一、羧酸的分類和命名第一節

羧酸C15H31COOH軟脂酸C17H35COOH硬脂酸許多羧酸最初來自天然產物，因此常采用俗名來命名。HCOOHCH3COOHC6H5COOHHOOC－COOH

蟻酸醋酸安息香酸草酸(Z)-HOOCCH=CHCOOH順-丁烯二酸馬來酸(E)-HOOCCH=CHCOOH反-丁烯二酸富馬酸第一頁，共七十一頁。羧酸的系統命名法：（與醛相似）羧酸習慣上常用希臘字母標位，與羧基直接相連的碳原子為，其余依次為、、、(末端)

等。

2,3-二甲基戊酸或,-二甲基戊酸

2-甲基-3-戊烯酸2,4-戊二烯酸

3-羧基-3-羥基戊二酸（檸檬酸）第二頁，共七十一頁。

(2-)環已基乙酸1,2-環已基二甲酸苯甲酸鄰苯二甲酸(1,2-苯基二甲酸)3-苯基丙烯酸-萘乙酸（肉桂酸）

第三頁，共七十一頁。2,4-環戊二烯基甲酸反-1，3-環戊基二甲酸RRE-（2-）丁烯二酸第四頁，共七十一頁。CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3CO2H158111420二十四烯酸D5,8,11,14二十碳四烯酸5,8,11,14-(花生四烯酸)>10C的不飽和酸在碳數后加“碳”字

碳看書P500（1）第五頁，共七十一頁。二、羧酸的結構

羧基不是羰基和羥基的簡單加合p-π共軛體系

sp2

第六頁，共七十一頁。鍵長部分平均化；羰基碳的正電性——降低，親核加成變難；羥基H的酸性——增加；

a-H的活性——

降低；羥基較難被取代；p-π共軛的結果:第七頁，共七十一頁。三、物理性質

易形成雙分子氫鍵締合體，與分子量相近的其它類型有機物相比，羧酸具有特別高的沸點。第八頁，共七十一頁。四、羧酸的化學性質

-活潑H的反應酸性羰基的親核加成，然后再消除（外觀表現為羥基的取代）羰基的親核加成；還原脫羧第九頁，共七十一頁。

(一)酸性

羧酸一般都屬于弱酸，比碳酸和苯酚的酸性強。羧酸能分解碳酸氫鈉，放出二氧化碳，而酚不能。利用此性質可以區別羧酸與酚類。分子量大的羧酸難溶于水，但其鉀鹽或鈉鹽則易溶于水。醫藥上常將含羧基而難溶于水的藥物制成易溶于水的鹽，如將青霉素G制成鉀鹽或鈉鹽供注射用。高級脂肪酸鈉是肥皂的主要成分，高級脂肪酸銨是雪花膏的主要成分。第十頁，共七十一頁。羧酸酸性的強弱取決于電離后所形成的羧酸根負離子(即共軛堿)的相對穩定性。常見酸酸性比較：第十一頁，共七十一頁。

羧酸的酸性強弱受整個分子結構的影響

Z為吸電子基，酸性增強Y為斥電子基，酸性減弱H－COOHCH3－COOHCH3CH2－COOHpKa3.774.764.88H－COOHC6H5－COOHCH3－COOHpKa3.774.174.76第十二頁，共七十一頁。如丙二酸的一個羧基負離子對另一個羧基酸性的影響：既有誘導效應，也有場效應。二種影響都使質子不易離去從而使第二電離度大大減弱。場效應的大小與距離平方成反比，距離越近，作用越大。誘導效應場效應不同電負性取代基的影響，除了沿著碳鏈傳遞(誘導效應)外，還可通過場效應傳遞。場效應是某些取代基的靜電作用,通過空間對反應中心產生影響。-OHCH2COO=COδ+第十三頁，共七十一頁。δ-δ+場效應與誘導效應的影響方向也有不一致的情況，如：

H—OCl C=O

H—OH C=O6.25pKa：6.04Cl的-I效應使酸性增強,

Cl的場效應使酸性減弱第十四頁，共七十一頁。芳香酸：間位只考慮誘導效應，對位同時考慮共軛效應和誘導效應，鄰位取代比較特殊。CO2HO2NCO2HNO2CO2HNO2CO2HCO2HHOCO2HOHCO2HOHpKa:2.213.423.494.202.984.084.57鄰位效應：當取代基處于鄰位時，無論這個取代基是吸電子基還是供電子基(－NH2除外)，都將使酸性增強，即鄰位取代苯甲酸的酸性大于對位、間位取代苯甲酸，也大于苯甲酸。？

P486:14-1;14-2;P501:3;4;5第十五頁，共七十一頁。

(二)羧酸的還原

一般情況下，羧酸不容易被還原。只有一些特殊的還原劑如氫化鋁鋰(LiA1H4)、乙硼烷(B2H6)才能被還原成相應的醇。

第十六頁，共七十一頁。NaBH4LiAlH4催化加氫B2H6烯炔烯炔醛酮醛酮醛酮醛酮酰鹵羧酸羧酸衍生物腈、肟羧酸衍生物腈、肟羧酸羧酸衍生物(酰鹵除外)鹵代烴(亞)硝基化合物鹵代烴(亞)硝基化合物鹵代烴第十七頁，共七十一頁。(三)羧基中羥基被取代的反應羧基中的羥基可被鹵原子(－X)、烴氧基(－OR)、酰氧基(－OCOR)和氨基(－NH2)等取代，產生酰鹵、酯、酸酐和酰胺等羧酸衍生物。反應歷程為親核加成－消除。1．酰鹵(acylhalideoracidhalide)的生成PCl3適于制備低b.p.酰氯;PCl5適于制備高b.p.酰氯;用SOCl2制備酰氯，產物除酰氯外，都是氣體，容易提純，但所制酰氯與SOCl2的b.p.不應相近。第十八頁，共七十一頁。

2．酸酐(acidanhydride)的生成

脫水劑：乙酰氯、乙酸酐、五氧化二磷等

混合酸酐的制備:單酐SN2甲酸在脫水劑作用下生成CO?P490:14-3;14-4第十九頁，共七十一頁。某些二元酸，只需加熱即可生成五元環或六元環的酸酐。?P491:14-5第二十頁，共七十一頁。

3．酯(ester)的生成——酯化反應

為提高產率，可采用：A.增加其中一種便宜原料的用量。B.不斷除去反應生成的水C.或者及時將生成的低沸點酯蒸出。第二十一頁，共七十一頁。酯化反應機理:兩種斷鍵方式：第二十二頁，共七十一頁。酸和醇的體積(空間因素)對酯化反應的速率有很大影響。所以酯化反應的活性順序為：

醇：CH3-OH>RCH2-OH>R2CH-OH

酸：HCO2H>RCH2CO2H>R2CHCO2H>R3CCO2H

上述機理為酸催化的酰氧斷裂的雙分子機理。羧酸與伯/仲醇酯化時多屬于這一機理。第二十三頁，共七十一頁。①

3oROH按此反應機制進行酯化。②

由于R3C+易與堿性較強的水結合，不易與羧酸結合，故逆向反應比正向反應易進行。所以3oROH的酯化反應產率很低。*2.烷氧斷裂---碳正離子機制屬于SN1機制該反應機制也從同位素方法中得到了證明。(CH3)3C-OHH+(CH3)3COH2+-H2O-H+按SN1機制進行反應，是烷氧鍵斷裂+(CH3)3COH+H2O第二十四頁，共七十一頁。是SN2反應。只適用于1oRX和活潑RX。

常用的是鈉鹽。(有時也用Ag鹽，優點：速率快。缺點：太貴。)體系中雙鍵不受影響。

RCOO-+R’XRCOOR’+X-SN2此外，還可采用羧酸鹽與鹵代烷反應合成酯(SN2)

第二十五頁，共七十一頁。

在藥物合成中常利用酯化反應將藥物轉變為前藥(prodrug)，以改變藥物的生物利用度、穩定性等。賽他洛爾（cetarnolol）為-腎上腺能阻斷劑，可治療

青光眼和降低眼壓，由于極性強和脂溶性差，難于透過角膜。丁酰賽他洛爾的脂溶性增高，制成的滴眼劑透過角膜的能力增加了4-6倍，進入眼球后，經酶水解再生成賽他洛爾而起效。第二十六頁，共七十一頁。4．酰胺(amide)的生成羧酸與NH3或RNH2、R2NH作用，生成銨鹽，然后加熱脫水生成酰胺或N-取代酰胺。第二十七頁，共七十一頁。腈的生成未取代酰胺第二十八頁，共七十一頁。

(四)

-氫的鹵代反應羧酸分子中-碳上的氫，受到鄰位羧基的影響變得活潑，能被鹵素取代，這種情況和醛酮-氫一樣。但羧酸-氫的鹵代需三鹵化磷或紅磷等的催化。該反應稱為Hell-Volhard-Zelinsky反應三鹵化磷或紅磷是催化量，否則-OH繼續被溴取代（P494:14-7)第二十九頁，共七十一頁。控制鹵素用量可得一元或多元鹵代酸。

-碘代酸由-氯（或溴）代酸與KI反應來制備。-鹵代酸很活潑，常用來制備-羥基酸和-氨基酸、丙二酸等。R-CH-COOHBrR-CH-COOHR-CH-COOHR-CH-COOHR-CH(COOH)2NaOHH2OH+NH3①

NaHCO3②

NaCNOHNH2CNH3O+第三十頁，共七十一頁。

(五)脫羧反應——縮短碳鏈

羧酸分子中羧基脫去二氧化碳的反應稱為脫羧反應。

一般一元羧酸很難直接脫羧。當羧酸分子中-碳原子上連有吸電子取代基時脫羧反應比較容易進行。第三十一頁，共七十一頁。丙二酸型化合物的脫羧

原因：基團Y的吸電子作用；另外，環狀過渡態機制。第三十二頁，共七十一頁。漢斯蒂克（Hunsdiecker）反應Ag2O用HgO替代——Cristol反應自由基機理(相當于-COOH被鹵素Br取代）脂肪酸和芳香酸都可通過這個途徑脫羧第三十三頁，共七十一頁。科西（Kochi）反應——自由基機理（制備仲、叔氯代烴較好）脂環酸收率好。有幾何異構的環烷酸生成順反異構第三十四頁，共七十一頁。Kolbe電解法——羧酸鹽電解制備高級烷烴自由基機理?P492:14-6第三十五頁，共七十一頁。(六)二元羧酸受熱時的特殊反應二元羧酸受熱時，隨著兩個羧基間距離不同而發生不同的反應。1．兩個羧基直接相連或只間隔一個碳原子，受熱發生脫羧反應，生成一元羧酸。

二三脫羧成羧酸第三十六頁，共七十一頁。2．兩個羧基間隔2個或3個碳原子，受熱發生脫水反應，生成環酐。

2-甲基戊二酸2-甲基戊二酸酐

四五脫水成酸酐第三十七頁，共七十一頁。3．兩個羧基間隔4個或5個碳原子，受熱發生脫水脫羧反應，生成環酮。

己二酸

環戊酮

庚二酸

環己酮

六七脫水又脫羧4．兩個羧基間隔5個以上碳原子，在高溫時發生脫水反應，生成高分子鏈狀酸酐。

第三十八頁，共七十一頁。Blanc(布朗克)規則：

在可能形成環狀化合物的條件下，總是比較容易形成五元或六元環狀化合物(即五、六元環容易形成)。思考題二三脫羧成羧酸；四五脫水成酸酐；六七脫水又脫羧第三十九頁，共七十一頁。羧酸可與RMgX、RLi反應，結果不一。(七)其它反應羧酸鎂鹽不溶于有機試劑，且成鹽后羧羰基活性降低，故不再和格氏試劑進一步反應。羧酸鋰鹽的解離性不是很高，但溶解性卻很好，且易于接受親核試劑進攻。第四十頁，共七十一頁。羧基一般不被氧化，但甲酸、草酸具有還原性；甲酸甚至可被Tollens試劑、Fehling試劑氧化，草酸能被KMnO4氧化。-碳原子上取代基少的，空間位阻小的羧酸易于發生加成反應。常用溶劑乙醚、苯、四氫呋喃等。第四十一頁，共七十一頁。一、鹵代酸第二節取代羧酸取代羧酸為雙官能團化合物，兼有取代基和羧基的性質，且由于二者相互位置的不同，又具有一些特性。第四十二頁，共七十一頁。鹵代酸的酸性強于羧酸通過鹵代酸可制備其它取代羧酸第四十三頁，共七十一頁。-鹵代酸堿性水解：濃堿作用下，構型翻轉。SN2第四十四頁，共七十一頁。在Ag2O存在下，用稀堿作用，構型保持。反應過程中經歷兩次SN2，構型保持復習鄰基參與，注意立體化學問題鄰基參與第四十五頁，共七十一頁。內酯-或-鹵代酸在堿作用下生成內酯

-鹵代酸在堿的作用下生成,

-不飽和羧酸第四十六頁，共七十一頁。

羥基酸包括醇酸和酚酸。

2-羥基丙酸或-羥基丙酸羥基丁二酸2,3-二羥基丁二酸(乳酸)(蘋果酸)(酒石酸)

3-羧基-3-羥基戊二酸鄰羥基苯甲酸3,4,5-三羥基苯甲酸2-苯基-2-羥基乙酸(檸檬酸)(水楊酸)(沒食子酸)(扁桃酸)二、羥基酸第四十七頁，共七十一頁。1)從羥基腈水解

1.制備-羥基酸-羥基酸第四十八頁，共七十一頁。2）從鹵代酸水解3）雷福爾馬茨基(Reformatsky)反應是制備β-羥基酸酯和β-羥基酸的重要方法之一有機鋅試劑只與醛酮的羰基反應，不能用鎂代替鋅，因有機鎂試劑太活潑，與酯也發生反應。增碳-鹵代酸酯第四十九頁，共七十一頁。4）通過羥醛縮合反應制備-羥基酸具有-H的酯在二異丙醇鋰（LDA）作用下與醛酮反應制備-羥基酸酯5）內酯水解環酮通過過氧酸氧化處理得內酯，經水解后制得羥基酸選擇性氧化Baeyer-Villiger反應第五十頁，共七十一頁。6）ω-羥基酸的合成：將二元酸單酯的酯基還原成醇

HOOC(CH2)nCOOC2H5HOOC(CH2)nCH2OHNa+C2H5OHH2O第五十一頁，共七十一頁。2.性質1）酸性由于羥基的吸電子誘導效應，醇酸的酸性比相應的羧酸強。分子內氫鍵第五十二頁，共七十一頁。2）脫水反應-羥基酸受熱時，分子間交叉脫水，形成交酯。

丙交酯-羥基酸受熱時，分子內脫水生成,-不飽和酸。

第五十三頁，共七十一頁。-羥基酸和-羥基酸分子內脫水生成五元環的-內酯或六元環的-內酯；-內酯較難生成。

-丁內酯當羥基與羧基相距四個碳原子以上時，加熱可生成鏈狀聚酯。第五十四頁，共七十一頁。羥基處于羧基的鄰位或對位的酚酸，加熱易引起脫羧反應。-羥基酸（含-

H）可與Tollens試劑作用發生銀鏡反應3）分解脫羧反應第五十五頁，共七十一頁。4）氧化反應第五十六頁，共七十一頁。水楊酸又叫柳酸，學名鄰羥基苯甲酸。乙酰水楊酸(acetylsalicylicacid)俗名為阿司匹林(Aspirin)，水楊酸與乙酐在磷酸、硫酸存在下共熱而生成乙酰水楊酸。

阿司匹林具有解熱、鎮痛、抗血栓形成及抗風濕的作用，刺激性較水楊酸小，是內服退熱鎮痛藥。

第五十七頁，共七十一頁?？晒┧幱玫钠渌畻钏嵫苌镉校?CO2CH3OH-CO2C6H5OH-CO2NaOHH2N-

冬青油.可止痛,亦用作牙膏、糖果等的香精.水楊酸苯酯(Salol).腸道和尿道消毒劑對-氨基水楊酸鈉(PAS-Na).用于治療各種結核病。第五十八頁，共七十一頁。第三節

氨基酸羧酸分子中烴基上的氫原子被氨基取代后的產物，叫做氨基酸。

α-氨基酸是蛋白質的基本組成單位。蛋白質在酸、堿或酶的作用下，能逐步水解成比較簡單的分子，最終產物是各種不同的α-氨基酸。第五十九頁，共七十一頁。§1α-氨基酸與羧基相鄰的α-碳原子上都有一個氨基，因而叫做α-氨基酸。除甘氨酸外，所有α-氨基酸中的α碳原子均是手性碳，故有D型與L型兩種構型。天然氨基酸均為L-氨基酸。它們的結構通式如下：L-氨基酸第六十頁，共七十一頁?！?.1α-氨基酸的分類與命名在α-氨基酸分子中可以含多個氨基和多個羧基，而且氨基和羧基的數目不一定相等，根據其分子中所含氨基和羧基的數目可分為中性氨基酸、堿性氨基酸和酸性氨基酸。

中性氨基酸：分子中氨基數=羧基數（氨基的堿性和羧基的酸性不是完全相當，所以并非真正中性的物質）；

堿性氨基酸：分子中氨基數>羧基數(呈現堿性)；酸性氨基酸：分子中氨基數<羧基數(呈現酸性)。命名：氨基酸一般用俗名，見P355(表14.1)。系統命名法：將-NH2作為取代基，同羧酸的命名。第六十一頁，共七十一頁?！?.2

氨基酸的化學性質氨基酸分子中既有堿性-NH2和酸性-COOH，與強酸或強堿都能作用生成鹽，因此氨基酸為兩性化合物。同時，在同一分子內，氨基和羧基也可作用生成鹽，這種鹽叫內鹽。在氨基酸的水溶液中存在下列平衡：1、兩性與等電點第六十二頁，共七十一頁。

若將氨基酸水溶液的酸堿度加以適當調節，可使羧基與氨基的電離程度相等，也就是氨基酸帶有正、負電荷數目恰好相同，此時溶液的PH值稱為該氨基酸的等電點，以PI表示。中性氨基酸的等電點一般在之間；酸性氨基酸為，堿性氨基酸為。

等電點時氨基酸的溶解度最小，故可調節pH值分離氨基酸的混合物。第六十三頁，共七十一頁。2、氨基的反應

α-氨基酸中的氨基具有伯胺的性質，與亞硝酸作用時生成羥基酸，同時定量的放出氮氣。（1）與亞硝酸的反應范斯萊克氨基測定法——氨基酸第六十四頁，共七十一頁。（2）脫羧反應