十一取代酸
有机化学 第十一章 取代酸
苹果酸
Tollen试 试 or Fehling CH CO H + CO O 3 2
强氧化剂（如高锰酸钾溶液）或某些弱氧化剂（ 强氧化剂（如高锰酸钾溶液）或某些弱氧化剂（如 托伦试剂、斐林试剂） 托伦试剂、斐林试剂）能把酮酸氧化成少一个碳原子的 羧酸并放出CO 这类反应称为氧化脱羧反应 氧化脱羧反应。 羧酸并放出CO2，这类反应称为氧化脱羧反应。
P217. 11.1 a, e, h, m; 11.2 a; 11.3 b, g, j。 。
第十一章 取代酸 (substituted acid)
本章学习要求 1、熟练掌握羟基酸、羰基酸的 熟练掌握羟基酸、 化学性质和命名； 化学性质和命名； 2、从分子结构来分析理解这两 类化合物的性质 （hydroxyl carboxylic acid） ）
醇酸 羟 基 连 接 在脂 肪 烃 基 或脂 环 烃基 上
2. 互变异构现象 一些特有的性质 A、具有酮和酯的典型反应 、 B、能使溴的四氯化碳溶液退色 、 C、与钠作用放出氢 、 D、与三氯化铁作用显紫红色 、 存在如下平衡： 存在如下平衡：
O CH3-C-CH2-C-OC2H5 O OH O
CH3-C-CH2-COOC2H5 O
CH3-C=CH-C-OC2H5
酮式结构（93%） 酮式结构（93%）
烯醇式结构（7%） 烯醇式结构（7%）
产生互变异构的原因： 产生互变异构的原因： 1、在酮式异构体中亚甲基受双重吸电子的影响 烯醇式异构体中C=C C=C与 2、烯醇式异构体中C=C与C=O 形成其轭体系 3、烯醇式构体可形成分子内氢键 HC
3
O-C2H5 H
OH
HO CH COOH CH2 COOH
11取代羧酸
H—C—COOH O 乙醛酸
CH3 C COOH O
α-丙酮酸
β-丁酮酸
CH3 C CH2COOH O
一、 酮酸的命名
以羧酸为母体, 酮基作取代基, 酮基的位次用阿 拉伯数字或希腊字母标明。酮基也可称为氧代。
O
O
O
C CH2COOH CH3CCOOH H CH C 3CH 2COOH a b
丙酮酸或2-氧代丙酸 b -丁酮酸(乙酰乙酸)
2．β-酮酸的分解反应
(1) 脱羧反应
β-酮酸比α-酮酸更易脱羧, 通常β-酮酸只能在低温下保存。
O CH3 C CH2COOH
温热
O CH3 C CH3
CO2
β-酮酸由于羧基受β-羰基的影响, 同时也由于 形成6员环的分子内氢键而使脱羧更加容易。其反 应机制为：
O H CH3 C O C O β-丁酮酸
O H CH3 C O C O
CO2
微热
CH3 C CH2 烯醇式
OH
O CH3 C CH3
由于β-酮酸脱羧产物是酮，故称为酮式分解。
(2) 酸式分解
β-酮酸与浓碱共热，分解为两分子羧酸盐，称为酸式分解。
O CH3CH2CCH2CO2H β-戊酮酸 NaOH
△
CH3CH2CO2Na 丙酸钠
CH3CO2Na 乙酸钠
CO2H
> HO
4.54
CO2H
邻位-OH: +C效应 间位-OH主要 及 分 子 内 氢 键 . 后 表现为 -I 效应 者使酸性明显增强
对位-OH主要 表现 +C 效应
OH C O O H
O C O O H
H
2．酚酸的脱羧反应
11烷基11烷酸
11烷基11烷酸11烷基11烷酸，也称为十一烷基十一酸，是一种有机化合物，化学式为C22H44O2。
它属于饱和脂肪酸的一种，由11个碳原子组成的直链烷烃基与一个羧基结合而成。
11烷基11烷酸是一种固体物质，具有特殊的物理和化学性质，广泛应用于化工、医药、农业等领域。
下面将详细介绍11烷基11烷酸的相关参考内容。
1. 物理性质：11烷基11烷酸的外观为白色晶体或结晶粉末，熔点范围约为58-65摄氏度，沸点大于300摄氏度。
它在常温下为固体，可溶于有机溶剂如甲苯、二氯甲烷等，微溶于乙醇和水。
2. 化学性质：11烷基11烷酸是一种弱酸，能与碱反应生成相应的盐。
它可以被氢气氢化生成相应的醇。
此外，11烷基11烷酸还可以和一些活泼金属如锂、钠、钾等反应，生成相应的酸盐。
3. 合成方法：11烷基11烷酸可以通过多种途径合成，其中较为常用的方法是通过脂肪醋酸酯经催化氧化或还原获得。
另外，11烷基11烷酸还可以通过长链烯烃经过乳化、氢化、羧化等多步反应获得。
4. 应用领域：11烷基11烷酸在工业上具有广泛的应用，主要用于制备表面活性剂、润滑剂、液晶材料、染料、涂料、树脂等；在医药领域，可用作药物的辅料、胶囊涂层等；在农业领域，可用作杀菌剂、植物激素等。
5. 生物活性研究：11烷基11烷酸在生物医药领域也有一定的研究价值。
研究表明，11烷基11烷酸具有一定的抗菌、抗炎、抗氧化等生物活性。
此外，它还被发现具有一定的抑制肿瘤细胞生长的作用，可能作为开发抗肿瘤药物的潜在候选物。
6. 安全性评估：根据相关的毒理学研究，11烷基11烷酸在正常使用条件下具有较低的毒性，尚未发现明显的致癌、致畸等不良影响。
但在高浓度或长期接触下，可能引起刺激、过敏等反应。
因此，在生产和使用过程中需要采取适当的安全防护措施。
综上所述，11烷基11烷酸是一种有机化合物，具有特殊的物理和化学性质，广泛应用于化工、医药、农业等领域。
对于11烷基11烷酸的合成方法、应用领域、生物活性研究、安全性评估等方面有一定的了解，对于相关领域的研究和应用具有一定的参考价值。
基础化学课件：取代酸 旋光异构
A
A
B
D'
C
D
B'
A'
A'
起偏镜
乳酸
旋光性物质
盛液管
α
目镜（亮）
检偏镜
比旋光度
為了比較各種不同光性物質的旋光度的大小，一般用比 旋光度來表示。比旋光度與從旋光儀中讀到的旋光度關係如 下。
测定温度
旋光度（旋光仪上的读数）
[α
]t
λ
=
比旋光度
波长
（钠光D)
α LC
溶液的浓度（g/ml） 盛液长度（分米dm）
測定化合物的旋光度是用旋光儀，旋光儀主要部分是有兩個尼可 爾棱鏡（起偏棱鏡和檢偏棱鏡），一個盛液管和一個刻度盤組織裝而 成。
若盛液管中為光性物質，當偏光透過該物質時會使偏光向左或右 旋轉一定的角度，如要使旋轉一定的角度後的偏光能透過檢偏鏡光柵， 則必須將檢偏鏡旋轉一定的角度，目鏡處視野才明亮，測其旋轉的角度
由於實物和鏡像不能重合而產生的異構現象，叫做對映異構。 這樣的異構體叫做對映異構體，簡稱異構體。
二、偏振光
光波是一種電磁波，它的振動方向與前進方向垂直。
A
B
D'
光源
C
C'
光束前进方向
D A' B'
（1 ）光的前进方向与振动方向
（2）普通光的振动平面
图 12-1 光的传播
在光前進的方向上放一個（Nicol）棱鏡或人造偏振片， 只允許與棱鏡晶軸互相平行的平面上振動的光線透過棱鏡， 而在其他平面上振動的光線則被擋住。這種只在一個平面 上振動的光稱為平面偏振光，簡稱偏振光或偏光。
2 、 R/S命名法
取代酸的名词解释
取代酸的名词解释取代酸，是一种有机化合物，具有取代基与酸基团共存的特性。
它在化学反应中充当酸的角色，可以和碱反应形成盐，并释放出氢离子。
取代酸的名称中常常包含酸的特定基团，以反映其结构和性质。
本文将通过解释取代酸的定义、特性和应用领域，深入探讨取代酸的本质和意义。
取代酸是有机化学中一种重要的化合物，它在许多自然和人工合成的物质中都起着重要作用。
通过在取代基上引入酸基团，取代酸可以增强原有物质的酸性，从而使其具有更多的化学反应性。
常见的取代酸包括硝基酸、羧酸、磺酸等。
首先，硝基酸是一种含有硝基（-NO2）基团的化合物。
它在有机合成中常常用作氧化剂和亲电试剂。
硝基酸可以与各种碱反应，形成相应的盐和水。
硝基酸的应用十分广泛，例如硝酸可以用作炸药的原料，硝酸酯则被广泛用于有机合成中的取代反应。
其次，羧酸是一类含有羧基（-COOH）的有机酸。
羧酸可以通过取代基上的氧原子与碱发生酸碱反应，形成盐和水。
羧酸具有广泛的应用领域，例如乙酸是一种常用的有机酸，被广泛用于制备醋酸纤维丝和染料中。
另外，柠檬酸是一种常见的天然羧酸，被广泛应用于食品和药品工业。
最后，磺酸是一类含有磺酸基团（-SO3H）的有机酸。
磺酸通常具有强酸性，并且在化学反应中起着重要的催化作用。
磺酸可以通过与碱反应形成相应的盐和水。
磺酸的应用十分广泛，它在染料、药物、表面活性剂等领域有着重要的用途。
综上所述，取代酸是一类具有取代基和酸基团的有机化合物。
它们具有酸性、反应性和催化性的特点，被广泛应用于有机合成、材料科学、生命科学等领域。
通过引入不同的基团，取代酸的性质可以得到调控和改善，从而实现更加精确和高效的化学反应。
在未来的科学研究和工业应用中，取代酸的作用将继续发挥着重要的作用。
11- 羧酸和取代羧酸(1)广药大陈家旭制作
O
O
O
H Gr C
OH
－ C O － H Gw C O H
Gr: releasing group
供电子基 减弱酸性
Gw: withdrawing group
吸电子基 增强酸性
O2N－CH2COOH H－COOH CH3－COOH
pKa
1.68
3.77
4.76
FCH2CO2H ClCH2CO2H BrCH2CO2H ICH2CO2H CH3CO2H
HCOOH
CH3COOH CH3CH2CH2CO2H HOOC-COOH
HO2CCH2CH2CO2H C6H5CH=CHCO2H
甲酸 (蚁酸 Formic acid) 乙酸 (醋酸 Acetic acid) 丁酸 (酪酸 Butyric acid) 乙二酸(草酸 Oxalic acid) 丁二酸(琥珀酸 Succinic acid) 肉桂酸 (Cinnamic acid)
R——C
H
醇的C—O 键长143pm
O···· H
羰基和羟基通过 p-π共轭 构成一个整体, 故羧基不是羰基和羟基的简单加合。
123pm
O
RC
H
··O
H
·· 136pm
O 122pm O
C
H H 143pm
CH3
p-π 共轭 导致结构与性质的变化:
键长 —— 平均化 羰基的正电性 —— 降低, 亲核加成变难 羟基 H 的酸性 —— 增加 α-H 的活性 —— 降低
命名举例：
>10C 的不饱和酸在碳数后加“碳”字！
20
14
11
8
5
1
CH3(CH2)4 CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3CO2H
第十章 取代酸
OH H 2O
O C H
3C
-
H
+
O - CO 2
O
CH 3 CCH 2 CH 2 CH 2 COH
O
2C
O CH
2C
O Et
E tO
-
C lC H
H
2C
CH
O
3
C H
3C
-C H -C O O E t C H
2C
H
2C
C H
3
O O H H 2O
-
H
+
O - CO
2
O CH
2C
C H
3C
H
2C
H
2C
O C-OH H-O CH-R + R-CH O-H HO-C O
-H2O
R- CH O
O C C O
O CH-R
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+ H2O
交酯（有六元环）
β−羟基酸
OH H R-CH-CH-COOH
-H2O
O RCH=CH-C-OH + H2O
α,β− 不饱和酸 （有 π−π 共轭）
γ− 羟基酸
O R-CH-CH2CH2-C-OH
O H
O R-CH-CH2CH2CH2-C-OH O H
-H2O
R- CH O
γ− 内酯
O
+ H 2O
（有五元环）
δ− 羟基酸
-H2O
R- CH O O
+ H2O
δ− 内酯 （有六元环）
由以上反应知，共轭体系、五元环、六元环稳定。
• (丙) α-羟基酸的分解 （了解） • （降解——与稀硫酸作用生成醛或酮和甲酸）
十一氨基十一酸原材料
十一氨基十一酸原材料
十一氨基十一酸是一种有机化合物，其化学名称为1,11-二胺-1,11-二甲酸。
它的原材料通常可以从多种化学品中合成。
首先，1,11-二胺-1,11-二甲酸可以通过对庚二酰氯和氨基十一醇进行反应合成。
庚二酰氯可以由己二酸和无水氯化亚砜反应得到，而氨基十一醇则可以由庚醛和氨水经氢化反应制得。
此外，1,11-二胺-1,11-二甲酸也可以通过其他途径合成，比如通过庚二酸和氨基十一胺的酰胺化反应。
总的来说，合成十一氨基十一酸的原材料主要包括庚二酸、氨基十一醇、氨基十一胺等化学品。
除了合成原材料外，十一氨基十一酸的应用也非常广泛。
它常被用作润滑油添加剂、金属加工液、防锈剂、表面活性剂等工业产品的原料。
此外，它还可以用于合成聚酰胺树脂、涂料、油墨、胶粘剂等化工产品。
在医药领域，十一氨基十一酸也被用作某些药物的合成中间体。
总的来说，十一氨基十一酸在化工、医药和其他领域都有着重要的用途。
希望以上信息能够对你有所帮助，如果还有其他问题，欢迎继续提问。
取代酸
•1）酸性
• 羟基的吸电子效应，羟基酸比相应的羧酸酸性强，诱导 效应随距离增长而减弱，故羟基离羧基越远酸性越弱
• 比较下列化合物酸性
CH3
CH2
COOH
CH3
CH OH
COOH
CH2 OH
CH2
COOH
•2）α—羟基酸的氧化
• α-羟基酸可被氧化成α-羰基酸
H3C CH COOH OH 乳酸
[ O]
一 羟基酸
• 1. 命名
• 常用俗名 • 系统命名：含羟基和羧基的最长碳链为主链，编号从 离羟基最近的羧基开始，也可用α 、β 、γ 等表示羟 基的位置
H3C CH COOH 乳 酸 2-羟 基 丙 酸 OH α ?羟 基 酸 HO CH2 CH2 COOH 3-羟 基 丙 酸 β -羟 基 酸
HO
(乙 酰 乙 酸 )(β -酮 酸 )
•主要化合物
• １乙醛酸
2 COOH
O
CHO COOH
CHO
NaOH
CH2OH COONa
COOH
COONa
+
COONa
• 2 丙 酮 酸 CH3
CH2OH CH2OH COOH
2
C
COOH –有机体内糖代谢的中间产物。可有乳酸氧化，也可 COOH COOH COOH
CH CH3 C O H C OC2H5 O 较稳定 亚甲基上氢的酸性，易离开。 原因 共轭。 分子内氢键。 CH3 C CH COC2H5 OH O
一般的烯醇式结构是不稳定的： 例如： CH3 C CH3
O
CH2
C OH
CH3
仅占2.0×10-2 %
3. 乙酰乙酸乙酯的分解 酮式分解（稀碱）
有机化学第十一章取代酸
C H O 成乙醛或乙
酸C O2
O
+ C H3 C C O O H浓 H2 S O4 C H3 C O O H C O
酮和羧酸都不易氧化，但丙酮酸却极易氧化。两价铁存在时， 能被H2O2氧化成乙酸+二氧化碳 。
01
01
H3C三．C乙酰CH 乙2酸 COOH O有机体内脂肪代谢的中间产物。
R C 易失C 羧H ，2β—C 酮O 酸O的H共性：
）
二．成酮式分解：稀酸作用**
OO
O
+ H 3 C C C H 2 C O C 2 H 5 浓H 碱 3 C C O H C 2 H O 5H
OO
O H O
H C 3 CC H 2 CO C H 25
H C 3 C HC H CO C H 25
二、乙酮 酰式 乙(9 2 .5 % )
互 变 异 构 烯 醇 式 (7 .5 % )
OO
H C 3
C C H 2
N a O C 2 H 5
C O C H 25
H C 3
C C H N + aC O C H 25
三、乙酰乙酸 乙酯的在有机 合成中的应用
O
O
H3C C CNHa+ C OC2H5
O
O
H3C C CH C OC2H5 R
O
O
RX
H3C C CH C OC2H5
稀酸 浓碱
R O
[O ]
H C 3 CC O O H O 丙 酮 酸
COOH
CH2OH CH2OH COOH
COOH H2O C O H
HC COOH
COOH C O CO2
CH2 COOH
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O RCH C OR'
O RCH2 C OR'
O RCH C OR' RCH2 C O
OR'
ORO R'O
RCH2 C C C OR'
H
R'O
ORO RCH2 C C C OR'
稳定的烯醇负离子
2. 交叉酯缩合（两个不同酯之间的缩合）
O
O
碱
R' CH2 C OR + R CH2 C OR
四种产物
三．? ? 二羰基化合物的互变异构现象
O
O
OH
O
互变异构
H3C C CH2 C CH3
H3C C CH C CH3
?? 二酮
76%
O
O
H3C C CH2 C OC2H5 ?? 羰基酯
OH
O
R C CH C OC2H5 7.5%
H
O
O
C
C
C
H
分子内氢键
O
O
C2H5O C CH2 C OC2H5 ?? 二酯
Cl
4.52
CH3CH2CH2COOH
4.88
FCH2COOH ClCH2COOH BrCH2COOH ICH2COOH CH3COOH
PKa： 2.57
2.89
2.90
4.16
4.76
Cl3CCOOH
PKa： 0.66
Cl2CHCOOH
1.25
ClCH2COOH
2.87
CH3COOH
4.76
二. 与碱的反应
2. 卤代酸水解——? -羟基酸制备
? -卤代酸水解，可得到 ? -羟基酸，产率很高，只适用于制 备? -羟基酸。
第四节 氧代酸 （乙酰乙酸乙酯） 一．酯的酰基化——酯缩合反应
1. Claisen （酯）缩合（两个相同酯之间的缩合）
O
O
OR'
RCH2 C OR' + RCH C OR'
H
请注意所用 碱的结构
O C CO2Et HC CO2Et H2C CO2Et
有? 氢
无? 氢
CH3(CH2)2CO2Et + N
NaH CO2C2H5
O
C CHCO2Et N
CH2CH3
3. Dieckmann 缩合（分子内酯缩合）
? 对称二羧酸酯的 Dieckmann 缩合
CO2Et NaOC 2H5 CO2Et （>化学计量）
R
O O R
? ? 内酯
二. 羟基酸的制备 (A) 羟基化合物引入羧基; (B) 羧酸分子中引入羟基.
1. 羟基腈水解 ------ ? or β醇酸 （1）. ? -羟基腈可从羰基化合物与氰化氢加成
?（2）. ?-羟基腈（可从稀烃与次氯酸加成）水解
? -羟基酸
?（3）. 芳香族羟基酸可从羰基化合物与氰化氢加成
均有? 氢
合成上意义不大
O R' CH2 C
有? 氢
强碱（化学计量） OC2H5
（使不可逆）
O R' HC C OC2H5
O R C OC2H5
无? 氢
O
O
R C CH C OC2H5
R'
产物单一 有合成意义
? 混合酯缩合举例：
H2C CO2Et +
H2C CO2Et
CO2Et CO2Et
NaOEt
卤代酸——碱性条件下的(分子内)亲核取代
O
R
?
X
ONa
NaCN or H2O
O
R ONa
CN (OH)
X R?
O
NaOH? H2O
OH
R
O OH
X
O
O
NaOH? H2O
?
R
OH
CCl4
O
?? 内酯
R
COOH NaCO3? H2O
? Cl
O
O ??内酯
R
R
COOH NaCO3? H2O
? Cl
O
O ?? 内酯
第十一章 取代酸
exit
一、取代羧酸
简介
?
? ?
? ?
O
?
OH
O
R OH
X
卤代酸
O
R OH
OH
羟基酸
O
R OH
NH2
氨基酸
O
R OH
O
酮酸
第一节 卤代酸 Halo acids 一.酸性：
比一般酸的酸性强
CH3CH2CHCOOH
Cl
PKa： 2.84
CH3CHCH2COOH
Cl
4.06
CH2 CH2CH2COOH
(1) 稀OH
(2) H+, ?
OO
H3C
OH
R
OO
H3C CO2
OC2H5 R
O
乙酰乙酸乙酯
2 CH3(CH2)3CO2C2H5
NaOC2H5
Ph3C Na 2 CH3CH2CHCO2C2H5
CH3
CH3(CH2)3COCHCO2C2H5 CH2CH2CH3
O CH3CH2CHC
CH3
CH3 C CO2C2H5 CH2CH3
? Claisen 缩合机理
O RCH C OR'
H
OR O RCH2 C CH C OR' + HOR'
?? 羰基酯 （1,3?二羰基类化合物）
其它常用碱
NaH, NaNH2, LDA, Ph3CNa, t-BuOK
（弱亲核性强碱）
? Claisen 缩合举例：
O 2 H3C C OC2H5
Na / C2H5OH
O
O
H3C C CH2 C OC2H5
O
CH 3(CH 2)3Br
OC2H5
NaOEt
OO
H3C
OC2H5 (CH2)3CH3
六. 乙酰乙酸乙酯在有机合成上的应用
?比较以下两合成
合成等价物
乙酰乙酸乙酯
丙酮
O
O
强碱
RBr
O
实验条件较苛
刻，产率不好.
H3C
CH3 低温
H3C
CH2
H3C CH2
丙酮
R
OO
RBr
H3C
OC2H5
乙酰乙酸乙酯
NaOEt
R
R
三. 卤代酸的制备
O RHC C OH
H
X2 / P or S X = Br , Cl
O RHC C OH
X
四. 应用
O RHC C OH
X
2 NH3
O RCH C OH + NH4X
H2N
2 NaOH
O RCH C ONa + NaX + H2O HO
第二节 羟基酸
一. 醇酸的反应 1. 去水反应
CO2Et H+
ONa
CO2Et NaOC 2H5 CO2Et （>化学计量）
CO2Et
H+ ONa
CO2Et O
CO 2Et O
CH2CH2CO2C2H5 NaOC 2H5 HCl H3C N
CH 2CH 2CO 2H2H5 （ > 化学计量）
H3C N
H
碱为催化量时反应可逆
CO2C2H5 O Cl
OH
O
C2H5O C CH C OC2H5 很少
烯醇式的特征：IR: 有OH吸收峰，1H NMR: 有OH和烯质子信号， 化学试验：与FeCl3显色
? 五. 1, 3 ? 二羰基化合物的烷基化反应
OO
CC C OR H B
OO RX
CC C OR
双活化位置，反应优先发生
OO CC
C OR R
O H3C
羟基酸
醇酸 酚酸
?α- 醇酸：
形成交酯——分子间反应源自OOHHO
R
?
+
R
OH
HO
O
O
O
R
交酯
R
O
O
? β- 醇酸：形成α， β不饱和酸
OH O
??
H+
R
OH
O
?? R
?, ? －不饱和酸
OH
? γ- 醇酸、δ-醇酸
??羟基酸
O
?
R?
?
H+
OH
OH
?? 羟基酸
OH
??
O
? ?
H+
R
OH
O
O
? ? 内酯