羧酸衍生物取代酸簡

關(guān)于羧酸衍生物取代酸簡第1頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三3-甲基丁酸3-甲基-2-丁烯酸苯甲酸（安息香酸）乙二酸（草酸）鄰-苯二甲酸鄰-羥基苯甲酸（水楊酸）

43211.3命名?

與醛相似第2頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三-苯基丙烯酸（肉桂酸）十八碳-9-烯酸（Δ9-十八碳烯酸）?

高級烯酸：也可用△表示C=C，右上角注明位次。二十二碳六烯酸DHA（Δ

4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸，“腦黃金”）第3頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三3

物理性質(zhì)：有氫鍵。3.1

水溶性：低級易溶，高級難溶。3.2

沸點：比相應(yīng)分子量醇還高。氫鍵第4頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三M.W.b.p./℃HCOOH46101CH3CH2OH4678【實例】第5頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三部分羧酸的物理常數(shù)名稱熔點/℃沸點/℃溶解度（水，g/100mL）甲酸（蟻酸）8.4100.7∞乙酸（醋酸）16.6117.9∞丙酸（初油酸）-20.8140.99∞正丁酸（酪酸）-4.26163.5∞正戊酸-59186.054.47正己酸-22051.08軟脂酸63----不溶硬脂酸71360(分解)不溶丙烯酸13141.6----第6頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三部分二元羧酸的物理常數(shù)名稱熔點/℃沸點/℃溶解度（水，g/100mL）乙二酸（草酸）189----8.6丙二酸

136----73.5丁二酸（琥珀酸）185----5.8第7頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三4

化學性質(zhì)【結(jié)構(gòu)特點】被還原脫去①p-π共軛，O-H鍵易斷：弱酸性。②-OH離去：取代反應(yīng)。④-COOH是高氧化態(tài)：易還原。③脫去CO2：脫羧反應(yīng)。p-π共軛第8頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三4.1

酸性酸根pKa4.75第9頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三羧酸名稱pKa羧酸名稱pKa甲酸3.751丙烯酸4.247-4.26乙酸4.756苯甲酸4.204丙酸4.874乙二酸（草酸）1.2714.272

正丁酸4.817丙二酸2.8265.696

正戊酸4.842丁二酸（琥珀酸）4.2075.635正己酸4.849鄰苯二甲酸2.9505.408常見羧酸的pKa值第10頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三4.1

酸性RCOOH＞H2CO3＞Ar-OH＞H2O＞ROH＞HC≡CR（RCOOH可溶于NaHCO3溶液中）·酸性順序：酸根pKa4.75第11頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三·二元酸第12頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三羧酸名稱pKa羧酸名稱pKa甲酸3.751丙烯酸4.247-4.26乙酸4.756苯甲酸4.204丙酸4.874乙二酸（草酸）1.2714.272

正丁酸4.817丙二酸2.8265.696

正戊酸4.842丁二酸（琥珀酸）4.2075.635正己酸4.849鄰苯二甲酸2.9505.408常見羧酸的pKa值第13頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三【實例】分離苯酚與苯甲酸【用途】

分離純化有機物。第14頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三·結(jié)構(gòu)對酸性的影響：吸電子，酸性增強；供電子，酸性減弱?！救纭克嵝员容^>><＞第15頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三4.2

羧基中-OH的取代反應(yīng)酸酐（或PCl3、PCl5）酯羧酸銨鹽酰胺腈酰氯第16頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三酯

酰鹵

酰胺【小結(jié)】四種羧酸衍生物

酸酐第17頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三【實例】第18頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三4.3

還原(C=C不被還原)如第19頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三?

C2-C3：脫羧，即脫CO25

二元酸的特性（加熱分解）【解釋】吸電子有利于脫羧。兩-COOH間距離近，且吸電子。第20頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三?

C4-C5：脫水鄰苯二甲酸鄰苯二甲酸酐【解釋】產(chǎn)物為五六元環(huán)，穩(wěn)定。第21頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三?

C6-C7

：脫羧，又脫水【解釋】產(chǎn)物為五六元環(huán)，穩(wěn)定。第22頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三6

重要的羧酸6.1

甲酸（HCOOH）

俗名蟻酸，最初由蒸餾赤蟻獲得，故名。是最簡單的羧酸。甲酸存在于某些昆蟲（如赤蟻、蜂、毛蟲等）的分泌物及某些植物（如蕁麻、松葉等）中。人體中也有存在。

甲酸是刺激臭味的無色液體，沸點100.8℃，能與水、醇、醚混溶。有很強的腐蝕性（蜂蜇或蕁麻刺傷皮膚引起腫痛，就是甲酸造成的），長期接觸易患皮膚病。第23頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三

甲酸的酸性在其同系物中是最強的。同時，甲酸分子中，還有醛基的結(jié)構(gòu)（紅色）。因而，具有還原性，可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，這是其它羧酸所沒有的特性。據(jù)此，可以區(qū)別甲酸與其它羧酸。

甲酸是一種常用的消毒防腐劑。此外，在制藥、有機合成、染料、制革、油漆諸行業(yè)均有重要用途。第24頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三·

乙酸又名醋酸，是食醋的主要成份，故名。乙酸在自然界分布很廣。例如水果、植物油中含有乙酸。薄荷中也有存在。許多微生物可以將各種有機物發(fā)酵生成乙酸，因此，酸牛奶、酸葡萄酒中都含有乙酸。

·乙酸是有刺激性的無色液體，易溶于水，沸點118℃。熔點16.7℃，當氣溫低于16.7℃時，乙酸即結(jié)冰，所以常把無水乙酸叫做“冰醋酸”。乙酸是一種典型的一元羧酸?！?/p>

乙酸的工業(yè)用途極廣。可用來制備藥物（如阿斯匹林），此外，可用作溶劑及制造醋酸鹽、醋酸酯（醋酸乙酯）、維綸等。6.2

乙酸（CH3COOH）第25頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三6.3

苯甲酸

·

苯甲酸俗名安息香酸，因最早從安息香膠得到。廣泛存在于自然界，如黃芩、白芍﹑赤勺等中藥中即有存在。·

苯甲酸是無色晶體，熔點122.4℃，難溶于水，易升華。酸性比乙酸強?！?/p>

苯甲酸及其鈉鹽無毒，常加在藥物、食品、飲料、牙膏等中，作防腐抑菌劑。苯甲酸軟膏可用于治療角化性皮膚病。第26頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三·

乙二酸俗名草酸，是最簡單的二元酸。以鈣鹽形式存在于大黃等植物中。

6.4

乙二酸（HOOC-COOH）·

草酸常帶兩分子結(jié)晶水。無水草酸為無色結(jié)晶，熔點190℃（分解），易溶于水及乙醇。加熱100℃時，即失去結(jié)晶水而得無水草酸。第27頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三·

草酸除具有一般羧酸的性質(zhì)外，還具有還原性，易被氧化。如能與高錳酸鉀反應(yīng)而使之褪色，故在定量分析中，可用于標定高錳酸鉀溶液的濃度。第28頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三·

草酸能把高價鐵鹽還原成易溶于水的低價鐵鹽，可用于清洗鐵銹或藍墨水的污漬。此外，工業(yè)上常用草酸作漂白劑，漂白麥草、硬脂酸等?！?/p>

在人尿中，草酸以草酸鈣形式存在，草酸鈣難溶于水，大量沉積即引發(fā)泌尿系統(tǒng)結(jié)石。第29頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三6.5

丁二酸和丁烯二酸

·丁二酸（HOOC-CH2CH2-COOH）俗名琥珀酸，無色晶體，熔點188℃，能溶于水。有抗痙攣、祛痰（兼止咳平喘）和利尿作用。是地龍的有效成分，在薤白中也有存在。

第30頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三·

丁烯二酸有兩種構(gòu)型：順-丁烯二酸和反-丁烯二酸。

反-丁烯二酸俗名延胡索酸﹑富馬酸，存在于延胡索中；順-丁烯二酸俗名馬來酸。二者的物理性質(zhì)相差很大。如：順式的熔點為130.5℃，在水中的溶解度為70；而反式的熔點則為300~302℃，在水中的溶解度為0.7。這些差距都是由其不同的構(gòu)型所造成的。

在藥制中常用。如：富馬酸喹硫平片（精神病藥）、馬來酸氯苯那敏（皮膚病藥）。第31頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三·以甘油酯的形式存在于動、植物的油脂中。硬脂酸（十八酸）：它的鈉鹽就是肥皂。6.6

油脂中的高級一元羧酸亞油酸（十八碳-9,12-二烯酸）第32頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三二十碳四烯酸（花生四烯酸AA

，arachidonicacid

）二十碳五烯酸（EPA，eicosapentaenoicacid）第33頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三6.7

其他膽甾酸第34頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三第35頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三O原子以兩根單鍵與兩個?；噙B。第二節(jié)羧酸衍生物1

定義與命名1.1

酸酐乙（酸）酐乙丙酐鄰-苯二甲酸酐?命名：依未脫水前的酸命名第36頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三1.2

酰鹵?命名：×酰（基）＋鹵乙酰氯苯甲酰氯F、Cl、Br、I甲酰溴第37頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三1.3

酯酯基乙酸乙酯乙酸乙烯酯

苯甲酸甲酯?命名：依來源的酸、醇命名第38頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三α-甲基-γ-丁內(nèi)酯丙三醇三乙酸酯(甘油三乙酸酯)第39頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三1.4酰胺乙酰胺N,N-二甲基甲酰胺（DMF，非質(zhì)子極性溶劑，被稱為萬能有機溶劑，b.p.153℃）?命名：×酰（基）＋胺或第40頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三2

物理性質(zhì)2.1

酸酐、酰氯：有刺激性；大多數(shù)的酯：愉快氣味。2.2

氫鍵的影響沸點：>221.2℃165℃酰胺可形成氫鍵多為固體沸點高酸酐酰氯酯不可形成氫鍵液體沸點低第41頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三酰胺的氫鍵第42頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三部分酰氯和酸酐的物理常數(shù)

名稱熔點/℃沸點/℃相對密度*溶解性乙酰氯-113511.104220與苯、仿、醚、PE、酸混溶）苯甲酰氯-1.0197.21.21120與苯、醚、CS2混溶，與水、醇反應(yīng)乙酰溴-96761.66316與苯、仿、醚混溶，與水、醇反應(yīng)乙酸酐-731391.08015仿（可）、醚（可）、水（水解）丁二酸酐119.6261—仿（可）、醇（可）、醚（微）順丁烯二酸酐52.82021.48溶于酮、酯、仿、苯，與水、醇反應(yīng)鄰苯二甲酸酐131~1342951.53醇（可）、水（水解）*以4℃時水的密度為標準。第43頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三部分酯的物理常數(shù)

名稱熔點/℃沸點/℃相對密度*溶解性甲酸甲酯-9931.70.981515醇（混）、水（可）乙酸甲酯-98570.934220醇（混）、醚（混）、水（可）乙酸乙酯-84770.900620與醇、醚、酮、仿混溶，水（可）乙酸異戊酯-78.51420.87615醇（混）、醚（混）、水（可）乙酸卞酯-51.5213.51.05025醇（混）、醚（混）、水（不）苯甲酸甲酯-15199.51.093315醇（混）、醚（混）、水（可）*以4℃時水的密度為標準。第44頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三部分酰胺的物理常數(shù)

名稱熔點/℃

沸點/℃相對密度*溶解性甲酰胺2.62201.133420與水、醇、酮混溶N,N-二甲基甲酰胺-60.4153.00.944525與水、醇、、苯、醚混溶乙酰胺812220.99978水、醇、吡、仿、甘、熱苯乙酰苯胺114304~3051.21915醇、仿、酮、醚、苯、水丙烯酰胺84.5192.61.22230水、甲醇、醇、酮、酯、仿ω-己內(nèi)酰胺69.22701.0278醇、醚、水*

以4℃時水的密度為標準。第45頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三3

化學性質(zhì)3.1

水解、氨解與醇解?

反應(yīng)活性：酰鹵≈酸酐＞酯＞酰胺【特點】

①與水反應(yīng)；②共同產(chǎn)物為RCOOH。+第46頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三【特點】

①與氨反應(yīng)，產(chǎn)物：酰胺；②酰鹵、酸酐的氨解：用于合成酰胺。第47頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三【特點】

①與醇反應(yīng)；②共同產(chǎn)物為酯。?酯交換反應(yīng)：用于合成酯，比酯化反應(yīng)好。酯交換反應(yīng)第48頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三【小結(jié)】①反應(yīng)規(guī)律②羧酸衍生物的水解、醇解和氨解表明：羧酸及四種羧酸衍生物間均可相互轉(zhuǎn)化。

第49頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三【研究意義】?羧酸衍生物類藥物，易水解，水溶液在室溫下放置即失效，臨用時方配。如：青霉素鈉第50頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三

?

酯類或酰胺類藥物，在一定的pH范圍內(nèi)穩(wěn)定，否則水解，故必須控制注射的pH范圍。如：鹽酸普魯卡因注射液pH3.3-3.5

?高溫加速這類藥物的水解，故消毒滅菌時，應(yīng)控制溫度和時間。第51頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三【實例一】酯交換反應(yīng)—普魯卡因合成苯佐卡因普魯卡因第52頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三3.2

酯縮合反應(yīng)（Claisen縮合）乙酰乙酸乙酯第53頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三3.3

酰胺的酸堿性弱堿～中性弱酸【規(guī)律】吸電子，堿性減弱；供電子，堿性增強。鄰苯二甲酰亞胺第54頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三鄰苯二甲酰亞胺鈉第55頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三4

重要的羧酸衍生物

酰鹵和酸酐化學性質(zhì)很活潑，難穩(wěn)定存在。自然界極少見。蝥(máo，矛)素（具有環(huán)酐結(jié)構(gòu)）是一個特例。4.1

酸酐第56頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三4.2

大環(huán)內(nèi)酯類抗生素紅霉素（對革蘭氏陽性菌有很強的抗菌作用，對革蘭氏陰性菌也有效。）第57頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三4.3

重要的酰胺?

乙酰胺

無色結(jié)晶，熔點81℃，沸點222℃。溶于水﹑醇。純品無味，市售品因含雜質(zhì)而帶臭味。用于制藥等。第58頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三

?丙烯酰胺，片狀結(jié)晶，熔點84.5℃，溶于水及醇中。因含C=C，所以，可聚合成聚丙烯酰胺。

?聚丙烯酰胺用作醫(yī)用膠粘劑（游離單體含量不超過0.05％），使用聚丙烯酰胺凝膠電泳診斷病毒性疾?。ㄈ绮《拘阅X炎﹑病毒性胃腸炎等），具有很高的靈敏性﹑特異性，且可診斷不同型和株的病毒感染。第59頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三?β-內(nèi)酰胺類抗生素

臨床使用的藥物中，不少含有酰胺的結(jié)構(gòu)。最常見的是青霉素和頭孢菌素（舊稱“先鋒霉素”）兩類抗生素。

二者都含有β-內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)，稱β-內(nèi)酰胺類抗生素。其中，β-內(nèi)酰胺環(huán)是這類抗生素發(fā)揮生理活性的必需基團。在和細菌作用時，β-內(nèi)酰胺開環(huán)，再與細菌?；种破渖L。具有殺菌能力強﹑副作用小﹑使用范圍廣的特點。第60頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三青霉素類的基本結(jié)構(gòu)第61頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三頭孢菌素X=-H或-OCH3第62頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三酒石酸麥角堿（胺）（存在于麥角菌中，用于治療偏頭痛）第63頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三第三節(jié)取代羧酸1.1

醇酸的命名乳酸蘋果酸酒石酸

檸檬酸（枸椽酸）-羥基丙酸2-羥基丙酸

321羥基丁二酸2,3-二羥基丁二酸2-羥基-1,2,3-丙烷三羧酸*****1

羥基酸(醇酸和酚酸)第64頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三1.2

醇酸的物理性質(zhì)：有氫鍵，易溶于水，沸點高。1.3

醇酸的化學性質(zhì)1.3.1

酸性：-OH吸電子，酸性增強，且-位大于-位?！纠纭康?5頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三【用途與實例】與堿性藥物成鹽，使之易溶于水。酒石酸麥角堿（胺），治療偏頭痛。第66頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三1.3.2

加熱失水·

-醇酸·-或-醇酸-內(nèi)酯β-醇酸α、β-烯酸第67頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三1.4

自然界中的醇酸

即α-羥基丙酸。分子中含有一個手性碳原子，故存在左、右旋體。蔗糖發(fā)酵得到（－）-乳酸，人體劇烈運動后堆積在肌肉中的是(＋)-乳酸，由酸牛奶得到的是（±）-乳酸。1.4.1

乳酸

乳酸可作消毒防腐藥；乳酸鈉可防治酸中毒；乳酸鈣是一種補鈣藥，可防治佝僂病和骨軟化癥。此外，乳酸在食品、鞣革、紡織等行業(yè)中有廣泛用途。

熔點/℃[α](水)pKa值（-）乳酸53-3.823.79（+）乳酸53+3.823.79（±

）乳酸1803.79乳酸為無色液體，易溶于水。第68頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三

即羥基丁二酸，存在于未成熟的蘋果、葡萄、山楂及大棗、甘草、五味子、玉米須等中藥。分子中含有一個手性碳原子，因此，存在左、右旋體。自然界存在的是左旋體。

1.4.2

蘋果酸

蘋果酸為無色針狀晶體，具有吸濕性，易溶于水。能溶于乙醇，乙醚等。蘋果酸可用于制藥，此外，廣泛用于食品工業(yè)（如制飲料、糖果等。）第69頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三1.4.3

酒石酸

即2,3-二羥基丁二酸。酒石酸分子中含有兩個相同的手性碳原子，所以，存在左旋體、右旋體和內(nèi)消旋體。自然界存在的是右旋體，為無色晶體，易溶于水。第70頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三

酒石酸主要以酒石酸氫鉀的形式存在于水果中。在葡萄汁釀酒過程中，酒石酸氫鉀因不溶于水而沉淀，這種沉淀稱酒石，故名。此外，大棗、五味子等中藥中也有存在。

酒石酸在食品工業(yè)中作酸味劑。酒石酸鉀鈉可用于配制林試劑，臨床用作緩瀉劑和利尿劑。酒石酸銻鉀為嘔吐劑，可治療血吸蟲，又名吐酒石。酒石酸可用于與堿性藥物成鹽，使溶于水，如酒石酸麥角胺（堿）。第71頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三

即2-羥基-1,2,3-丙烷三羧酸,又名枸櫞酸。存在于檸檬、菠蘿、葡萄等水果中，此外，天麻、覆盆子、五味子等中藥中也有存在。1.4.4

檸檬酸

檸檬酸為無色晶體，常一分子結(jié)晶水。易溶于水和乙醇。具有多元羧酸的性質(zhì)，易與金屬離子形成絡(luò)合物。

檸檬酸與酒石酸、蘋果酸一樣，廣泛用作食品的酸味劑。臨床上，用檸檬酸作矯味劑。許多檸檬酸鹽具有特定的生理活性，如：枸櫞酸鐵銨（抗貧血藥），枸櫞酸鉍鉀（抗?jié)兯帲┑?。檸檬也可用于與堿性藥物成鹽，成為溶于水的制劑，如枸櫞酸哌嗪（抗蠕蟲藥）。第72頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三1.5

酚酸1.5.1

【特點】含有酚-OH，能與FeCl3溶液顯色。常被用于鑒別酚酸.第73頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三

即鄰-羥基苯甲酸，無色晶體，熔點159℃，可升華，易溶于醇和醚中。具有酚和羧酸的性質(zhì)，用作防腐藥和皮膚角質(zhì)溶解藥。水楊酸主要用于制備乙酰水楊酸（即阿斯匹林，又名醋柳酸）。1.5.2

重要的酚酸·

水楊酸水楊酸乙酰水楊酸（即阿斯匹林）第74頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三

阿斯匹林是一種用途非常廣泛的解熱鎮(zhèn)痛藥，同時，也可用作抗血小板藥。可用于治療許多疾病。若有明顯的醋酸味表明已分解失效，不能使用.

水楊酸甲酯為冬青油（存在于冬青樹葉）的主要成份（含量在99％以上）。冬青油有物殊的香味，可用于配制膏藥，也可用作香精、防腐劑。此外，水楊酸苯酯（薩羅）是尿道消毒藥。.第75頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三

即3,4,5-三羥基苯甲酸。存在于許多植物（如五倍子、大黃等）中。針狀晶體，難溶于水，易溶于有機溶劑。臨床上用作止血收斂劑和局部刺激劑，也可用于制作藍黑墨水，制革，作照相顯影劑等。明代李挺《醫(yī)學入門》（1575年）記載了用發(fā)酵法從五倍子中得到?jīng)]食子酸的過程?！?/p>

沒食子酸第76頁，講稿共88頁，2023年5月2日，星期三

沒食子酸（羧基）與葡萄糖（五個羥基）縮合而成的酯，屬于鞣質(zhì)（丹寧）的一種，稱沒食子鞣質(zhì)，可水解。鞣質(zhì)是一類復雜的多元酚類化合物產(chǎn)總稱，因可將生皮鞣為革，故名。許多中藥