第八章 取代羧酸
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羧酸及取代羧酸 PPT
羧 酸 Carboxylic Acid
8、1、2 羧酸的重要化学性质
O RC
OH
sp2 R
O C
OH
O
R R C C pO-π共轭 O OHH
p-π共轭的结果使羧羰基碳原子上的正电荷 减少,羧羟基极性增加,C-O键得到加强。
羧 酸 Carboxylic Acid
O R=H时键长
RC
0.123nm 0.136nm
CH3 CH2 CH2 COOH
Cl
(4、52)
(4、82)
羧 酸 Carboxylic Acid
常见取代基诱导效应的强弱 NO2> CN>Cl>Br> CCH > OCH3> OH> Ph > CH=CH2 >H > CH3> CH(CH3)2>C(CH3)3 芳酸酸性>脂肪酸(但HCOOH除外？)
O RC
O-
ORC
O
0.127nm O ≡R C
0.127nm O
羧 酸 Carboxylic Acid
羧酸的性质可从结构上预测,主要有以下两 个重要特征:①氢氧键的极性增强,故羧酸显 示了明显的酸性。②羧基中碳氧双键上碳原 子的正电性降低,故不易进行类似醛、酮羰基 上的亲核加成反应。
H RC
H α H 的反应
O2N
COOH
(1)B2H6 ， O (2)H3O+
O2N
CH2OH
羧 酸 Carboxylic Acid
8、1、2、4 脱羧反应分子内失去羧基,放出CO2
CH3 CO2Na + NaO H(CaO)
碱石灰
CH4 +Na2CO3
取代羧酸实验报告
一、实验目的1. 学习并掌握取代羧酸的制备方法。
2. 探究取代羧酸的物理性质和化学性质。
3. 理解取代基对羧酸性质的影响。
二、实验原理羧酸分子中羧基上的氢原子被其他原子或原子团取代的产物称为取代羧酸。
取代羧酸的种类繁多，根据取代基的不同，可分为卤代羧酸、烷基羧酸、芳基羧酸等。
本实验以苯甲酸为例，通过卤代反应制备取代羧酸，并研究其性质。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 苯甲酸- 氯化亚铁- 浓硫酸- 乙醇- 乙醚- 碘化钠- 氢氧化钠- 氢氧化钠溶液- 水浴锅- 烧杯- 滴管- 滤纸- 酒精灯- 冷却水- pH试纸- 721分光光度计2. 实验仪器：- 坩埚- 研钵- 蒸发皿- 漏斗- 烧瓶- 滴定管- 酸式滴定瓶- 铁架台- 移液管四、实验步骤1. 苯甲酸的制备- 将苯甲酸加入烧杯中，加入适量的乙醇，加热溶解。
- 加入氯化亚铁溶液，搅拌均匀。
- 加入浓硫酸，继续搅拌。
- 将反应液倒入蒸发皿中，加热蒸发至干燥。
- 将干燥的固体产物加入研钵中，研细。
- 将研细的固体产物转移至坩埚中，放入马弗炉中加热至熔融。
- 将熔融的固体产物倒入冷却水中，冷却结晶。
- 将结晶产物过滤、洗涤、干燥，得到苯甲酸。
2. 取代羧酸的制备- 将苯甲酸加入烧杯中，加入适量的乙醇，加热溶解。
- 加入碘化钠溶液，搅拌均匀。
- 加入氢氧化钠溶液，调节pH值为8-9。
- 将反应液倒入烧瓶中，加热回流。
- 反应一段时间后，停止加热，冷却至室温。
- 将反应液倒入漏斗中，过滤、洗涤、干燥，得到取代羧酸。
3. 取代羧酸的性质研究- 物理性质：观察取代羧酸的颜色、状态、熔点、沸点等。
- 化学性质：1. 酸性：测定取代羧酸的pKa值。
2. 氧化还原性：用高锰酸钾溶液测定取代羧酸的氧化还原性。
3. 水解性：用氢氧化钠溶液测定取代羧酸的水解性。
五、实验结果与讨论1. 苯甲酸的制备- 成功制备了苯甲酸，产率较高。
2. 取代羧酸的制备- 成功制备了取代羧酸，产率较高。
取代羧酸
Claisen酯缩合机理:
O C2H5O [ RCH C OC2H5 RCH2COOC2H5 ORCH C OC2H5 ] + C2H5OH
RCH2
O C + OC2H5
O RCH2 C CHCOOC2H5 C2H5 O R
RCHCOOC2H5
O RCH2 C CHCOOC2H5 R ORCH2C CCOOC2H5 R
(2)卤素取代
RCHCOOH + KI Cl RCHCOOH I
２β－卤代酸的制备
RCH=CHCOOH+ HX RCHCH2COOH X
三、卤代羧酸的性质
主要讨论诱导效应的影响.
诱导效应的表示
X ← CR3
H CR3
标准
Y → CR3
- I 效应 X的电负性大 于H,吸电子.
+ I 效应 Y的电负性小 于H,供电子.
CH3CH2Br
CH3CH2CH(COOC2H5)2
① NaOH,H2O ② H+
CH3CH2C(COOC2H5)2 CH3
CH3CH2 CH3
COOH Δ C COOH -CO2 CH3CH2 CHCOOH CH3
制备二元酸：
CH2Br CH2Br
+
2Na+ [CH(COOC2H5)2]
CH2CH(COOC2H5)2 CH2CH(COOC2H5)2
第一节
一、 卤代酸的命名
卤代酸
Cl CH3CHCOOH Cl
2-氯丙酸，α-
CH3CCH2COOH Cl
3，3-二氯丁酸，β，β-
二、 卤代酸的制备
1、α—卤代羧酸
α-氢的反应
CH3COOH
《羧酸及取代羧酸》课件
取代羧酸中的取代基可能参与还原反应，影响其 化学性质。
取代羧酸可通过取代基的亲核作用与其他分子发 生反应。
Hale Waihona Puke 羧酸的脱羧反应羧酸可脱去羧基，生成相应的 醛或酮化合物。
羧酸的应用
1 食品工业
羧酸可用作食品酸味剂和抗氧化剂。
2 药物工业
羧酸是制备药物的重要原料，可调控药物的性质和稳定性。
3 洗涤品工业
羧酸可用作洗涤剂的表面活性剂，改善洗涤效果。
什么是取代羧酸？
取代羧酸是指羧酸分子中的一个或多个氢被其他原子或基团取代的化合物，具有类似羧酸的化学性质，但性质 和用途也有所不同。
不同的取代基赋予取代羧酸不同的功能，影响其在化学和生物领域的应用。
取代羧酸的物性质
溶解性
取代羧酸的溶解性依赖于取 代基的性质和溶剂的性质。
熔点和沸点
取代羧酸的熔点和沸点受取 代基和羧酸的影响。
分子构型
取代羧酸的立体构型由取代 基的空间位阻决定。
取代羧酸的化学性质
酸性 还原性
亲核性
取代羧酸可通过脱质子反应表现出酸的性质。
羧酸的物理性质
• 羧酸通常呈液体或固体，具有特定的熔点和沸点。 • 具有酸性，可以与碱发生中和反应。 • 一些羧酸具有特殊的气味，例如柠檬酸和醋酸。
羧酸的化学性质
羧酸的酯化反应
羧酸与醇反应生成酯，常用于 有机合成和食品调味中。
羧酸的酰氯化反应
羧酸与酰氯反应生成酰氯，用 作有机合成中的重要中间体。
取代羧酸的命名方式
取代羧酸的命名方式与羧酸类似，根据取代基的种类和位置进行命名。例如，“氨基乙酸”代表乙酸的一个氨基 取代物。
取代羧酸的化学特性
1
取代基的电子效应
取代羧酸可通过取代基的亲核作用与其他分子发 生反应。
Hale Waihona Puke 羧酸的脱羧反应羧酸可脱去羧基，生成相应的 醛或酮化合物。
羧酸的应用
1 食品工业
羧酸可用作食品酸味剂和抗氧化剂。
2 药物工业
羧酸是制备药物的重要原料，可调控药物的性质和稳定性。
3 洗涤品工业
羧酸可用作洗涤剂的表面活性剂，改善洗涤效果。
什么是取代羧酸？
取代羧酸是指羧酸分子中的一个或多个氢被其他原子或基团取代的化合物，具有类似羧酸的化学性质，但性质 和用途也有所不同。
不同的取代基赋予取代羧酸不同的功能，影响其在化学和生物领域的应用。
取代羧酸的物性质
溶解性
取代羧酸的溶解性依赖于取 代基的性质和溶剂的性质。
熔点和沸点
取代羧酸的熔点和沸点受取 代基和羧酸的影响。
分子构型
取代羧酸的立体构型由取代 基的空间位阻决定。
取代羧酸的化学性质
酸性 还原性
亲核性
取代羧酸可通过脱质子反应表现出酸的性质。
羧酸的物理性质
• 羧酸通常呈液体或固体，具有特定的熔点和沸点。 • 具有酸性，可以与碱发生中和反应。 • 一些羧酸具有特殊的气味，例如柠檬酸和醋酸。
羧酸的化学性质
羧酸的酯化反应
羧酸与醇反应生成酯，常用于 有机合成和食品调味中。
羧酸的酰氯化反应
羧酸与酰氯反应生成酰氯，用 作有机合成中的重要中间体。
取代羧酸的命名方式
取代羧酸的命名方式与羧酸类似，根据取代基的种类和位置进行命名。例如，“氨基乙酸”代表乙酸的一个氨基 取代物。
取代羧酸的化学特性
1
取代基的电子效应
第八章__羧酸和取代羧酸
在药物合成中常利用酯化反应将药物转变为前药 (prodrug)，以改变药物的生物利用度、稳定性等。
O N N S O N OH N H N S O N O N O C O CH7 3 N H
赛他洛尔
丁酰赛他洛尔
赛他洛尔（cetarnolol）为-肾上腺能阻断剂， 可治疗 青光眼和降低眼压，由于极性强和脂溶性差， 难于透过角膜。丁酰赛他洛尔的脂溶性增高，制成 的滴眼剂透过角膜的能力增加了4-6倍，进入眼球 后，经酶水解再生成赛他洛尔而起效。
无机酸 > RCOOH > H2CO3 >
1-2 4-5 6.4(pka1) 9-10
> H2O > ROH
15.7 16-19
羧酸酸性的强弱取决于电离后所形成的羧酸根 负离子(即共轭碱)的相对稳定性 。
HCOOH CH3COOH ClCH2COOH CH3CH2COOH C6H5COOH 3.77 4.74 2.86 4.88 4.20
A:代表各种基团
一般一元羧酸很难直接脱羧。当羧酸分子中-碳原 子上连有吸电子取代基时脱羧反应比较容易进行。
Cl3CCOOH 50℃ CHCl3 + CO2
NO 2 O 2N CO2H NO 2
H2O
NO 2 O 2N NO 2 + CO2
D
丙二酸型化合物的脱羧
Y CH2CO2H Y CH3 + CO 2 比较容易脱羧
P P
ClCH2COOH 一氯乙酸 Cl2CHCOOH 二氯乙酸 Cl3CCOOH 三氯乙酸
P
三卤化磷或红磷是催化量，否则-OH继续被溴取代（P494:147)
控制卤素用量可得一元或多元卤代酸。 - 碘代酸由- 氯（或溴）代酸与KI反应 来制备。 -卤代酸很活泼，常用来制备-羟基酸 和-氨基酸、丙二酸等。
大学第八章 羧酸和羧酸衍生物
增强, 供电子取代基使酸性减弱。
O
O
O
Gr
C O H
H－C
O－H
Gw C
O
H
Gr: releasing group
Gw: withdrawing group
供电子基 减弱酸性
广东药学院
吸电子基 增强酸性
18
O2N－CH2COOH H－COOH
pKa
CH3－COOH
4.76
1.68
3.77
FCH2CO2H ClCH2CO2H BrCH2CO2H ICH2CO2H CH3CO2H
广东药学院
12
五、羧酸的化学性质
. 脱羧反应; 4 氧化与还原
*3.α-H 的反应
O C H O
1. 酸 性
(Ar)R
2.亲核取代
广东药学院
RCO-X RCOOCOR RCO-OR RCO-NH2
酰卤 酸酐 酯 酰胺
13
(一) 羧酸的酸性与成盐（重点） Ka: 10-4~10-5
可用pH试纸或石蕊试纸检验出其水溶液的酸性。 共轭大π键的形成使羧酸根的键长完全平均化, 增加了羧基负离子的稳定性,有助于H+的离解。
127pm
R R
H H
R R
+ H+
127pm
广东药学院
14
羧酸能与碱中和生成羧酸盐和水。利用羧酸与 NaHCO3反应放出CO2,可以鉴别、分离苯酚和羧酸。
NaOH CO2H NaHCO3
COONa
H2O
H2O CO2
CO2Na
羧酸盐与强的无机酸作用, 又可转化为原来的羧酸。
RCOONa
HCl
广东药学院
第八章醛酮和羧酸总结
（四）乙二酸HOOC-COOH 俗称草酸，常以盐的形式广泛存在于草本植物及藻类的 细胞中。为无色晶体，通常含有2个结晶水，加热至 100℃，失去结晶水称为无水草酸，草酸易溶于水和乙醇。 草酸容易与钙质反应生成难溶的草酸钙，在体内可影响 人体对钙质的吸收。在体内累积可形成结石。
酮体
β-丁酮酸、β-羟基丁酸、丙酮三者合称为酮体。 检查酮体的方法是向尿液中加入几滴5%的亚硝酰铁 氰化钠及氢氧化钠溶液，若尿液呈现红色，表明有 酮体存在。
（二）乙醛CH3CHO
为无色、具有刺激性气味、易挥发的液体，能溶于水、乙醇 和乙醚。 乙醛中通入氯气可得三氯乙醛，三氯乙醛与水作用生成水合 三氯乙醛，简称水合氯醛。是比较安全的催眠药和镇静药。
（三）丙酮CH3COCH3
无色、易挥发、易燃、有特殊香味的液体，易溶于 水，能溶解多种有机物质，是常用的有机溶剂。 糖尿病患者中，丙酮可过量排出，可向尿液中滴加 亚硝酰铁氰化钠溶液和氢氧化钠溶液，如有丙酮存 在，尿液即呈鲜红色。
2.酯化反应 在强酸的催化下，羧酸与醇作用生成酯和水的反应称为 酯化反应。
浓硫酸
CH3-COOH + HO-CH2-CH3
CH3-COO-CH2-CH3 +H2O
O ‖ 羧酸分子中去掉羧基上的羟基，剩下的部分称为酰基 R- C – ， O ‖ 如乙酸分子中去掉羟基剩下的部分称为乙酰基 CH3- C –
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（二）醛和酮的命名
简单的脂肪醛、酮的命名是根据碳原子的个数称为某 醛或某酮。
O ‖ H - C –H 甲醛
O ‖ CH3 - C –H 乙醛
O ‖ CH3 - C –CH3 丙酮
复杂的脂肪醛、酮的命名则采用系统命名法。 命名时，选择含羰基碳原子在内的最长碳链作为主 链，支链作为取代基，根据主链碳原子数称为某醛或某酮。 从靠近羰基较近的一端开始给主链碳原子编号，取代基的 位次、数目和名称写在醛或酮名称的前面。醛基因位于碳 链的首端，其位次不必标示；酮基的位次标在某酮前面， 中间用短线隔开。 O H3 C O ‖ ︱ ‖ CH3 - C –CH2-CH2-CH3 CH3-CH - C –H 2-戊酮 2-甲基丙醛
(中国药科大学有机化学课件)取代羧酸
R C O+BrZnCH2COOR
(R')H
R O ZnBr
R O H
C
H3O +
C
(R')H CH2CO O R (R')H CH2CO O R
比较容易出错的是把起始的卤代物在哪一头记混， 需要特别注意下，卤素在酯上。
三 酚酸
水杨酸
COOH OH
四 氨基酸
氨基酸蛋白质内容一章不单独讲，要求的内 容全部合并到本章。
L-Phenylalanine
取代羧酸
Substituted Carboxylic Acids
1
氨基酸 OI HO COOH HOC OHC3羰CC N基CH HCO22酸COOOOHOOHHH
卤代酸
羟基酸
酚酸
命名
C l
5-氯戊酸
C O O H
ω -氯戊酸 （ω -末位）
OH
COOH 2-羟基环己烷羧酸
氨基酸分为酸性氨基酸，中性氨基酸和碱性 氨基酸。这种分类是根据氨基酸中酸碱基团 的数目来划分的。
HOOCCH2CHCOOH
NH2 天冬氨酸
H2N(CH2)4CHCOOH NH2
赖氨酸
不同的氨基酸等电点不同:
酸性氨基酸，PI：2.7～3.2 < 7 其水溶液呈酸性
碱性氨基酸，PI：9.5～10.7 > 7 其水溶液呈碱性
α C O O H
用于制备 NH3
O H
C O O H NH2
COOH
β－卤代酸
β
O H -
R C H C H 2C O O H
B r
γ， δ －卤代酸
Cl
COOH O OHH--
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特性：
①乙酰乙酸乙酯的互变异构现象
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。
四、重要的羰基酸
1、乙醛酸
2、丙酮酸
3、β-丁酮酸
注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。
1、酸性
由于羟基的强吸电子效应，醇酸的酸性强于相应的羧酸。影响随羟基与羧基的距离增大而减弱。
2、脱水反应
醇酸分子中，由于羧基和羟基之间的相互影响，使其对热较敏感，加热时很容易脱水。脱水方式随着羟基与羧基位置的不同而生成不同的产物。
α-羟基酸加热时，两个分子间发生交叉脱水反应，生成交酯。
β-羟基酸加热时，分子内β-羟基和α-H脱水生成α,β-不饱和有很强的吸湿性；工业上作除钙剂(钙盐不溶于水)；食品工业中作增酸剂；钙盐可补钙.
2、苹果酸
存在于未成熟的苹果和山楂中。
3、酒石酸
存在于多种水果中.可用作酸味剂,其锑钾盐有抗血吸虫作用.
4、枸橼酸
也叫柠檬酸。存在于多种植物的果实中及动物组织与体液中,为无色晶体.可用于食品工业的调味品(有酸味)也用于制药业.
5、水杨酸
水杨酸及其衍生物有杀菌防腐、镇痛解热和抗风湿作用,乙酰水杨酸就是熟知的解热镇痛药阿司匹林.阿司匹灵有解热、镇痛作用，能抑制血小板凝聚，防止血栓的形成.
第三节羰基酸
一、羰基酸的结构和分类及命名
分子中含有羰基和羧基的化合物称为羰基酸,可分为醛酸和酮酸.根据羰基与羧基的相对位置,酮酸可分为α-酮酸,β-酮酸等.羰基酸的系统命名是选择含羰基和羧基的最长链为主链,称为“某酮(或某醛)酸”,并标明羰基的位次.
β-羟基酸用碱性高锰酸钾溶液处理，则氧化成β-酮酸后在脱羧生成甲基酮。
三、酚酸的化学性质
1、酸性
酚酸与相应母体芳香酸比较，其酸性随羟基与羧基的相对位置不同而表现出明显的差异。酚酸的酸性受诱导效应、共轭效应和邻位效应等因素的影响。
对位取代的酚酸酸性弱于母体羧酸，间位取代的酚酸酸性强于母体羧酸，当羟基在羧基的邻位时，使酸性明显增强。
β-卤代酸在同样条件下则发生消除反应，生成α,β-不饱和酸。
三、卤代酸的制备
α-卤代酸可由羧酸α-氢直接卤代得到；β-卤代酸则由α,β-不饱和酸与卤化氢加成得到。
第二节羟基酸
一、羟基酸的结构和分类及命名
羧酸分子中饱和碳原子上有羟基的酸成为醇酸。除IUPAC的命名法则外，醇酸可根据羟基与羧基的相对位置称为α-,β-和γ-羟基酸。与卤代酸一样，羟基连在碳链末端时，称为ω–羟基酸。由于许多醇酸做为生化过程的中间体而存在与天然产物中，所以，在生物科学中，以俗名命名也很常见。
γ-羟基酸在室温下即可发生分子内脱水，形成五元环内酯。
δ-羟基酸加热时分子内脱水形成六元环内酯，反应较γ-羟基酸难。δ-内酯易开环。
3、氧化反应
α-羟基酸中的羟基受羧基的影响，比醇中的羟基更容易被氧化.如乳酸在弱氧化剂条件下就能被氧化生成丙酮酸。
4、脱羧反应
α-醇酸在稀硫酸或酸性高锰酸钾的作用下,容易发生分解反应,生成醛(或酮)和甲酸.
β-酮酸在室温或微热时脱羧生成酮.
三、乙酰乙酸乙酯
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。
1、乙酰乙酸乙酯的化学性质
制备：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。
二、酮酸的化学性质
羰基酸也是双官能团化合物,醛酸具有醛和羧酸的典型性质;酮酸除具有一般酮和羧酸的典型性质外,还有一些特性.
（一）α-酮酸的化学性质
1、脱羧反应
α-酮酸和β-酮酸都容易进行脱羧反应.α-酮酸在一定条件下,脱羧生成醛;
2、氨基化反应
α-酮酸与氨在催化剂存在下可转变为α-氨基酸。
（二）β-酮酸的化学性质
福建生物工程职业技术学院教案
【管理系】
章节
名称
第八章取代羧酸
备注
授课
方式
理论课（√）；实践课（）；实习（）
教学
时数
4
α,β-二溴丁酸
ω-溴丁酸
稳定中性化合物，在碱性条件下可形成γ-羟基酸盐。
应用
教学目的
及要求
了解取代羧酸的制备；理解取代羧酸的分类和几种重要的取代羧酸；掌握取代羧酸的结构和命名及其化学性质和乙酰乙酸乙酯的互变异构现象。
一、卤代酸的命名
卤代酸的命名是以羧酸为母体，卤素原子作为取代基，取代基的位置可用阿拉伯数字或希腊字母表示。
二、卤代酸的化学性质
1、酸性
烃基上的氢原子被卤素这种电负性大的基团取代后，使得羰基碳原子上的电子云密度降低，加深了O-H键的极化，使氢原子易于解离，导致羧酸的酸性增强。
2、卤代酸的反应
在羧基的影响下，卤原子的性质也有一些变化，卤素更容易被取代了。
教学重点
与难点
1、取代羧酸及其衍生物的命名、结构和化学性质
2、重要的取代
启发提问
1.什么是取代羧酸？
2.取代羧酸有哪些性质？
复习思考题、作业题
课后练习。
教学主要内容
第八章取代羧酸
第一节卤代酸
本节只讨论卤素在碳链上的卤代酸。卤代酸我们并不陌生。例如：ClCH2COOH是工业上常用的合成中间体。FCH2COONa是一种威力极大的杀鼠剂等。人们习惯于用希腊字母来表示卤素在碳链上的位置。如：α,β-卤代酸。卤素在羧基另一端的，称为ω-卤代酸。
羟基酸可分为醇酸和酚酸.脂肪酸烃基上的氢原子被羟基取代的属醇酸;芳香酸芳环上的氢原子被羟基取代的属酚酸.
羟基酸的命名一般以俗名为主，辅以系统命名.醇酸可根据羟基与羧基的相对位置分为α－羟基酸、β－羟基酸、γ－羟基酸等.酚酸以芳香酸为母体，羟基作为取代基.
二、醇酸的化学性质
分子中含有羟基的羧酸叫做羟基酸，即羧酸烃基上的氢原子被羟基取代的产物。
2、脱羧反应
羟基在羧基邻、对位的酚酸加热至熔点以上时，易脱羧分解成相应的酚。
四、羟基酸的制备
α-羟基酸可以由羰基化合物与HCN加成得α-羟基腈，然后水解得α-羟基酸。也可由α-卤代酸得到。
α-卤代酸酯与锌粉形成有机锌化合物，再与醛、酮发生加成反应得β-羟基酸酯，将酯水解得β-羟基酸。通过β-氯醇与氰化钠反应，再水解也可得β-羟基酸。
①乙酰乙酸乙酯的互变异构现象
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。
四、重要的羰基酸
1、乙醛酸
2、丙酮酸
3、β-丁酮酸
注：教案按授课次数填写，每次授课均应填写一份。重复班授课可不另填写教案。
1、酸性
由于羟基的强吸电子效应，醇酸的酸性强于相应的羧酸。影响随羟基与羧基的距离增大而减弱。
2、脱水反应
醇酸分子中，由于羧基和羟基之间的相互影响，使其对热较敏感，加热时很容易脱水。脱水方式随着羟基与羧基位置的不同而生成不同的产物。
α-羟基酸加热时，两个分子间发生交叉脱水反应，生成交酯。
β-羟基酸加热时，分子内β-羟基和α-H脱水生成α,β-不饱和有很强的吸湿性；工业上作除钙剂(钙盐不溶于水)；食品工业中作增酸剂；钙盐可补钙.
2、苹果酸
存在于未成熟的苹果和山楂中。
3、酒石酸
存在于多种水果中.可用作酸味剂,其锑钾盐有抗血吸虫作用.
4、枸橼酸
也叫柠檬酸。存在于多种植物的果实中及动物组织与体液中,为无色晶体.可用于食品工业的调味品(有酸味)也用于制药业.
5、水杨酸
水杨酸及其衍生物有杀菌防腐、镇痛解热和抗风湿作用,乙酰水杨酸就是熟知的解热镇痛药阿司匹林.阿司匹灵有解热、镇痛作用，能抑制血小板凝聚，防止血栓的形成.
第三节羰基酸
一、羰基酸的结构和分类及命名
分子中含有羰基和羧基的化合物称为羰基酸,可分为醛酸和酮酸.根据羰基与羧基的相对位置,酮酸可分为α-酮酸,β-酮酸等.羰基酸的系统命名是选择含羰基和羧基的最长链为主链,称为“某酮(或某醛)酸”,并标明羰基的位次.
β-羟基酸用碱性高锰酸钾溶液处理，则氧化成β-酮酸后在脱羧生成甲基酮。
三、酚酸的化学性质
1、酸性
酚酸与相应母体芳香酸比较，其酸性随羟基与羧基的相对位置不同而表现出明显的差异。酚酸的酸性受诱导效应、共轭效应和邻位效应等因素的影响。
对位取代的酚酸酸性弱于母体羧酸，间位取代的酚酸酸性强于母体羧酸，当羟基在羧基的邻位时，使酸性明显增强。
β-卤代酸在同样条件下则发生消除反应，生成α,β-不饱和酸。
三、卤代酸的制备
α-卤代酸可由羧酸α-氢直接卤代得到；β-卤代酸则由α,β-不饱和酸与卤化氢加成得到。
第二节羟基酸
一、羟基酸的结构和分类及命名
羧酸分子中饱和碳原子上有羟基的酸成为醇酸。除IUPAC的命名法则外，醇酸可根据羟基与羧基的相对位置称为α-,β-和γ-羟基酸。与卤代酸一样，羟基连在碳链末端时，称为ω–羟基酸。由于许多醇酸做为生化过程的中间体而存在与天然产物中，所以，在生物科学中，以俗名命名也很常见。
γ-羟基酸在室温下即可发生分子内脱水，形成五元环内酯。
δ-羟基酸加热时分子内脱水形成六元环内酯，反应较γ-羟基酸难。δ-内酯易开环。
3、氧化反应
α-羟基酸中的羟基受羧基的影响，比醇中的羟基更容易被氧化.如乳酸在弱氧化剂条件下就能被氧化生成丙酮酸。
4、脱羧反应
α-醇酸在稀硫酸或酸性高锰酸钾的作用下,容易发生分解反应,生成醛(或酮)和甲酸.
β-酮酸在室温或微热时脱羧生成酮.
三、乙酰乙酸乙酯
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。
1、乙酰乙酸乙酯的化学性质
制备：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。
二、酮酸的化学性质
羰基酸也是双官能团化合物,醛酸具有醛和羧酸的典型性质;酮酸除具有一般酮和羧酸的典型性质外,还有一些特性.
（一）α-酮酸的化学性质
1、脱羧反应
α-酮酸和β-酮酸都容易进行脱羧反应.α-酮酸在一定条件下,脱羧生成醛;
2、氨基化反应
α-酮酸与氨在催化剂存在下可转变为α-氨基酸。
（二）β-酮酸的化学性质
福建生物工程职业技术学院教案
【管理系】
章节
名称
第八章取代羧酸
备注
授课
方式
理论课（√）；实践课（）；实习（）
教学
时数
4
α,β-二溴丁酸
ω-溴丁酸
稳定中性化合物，在碱性条件下可形成γ-羟基酸盐。
应用
教学目的
及要求
了解取代羧酸的制备；理解取代羧酸的分类和几种重要的取代羧酸；掌握取代羧酸的结构和命名及其化学性质和乙酰乙酸乙酯的互变异构现象。
一、卤代酸的命名
卤代酸的命名是以羧酸为母体，卤素原子作为取代基，取代基的位置可用阿拉伯数字或希腊字母表示。
二、卤代酸的化学性质
1、酸性
烃基上的氢原子被卤素这种电负性大的基团取代后，使得羰基碳原子上的电子云密度降低，加深了O-H键的极化，使氢原子易于解离，导致羧酸的酸性增强。
2、卤代酸的反应
在羧基的影响下，卤原子的性质也有一些变化，卤素更容易被取代了。
教学重点
与难点
1、取代羧酸及其衍生物的命名、结构和化学性质
2、重要的取代
启发提问
1.什么是取代羧酸？
2.取代羧酸有哪些性质？
复习思考题、作业题
课后练习。
教学主要内容
第八章取代羧酸
第一节卤代酸
本节只讨论卤素在碳链上的卤代酸。卤代酸我们并不陌生。例如：ClCH2COOH是工业上常用的合成中间体。FCH2COONa是一种威力极大的杀鼠剂等。人们习惯于用希腊字母来表示卤素在碳链上的位置。如：α,β-卤代酸。卤素在羧基另一端的，称为ω-卤代酸。
羟基酸可分为醇酸和酚酸.脂肪酸烃基上的氢原子被羟基取代的属醇酸;芳香酸芳环上的氢原子被羟基取代的属酚酸.
羟基酸的命名一般以俗名为主，辅以系统命名.醇酸可根据羟基与羧基的相对位置分为α－羟基酸、β－羟基酸、γ－羟基酸等.酚酸以芳香酸为母体，羟基作为取代基.
二、醇酸的化学性质
分子中含有羟基的羧酸叫做羟基酸，即羧酸烃基上的氢原子被羟基取代的产物。
2、脱羧反应
羟基在羧基邻、对位的酚酸加热至熔点以上时，易脱羧分解成相应的酚。
四、羟基酸的制备
α-羟基酸可以由羰基化合物与HCN加成得α-羟基腈，然后水解得α-羟基酸。也可由α-卤代酸得到。
α-卤代酸酯与锌粉形成有机锌化合物，再与醛、酮发生加成反应得β-羟基酸酯，将酯水解得β-羟基酸。通过β-氯醇与氰化钠反应，再水解也可得β-羟基酸。