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第 10 章. 羧酸和取代羧酸. Carboxylic Acid and. Substituted Carboxylic Acid. 1. 要求记的俗名. CH 3 COOH. CH 3 (CH 2 ) 14 COOH. CH 3 (CH 2 ) 16 COOH. 乙酸 十六酸 十八酸. 醋酸 软脂酸 硬脂酸. 乙二酸. 丁二酸 顺丁烯二酸. 草酸. 琥珀酸 马来酸. 一、羧酸和取代羧酸的命名. 反丁烯二酸.
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第10章 羧酸和取代羧酸 Carboxylic Acid and Substituted Carboxylic Acid
1. 要求记的俗名 CH3COOH CH3(CH2)14COOH CH3(CH2)16COOH 乙酸 十六酸 十八酸 醋酸 软脂酸 硬脂酸 乙二酸 丁二酸 顺丁烯二酸 草酸 琥珀酸 马来酸 一、羧酸和取代羧酸的命名
反丁烯二酸 2-羟基丙酸 邻羟基苯甲酸 水杨酸 富马酸 乳酸 羟基丁二酸 2,3-二羟基丁二酸 苹果酸 酒石酸
羧酸 3-羧基-3-羟基戊二酸 3-羧基-2-羟基戊二酸 jǔyuán 柠檬酸 或 枸橼酸 异柠檬酸 2. 命名 3-对氯苯基丁酸
羟基酸 3,4,5-三羟基苯甲酸 (没食子酸) 9,12-十八碳二烯酸 3-羧基-3-羟基戊二酸
常见的酰基: CH3COOH CH3CO — 乙酸 乙酰基 HOOC— COOH HOOC— CO — 草酸 草酰基 酮酸 丁酮二酸 草酰乙酸 2-氧代丁二酸 草酰琥珀酸
sp2 二、物理性质 羧酸的沸点比醇高 三、化学性质 1.酸性
FCH2COOH ClCH2COOH BrCH2COOH ICH2COOH pKa 2.67 2.87 2.90 3.16 强 弱 CH3COOH ClCH2COOH Cl2CHCOOH Cl3CCOOH pKa 4.76 2.87 1.36 0.36 CH3CH2CHCOOH CH3CHCH2COOH CH2CH2CH2COOH 弱 强 Cl Cl Cl 想一想 pKa 2.86 4.06 4.52 强 弱 试比较各组羧酸酸性的强弱
pKa 4.76 4.86 4.87 5.02 强 弱 pKa1 1.46 4.17 4.43 强 弱 CH3COOH CH3CH2COOH (CH3)2CHCOOH (CH3)3CCOOH pKa 2.21 3.40 3.46 4.17
强 弱 酮酸 醇酸 醇酸 羧酸 pKa 2.49 3.83 3.86 4.86 C O O H N aH C O C O O N a C O H O 3 2 2 + + + pKa 3.00 4.12 4.17 4.54 (常用于羧酸的分离、鉴别)
COONa 羧酸的碱金属盐——易溶于水 酰胺 氨基 烷氧基 酯 卤素 酰卤 酸酐 酰氧基 氨苄青霉素 (氨苄西林) 2.羧酸性质 (1)羧基中羟基的取代反应
亚磷酸 三氯化磷 五氯化磷 三氯氧磷 氯化亚砜(亚硫酰氯) 酰基 高活性的酰化剂 生成酰卤
酰化剂 酐键 生成酰胺 酰胺键 生成酸酐
COONa 酯化反应 H H H S S S O O O 2 2 2 4 4 4 RCOOH + HOH2CR’ RCOOCH2R’ + H2O 伯醇 ’ ’ RCOOH + HOHCR2 RCOOCHR2 + H2O 仲醇 想一想 ’ ’ RCOOH + HOCR3 RCOOCR3 + H2O 叔醇 酯键 请指出氨苄青霉素中的酰胺键
醇 CH3OH > 1° > 2° > 3° 酸 HCOOH>CH3COOH>RCH2COOH>R2CHCOOH>R3CCOOH —X (P) Br2 Br2 Br2 CH3COOH CH2BrCOOH CHBr2COOH P P P CBr3COOH 酯化反应速率: 空间位阻 (2)α–H的卤代反应
α-羟基酸 α-氨基酸 H2O/H+ 二元酸 想一想 KMnO4 H+ Cl2 NH3 P - OH NH3 - CN
NaOH-CaO + + NaOH-CaO + + + 想一想 (1) (2) (3) (4) 脱羧(由易到难): (1) > (3) > (4) > (2) (3)脱羧反应
2~3个C + + 4~5个C + + (4)脂肪族二元羧酸的脱水和脱羧反应
>7个C 高温 nHOOC(CH2)nCOOH (n≥6) 6~7个C + + + +
+ + 想一想 + 3.羟基酸性质 (1)酚酸的脱羧反应 多发生于邻位 或对位有羟基 的苯甲酸
- H2O α-醇酸 交酯 + α-羟基丙酸 丙交酯 + 乙交酯 羟基乙酸 (2)醇酸的脱水反应
+ 2-丁烯酸 β-羟基丁酸 - H2O γ-醇酸和δ-醇酸 5员或6员环内酯 β α γ + γ-丁内酯 γ-羟基丁酸 (1,4-丁内酯) NaOH (麻醉药) γ-羟基丁酸钠 - H2O β-醇酸 α,β-不饱和酸
β γ α + δ δ-戊内酯 NaOH 3-甲基-1,5-己内酯 3-甲基-5-羟基己酸钠 (β-甲基-δ-己内酯) (β-甲基-δ-羟基己酸钠) 想一想 δ-羟基戊酸
稀HNO3 稀HNO3 稀HNO3 Tollens试剂 + α-羟基酸 α-酮酸 稀H2SO4 + 浓H2SO4 + + (3)氧化反应 (4) α-醇酸的分解反应
Tollens试剂 CO32- + + α-酮酸 稀H2SO4 + 浓H2SO4 + 4.酮酸的性质 (1)氧化反应 (2) α-酮酸的分解反应
β-酮酸的酮式分解 + β-酮酸的酸式分解 + 2 + 想一想 (3) β-酮酸的分解反应 ?
稀NaOH -C2H5OH H+ CO2 + 浓NaOH H+ 2 + α-酮酸 α-氨基酸 β-酮酸分解反应常见于: (酮式分解) (酸式分解) (4) α-酮酸的氨基化反应
NADH + H+ NAD+ + H2O + α-酮戊二酸 谷氨酸 + 谷氨酸 丙酮酸 + α-酮戊二酸 丙氨酸 GPT + 草酰乙酸 谷氨酸 + α-酮戊二酸 天冬氨酸 体内:
酮体 NADH + H+ NAD+ β-羟基丁酸脱氢酶 β-丁酮酸 β-羟基丁酸 (乙酰乙酸) 丙酮 正常人的血液 < 10mg.L-1 酮体 糖尿病人的血液 > 3g.L-1 晚期:酮症酸中毒 5.醇酸和酮酸的体内化学过程 ——β-羟基丁酸、β-丁酮酸和丙酮
顺乌头酸酶 柠檬酸 顺乌头酸 H2O NADH + H+ 苹果酸脱氢酶 NAD+ NAD+ 异柠檬酸脱氢酶 NADH + H+ 延胡索酸 -CO2 脱羧酶 琥珀酸 琥珀酰CoA α-酮戊二酸 三羧酸循环中醇酸和酮酸的反应 草酰乙酸 异柠檬酸 苹果酸 草酰琥珀酸