2020/2/9 第十三章取代羧酸 Chapter 13 Substituted Carboxylic acids X(OH,NH2,=O) "米R一C(H)-COOH University of Science and Technology of China
University of Science and Technology of China 有 机 化 学 第十三章 取代羧酸 Chapter 13 Substituted Carboxylic acids R C(H) COOH X (OH , NH2 , =O) 2020/2/9
羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或原子团 取代后形成的化合物称为取代羧酸。 取代羧酸有卤代酸、羟基酸、氨基酸、羰基酸等， 其中卤代酸、氨基酸将在有关章节中讨论，这里只讨 论羟基酸和羰基酸。 §13.1羟基酸 一、 羟基酸的命名、来源和物理性质 分子中同时含有羟基和羧基的化合物称为羟基酸。羟基酸广泛 存在于自然界。 1.命名常按来源命名 醇酸、酚酸 CH3CHCOOH HOCH-CH2COOH HOOCCH2CHCOOH OH OH 2一羟基丙酸 3一羟基丙酸 2一羟基丁二酸 α一羟基丙酸 B一羟基丙酸 α一羟基丁二酸（苹果酸） (乳酸) Organic Chemistry
Organic Chemistry 1.命名 常按来源命名 §13.1 羟基酸 一、羟基酸的命名、来源和物理性质 分子中同时含有羟基和羧基的化合物称为羟基酸。羟基酸广泛 存在于自然界。 羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或原子团 取代后形成的化合物称为取代羧酸。 取代羧酸有卤代酸、羟基酸、氨基酸、羰基酸等， 其中卤代酸、氨基酸将在有关章节中讨论，这里只讨 论羟基酸和羰基酸。 CH3CHCOOH OH HOCH2CH2COOH HOOCCH2CHCOOH OH * * 2－羟基丙酸 3－羟基丙酸 2－羟基丁二酸 α－羟基丙酸 β－羟基丙酸 α－羟基丁二酸（苹果酸） （乳酸） 醇酸、酚酸
CHCOOH HOCHCOOH HOOCCH-CHCOOH HO COOH *CH-COOH OH OH CH-COOH CH2COOH 2,3一二羟基丁二酸 2一羟基一1,2,3一丙烷三羧酸 1一羟基一1,2,3 a,a一二羟基丁二酸 (柠檬酸) 一丙烷三羧酸 (酒石酸) (异柠檬酸) 巴斯德在显微镜下用镊子一个一个挑出 不同手性的酒石酸！ 2.物理性质分子中同时存在羟基和羧基， 能形成氢键（沸点高），因此多为粘稠状液体或 结晶固体。可与水形成氢键，在水中的 溶解度较其相应的羧酸大。 二、羟基酸的化学性质 1.酸性 由于羟基起吸电子诱导作用，羟基酸的酸性比相应的羧酸强 0 0 0 H3C- CH-C-OH H2C—CH2-C—OH H3C—CH2-COH 醇酸 OH pKa 3.86 4.51 4.88 Organic Chemistry
Organic Chemistry HOOCCH CHCOOH OH OH CH2COOH HO C COOH CH2COOH CHCOOH CH CH2COOH COOH HO * * * * 2，3－二羟基丁二酸 2－羟基－1，2，3－丙烷三羧酸 1－羟基－1，2，3 α，α－二羟基丁二酸 （柠檬酸） －丙烷三羧酸 （酒石酸） （异柠檬酸） 2. 物理性质 分子中同时存在羟基和羧基， 能形成氢键(沸点高), 因此多为粘稠状液体或 结晶固体。可与水形成氢键，在水中的 溶解度较其相应的羧酸大。 二、羟基酸的化学性质 1. 酸性 由于羟基起吸电子诱导作用，羟基酸的酸性比相应的羧酸强 H3C CH C OH O OH H2C CH2 C OH O OH H3C CH2 C O OH pKa 3.86 4.51 4.88 巴斯德在显微镜下用镊子一个一个挑出 不同手性的酒石酸！ 醇酸
COOH CooH COOH 1958 COOH OH 酚酸 OH OH pKa 3.00 4.12 4.17 4.54 2.脱水反应 a一羟基酸：双分子间的交叉脱水反应生成环状的交酯(lactide) 0 CH一CH-C+OH+H-O -2H20 OH HO+C-CH-CH3 0 H:C u-羟基丙酸 丙交酯 Organic Chemistry
Organic Chemistry COOH OH COOH COOH OH COOH OH pKa 3.00 4.12 4.17 4.54 α－羟基酸: 双分子间的交叉脱水反应生成环状的交酯（lactide） 2. 脱水反应 CH3 CH C O OH O H H O HO C CH CH3 O O O O O CH3 H3 C -2H2 O α-羟基丙酸 丙交酯 + 酚酸
95 00+0或o 2CH2COOH OH 乙交酯 羟基乙酸 B羟基酸：分子内失水， 形成a、B-不饱和羧酸 CH3CH-CHCOOH △ →CHCH=CHCOOH+hO o 2-丁烯酸 B-羟基丁酸 Y、ǒ-羟基酸：分子内酯化反应，生成环状内酯 (lactone) CH2-CH2-C-0 )+H20 CH2O H oH r.t Y-丁内酯 Y-羟基丁酸 (1,4-丁内酯) Organic Chemistry
Organic Chemistry β-羟基酸: 分子内失水，形成α、β-不饱和羧酸 O O O O + H2O CH2COOH OH 2 H + OH - 或 乙交酯 羟基乙酸 CH3CH CHCOOH OH H CH3CH CHCOOH + H2O β-羟基丁酸 2-丁烯酸 γ-、δ-羟基酸: 分子内酯化反应，生成环状内酯 （lactone） CH2 CH2 C O CH2O H OH O O + H2O γ-羟基丁酸 γ-丁内酯 （1,4-丁内酯） β α γ r.t