烴的含氧衍生物-羧酸及取代羧酸（醫(yī)用化學課件）

醫(yī)用化學羥基酸跑步之后，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.標位次：從靠近羧基一端開始編號；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顯色反應羥基和羧基相互影響：酸性增強、脫水R-CH-COOHOHCOOHOH一、羥基酸的性質(zhì)羥基是吸電子基團，故醇酸的酸性比相應的羧酸強，羥基距羧基越近，酸性越強。羥基能被氧化成羰基。CH3CH2CHCOOHOHCH3CH2CCOOHO托倫試劑＋Ag=酸性氧化反應CH3CHC-OHOO=HHO-C-CHCH3HO=OH+CH3CHCOO=C-CHCH3O=O+2H2OCH3CHCH2COOHOHCH3CH=CHCOOH+H2O脫水反應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.人在劇烈活動后，感到全身酸痛，是因為肌肉中（

）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.下列有機物中，既能發(fā)生脫水反應，又能發(fā)生酯化反應，還能發(fā)生氧化反應的是（）A.CH3OH

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

一、實驗目的水楊酸的酚羥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?；磻?。實驗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?；磻獊碇迫?。反應式如下：

二、實驗原理水楊酸乙酸酐乙酰水楊酸乙酸

此反應在溫度過高時會有副產(chǎn)物生成，粗產(chǎn)品中還有未反應的水楊酸等雜質(zhì)。本實驗采用醇水混合溶劑進行重結(jié)晶加以提純，用FeCl3檢查產(chǎn)品純度。二、實驗原理儀器：錐形瓶、水浴鍋、100℃溫度計、布氏漏斗、

抽濾瓶、水泵或真空泵、燒杯、濾紙、表

面皿、玻棒。三、實驗儀器和試劑儀器：錐形瓶、水浴鍋、100℃溫度計、布氏漏斗、

抽濾瓶、水泵或真空泵、燒杯、濾紙、表

面皿、玻棒。三、實驗儀器和試劑水楊酸、乙酐、濃硫酸、0.06mol/LFeCl3溶液、乙醇。三、實驗儀器和試劑試劑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，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、實驗方法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。在水浴中溫熱，使其完全溶解。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、實驗方法3．干燥后稱重，計算產(chǎn)率（理論產(chǎn)量為3.9g，實際產(chǎn)量2.4～2.5g，產(chǎn)率65%～70%）。四、實驗方法1．水楊酸能形成分子內(nèi)氫鍵，阻礙酚羥基的?；磻＜尤肷倭苛蛩?，可破壞其中的氫鍵，使?；磻樌M行。2.加熱升溫過程要緩慢，反應溫度不宜過高，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完的水楊酸，可與三氯化鐵產(chǎn)生顯色反應。五、注意事項1．

制備阿司匹林時，濃硫酸的作用是什么？不加濃硫酸對實驗有何影響？2．制備阿司匹林時，為什么所用儀器必須是干燥的？討論思考醫(yī)用化學羧酸的分類、命名及性質(zhì)大家吃面時，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：—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.標位次：從靠近羧基一端開始編號；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(1)2-乙基丙二酸(2)2-甲基-3-苯基丙酸命名下列化合物：課堂互動羧酸的化學性質(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，導致羧酸的化學性質(zhì)并不是羰基和羥基性質(zhì)的簡單加和，而是具有自身的獨特性質(zhì)。二、羧酸的化學性質(zhì)導電實驗證明：1.CH3COOH溶液能導電，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當羧基的α位或β位上連有吸電子基時，脫羧反應較易進行

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

）A.消去反應B.脫羧反應C.脫二氧化碳D.氧化反應目標檢測1.D2.D3.B答案：醫(yī)用化學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，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，同時應該采取低蛋白質(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.標位次：從靠近羧基一端開始編號；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、與羰基試劑反應羧基：酸性、成酯等羥基和羧基相互影響：酸性增強二、酮酸的性質(zhì)羰基的吸電子能力比羥基強，因此酮酸的酸性比相應的羥基酸強，更強于相應的羧酸。酸性R-C-HO稀H2SO4＋CO2

=R-C-COOHO=脫羧反應R-C-ONH4O托倫試劑＋CO2＋Ag

=R-C-COOHO=氧化反應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.下列有機物中，酸性最強的是（）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.丙酮目標檢測1.A2.D3.A答案：醫(yī)用化學取代羧酸乳酸你知道跑步之后肌肉為什么會酸痛嗎？新課導入

羧酸分子中烴基上的氫原子被其原子或基團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：-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)，如酸性比相應的羧酸強，容易被氧化，熱穩(wěn)定性較差等。羥基酸因為分子中含有羥基和羧基，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，故醇酸的酸性比相應的羧酸強，羥基距羧基越近，酸性越強。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.氧化反應丙酮酸常用此反應鑒別乳酸和丙醇α-醇酸可與弱氧化劑反應乳酸蘋果酸草酰乙酸脫氫酶知識拓展三羧酸循環(huán)中的脫氫氧化反應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（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)形成相應的羥基酸鹽。檸檬酸順烏頭酸三羧酸循環(huán)中的脫水反應酶αβ知識拓展

1.結(jié)構(gòu)

官能團：-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（二）酮酸的性質(zhì)酮酸分子中含有羧基和酮基兩種官能團，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。1.酸性pka：2.493.51

羰基的吸電子能力比羥基強，因此酮酸的酸性強于相應的醇酸、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

丙酮酸乳酸3.脫羧反應丙酮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。學習效果檢測用什么方法檢驗酮體？

醫(yī)用化學羧酸醋酸你知道食醋為什么有酸味嗎？新課導入一02【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：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.標位次：從靠近羧基一端開始編號（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：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，則應選擇包含兩個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-苯基丙酸課堂練習環(huán)戊基甲酸沸點（bp）:

相應的醇

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（沸點高的原因）

三、羧酸的性質(zhì)——物理性質(zhì)

α

-氫的取代反應

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)、-化學性質(zhì)（一）酸性

羧酸的酸性比酚強，比碳酸的酸性還要強。

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）其他基團對酸性的影響1.吸電子基使酸性增大。2.-X離-COOH越近，酸性越強。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:

如何用化學方法區(qū)別乙醇和乙酸課堂討論（二）羥基被取代的反應

酰鹵

酸酐羧酸酯

酰胺1.酯化反應

羧酸與醇在強酸催化下生成酯和水的反應稱酯化反應。

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不能與羧酸反應生成酰鹵

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