中南大學(xué)醫(yī)學(xué)類專業(yè)有機(jī)化學(xué)教案08羧酸及其衍生物、取代羧酸

第八章羧酸及其衍生物、取代羧酸

Carboxylicacids,thederivativesandsubstitutedcarboxylicacids

授課對(duì)象：臨床醫(yī)學(xué)、口腔專業(yè)

學(xué)時(shí)安排：7h

教材：<<醫(yī)科大學(xué)化學(xué)>>下冊(cè)陳啟元梁逸曾主編2004年1月

教學(xué)目的與要求：

1.掌握羧酸的結(jié)構(gòu)和命名、羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)和命名、羥基酸和羰基酸的命名。

2.掌握羧酸的一般化學(xué)性質(zhì)，羥基酸和酮酸的特殊性質(zhì)。

3.掌握?；挠H核取代反應(yīng)：水解、醇解和氨解以及親核取代的反應(yīng)機(jī)理。

4.掌握Claisen酯縮合反應(yīng)。

5.掌握酮式和烯醇式的互變異構(gòu)現(xiàn)象。

6.熟悉二元酸的受熱反應(yīng)。

7.熟悉羧酸的物理性質(zhì)以及一些常見的羧酸和取代羧酸的結(jié)構(gòu)。

8.熟悉尿素的性質(zhì)、丙二酰脲的結(jié)構(gòu)和互變異構(gòu)。

9.了解羧酸衍生物的物理性質(zhì)、α-酮酸的氨基化反、胍的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

教學(xué)重點(diǎn)：

1.羧基及羧酸根離子的結(jié)構(gòu)。

2.羧酸衍生物的生成，醇酸的脫水反應(yīng)。

3.酮式和烯醇式的互變異構(gòu)現(xiàn)象。

4.羧酸衍生物的親核取代反應(yīng)及親核取代的反應(yīng)機(jī)理。

5.Claisen酯縮合反應(yīng)。

教學(xué)難點(diǎn)：

1.羧酸的酯化反應(yīng)機(jī)理；

2.酮式和烯醇式的互變異構(gòu)現(xiàn)象。

3.羧酸衍生物的親核取代反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理。

4.Claisen酯縮合反應(yīng)。

教學(xué)方法：

講授法。擬具體采用如下教學(xué)方法，以突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。

1.通過復(fù)習(xí)前面學(xué)過的電子效應(yīng)和與醛、酮的羰基的比較，幫助學(xué)生掌握羧基以及羧酸根離子的結(jié)構(gòu)以及羧酸的一般化學(xué)性質(zhì)；通過分析影響羧酸衍生物“三解”反應(yīng)活性的因素，幫助學(xué)生掌握羧酸衍生物的“三解”反應(yīng)及反應(yīng)機(jī)理。

2.采取層層設(shè)問，環(huán)環(huán)緊扣的分析方法，幫助學(xué)生理解酮式和烯醇式的互變異構(gòu)現(xiàn)象以及分子中存在烯醇式結(jié)構(gòu)的必要條件。

3.精講多練，幫助學(xué)生理解Claisen酯縮合反應(yīng)，掌握Claisen酯縮合反應(yīng)在有機(jī)合成中的應(yīng)用。

4.適當(dāng)時(shí)候?qū)⒘?xí)題中的難點(diǎn)結(jié)合講解。

教具：

電腦、投影儀、Powerpoint課件、教鞭。

教學(xué)步驟及時(shí)間分配：

導(dǎo)言：

分子中含有羧基（-COOH）的有機(jī)化合物，稱為羧酸。羧酸分子中的烴基上的氫被其它原子或原子團(tuán)取代后的化合物，稱為取代羧酸。本章將只討論取代羧酸中的羥基酸和羰基酸。

羧酸衍生物是指羧酸分子中羧基上的羥基被其他原子或基團(tuán)取代后所生成的產(chǎn)物[從復(fù)習(xí)羧酸衍生物的生成引出結(jié)構(gòu)通式]。通式為：

設(shè)問：你學(xué)過那些反應(yīng)可得到羧酸？如何由乙醛制備2-羥基丙酸和丙酮酸？

第一節(jié)羧酸（CarboxylicAcids120分鐘）

一、羧酸的結(jié)構(gòu)、分類和命名

（一）羧酸的結(jié)構(gòu)（重點(diǎn)）

羧基中的碳原子為sp2雜化，三個(gè)雜化軌道分別與兩個(gè)氧和另一個(gè)碳或氫形成3個(gè)σ鍵，未參與雜化的p軌道與一個(gè)氧的p軌道形成π鍵，這個(gè)π鍵與另一個(gè)氧的p軌道可以形成p—π共軛。

p—π共軛的結(jié)果（與醛、酮的羰基碳比較）：

①降低了羧基中羰基碳的正電性，所以，羧基一般不能進(jìn)行親核加成反應(yīng)。

②增加了羧基中羥基的氧氫鍵的極性，有利于氫的離解，所以羧酸有明顯的酸性。

羧酸根負(fù)離子中的p—π共軛作用更強(qiáng)，負(fù)電荷均勻分配在兩個(gè)氧原子上，因而C-O鍵完全平均化。

（二）分類

按烴基不同，分為脂肪酸、脂環(huán)酸和芳香酸；

按羧基數(shù)目，分為一元酸、二元酸和多元酸；

按烴基飽和程度，分為飽和酸或不飽和酸等。

（三）命名

1.結(jié)構(gòu)比較簡單的羧酸常用普通命名法。例如：甲酸、乙酸、丙酸等。

2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜的羧酸用系統(tǒng)命名法命名。例如：α-甲基丁酸（2-甲基丁酸）等。

3.俗名：羧酸的名稱常用俗名。俗名通常根據(jù)來源而得。如蟻酸（甲酸）、醋酸（乙酸）、草酸（乙二酸）、苯甲酸（安息香酸）等。

?；呼人岱肿又谐ヴ然械牧u基后剩下的部分稱為酰基。舉例說明。

羧酸的英文命名（補(bǔ)充內(nèi)容）：后綴oicacid。

寫出下列化合物的名稱或結(jié)構(gòu)：草?；?、肉桂酸。

二、羧酸的物理性質(zhì)

介紹狀態(tài)、熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的變化規(guī)律（飽和酸與不飽和酸的區(qū)別，單數(shù)碳原子與偶數(shù)碳原子的區(qū)別，與分子量相近的其它化合物比較）

練習(xí)：下列各組化合物中，哪一個(gè)沸點(diǎn)最高？

（1）正丁酸、異丁酸（2）丁烷、丙醛、正丙醇、乙酸

三、羧酸的化學(xué)性質(zhì)

（一）酸性和成鹽

羧酸具有明顯的酸性。

飽和一元羧酸是一種弱酸，其pKa為3—5，比碳酸強(qiáng)，所以，它既能與NaOH反應(yīng)又可以與NaHCO3反應(yīng)生成羧酸鹽。

酸性：羧酸>碳酸>苯酚

思考題：如何分離和鑒別苯甲酸和苯酚

羧酸的酸性強(qiáng)弱與羧基所連的基團(tuán)有關(guān)，一般來說：

若G是吸電子基，氫易離解，酸性增強(qiáng)，取代基的吸電子能力越強(qiáng)酸性越強(qiáng)；

若G是斥電子基，氫難離解，酸性降低。

同時(shí)，取代基對(duì)酸性的影響還與取代基的性質(zhì)、位置及數(shù)目有關(guān)。

例如：酸性強(qiáng)弱順序：

二元酸的酸性比相應(yīng)的一元酸的酸性強(qiáng)。二元酸的酸性與兩個(gè)羧基的相對(duì)距離有關(guān)。二元酸的酸性順序?yàn)椋翰菟?gt;丙二酸>丁二酸。

指出：誘導(dǎo)效應(yīng)具有加合性。

[注：講解以上酸性強(qiáng)弱時(shí)，最好先列出結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生分析，最后給出數(shù)據(jù)]。

練習(xí)題：按酸性由強(qiáng)到弱排序

（1）乙酸（2）甲酸（3）苯甲酸（4）草酸

（二）羧酸衍生物的生成（重點(diǎn)）

羧酸衍生物：羧基上的羥基被其它原子或原子團(tuán)取代后的化合物。它們是酰鹵、酸酐、酯和酰胺。

1.酰鹵的生成

羧酸與PX3、PX5或SOCl2（氯化亞砜）反應(yīng)生成酰鹵。

最常用的是SOCl2（氯化亞砜），因?yàn)閮煞N副產(chǎn)物都是氣體，能自動(dòng)逸去，而且過量的低沸點(diǎn)SOCl2（氯化亞砜）易通過蒸餾除去，使產(chǎn)物較純。

酰鹵是一類具有高度反應(yīng)活性的化合物，廣泛應(yīng)用于藥物和有機(jī)合成中。

2.酸酐的生成

羧酸與脫水劑共熱可以脫去一分子水形成酸酐。常用的脫水劑有P2O5、乙酰氯和乙酸酐。

有些二元酸不需要脫水劑只要加熱即可脫水成環(huán)狀酸酐。

此外，還可以用羧酸鹽與酰鹵作用制備混合酸酐。

練習(xí)題：

3.酯的生成

羧酸與醇在酸催化下生成酯和水，這一反應(yīng)叫酯化反應(yīng)。

酯化反應(yīng)是個(gè)可逆反應(yīng)，反應(yīng)速度很慢，一般需要在強(qiáng)酸催化下加熱進(jìn)行。為了提高產(chǎn)率，一般采取過量其中一種廉價(jià)的反應(yīng)物，或者，在反應(yīng)過程中不斷的除去反應(yīng)中產(chǎn)生的水，使反應(yīng)平衡偏向產(chǎn)物這邊。

反應(yīng)機(jī)理：同位素標(biāo)記法實(shí)驗(yàn)證實(shí)：不同類型的醇生成酯的機(jī)理不同。

①羧酸與伯醇和絕大多數(shù)仲醇反應(yīng)生成酯時(shí)，醇脫氫酸脫羥基；

②與叔醇反應(yīng)時(shí)則是醇脫羥基酸脫氫。

[逐步講解兩種反應(yīng)機(jī)理]

強(qiáng)調(diào)：空間位阻對(duì)反應(yīng)速度的影響很大。不論醇或羧酸，在反應(yīng)點(diǎn)附近有取代基時(shí)，都使反應(yīng)速度變慢，甚至不反應(yīng)（因中間體為四面體結(jié)構(gòu)，較擁擠）。

思考題：解釋下列酯化反應(yīng)中醇或酸的活性規(guī)律：

（1）酸一定時(shí)：甲醇>乙醇>異丙醇>叔丁醇

（2）醇一定時(shí)：甲酸>乙酸>丙酸>2-甲基丙酸

4.酰胺的生成

羧酸與氨或胺反應(yīng)生成羧酸的銨鹽，進(jìn)一步加熱失水可得酰胺。

酰鹵、酸酐和酯進(jìn)行氨解都可以得到酰胺（下一章討論）。酰胺是一類很重要的化合物，很多藥物分子中都有酰胺鍵。

（三）還原反應(yīng)

飽和羧酸在通常情況下，幾乎和所有的化學(xué)還原劑不起作用。但可以被特別強(qiáng)的還原劑—?dú)浠X鋰(LiAlH4)還原成伯醇。

（四）脫羧反應(yīng)

羧酸失去羧基放出二氧化碳的反應(yīng)稱為脫羧反應(yīng)。

如果羧酸的α-碳上連有強(qiáng)吸電子基（如羰基、鹵素等），則脫羧反應(yīng)更容行。

（五）α-氫的鹵代反應(yīng)

（六）二元酸的受熱反應(yīng)

羧酸失去羧基放出CO2的反應(yīng)稱為脫羧反應(yīng)。

飽和一元酸較穩(wěn)定，一般不發(fā)生脫羧反應(yīng)。但很多實(shí)驗(yàn)說明羧酸的α-位上有吸電子基存在時(shí)，易發(fā)生脫羧反應(yīng)，如三氯乙酸。對(duì)于二元酸而言，兩個(gè)羧基間的距離不同，產(chǎn)物也不同。

1.乙二酸和丙二酸

乙二酸和丙二酸加熱時(shí)，易脫羧生成少一個(gè)碳的一元羧酸。如：

2.丁二酸和戊二酸

丁二酸和戊二酸與脫水劑共熱時(shí)，則易脫水生成環(huán)狀酸酐。如：

3.己二酸和庚二酸

己二酸和庚二酸與氫氧化鋇共熱時(shí)，既失水又脫羧，生成環(huán)酮：

注意：二元酸的受熱反應(yīng)的一般規(guī)律——五員環(huán)、六員環(huán)容易形成。

（七）常見的羧酸（自學(xué)）

第二節(jié)羧酸衍生物（120分鐘）

一、羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)和命名

酰鹵的命名：

在酰基的名稱后面加上鹵素的名稱。

例如：乙酰氯、苯甲酰溴等。

酸酐的命名：

以酐為母體，前面加上酸的名稱。

例如：乙酸酐、乙丙酸酐、2-甲基丁二酸酐、鄰苯二甲酸酐等。

酯的命名：

根據(jù)水解生成的羧酸和醇命名，叫某酸某酯，多元醇酯叫某醇某酸酯。

例如：乙酸乙酯、丙三醇三乙酸酯（甘油三乙酸酯）、γ-甲基-δ戊內(nèi)酯、乙二酸氫乙酯、乙二酸甲乙酯等。

酰胺的命名：

根據(jù)分子中的酰基來命名，稱某酰胺。

例如：苯甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、鄰苯二甲酰亞胺等

羧酸衍生物的英文命名（補(bǔ)充內(nèi)容）

練習(xí)題：命名或?qū)懟衔锏慕Y(jié)構(gòu)（苯甲酸芐酯、N-甲基-N-苯基乙酰胺）

二、羧酸衍生物的物理性質(zhì)

1.簡要介紹酰鹵、酸酐和酯的穩(wěn)定性、狀態(tài)。酰鹵易水解。酯有香味用于調(diào)配食品和化妝品香精。

2.羧酸衍生物與相應(yīng)羧酸沸點(diǎn)比較。鹵、酸酐和酯的沸點(diǎn)比相對(duì)分子質(zhì)量相近的羧酸低（分子間不能形成氫鍵），酰胺分子間能形成強(qiáng)氫鍵，沸點(diǎn)比相應(yīng)羧酸高。

三、羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì)（重點(diǎn)）

（一）親核取代反應(yīng)（難點(diǎn)）

從結(jié)構(gòu)上看，羧酸衍生物分子中都有酰基，而且?；歼B著一個(gè)能被其他原

子取代的負(fù)性基團(tuán)，結(jié)構(gòu)相似，因而具有相似的化學(xué)性質(zhì)。

其反應(yīng)通式為：R—CO—G+HNuR—CO—Nu+HG

羧酸衍生物的親核取代反應(yīng)一般分兩步進(jìn)行。首先是親核試劑在羰基碳上加成，形成四面體中間體，然后再消除一個(gè)負(fù)離子，總的結(jié)果是取代。這種親核取代反應(yīng)可以在堿或酸催化下進(jìn)行，反應(yīng)機(jī)理稍有不同的。

（1）堿催化的反應(yīng)歷程

（2）酸催化的反應(yīng)歷程

親核試劑：OH－、ROH、NH3、NH2R等

親核取代活性順序：酰鹵>酸酐>酯>酰胺

分析：親核取代反應(yīng)的活性與離去基團(tuán)的堿性有關(guān)。堿性越弱越易離去。顯然。G越易離去，親核取代反應(yīng)越容易進(jìn)行。

離去基團(tuán)的堿性順序是：

（可從共軛酸的酸性強(qiáng)弱反推）

離去基團(tuán)的離去順序是：

?；瘎耗軌蛱峁；幕衔?。

?；磻?yīng)：有機(jī)分子中活潑氫被酰基取代的反應(yīng)，通常指醇（酚）或氨（胺及）中的氫原子被?；〈姆磻?yīng)。又稱酰基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。

應(yīng)用：保護(hù)氨基和酚羥基；降低藥物的水溶性或毒性；藥物的致活基團(tuán)。

思考題：

（1）排出下列羧酸衍生物的水解活性順序

A、苯乙酸甲酯B、苯乙酰溴C、苯乙酰胺D、苯乙酸酐

（2）排出下列化合物的氨解活性順序

A、對(duì)氯苯甲酰氯B、對(duì)甲基苯甲酰氯C、苯甲酰氯D、對(duì)硝基苯甲酰氯（提示：從羰基碳的正電性考慮，正電性越大，越有利于親核取代）

1.水解反應(yīng)

產(chǎn)物：酰鹵、酸酐、酯和酰胺均可以水解生成羧酸。

活性：酰鹵最容易水解；酸酐活性較酰鹵差些，在熱水中反應(yīng)較快；酯較穩(wěn)定，需要堿或酸催化才能進(jìn)行反應(yīng)；酰胺比酯更穩(wěn)定，需濃度較大的強(qiáng)堿并長時(shí)間加熱才能反應(yīng)。

注意：酯和酰胺的水解有實(shí)際意義，而酰鹵、酸酐的水解應(yīng)避免。

2.醇解反應(yīng)

羧酸衍生物與醇反應(yīng)生成酯，稱為羧酸衍生物的醇解。

酰鹵與醇很快反應(yīng)成酯，利用這個(gè)反應(yīng)來制備某些醇或酚不與羧酸直接生成的酯。舉例說明（如乙酸苯酯的制備）。

酸酐可以與所有的醇或酚反應(yīng)，生成酯和羧。

酯的醇解反應(yīng)生成新的酯和醇，所以酯的醇解又稱為酯交換反應(yīng)。有機(jī)合成中常利用酯交換反應(yīng)從低級(jí)醇制備高級(jí)醇。

3.氨解反應(yīng)

酰鹵、酸酐、酯、酰胺均能與氨或胺作用并氨解成酰胺。由于氨有堿性，其親核性比水強(qiáng)，故氨解反應(yīng)比水解容易些。

酰鹵或酸酐在較低溫度下反應(yīng)，可氨解成酰胺；酯的氨解比水解容易進(jìn)行，一般只需加熱就能生成酰胺；酰胺的氨解是一個(gè)可逆反應(yīng)，必須用過量且親核性更強(qiáng)的胺。

練習(xí)題：完成反應(yīng)式（鄰苯二甲酸酐的乙醇和苯胺反應(yīng)）

（二）還原反應(yīng)

酰鹵、酸酐、酯、酰胺都比羧酸容易還原。酰氯可用活性降低了的鈀催化劑(Pd/BaSO4),選擇性地還原成醛。如：

酯易還原，用金屬鈉和醇作還原劑，即可順利地將酯還原成對(duì)應(yīng)的醇，而且不影響碳碳雙鍵或三鍵。

（三）酰胺的特性

1.酸堿性

酰胺一般是中性化合物，但在一定的條件下可表現(xiàn)出弱酸性和弱堿性。若當(dāng)

NH3分子中的兩個(gè)氫原子被?；〈螅纬傻孽啺奉惢衔锞途哂忻黠@的酸性，能與氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液作用成鹽。如：

2.與亞硝酸的反應(yīng)

3.Hofmann降解反應(yīng)

(四)Claisen酯縮合反應(yīng)（難點(diǎn)）

具有α-氫的酯，在醇鈉作用下可與另一分子酯發(fā)生類似于醇醛縮合的反應(yīng)，結(jié)果一分子酯的α-氫被另一分子酯的酰基取代，生成β-酮酸酯，稱為酯縮合反應(yīng)或克萊森縮合反應(yīng)（Claisencondensation）。

例如：兩分子乙酸乙酯在乙醇鈉作用下，脫去一分子乙醇，生成乙酰乙酸乙酯（β丁酮酸乙酯）：

當(dāng)采用不同的具有α-H的酯進(jìn)行縮合時(shí)，可能有四種產(chǎn)物，在合成上無意義。

但若用含α氫的酯與無α氫且羰基比較活潑的酯（如苯甲酸酯、甲酸酯、草酸酯和碳酸酯等）進(jìn)行酯縮合時(shí)，可得到單一產(chǎn)物，稱為交叉Claisen酯縮合反應(yīng)。例如：與甲酸酯縮合，可生成α甲?；?；與碳酸酯縮合，可得到取代的丙二酸酯；與草酸酯縮合，可合成α酮酸等。

酯縮合反應(yīng)在有機(jī)合成和藥物合成方面具有很重要的價(jià)值。

酯縮合反應(yīng)也是生物體內(nèi)一個(gè)重要的生化反應(yīng)。例如丙酮酸與草酰乙酸經(jīng)酶催化縮合成檸檬酸。

練習(xí)題：完成反應(yīng)式（甲酸乙酯與乙酸乙酯在乙醇鈉條件下的反應(yīng)）

四、乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯在有機(jī)合成中的應(yīng)用（重點(diǎn)）

乙酰乙酸乙酯

1.“三乙”的雙重反應(yīng)性能

乙酰乙酸乙酯既能與氫氰酸、亞硫酸氫鈉反應(yīng)，也能與羰基試劑——2，4-二硝基苯肼反應(yīng)——顯示了甲基酮的性質(zhì)；它還具有以下特性：

（1）與金屬鈉反應(yīng)放出H2——有活潑H

（2）可使溴水褪色——有不飽和鍵

（3）可以與三氯化鐵顯紫色——說明它是一種烯醇。

因此，乙酰乙酸乙酯是以酮式與烯醇式兩種形式存在，它們之間存在下列動(dòng)態(tài)平衡：

互變異構(gòu)現(xiàn)象：兩種或兩種以上的異構(gòu)體能相互轉(zhuǎn)變，并以一定比例呈動(dòng)態(tài)平衡存在的現(xiàn)象。

解釋“三乙”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：往乙酰乙酸乙酯溶液中加入少量FeCl3溶液，顯紫紅色，快速加入溴水，紫紅色褪去，但不久后又恢復(fù)紫紅色，為什么？（可演示實(shí)驗(yàn)）

2.酮式-烯醇式互變異構(gòu)現(xiàn)象（重點(diǎn)、難點(diǎn)）

從理論上講，凡具有α-H的醛、酮都可能有這種互變異構(gòu)現(xiàn)象。

提問：醛、酮，如丙酮，不能與三氯化鐵顯色，為什么呢？

在醛、酮中也有這種互變異構(gòu)現(xiàn)象存在，只是烯醇式很不穩(wěn)定，平衡主要偏向酮式，烯醇式含量太少，用一般的化學(xué)方法檢查不出來。

為什么乙酰乙酸乙酯能以一定比例存在烯醇式結(jié)構(gòu)，并能與三氯化鐵顯色呢？

分析對(duì)比丙酮與乙酰乙酸乙酯兩對(duì)互變異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)，可以得出各種化合物烯醇式存在的比例大小主要取決于分子結(jié)構(gòu)。要有明顯的烯醇式存在，分子必須具備如下條件：

（1）分子中亞甲基上的H同時(shí)受到兩個(gè)吸電子基團(tuán)的影響，使之酸性增強(qiáng)。

（2）形成烯醇式產(chǎn)生的雙鍵應(yīng)與羰基形成π-π共軛，使共軛體系有所擴(kuò)大和加強(qiáng)，內(nèi)能有所降低。共軛體系越延伸，體系越穩(wěn)定。

（3）烯醇式結(jié)構(gòu)中可形成分子內(nèi)氫鍵，構(gòu)成穩(wěn)定性更大的環(huán)狀螯合物。

另外烯醇式含量的多少還與溶劑、溫度和濃度有關(guān)。

為什么活潑H不轉(zhuǎn)向酯基中的羰基呢？

因?yàn)椋和鶎?duì)亞甲基的影響比酯基大的緣故。

思考題：將下列化合物按烯醇式含量由多至少排列

（1）乙酸乙酰乙酯（2）乙酰丙酮（3）苯甲酰丙酮

（4）丙二酸二乙酯（5）苯甲酰乙酰苯酮式—烯醇式互變結(jié)構(gòu)

從理論上分析，凡具有基本結(jié)構(gòu)的化合物都可能發(fā)生。不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物，烯醇-酮型所占比例不同，見表8-3

1．酮式分解和酸式分解

2.在合成上的應(yīng)用

常用乙酰乙酸乙酯的酮式分解合成甲基酮，而取代乙酸的合成常用丙二酸酯

法，舉例說明。

五、碳酸衍生物

碳酸分子中的羥基被其他基團(tuán)取代后的生成物，稱為碳酸衍生物。

碳酰氯

碳酰氯同樣可發(fā)生水解、醇解和氨解等反應(yīng)。

碳酰胺(尿素)

尿素具有酰胺的一般性質(zhì)，但因兩個(gè)氨基同時(shí)連在同一羰基上，故具有其特殊的性質(zhì)。重點(diǎn)介紹縮二脲的生成及縮二脲反應(yīng)，巴比妥酸（barbituricacid）類藥物結(jié)構(gòu)。

（三）胍

介紹胍(guanidine)的結(jié)構(gòu)、胍衍生物的藥理作用。

第三節(jié)取代羧酸（SubstitutedCarboxylicAcids110分鐘）

根據(jù)取代原子或原子團(tuán)的不同，取代羧酸可分為鹵代羧酸、羥基酸、羰基酸（醛酸和酮酸）以及氨基酸。本節(jié)主要討論鹵代酸、羥基酸和酮酸。

一、鹵代酸

羧酸分子烴基中的氫原子被鹵素原子取代后生成的化合物稱為鹵代酸，如：

3-氯丁酸或β氯丁酸α-溴月桂酸

3-chlorobutyricacidα-bromolauricacid

(一)鹵代酸的性質(zhì)

1.酸性及誘導(dǎo)效應(yīng)的相對(duì)強(qiáng)度

鹵代酸的酸性一般要強(qiáng)于相應(yīng)的羧酸。鹵代酸分子中連接的鹵原子愈多鹵原子與羧基的相對(duì)位置越近，酸性越強(qiáng)。一些鹵代酸的PKa值列于表8-4中。這種現(xiàn)象是由于鹵原子具有較強(qiáng)的吸電子效應(yīng)所引起的。又因?yàn)檎T導(dǎo)效應(yīng)具有矢量加合性，誘導(dǎo)效應(yīng)隨著距離的增長而迅速減弱。

2.水解反應(yīng)

鹵代酸可以由羧酸分子中引入鹵素制得（自學(xué)）。

二、羥基酸

羥基連在脂肪烴基上的羥基酸稱為醇酸，羥基連在芳環(huán)上的羥基酸稱為酚酸。

（一）羥基酸的命名

醇酸的系統(tǒng)命名是以羧酸為母體，羥基為取代基，并用阿拉伯?dāng)?shù)字或希臘字母等標(biāo)明羥基的位置。一些醇酸常用俗名。

酚酸的命名是以芳酸為母體，并根據(jù)羥基在芳環(huán)上的位置給出相應(yīng)的名稱。舉例說明。

注意醫(yī)學(xué)上重要的羥基酸的俗名：乳酸、酒石酸、檸檬酸、丙酮酸、草酰乙酸、水楊酸。

（二）羥基酸的性質(zhì)

1.物理性質(zhì)（自學(xué)）

2.化學(xué)性質(zhì)

羥基酸屬于多官能團(tuán)化合物，它們即有醇、酚和羧酸的通性，而且還具有分子中不同官能團(tuán)相互影響的一些特殊性質(zhì)。

（1）酸性

醇酸中，羥基是吸電子基，所以會(huì)增強(qiáng)羧基的酸性。但這種誘導(dǎo)效應(yīng)隨距離的增大而迅速減弱（但比鹵代酸弱）。

酚酸的酸性則受誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)和鄰位效應(yīng)的影響，其酸性與相對(duì)位置有關(guān)。

為什么鄰羥基苯甲酸酸性較強(qiáng)，而對(duì)羥基苯甲酸則較弱呢？

分析：利用電子效應(yīng)、鄰位效應(yīng)和分子內(nèi)氫鍵的形成進(jìn)行分析，引導(dǎo)學(xué)生理解。一般來說，不論是鈍化基團(tuán)還是活化基團(tuán)（氨基除外）在鄰位時(shí)，都能使苯甲酸的酸性增強(qiáng)。這種特殊影響叫鄰位效應(yīng)。

（2）脫水反應(yīng)

醇酸對(duì)熱不穩(wěn)定，加熱時(shí)易發(fā)生脫水反應(yīng)，脫水產(chǎn)物與羥基和羧基的相對(duì)位置有關(guān)。

α-醇酸脫水----交酯（形成六員環(huán)）。交酯與其他酯一樣，與酸或堿共熱時(shí)，易分解成原來的醇酸。如丙交酯的形成。

β-醇酸脫水----α,β-不飽和酸（形成共軛體系）

γ-醇酸和δ-醇酸脫水----內(nèi)酯（形成五元或六元環(huán)）

內(nèi)酯也具有一般酯的性質(zhì)，也可以發(fā)生水解、氨解、醇解等反應(yīng)。（詳見下章）。

強(qiáng)調(diào)：醇酸的脫水規(guī)律——形成共軛體系或五元或六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

（3）分解反應(yīng)

α-羥基酸與稀硫酸共熱，羧基和α-碳原子之間的鍵斷裂，生成一分子醛（或酮）和一分子甲酸。

（4）氧化反應(yīng)

比較：醇分子中的羥基和醇酸分子中的羥基的氧化性能的不同。

α-醇酸分子中的羥基因受羧基的-I的影響，比醇中的羥基容易氧化。例如，稀硝酸一般不能氧化醇，但卻能氧化醇酸生成醛酸、酮酸或二元酸。

Tollens試劑不與醇反應(yīng)，卻能將α-