有機化學：第十一章取代酸課件

學習目標1．掌握多官能團化合物的命名；2．掌握羥基酸、羰基酸的化學性質(zhì)；3．了解酚酸、自然界中醇酸的性質(zhì)。第十一章取代酸第一節(jié)多官能團化合物的命名

第二節(jié)羥基酸

第三節(jié)羰基酸主講內(nèi)容第一節(jié)多官能團化合物的命名

一、主要官能團的優(yōu)先次序含有多個不同官能團的化合物命名時，首先選擇一官能團為母體，選擇母體官能團時，比較各官能團的優(yōu)先次序，以其中最優(yōu)者為母體命名。

選擇母體的“官能團優(yōu)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（酰鹵）、-COOR（酯）、-SO3H、-COOH、等

1．按照“官能團的優(yōu)先次序”表，選擇一個優(yōu)先官能團為母體，根據(jù)母體官能團稱為“某X”（X為化合物的類名）。

2．母體主鏈碳原子的編號從離母體官能團最近的一端開始，最后將取代基的名稱和位次放在母體名稱之前，即得全名稱。

3．其他官能團和取代基均作為取代基，取代基的排列次序按“次序規(guī)則”的規(guī)定，較優(yōu)基團后列出。二、多官能團鏈狀化合物的系統(tǒng)命名法N-甲基-2-羥基-4-氯丁酰胺

2--氨基乙醇

2--氨基--4--甲氧基丁酸例如:

第二節(jié)羥基酸

一、羥基酸定義

分子中既含有羥基又含有羧基的化合物稱為羥基酸。羥基酸包括醇酸和酚酸兩類。羥基連在脂族烴基上的稱為醇酸；羥基連在芳環(huán)上的稱為酚酸。根據(jù)羥基與羧基的相對位置不同，醇酸又可分為α--醇酸、β--醇酸和γ--醇酸等。a--羥基丙酸

α--羥基丁二酸

α，β--二羥基丁二酸

2--羥基丙酸2--羥基丁二酸2，3--二羥基丁二酸

（乳酸）（蘋果酸）（酒石酸）二、醇酸化學性質(zhì)

醇酸受熱或與脫水劑共熱時，易發(fā)生脫水反應。脫水產(chǎn)物由于羥基和羧基的相對位置不同，脫水產(chǎn)物也不同。

1α--醇酸脫水生成交酯

α-醇酸受熱時，發(fā)生兩個分子間的脫水生成六元環(huán)的交酯。2β--醇酸脫水生成α，β-不飽和羧酸

β-醇酸中的α-氫原子同時受羥基和羧基的影響，比較活潑，在酸性介質(zhì)中受熱，容易與β-碳原子上的羥基結(jié)合，發(fā)生分子內(nèi)脫水生成α，β-不飽和羧酸。

3γ--和δ--醇酸脫水生成內(nèi)酯

γ-和δ-醇酸受熱發(fā)生分子內(nèi)脫水，生成五元或六元環(huán)的內(nèi)酯，這個反應很容易進行。γ-醇酸γ-內(nèi)酯

δ-醇酸δ-內(nèi)酯

無論是交酯還是內(nèi)酯均與其他酯類一樣，在中性溶液中穩(wěn)定，在酸性或堿性溶液中易水解。

4.ω-醇酸縮聚生成聚酯

羥基與羧基相隔5個或5個以上碳原子的醇酸受熱，發(fā)生多分子間脫水生成聚酯。三、重要的醇酸

1.乳酸

α-羥基丙酸（CH3CHOHCOOH）2.酒石酸

α，β-二羥基丁二酸（HOOCCHOHCHOHCOOH）。

3.蘋果酸

α-羥基丁二酸（HOOCCHOHCH2COOH）。

4.檸檬酸

β-羧基-β-羥基戊二酸四、重要的酚酸1.水楊酸和阿司匹林水楊酸即鄰羥基苯甲酸。水楊酸與酸酐反應生成乙酰水楊酸即阿司匹林。

阿司匹林具有解熱、鎮(zhèn)痛、抗風濕的作用，是常用的解熱鎮(zhèn)痛藥。復方阿司匹林，又稱APC，主要由阿司匹林、非那西丁和咖啡因組成。

2.五倍子酸和丹寧五倍子酸即3，4，5三羥基苯甲酸，又稱沒食子酸，是植物中分布最廣的一種酚酸。丹寧是五倍子酸的衍生物。因具有鞣革功能，又稱鞣酸。丹寧的種類很多，結(jié)構(gòu)各異，但具有相似的性質(zhì)。如是一種生物堿試劑，能使許多生物堿和蛋白質(zhì)沉淀或凝結(jié)；水溶液遇三氯化鐵產(chǎn)生藍黑色沉淀；有還原性，易被氧化成黑褐色物質(zhì)。第三節(jié)羰基酸

一、羰基酸定義

分子中既含有羰基又含有羧基的化合物稱為羰基酸。根據(jù)所含的是醛基還是酮基，分為醛酸和酮酸。還可根據(jù)羰基和羧基的相對位置，分為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）是最簡單的酮酸，它是無色有刺激性氣味的液體，沸點165℃（分解），易溶于水、酒精和醚。

2.3--丁酮酸

3--丁酮酸（CH3COCH2COOH）是最簡單而很重要的β-酮酸，又稱乙酰乙酸。是無色粘稠液體，溶于水和乙醇。β-酮酸在受熱或酶的作用下容易脫羧生成丙酮。

3--丁酮酸是人體內(nèi)脂肪代謝的中間產(chǎn)物，在體內(nèi)由于酶的作用能與β-羥基丁酸互變。

三、乙酰乙酸乙酯

結(jié)構(gòu)特征：乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯是分子中含有兩個羰基，且兩個羰基相隔一個亞甲基的化合物，稱為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來森酯縮合反應制備。

乙酰乙酸乙酯又稱β-丁酮酸乙酯，簡稱三乙。是無色透明具有果香味的液體，沸點180℃，微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等大多數(shù)有機溶劑中。

2.特性及應用

(1)特性①乙酰乙酸乙酯的互變異構(gòu)現(xiàn)象

（酮式結(jié)構(gòu)）（烯醇式結(jié)構(gòu)）

這種能夠相互轉(zhuǎn)變的兩種異構(gòu)體之間存在的動態(tài)平衡現(xiàn)象，叫做互變異構(gòu)現(xiàn)象。

②分解反應

a.酮式分解

b.酸式分解

③亞甲基上的反應

一烴基取代乙酰乙酸乙酯中另一個活潑的α-氫原子再依次與乙醇鈉、鹵代烴反應，生成二烴基取代乙酰乙酸乙酯。

（2）乙酰乙酸乙酯在有機合成上的應用可以通過亞甲基上的取代，引入各種不同的基團后，再經(jīng)酮式分解或酸式分解，得到不同結(jié)構(gòu)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無色液味，熔點-50℃，沸點198.8℃。不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。丙二酸二乙酯是合成取代乙酸和其他羧酸常用的試劑，在有機合成中具有廣泛用途。2.性質(zhì)

3.丙二酸二乙酯在有機合成的應用

丙二酸二乙酯的上述性質(zhì)在有機合成上廣泛用于合成各種類型的羧酸（一取代乙酸，二取代乙酸，環(huán)烷基甲酸，二元羧酸等）。具有活潑亞甲基的化合物容易在堿性條件下形成穩(wěn)定的碳負離子，所以它們還可以和羰基發(fā)生一系列親核加成。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:可分別采用芐基氯和溴乙烷作烷基化試劑，分兩次引入。反應式如下：2-乙基-3-苯基丙酸可以看成是一個芐基和一個乙基二取代的乙酸。

例3由丙二酸二乙酯合成2-芐基丁酸-COOH

例4合成環(huán)丁基甲酸-COOH

COOC2H5

COOC2H5

<BrCH2CH2CH2-CH(COOC2H5)2

H2O

CO2

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