4100.7∞乙酸（醋酸）16.6117.9∞丙酸（初油酸）-20.8140.99∞正丁酸（酪酸）-4.26163.5∞正戊酸-59186.054.47正己酸-22051.08軟脂酸63----不溶硬脂酸71360(分解)不溶丙烯酸13141.6----部分二元羧酸的物理常數(shù)名稱熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃溶解度（水，g/100mL）乙二酸（草酸）189----8.6丙二酸

136----73.5丁二酸（琥珀酸）185----5.84

化學(xué)性質(zhì)【結(jié)構(gòu)特點(diǎn)】被還原脫去①p-π共軛，O-H鍵易斷：弱酸性。②-OH離去：取代反應(yīng)。④-COOH是高氧化態(tài)：易還原。③脫去CO2：脫羧反應(yīng)。p-π共軛羧酸名稱pKa羧酸名稱pKa甲酸3.751丙烯酸4.247-4.26乙酸4.756苯甲酸4.204丙酸4.874乙二酸（草酸）1.2714.272

正丁酸4.817丙二酸2.8265.696

正戊酸4.842丁二酸（琥珀酸）4.2075.635正己酸4.849鄰苯二甲酸2.9505.408常見羧酸的pKa值·二元酸【實(shí)例】分離苯酚與苯甲酸【用途】分離純化有機(jī)物。·結(jié)構(gòu)對(duì)酸性的影響：吸電子，酸性增強(qiáng)；供電子，酸性減弱?！救纭克嵝员容^>><＞4.2

羧基中-OH的取代反應(yīng)酸酐（或PCl3、PCl5）酯羧酸銨鹽酰胺腈酰氯酯酰鹵酰胺【小結(jié)】四種羧酸衍生物酸酐【實(shí)例】?

C2-C3：脫羧，即脫CO25

二元酸的特性（加熱分解）【解釋】吸電子有利于脫羧。兩-COOH間距離近，且吸電子。?

C4-C5：脫水鄰苯二甲酸鄰苯二甲酸酐【解釋】產(chǎn)物為五六元環(huán)，穩(wěn)定。6重要的羧酸6.1

甲酸（HCOOH）俗名蟻酸，最初由蒸餾赤蟻獲得，故名。是最簡單的羧酸。甲酸存在于某些昆蟲（如赤蟻、蜂、毛蟲等）的分泌物及某些植物（如蕁麻、松葉等）中。人體中也有存在。甲酸是刺激臭味的無色液體，沸點(diǎn)100.8℃，能與水、醇、醚混溶。有很強(qiáng)的腐蝕性（蜂蜇或蕁麻刺傷皮膚引起腫痛，就是甲酸造成的），長期接觸易患皮膚病。甲酸的酸性在其同系物中是最強(qiáng)的。同時(shí)，甲酸分子中，還有醛基的結(jié)構(gòu)（紅色）。因而，具有還原性，可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，這是其它羧酸所沒有的特性。據(jù)此，可以區(qū)別甲酸與其它羧酸。

甲酸是一種常用的消毒防腐劑。此外，在制藥、有機(jī)合成、染料、制革、油漆諸行業(yè)均有重要用途。6.3苯甲酸

·苯甲酸俗名安息香酸，因最早從安息香膠得到。廣泛存在于自然界，如黃芩、白芍﹑赤勺等中藥中即有存在?！け郊姿崾菬o色晶體，熔點(diǎn)122.4℃，難溶于水，易升華。酸性比乙酸強(qiáng)?！け郊姿峒捌溻c鹽無毒，常加在藥物、食品、飲料、牙膏等中，作防腐抑菌劑。苯甲酸軟膏可用于治療角化性皮膚病?！ひ叶崴酌菟?，是最簡單的二元酸。以鈣鹽形式存在于大黃等植物中。

6.4乙二酸（HOOC-COOH）·草酸常帶兩分子結(jié)晶水。無水草酸為無色結(jié)晶，熔點(diǎn)190℃（分解），易溶于水及乙醇。加熱100℃時(shí)，即失去結(jié)晶水而得無水草酸?！げ菟岢哂幸话泗人岬男再|(zhì)外，還具有還原性，易被氧化。如能與高錳酸鉀反應(yīng)而使之褪色，故在定量分析中，可用于標(biāo)定高錳酸鉀溶液的濃度。6.5

丁二酸和丁烯二酸

·丁二酸（HOOC-CH2CH2-COOH）俗名琥珀酸，無色晶體，熔點(diǎn)188℃，能溶于水。有抗痙攣、祛痰（兼止咳平喘）和利尿作用。是地龍的有效成分，在薤白中也有存在。

·丁烯二酸有兩種構(gòu)型：順-丁烯二酸和反-丁烯二酸。

反-丁烯二酸俗名延胡索酸﹑富馬酸，存在于延胡索中；順-丁烯二酸俗名馬來酸。二者的物理性質(zhì)相差很大。如：順式的熔點(diǎn)為130.5℃，在水中的溶解度為70；而反式的熔點(diǎn)則為300~302℃，在水中的溶解度為0.7。這些差距都是由其不同的構(gòu)型所造成的。

在藥制中常用。如：富馬酸喹硫平片（精神病藥）、馬來酸氯苯那敏（皮膚病藥）?！ひ愿视王サ男问酱嬖谟趧?dòng)、植物的油脂中。硬脂酸（十八酸）：它的鈉鹽就是肥皂。6.6

油脂中的高級(jí)一元羧酸亞油酸（十八碳-9,12-二烯酸）二十碳四烯酸（花生四烯酸AA

，arachidonicacid

）二十碳五烯酸（EPA，eicosapentaenoicacid）6.7

其他膽甾酸O原子以兩根單鍵與兩個(gè)?；噙B。第二節(jié)羧酸衍生物1

定義與命名1.1

酸酐乙（酸）酐乙丙酐鄰-苯二甲酸酐?命名：依未脫水前的酸命名1.2

酰鹵?命名：×酰（基）＋鹵乙酰氯苯甲酰氯F、Cl、Br、I甲酰溴1.3酯酯基乙酸乙酯乙酸乙烯酯苯甲酸甲酯?命名：依來源的酸、醇命名α-甲基-γ-丁內(nèi)酯丙三醇三乙酸酯(甘油三乙酸酯)1.4酰胺乙酰胺N,N-二甲基甲酰胺（DMF，非質(zhì)子極性溶劑，被稱為萬能有機(jī)溶劑，b.p.153℃）?命名：×酰（基）＋胺或2

物理性質(zhì)2.1酸酐、酰氯：有刺激性；大多數(shù)的酯：愉快氣味。2.2

氫鍵的影響沸點(diǎn)：>221.2℃165℃酰胺可形成氫鍵多為固體沸點(diǎn)高酸酐酰氯酯不可形成氫鍵液體沸點(diǎn)低酰胺的氫鍵部分酰氯和酸酐的物理常數(shù)

名稱熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃相對(duì)密度*溶解性乙酰氯-113511.104220與苯、仿、醚、PE、酸混溶）苯甲酰氯-1.0197.21.21120與苯、醚、CS2混溶，與水、醇反應(yīng)乙酰溴-96761.66316與苯、仿、醚混溶，與水、醇反應(yīng)乙酸酐-731391.08015仿（可）、醚（可）、水（水解）丁二酸酐119.6261—仿（可）、醇（可）、醚（微）順丁烯二酸酐52.82021.48溶于酮、酯、仿、苯，與水、醇反應(yīng)鄰苯二甲酸酐131~1342951.53醇（可）、水（水解）*以4℃時(shí)水的密度為標(biāo)準(zhǔn)。部分酯的物理常數(shù)

名稱熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃相對(duì)密度*溶解性甲酸甲酯-9931.70.981515醇（混）、水（可）乙酸甲酯-98570.934220醇（混）、醚（混）、水（可）乙酸乙酯-84770.900620與醇、醚、酮、仿混溶，水（可）乙酸異戊酯-78.51420.87615醇（混）、醚（混）、水（可）乙酸卞酯-51.5213.51.05025醇（混）、醚（混）、水（不）苯甲酸甲酯-15199.51.093315醇（混）、醚（混）、水（可）*以4℃時(shí)水的密度為標(biāo)準(zhǔn)。部分酰胺的物理常數(shù)

名稱熔點(diǎn)/℃

沸點(diǎn)/℃相對(duì)密度*溶解性甲酰胺2.62201.133420與水、醇、酮混溶N,N-二甲基甲酰胺-60.4153.00.944525與水、醇、、苯、醚混溶乙酰胺812220.99978水、醇、吡、仿、甘、熱苯乙酰苯胺114304~3051.21915醇、仿、酮、醚、苯、水丙烯酰胺84.5192.61.22230水、甲醇、醇、酮、酯、仿ω-己內(nèi)酰胺69.22701.0278醇、醚、水*以4℃時(shí)水的密度為標(biāo)準(zhǔn)。3

化學(xué)性質(zhì)3.1

水解、氨解與醇解?

反應(yīng)活性：酰鹵≈酸酐＞酯＞酰胺【特點(diǎn)】

①與水反應(yīng)；②共同產(chǎn)物為RCOOH。+【特點(diǎn)】

①與氨反應(yīng)，產(chǎn)物：酰胺；②酰鹵、酸酐的氨解：用于合成酰胺?！咎攸c(diǎn)】

①與醇反應(yīng)；②共同產(chǎn)物為酯。?酯交換反應(yīng)：用于合成酯，比酯化反應(yīng)好。酯交換反應(yīng)【小結(jié)】①反應(yīng)規(guī)律②羧酸衍生物的水解、醇解和氨解表明：羧酸及四種羧酸衍生物間均可相互轉(zhuǎn)化。

【研究意義】?羧酸衍生物類藥物，易水解，水溶液在室溫下放置即失效，臨用時(shí)方配。如：青霉素鈉

?酯類或酰胺類藥物，在一定的pH范圍內(nèi)穩(wěn)定，否則水解，故必須控制注射的pH范圍。如：鹽酸普魯卡因注射液pH3.3-3.5

?高溫加速這類藥物的水解，故消毒滅菌時(shí)，應(yīng)控制溫度和時(shí)間?！緦?shí)例一】酯交換反應(yīng)—普魯卡因合成苯佐卡因普魯卡因3.2

酯縮合反應(yīng)（Claisen縮合）乙酰乙酸乙酯3.3

酰胺的酸堿性弱堿～中性弱酸【規(guī)律】吸電子，堿性減弱；供電子，堿性增強(qiáng)。鄰苯二甲酰亞胺鄰苯二甲酰亞胺鈉4重要的羧酸衍生物酰鹵和酸酐化學(xué)性質(zhì)很活潑，難穩(wěn)定存在。自然界極少見。蝥(máo，矛)素（具有環(huán)酐結(jié)構(gòu)）是一個(gè)特例。4.1酸酐4.2大環(huán)內(nèi)酯類抗生素紅霉素（對(duì)革蘭氏陽性菌有很強(qiáng)的抗菌作用，對(duì)革蘭氏陰性菌也有效。）4.3重要的酰胺?乙酰胺無色結(jié)晶，熔點(diǎn)81℃，沸點(diǎn)222℃。溶于水﹑醇。純品無味，市售品因含雜質(zhì)而帶臭味。用于制藥等。

?丙烯酰胺，片狀結(jié)晶，熔點(diǎn)84.5℃，溶于水及醇中。因含C=C，所以，可聚合成聚丙烯酰胺。

?聚丙烯酰胺用作醫(yī)用膠粘劑（游離單體含量不超過0.05％），使用聚丙烯酰胺凝膠電泳診斷病毒性疾病（如病毒性腦炎﹑病毒性胃腸炎等），具有很高的靈敏性﹑特異性，且可診斷不同型和株的病毒感染。?β-內(nèi)酰胺類抗生素臨床使用的藥物中，不少含有酰胺的結(jié)構(gòu)。最常見的是青霉素和頭孢菌素（舊稱“先鋒霉素”）兩類抗生素。二者都含有β-內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)，稱β-內(nèi)酰胺類抗生素。其中，β-內(nèi)酰胺環(huán)是這類抗生素發(fā)揮生理活性的必需基團(tuán)。在和細(xì)菌作用時(shí)，β-內(nèi)酰胺開環(huán)，再與細(xì)菌?；种破渖L。具有殺菌能力強(qiáng)﹑副作用小﹑使用范圍廣的特點(diǎn)。青霉素類的基本結(jié)構(gòu)頭孢菌素X=-H或-OCH3酒石酸麥角堿（胺）（存在于麥角菌中，用于治療偏頭痛）第三節(jié)取代羧酸1.1

醇酸的命名乳酸蘋果酸酒石酸檸檬酸（枸椽酸）-羥基丙酸2-羥基丙酸

321羥基丁二酸2,3-二羥基丁二酸2-羥基-1,2,3-丙烷三羧酸*****1

羥基酸(醇酸和酚酸)1.2

醇酸的物理性質(zhì)：有氫鍵，易溶于水，沸點(diǎn)高。1.3

醇酸的化學(xué)性質(zhì)1.3.1

酸性：-OH吸電子，酸性增強(qiáng)，且-位大于-位?！纠纭俊居猛九c實(shí)例】與堿性藥物成鹽，使之易溶于水。酒石酸麥角堿（胺），治療偏頭痛。1.3.2

加熱失水·

-醇酸·-或-醇酸-內(nèi)酯β-醇酸α、β-烯酸1.4

自然界中的醇酸即α-羥基丙酸。分子中含有一個(gè)手性碳原子，故存在左、右旋體。蔗糖發(fā)酵得到（－）-乳酸，人體劇烈運(yùn)動(dòng)后堆積在肌肉中的是(＋)-乳酸，由酸牛奶得到的是（±）-乳酸。1.4.1

乳酸乳酸可作消毒防腐藥；乳酸鈉可防治酸中毒；乳酸鈣是一種補(bǔ)鈣藥，可防治佝僂病和骨軟化癥。此外，乳酸在食品、鞣革、紡織等行業(yè)中有廣泛用途。

熔點(diǎn)/℃[α](水)pKa值（-）乳酸53-3.823.79（+）乳酸53+3.823.79（±）乳酸1803.79乳酸為無色液體，易溶于水。

即羥基丁二酸，存在于未成熟的蘋果、葡萄、山楂及大棗、甘草、五味子、玉米須等中藥。分子中含有一個(gè)手性碳原子，因此，存在左、右旋體。自然界存在的是左旋體。

1.4.2

蘋果酸蘋果酸為無色針狀晶體，具有吸濕性，易溶于水。能溶于乙醇，乙醚等。蘋果酸可用于制藥，此外，廣泛用于食品工業(yè)（如制飲料、糖果等。）1.4.3

酒石酸即2,3-二羥基丁二酸。酒石酸分子中含有兩個(gè)相同的手性碳原子，所以，存在左旋體、右旋體和內(nèi)消旋體。自然界存在的是右旋體，為無色晶體，易溶于水。酒石酸主要以酒石酸氫鉀的形式存在于水果中。在葡萄汁釀酒過程中，酒石酸氫鉀因不溶于水而沉淀，這種沉淀稱酒石，故名。此外，大棗、五味子等中藥中也有存在。酒石酸在食品工業(yè)中作酸味劑。酒石酸鉀鈉可用于配制林試劑，臨床用作緩瀉劑和利尿劑。酒石酸銻鉀為嘔吐劑，可治療血吸蟲，又名吐酒石。酒石酸可用于與堿性藥物成鹽，使溶于水，如酒石酸麥角胺（堿）。即2-羥基-1,2,3-丙烷三羧酸,又名枸櫞酸。存在于檸檬、菠蘿、葡萄等水果中，此外，天麻、覆盆子、五味子等中藥中也有存在。1.4.4

檸檬酸檸檬酸為無色晶體，常一分子結(jié)晶水。易溶于水和乙醇。具有多元羧酸的性質(zhì)，易與金屬離子形成絡(luò)合物。檸檬酸與酒石酸、蘋果酸一樣，廣泛用作食品的酸味劑。臨床上，用檸檬酸作矯味劑。許多檸檬酸鹽具有特定的生理活性，如：枸櫞酸鐵銨（抗貧血藥），枸櫞酸鉍鉀（抗?jié)兯帲┑?。檸檬也可用于與堿性藥物成鹽，成為溶于水的制劑，如枸櫞酸哌嗪（抗蠕蟲藥）。1.5

酚酸1.5.1

【特點(diǎn)】含有酚-OH，能與FeCl3溶液顯色。常被用于鑒別酚酸.即鄰-羥基苯甲酸，無色晶體，熔點(diǎn)159℃，可升華，易溶于醇和醚中。具有酚和羧酸的性質(zhì)，用作防腐藥和皮膚角質(zhì)溶解藥。水楊酸主要用于制備乙酰水楊酸（即阿斯匹林，又名醋柳酸）。1.5.2

重要的酚酸·

水楊酸水楊酸乙酰水楊酸（即阿斯匹林）阿斯匹林是一種用途非常廣泛的解熱鎮(zhèn)痛藥，同時(shí)，也可用作抗血小板藥。可用于治療許多疾病。若有明顯的醋酸味表明已分解失效，不能使用.水楊酸甲酯為冬青油（存在于冬青樹葉）的主要成份（含量在99％以上）。冬青油有物殊的香味，可用于配制膏藥，也可用作香精、防腐劑。此外，水楊酸苯酯（薩羅）是尿道消毒藥。.即3,4,5-三羥基苯甲酸。存在于許多植物（如五倍子、大黃等）中。針狀晶體，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。臨床上用作止血收斂劑和局部刺激劑，也可用于制作藍(lán)黑墨水，制革，作照相顯影劑等。明代李挺《醫(yī)學(xué)入門》（1575年）記載了用發(fā)酵法從五倍子中得到?jīng)]食子酸的過程?！?/p>

沒食子酸沒食子酸（羧基）與葡萄糖（五個(gè)羥基）縮合而成的酯，屬于鞣質(zhì)（丹寧）的一種，稱沒食子鞣質(zhì)，可水解。鞣質(zhì)是一類復(fù)雜的多元酚類化合物產(chǎn)總稱，因可將生皮鞣為革，故名。許多中藥如五倍子、檳榔、大黃、大棗、金錢草等，都含有鞣質(zhì)。鞣質(zhì)為黃色粉末，在空氣中顏色漸深，有強(qiáng)吸濕性，味澀、酸。臨床用作止血藥，此外，還可用于制作墨水、紙張等?！?/p>

其它·

其它2

羰基酸分類與命名·

醛酸·

酮酸丙醛酸3-丁酮酸甲酰乙酸乙酰乙酸3-羰基丁酸3-氧代丁酸3-羰基丙酸3-氧代丙酸2.2乙醛酸：最簡單的醛酸，兼具