羧酸和取代羧酸演示文稿目前一頁\總數五十九頁\編于二十點（優選）羧酸和取代羧酸目前二頁\總數五十九頁\編于二十點生活中的有機酸CH3COOH醋酸

乳酸水楊酸目前三頁\總數五十九頁\編于二十點芬必得

（抗炎、鎮痛藥）

阿司匹林（解熱鎮痛藥）有機酸在醫學上的應用目前四頁\總數五十九頁\編于二十點第一節羧酸

羧酸的結構

羧酸分子中都含有羧基官能團羧基中的碳原子是SP2雜化，三個鍵在一個平面上碳原子的一個P軌道與氧原子的P軌道形成鍵136pm123pm目前五頁\總數五十九頁\編于二十點一、羧酸的分類和命名

（一）羧酸的分類

按羧基所連接的烴基種類脂肪羧酸脂環羧酸芳香羧酸

按烴基是否飽和飽和羧酸不飽和羧酸

按所含羧基的數目一元羧酸二元羧酸多元羧酸目前六頁\總數五十九頁\編于二十點目前七頁\總數五十九頁\編于二十點（二）羧酸的命名

羧酸的命名和醛相似，把“醛”改成“酸”字

選擇分子中含羧基的最長碳鏈為主鏈，根據主鏈碳原子的數目稱為某酸。編號從羧基碳開始，用阿拉伯數字標明取代基的位次，也可用希臘字母來表示，從與羧基相鄰的碳原子開始，依次為α、β、γ1.飽和脂肪酸的命名目前八頁\總數五十九頁\編于二十點2.不飽和脂肪酸的命名

選擇包含羧基和不飽和鍵在內的最長碳鏈作為主鏈，稱為某烯酸或某炔酸。把雙鍵、叁鍵的位次寫在名稱的前面目前九頁\總數五十九頁\編于二十點3.二元脂肪羧酸的命名

選擇分子中含兩個羧基在內的最長碳鏈作為主鏈，稱為某二酸

4.芳香羧酸和脂環羧酸的命名

把脂肪羧酸作為母體，將芳香烴基、脂環烴基視為取代基

目前十頁\總數五十九頁\編于二十點另外，羧酸還常根據其天然來源或性質用俗名，如：蟻酸HCOOH、醋酸CH3COOH、草酸HOOC-COOH等。目前十一頁\總數五十九頁\編于二十點二、羧酸的性質

低級羧酸是具有強烈氣味的液體，高級羧酸是無臭固體羧酸的沸點高于質量相近的其它類型有機物——雙分子締合低級羧酸溶于水，但高級羧酸不溶于水，能溶于乙醇、乙醚等有機溶劑1、物理性質目前十二頁\總數五十九頁\編于二十點2、化學性質

羧酸的化學性質主要表現在官能團羧基上。羧基在形式上由羰基和羥基組成，但由于它們通過p-π共軛構成了一個整體，使羧酸在性質上有別于羰基化合物和醇類，而具有特殊性質。3.α-H的反應1.酸性4.氧化與還原2.

羧基上羥基的取代反應

目前十三頁\總數五十九頁\編于二十點（一）酸性

由于羧基中的p-π共軛體系，使羥基氧原子上的電子云密度降低，導致氫氧鍵極性增強，易于解離出質子，表現酸性

羧酸的pKa一般都在3～5甲酸＞苯甲酸＞其他飽和一元羧酸

pKa3.774.174～5目前十四頁\總數五十九頁\編于二十點一元羧酸的酸性比鹽酸、硫酸等無機強酸的酸性弱，比碳酸和酚類的酸性強，可與NaOH、Na2CO3反應。

羧酸與其他有關化合物的酸性強弱順序如下：

目前十五頁\總數五十九頁\編于二十點

試將下列各組化合物按酸性由強到弱順序排列1.①CH3COOH

②H2O③CH3CH2OH④NH3⑤C6H5OH⑥H2CO32.①CH3COOH②HCOOH③(CH3)2CH－COOH課堂互動目前十六頁\總數五十九頁\編于二十點（二）羧基上羥基的取代反應

羧酸分子中羧基上的羥基被鹵素、酰氧基、烷氧基和氨基取代，生成相應的酰鹵、酸酐、酯和酰胺等羧酸衍生物。羧酸分子中去掉羥基剩余的部分稱為酰基（

）

（Ar）酰基目前十七頁\總數五十九頁\編于二十點1.酰鹵的生成

酰鹵具有高度反應活性，廣泛應用于藥物合成中目前十八頁\總數五十九頁\編于二十點注：4、5個碳原子的二元酸加熱，分子內脫水，形成穩定的五元環或六元環的環狀酸酐（環酐）2.酸酐的生成

目前十九頁\總數五十九頁\編于二十點3.酯的生成

在少量酸（(如濃硫酸）的催化作用下，羧酸可與醇反應生成酯，該反應被稱為酯化反應目前二十頁\總數五十九頁\編于二十點酯化反應是可逆反應，生成的酯在同樣條件下可與水作用生成羧酸和醇，稱為酯的水解反應羧酸與醇的酯化反應，在大多數情況下，是羧酸的羥基與醇羥基上的氫形成水4.酰胺的生成

目前二十一頁\總數五十九頁\編于二十點酰胺是一類很重要的化合物，很多藥物的分子結構中都含有酰胺結構。加熱可進一步反應生成腈（三）還原反應

氫化鋁鋰還原羧酸時，產率高，分子中的C=C不飽和鍵不受影響，只還原羧基，生成不飽和醇

目前二十二頁\總數五十九頁\編于二十點（五）脫羧反應

此反應常用于實驗室制取甲烷。二元羧酸比飽和一元羧酸更易脫羧（四）α-H原子的鹵代反應

受羧基吸電子效應的影響，羧酸分子中α-H原子具有一定的活性目前二十三頁\總數五十九頁\編于二十點三、重要的羧酸1.甲酸（HCOOH）俗名蟻酸，最初是從螞蟻體內發現的。是具有刺激性氣味的無色液體，易溶于水，有強的腐蝕性甲酸的分子結構特殊，它的羧基與氫原子直接相連，分子中既有羧基的結構，又有醛基的結構。能生成銅鏡（與費林試劑）能生成銀鏡（與托倫試劑）羧基醛基區別甲酸與其他羧酸目前二十四頁\總數五十九頁\編于二十點2.乙酸（CH3COOH）

乙酸又稱醋酸，是食醋的主要成分，乙酸是無色有刺激性氣味的液體，易溶于水，熔點16.6℃。室溫低于16.6℃時，乙酸能凝結成冰狀的固體，所以常把無水乙酸稱為冰醋酸3.苯甲酸（C6H5COOH）苯甲酸俗稱安息香酸,存在于安息香樹膠中而得名。苯甲酸是白色晶體，用作食品和藥物的防腐劑4.乙二酸（HOOC-COOH）

乙二酸俗名草酸，多以鹽的形式存在于許多草本植物中目前二十五頁\總數五十九頁\編于二十點草酸能把高價鐵鹽還原成易溶于水的低價鐵鹽，因而可用草酸來洗滌鐵銹或藍墨水的污漬。也常用草酸作漂白劑，用以漂白麥草、硬脂酸等5.丁二酸(HOOC-CH2CH2-COOH)丁二酸俗名琥珀酸，最早是由蒸餾琥珀制得。琥珀是含約8﹪琥珀酸的透明紅褐色松脂化石草酸是飽和脂肪二元羧酸中酸性最強的一個。它除了具有一般羧酸的性質外，還具有還原性，易被氧化目前二十六頁\總數五十九頁\編于二十點第二節取代羧酸一、羥基酸的分類和命名羥基酸分子中具有兩種官能團：羧基和羥基醇酸酚酸1、分類目前二十七頁\總數五十九頁\編于二十點（1）以羧酸為母體，羥基作為取代基（2）碳鏈編號時,從羧基的碳原子開始，用阿拉伯數字或希臘字母α、β、γ

等標明羥基的位次（3）酚酸是以芳香酸為母體，標明羥基在芳環上的位次（4）也常用俗名命名2、命名目前二十八頁\總數五十九頁\編于二十點二、羥基酸的性質

醇酸一般是晶體或粘稠狀液體。易溶于水，溶解度比相應的醇或羧酸大，大多數醇酸具有旋光性羥基酸的熔點比相應的羧酸高酚酸都為晶體，大多微溶于水1.酸性

由于羥基有吸電子誘導效應，一般醇酸的酸性比相應的羧酸強

目前二十九頁\總數五十九頁\編于二十點酚酸的酸性受羥基的吸電子誘導效應、羥基與芳環的供電子共軛效應和鄰位效應的影響，其酸性隨羥基與羧基的相對位置不同而異目前三十頁\總數五十九頁\編于二十點2.氧化反應

醇酸分子中的羥基受羧基影響，比醇分子中的羥基更容易被氧化

3.分解反應

α-醇酸與稀硫酸共熱時，分解生成甲酸和少一個碳的醛或酮目前三十一頁\總數五十九頁\編于二十點酚羥基在鄰位或對位的酚酸，加熱至熔點以上時，易分解脫羧，生成相應的酚目前三十二頁\總數五十九頁\編于二十點4.脫水反應

（1）α-醇酸受熱時分子間脫水生成交酯

（2）β-醇酸受熱時分子內脫水生成α，β-不飽和羧酸目前三十三頁\總數五十九頁\編于二十點（3）γ、δ-醇酸分子內脫水生成五元環或六元環的內酯

（4）羥基與羧基相隔4個以上碳原子的醇酸加熱，多發生分子間的脫水，生成鏈狀聚酯

聚酯在臨床上也有應用目前三十四頁\總數五十九頁\編于二十點（三）重要的羥基酸及其衍生物

1.乳酸—-羥基丙酸（存在于酸牛乳而得名）

無色粘稠液體，溶于水，乙醇和乙醚中，不溶于氯仿

乳酸具有消毒防腐作用

乳酸鈣用作補鈣劑；乳酸鈉用酸中毒的解毒劑2.蘋果酸—羥基丁二酸（因來自蘋果而得名）

天然的蘋果酸為無色針狀結晶，溶于水和乙醇

蘋果酸多用于制藥、糖果和飲料等

蘋果酸鈉可作為低食鹽患者的食鹽代用品目前三十五頁\總數五十九頁\編于二十點自然界存在的酒石酸為透明晶體，易溶于水酒石酸可作食品的酸味劑3.酒石酸—2，3-二羥基丁二酸（葡萄釀酒時析出的結晶）

檸檬酸為晶體，易溶于水和乙醇，酸味強

4.檸檬酸又名枸櫞酸—3-羧基-3-羥基戊二酸（來自檸檬而得名）水楊酸為無色針狀晶體，熔點159℃，在79℃時升華，易溶于熱水、乙醇、乙醚和氯仿5.水楊酸又名柳酸—鄰羥基苯甲酸（存在于柳樹和水楊樹皮中）目前三十六頁\總數五十九頁\編于二十點

水楊酸用途

消毒劑、防腐劑。衍生物用作藥物。乙酰水楊酸（制備？）退熱、解痛抗結核對氨基水楊酸水楊酸與乙酸酐反應制得。目前三十七頁\總數五十九頁\編于二十點二、羰基酸

一、酮酸的命名

分子中既含有酮基又含有羧基的化合物稱為酮酸。酮酸可分為α、β、γ…酮酸。其中α、β酮酸較為重要。羰基酸的命名與醇酸相似，也是以羧酸為母體，羰基的位次用阿拉伯數字或希臘字母表示

目前三十八頁\總數五十九頁\編于二十點二、酮酸的性質

酮酸兼有酮基和羧基，具有酮和羧酸的通性。由于兩個官能團的相互影響及相對位置的不同，α-酮酸和β-酮酸又有一些特殊的性質

1.酸性

由于羰基的吸電子誘導效應比羥基強，酮酸的酸性比相應的醇酸強。更強于相應的羧酸目前三十九頁\總數五十九頁\編于二十點2.分解反應

α-酮酸與稀硫酸或濃硫酸共熱，分別發生脫羧和脫羰反應，生成相應的醛或羧酸

目前四十頁\總數五十九頁\編于二十點3.脫羧反應（2）酮式分解：微熱就發生脫羧反應，生成酮（1）酸式分解：β-酮酸與濃堿共熱時，α-碳原子和β-碳原子間的鍵斷裂，生成兩分子羧酸鹽

目前四十一頁\總數五十九頁\編于二十點丙酮酸是動植物體內糖、脂肪和蛋白質代謝的中間產物，在酶的催化作用下能轉變成氨基酸或檸檬酸等，是一個重要的生物活性中間體。CH3-C-COOHO

‖β－丁酮酸:

是生物體內脂肪代謝的中間產物。β－丁酮酸、β－羥基丁酸、丙酮

酮體β－羥基丁酸三、重要的酮酸

目前四十二頁\總數五十九頁\編于二十點第三節氨基酸

分子中既含有氨基又含有羧基的化合物稱為氨基酸。α-氨基酸是組成蛋白質的基本單位

。結構如：一、氨基酸的分類和命名1、分類根據分子中氨基和羧基的相對位置不同，可分為α-氨基酸、β-氨基酸、γ-氨基酸

α-氨基酸α-氨基酸-氨基酸目前四十三頁\總數五十九頁\編于二十點2.命名

α-氨基酸往往因其來源和特性而有俗名。氨基酸的系統命名原則與羥基酸相似，以羧酸為母體，氨基為取代基來命名。氨基酸又可根據R基團的結構分為脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸和雜環氨基酸根據分子中所含氨基和羧基的相對數目不同而分為中性氨基酸、酸性氨基酸和堿性氨基酸天然產氨基酸普遍使用習慣命名或俗名，按其來源或性質命名。如天冬氨酸源于天門冬植物的幼苗，甘氨酸因具有甜味而得名。作為合成蛋白質的原料的20種氨基酸，象元素符號一樣，都有國際通用的符號，中文用簡稱表示。目前四十四頁\總數五十九頁\編于二十點人體對必需氨基酸的需要量氨基酸嬰幼兒（4~6個月）兒童（10~12歲）成人賴氨酸994412色氨酸2143苯丙氨酸1412216甲硫(蛋)氨酸492210蘇氨酸68288亮氨酸1354216異亮氨酸832812纈氨酸92254需要量（每日mg/kg體重）目前四十五頁\總數五十九頁\編于二十點二、氨基酸的性質（一）羧基反應

α-氨基酸與Ba（OH）2共熱，即脫去羧基生成伯胺

脫羧反應也可因某些細菌的脫羧酶作用而發生。例如蛋白質腐敗時鳥氨酸轉變為腐胺（1，4-丁二胺）。腦內存在的重要神經遞質γ－氨基丁酸是由谷氨酸中α-羧基脫羧后轉變而成。

目前四十六頁\總數五十九頁\編于二十點（二）氨基反應與亞硝酸反應

氨基酸中的氨基與亞硝酸作用時，氨基被羥基置換，同時放出氮氣。反應可定量完成

利用這個反應，由反應所得氮氣的體積，可計算出氨基酸和蛋白質分子中氨基的含量，這一方法稱為范斯萊克（VanSlyke）氨基測定法

目前四十七頁\總數五十九頁\編于二十點（三）氨基酸的特性

1、兩性電離和等電點氨基酸既能與酸，又能與堿反應成鹽，分子內堿性基團和酸性基團相互作用也形成鹽，這種鹽稱為內鹽

在水溶液中的偶極離子,

既可以給出H+，使氨基酸帶負電荷，以陰離子存在又可以接受H+，使氨基酸帶正電荷，以陽離子存在目前四十八頁\總數五十九頁\編于二十點OH-H+H+OH--NH3

R-CH-COO+NH3

R-CH-COOH+-NH2

R-CH-COO偶極離子兩性離子

陽離子

陰離子

在三種離子共同存在的平衡體系中，以哪一種離子為主，取決于氨基酸的結構和溶液的pH等電點：通過調節溶液的pH值，使氨基酸的酸性與堿性電離程度相同，此時氨基酸主要以兩性離子的形式存在，氨基酸呈電中性。這種使氨基酸處于電中性狀態的溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點，用pI表示目前四十九頁\總數五十九頁\編于二十點OH-H+H+OH--NH3

R-CH-COO+NH3

R-CH-COOH+偶極離子

陽離子

陰離子

pH<pIpH＝pIpH>pI向負極移動原點向正極移動-NH2

R-CH-COO結論：當pH=pI時，氨基酸主要以偶極離子存在

當pH>pI時，氨基酸主要以陰離子存在當pH<pI時，氨基酸主要以陽離子存在目前五十頁\總數五十九頁\編于二十點2、成肽反應

兩分子氨基酸受熱時，可由一分子的-氨基與另一分子的-羧基脫水縮合形成二肽

肽：氨基酸之間通過酰胺鍵（肽鍵）相連的化合物

肽分子中的酰胺鍵

OH–C—N–二肽H2N–C–CORH

–N–C–C–OHOR’HH+H2N–C–C–OHORHH–N–C–C–OHORHH氨基酸氨基酸-H2O肽鍵稱為肽鍵目前五十一頁\總數五十九頁\編于二十點二肽分子中仍含有自由的氨基和羧基，因此可以繼續與氨基酸脫水縮合成三肽、四肽、五肽。由較多的氨基酸按上述方式脫水縮合形成的肽稱為多肽,多肽的鏈狀結構稱為多肽鏈

氨基末端羧基末端H3N+-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO......NH-CH-COO-R1R2R3R4Rn多肽鏈氨基酸殘基肽鍵：-CO-NH-目前五十二頁\總數五十九頁\編于二十點氨基酸殘基：多肽鏈中每一個不完整的氨基酸左邊的游離-氨基稱為氨基末端（或N-端）右邊的游離-羧基稱為羧基末端（或C-端）許多種氨基酸按照不同的排列順序，構成了自然界中種類繁多的多肽和蛋白質肽的結構不僅與組成肽鏈的氨基酸種類和數目有關，還與肽鏈中各氨基酸殘基的排列順序有關目前五十三頁\總數五十九頁\編于二