取代羧酸和對映異構(gòu)--　羥基酸

第十七章　取代羧酸和對映異構(gòu)

取代羧酸可以看成是羧酸分子中烴基上的氫原子被其他官能團(tuán)取代后的生成物。最常見的是氫原子分別被鹵素、羥基、氧原子或氨基取代，生成鹵代酸、羥基酸、氧代酸或氨基酸。例如：

鹵代酸

羥基酸

氧代酸

氨基酸

本章主要討論羥基酸和氧化酸。

第一節(jié)　羥基酸

一、羥基酸的構(gòu)造及分類

羥基酸是分子中同時(shí)具有羥基和羧基兩種官能團(tuán)的化合物，又可分為醇酸和酚酸兩類。

醇酸：

酚酸：

醇酸還可以根據(jù)羥基與羧基的相對位置，分為α-，β-，γ-，δ-…羥基酸。

二、羥基酸的命名

羥基酸以及其他含兩種或幾種官能團(tuán)的化合物用系統(tǒng)命名法命名時(shí)，在這些官能團(tuán)中選擇一種作為主官能團(tuán)，并以相應(yīng)的化合物為母體，其他的官能團(tuán)都看作是取代基。

選擇主官能團(tuán)的優(yōu)先順序依次為：

　　 因此，只要是分子中含有羧基，該化合物一般即以相應(yīng)的羧酸為母體，其他官能團(tuán)作為取代基來命名。例如：

許多羥基酸還有俗名，其應(yīng)用往往比系統(tǒng)名稱更為廣泛。因此，對于與醫(yī)學(xué)有關(guān)的重要取代羧酸的俗名及其構(gòu)造式都須記住。

三、羥基酸的物理性質(zhì)

醇酸一般是粘稠的液體或晶體，易溶于水，其溶解度通常都大于相應(yīng)的脂肪酸。這是由于分子中同時(shí)含有羥基和羧基兩個(gè)極性基團(tuán)，它們都能與水形成氫鍵的緣故。醇酸不易揮發(fā)，在常壓下蒸餾時(shí)會(huì)發(fā)生分解。

酚酸大多為晶體，其熔點(diǎn)比相應(yīng)的芳香酸高。有些酚酸易溶于水，如沒食子酸；有的微溶于水，如水楊酸。

四、羥基酸的化學(xué)性質(zhì)

　　含有兩種或兩種以上官能團(tuán)的化合物，在一般情況下，具有各官能團(tuán)的基本化學(xué)性質(zhì)。但由于兩種官能團(tuán)存在于同一分子中，就有可能發(fā)生相互影響。因此，在分析各化合物的分子構(gòu)造以推測其性質(zhì)時(shí)，除注意哪些性質(zhì)是各個(gè)官能團(tuán)所固有的以外，還須注意：（1）某一個(gè)官能團(tuán)受另一個(gè)官能團(tuán)的影響，例如，活性的增強(qiáng)或減弱，新性質(zhì)的出現(xiàn)以及不發(fā)生某種基本反應(yīng)等；（2）一種 試劑 可能同時(shí)與分子中的兩種或幾種官能團(tuán)都發(fā)生反應(yīng)。

（一）羧基的性質(zhì)

1．酸性

羥基酸的羧基能電離，能與堿反應(yīng)生成鹽。例如：

羥基能增強(qiáng)羧基的酸性，但影響不大。

2．酯化

在酸性催化劑存在時(shí)，羥基酸與醇發(fā)生酯化作用。例如：

但由于酸的作用及受熱的結(jié)果，在酯化的同時(shí)，往往還有副反應(yīng)發(fā)生。

（二）羥基的性質(zhì)

羥基酸與氧化劑反應(yīng)時(shí)，根據(jù)羥基所連的碳是伯或仲碳原子，而有不同的反應(yīng)產(chǎn)物。

（三）羥基酸受熱的反應(yīng)

1．α-羥基酸

α-羥基酸受熱時(shí)，發(fā)生雙分子間的脫水反應(yīng)，即它們之間交叉酯化，生成環(huán)狀化合物----交酯。

2．β-羥基酸

β-羥基酸受熱時(shí)，發(fā)生消去反應(yīng)，主產(chǎn)物是α，β-烯酸。

3．γ-及δ-羥基酸

γ-或δ-羥基酸受熱時(shí)，發(fā)生分子內(nèi)的酯化反應(yīng)，生成五元或六元的環(huán)狀內(nèi)酯。

γ-內(nèi)酯比δ-內(nèi)酯容易生成。

（四）酚酸的反應(yīng)

　　酚酸含有酚式羥基，能與FeCL ₃ 發(fā)生顏色反應(yīng)。例如，F(xiàn)eCL ₃ 與水楊酸呈紫紅色，與沒食子酸顯藍(lán)黑色。

酚酸的羧基處于羥基的鄰位或?qū)ξ粫r(shí)，受熱后易脫羧。

五、個(gè)別羥基酸

（一）乳酸

　　乳酸存在于酸牛奶中，它也是肌肉中糖原的代謝產(chǎn)物。純凈的乳酸是無色粘稠液體，熔點(diǎn)18℃，有強(qiáng)的吸水性，溶于水、乙醇和乙。醚乳酸的用途極廣泛，在醫(yī)藥上可用于空氣消毒，其鈣鹽用作治療佝僂病等缺鈣癥，鈉鹽用為解除酸中毒的藥物。乳酸還大量用在食品、飲料及皮革工業(yè)中。

（二）β-羥基丁酸

β-羥基丁酸

　　 是無色晶體，熔點(diǎn)49-50℃，吸濕性強(qiáng)一

般為糖漿狀；易溶于水、乙醇和乙醚，不溶于苯。它是人體脂肪酸代謝的中間產(chǎn)物，易氧化為乙酰乙酸。受熱時(shí)，脫水為α，β-丁烯酸。

（三）酒石酸

　　酒石酸 (二羥基丁二酸）存在于各種水果中，葡萄中含量

　　較多。從自然界得到的酒石酸是無色晶體，熔點(diǎn)170℃，易溶于水。其鹽酒石酸銻鉀 　用于治療血吸蟲病，酒石酸鉀鈉

　　 用以配制費(fèi)林溶液。

（四）檸檬酸

　　檸檬酸 （枸椽酸）存在于柑桔類果實(shí)中。它是無色透明

晶體，熔點(diǎn)137℃，易溶于水、乙醇和乙醚

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