有机化学：第十一章取代酸课件

学习目标1．掌握多官能团化合物的命名；2．掌握羟基酸、羰基酸的化学性质；3．了解酚酸、自然界中醇酸的性质。第十一章取代酸第一节多官能团化合物的命名

第二节羟基酸

第三节羰基酸主讲内容第一节多官能团化合物的命名

一、主要官能团的优先次序含有多个不同官能团的化合物命名时，首先选择一官能团为母体，选择母体官能团时，比较各官能团的优先次序，以其中最优者为母体命名。

选择母体的“官能团优先次序”表(由小到大)：

-NO、-NO2、-X、-R（烷基）、-OR（烷氧基）、＞C＝C＜、-C≡C-、-NH2、-OH、-OH（醇）、-COR、-CHO、-CN、-CONH2（酰胺）、-COX（酰卤）、-COOR（酯）、-SO3H、-COOH、等

1．按照“官能团的优先次序”表，选择一个优先官能团为母体，根据母体官能团称为“某X”（X为化合物的类名）。

2．母体主链碳原子的编号从离母体官能团最近的一端开始，最后将取代基的名称和位次放在母体名称之前，即得全名称。

3．其他官能团和取代基均作为取代基，取代基的排列次序按“次序规则”的规定，较优基团后列出。二、多官能团链状化合物的系统命名法N-甲基-2-羟基-4-氯丁酰胺

2­-氨基乙醇

2-­氨基­-4­-甲氧基丁酸例如:

第二节羟基酸

一、羟基酸定义

分子中既含有羟基又含有羧基的化合物称为羟基酸。羟基酸包括醇酸和酚酸两类。羟基连在脂族烃基上的称为醇酸；羟基连在芳环上的称为酚酸。根据羟基与羧基的相对位置不同，醇酸又可分为α-­醇酸、β-­醇酸和γ­-醇酸等。a-­羟基丙酸

α­-羟基丁二酸

α，β­-二羟基丁二酸

2­-羟基丙酸2-­羟基丁二酸2，3­-二羟基丁二酸

（乳酸）（苹果酸）（酒石酸）二、醇酸化学性质

醇酸受热或与脱水剂共热时，易发生脱水反应。脱水产物由于羟基和羧基的相对位置不同，脱水产物也不同。

1α-­醇酸脱水生成交酯

α­醇酸受热时，发生两个分子间的脱水生成六元环的交酯。2β-­醇酸脱水生成α，β­不饱和羧酸

β­醇酸中的α­氢原子同时受羟基和羧基的影响，比较活泼，在酸性介质中受热，容易与β­碳原子上的羟基结合，发生分子内脱水生成α，β­不饱和羧酸。

3γ-­和δ-­醇酸脱水生成内酯

γ­和δ­醇酸受热发生分子内脱水，生成五元或六元环的内酯，这个反应很容易进行。γ­醇酸γ­内酯

δ­醇酸δ­内酯

无论是交酯还是内酯均与其他酯类一样，在中性溶液中稳定，在酸性或碱性溶液中易水解。

4.ω­醇酸缩聚生成聚酯

羟基与羧基相隔5个或5个以上碳原子的醇酸受热，发生多分子间脱水生成聚酯。三、重要的醇酸

1.乳酸

α­羟基丙酸（CH3CHOHCOOH）2.酒石酸

α，β­二羟基丁二酸（HOOCCHOHCHOHCOOH）。

3.苹果酸

α­羟基丁二酸（HOOCCHOHCH2COOH）。

4.柠檬酸

β­羧基­β­羟基戊二酸四、重要的酚酸1.水杨酸和阿司匹林水杨酸即邻羟基苯甲酸。水杨酸与酸酐反应生成乙酰水杨酸即阿司匹林。

阿司匹林具有解热、镇痛、抗风湿的作用，是常用的解热镇痛药。复方阿司匹林，又称APC，主要由阿司匹林、非那西丁和咖啡因组成。

2.五倍子酸和丹宁五倍子酸即3，4，5三羟基苯甲酸，又称没食子酸，是植物中分布最广的一种酚酸。丹宁是五倍子酸的衍生物。因具有鞣革功能，又称鞣酸。丹宁的种类很多，结构各异，但具有相似的性质。如是一种生物碱试剂，能使许多生物碱和蛋白质沉淀或凝结；水溶液遇三氯化铁产生蓝黑色沉淀；有还原性，易被氧化成黑褐色物质。第三节羰基酸

一、羰基酸定义

分子中既含有羰基又含有羧基的化合物称为羰基酸。根据所含的是醛基还是酮基，分为醛酸和酮酸。还可根据羰基和羧基的相对位置，分为α­、β­、γ­

…羰基酸。

乙醛酸

丙酮酸

3­-丁酮酸（β­-丁酮酸）

3-­甲基­-5­-己酮酸（β-­甲基-­δ­-己酮酸）

二、α、(β)­酮酸

1.丙酮酸

丙酮酸（CH3COCOOH）是最简单的酮酸，它是无色有刺激性气味的液体，沸点165℃（分解），易溶于水、酒精和醚。

2.3­-丁酮酸

3-­丁酮酸（CH3COCH2COOH）是最简单而很重要的β­酮酸，又称乙酰乙酸。是无色粘稠液体，溶于水和乙醇。β­酮酸在受热或酶的作用下容易脱羧生成丙酮。

3­-丁酮酸是人体内脂肪代谢的中间产物，在体内由于酶的作用能与β­羟基丁酸互变。

三、乙酰乙酸乙酯

结构特征：乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯是分子中含有两个羰基，且两个羰基相隔一个亚甲基的化合物，称为β­二羰基化合物。

乙酰乙酸乙酯丙二酸二乙酯1.制法

乙酰乙酸乙酯可用克来森酯缩合反应制备。

乙酰乙酸乙酯又称β­丁酮酸乙酯，简称三乙。是无色透明具有果香味的液体，沸点180℃，微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等大多数有机溶剂中。

2.特性及应用

(1)特性①乙酰乙酸乙酯的互变异构现象

（酮式结构）（烯醇式结构）

这种能够相互转变的两种异构体之间存在的动态平衡现象，叫做互变异构现象。

②分解反应

a.酮式分解

b.酸式分解

③亚甲基上的反应

一烃基取代乙酰乙酸乙酯中另一个活泼的α­氢原子再依次与乙醇钠、卤代烃反应，生成二烃基取代乙酰乙酸乙酯。

（2）乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用可以通过亚甲基上的取代，引入各种不同的基团后，再经酮式分解或酸式分解，得到不同结构的酮或酸等化合物。例1：由乙酰乙酸乙酯合成三、丙二酸二乙酯1.制法

丙二酸二乙酯是具有香味的无色液味，熔点-50℃，沸点198.8℃。不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。丙二酸二乙酯是合成取代乙酸和其他羧酸常用的试剂，在有机合成中具有广泛用途。2.性质

3.丙二酸二乙酯在有机合成的应用

丙二酸二乙酯的上述性质在有机合成上广泛用于合成各种类型的羧酸（一取代乙酸，二取代乙酸，环烷基甲酸，二元羧酸等）。具有活泼亚甲基的化合物容易在碱性条件下形成稳定的碳负离子，所以它们还可以和羰基发生一系列亲核加成。例1由丙二酸二乙酯合成

H20H+-CO2

△CH2(COOC2H5)2+C2H5ONa例2由丙二酸二乙酯合成C2H5ONaCH2(COOC2H5)2+H20H+-CO2

△22

分析:可分别采用苄基氯和溴乙烷作烷基化试剂，分两次引入。反应式如下：2­乙基­3­苯基丙酸可以看成是一个苄基和一个乙基二取代的乙酸。

例3由丙二酸二乙酯合成2-苄基丁酸-COOH

例4合成环丁基甲酸-COOH

COOC2H5

COOC2H5

<BrCH2CH2CH2-CH(COOC2H5)2

H2O

CO2

H+△CH2(COOC2H5)2+BrCH2CH2CH2BrC2H5ONaC2H5ONaHOOC--COOH2CH2(COOC2H5)2+BrCH2CH2BrC2H5ONaCH2-CH(COOC2H