单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章 取代酸,取代酸,：羧酸分子中烃基上的氢原子被其它原子或基团取代的衍生物。,重要的取代酸有：卤代酸、,羟基酸,、,羰基酸,、氨基酸等。,取代酸在,有机合成,和,生物代谢,中扮演着重要的角色。,主要讨论羟基酸和羰基酸。,一、羟基酸,羟基酸包括醇酸和酚酸。,羧酸分子,中饱和碳原子上有羟基的称为醇酸,，一般习惯称之为羟基酸。,酚酸,羟基在芳环上的羟基羧酸。,（一）醇酸,羧酸分子中饱和碳原子上有羟基的称为醇酸，常根据他们的来源命名。,1.,命名,根据羟基与羧基的相对位置不同，可将羟基酸分为：,-,，,-,，,-,，,-,，,羟基酸。将羟基连在,碳链末端的称为,-,羟基酸,。,2.,羟基酸的性质和反应,(,甲,),酸性,由于羟基的吸电子诱导效应，羟基酸的酸性比相应的羧酸强。,卤代酸羟基酸羧酸,(,乙,),脱水反应,脱水的方式随羟基的位置而异。,由以上反应知，共轭体系、五元环、六元环稳定。许多内酯存在于自然界，有些是天然香精的主要成分。例如：,羟基与羧基相距更远时，发生分子间失水：,(,丙,),，,-,羟基酸的分解,（降解）,（丁）,-,羟基酸的氧化,-,羟基酸的,OH,易被氧化,，,比醇中的,OH,易氧化。,弱氧化剂,硝酸银氨溶液,(,土伦试剂,),即可将其氧化为羰基，得到,-,羰基酸,。,而,硝酸银氨溶液不能氧化醇,。,O,CH,3,-CH(OH)-COOH CH,3,-COCOOH,（二） 酚酸,羟基在芳环上的羟基羧酸,大多为固体，具有芳香羧酸和酚的典型的反应。,水杨酸、对羟基苯甲酸和五倍子酸是重要的酚酸。,(,甲,).,水杨酸,即邻羟基苯甲酸,1.,性质,无色晶体，熔点,159,微溶于水，与铁离子显红色，酸性较强，因为共轭碱能形成分子内氢键，稳定性增加。,2.,反应,乙酰水杨酸（阿斯匹灵）,(,乙,).,对羟基苯甲酸,(,丙,).,酸,-,3,，,4,，,5-,三羟基苯甲酸,，即五倍子酸，也叫没食子酸。在医学上可用作止血剂等，在自然界以丹宁的形式存在。,加热时容易脱羧：,二、 羰基酸,羰基酸分为醛酸、酮酸。,醛酸,：羰基连在碳链一端。,酮酸,：羰基连在碳链中间。,(,一,).,a-,羰基酸,（以乙醛酸和丙酮酸为例）（了解）,乙醛酸由草酸还原或二氯乙酸水解得到：,乙醛酸能形成稳定的水合物,丙酮酸由相应的腈水解得到，能还原土伦试剂，用硝酸氧化则生成草酸，与稀硫酸加热脱酸生成乙醛，与浓硫酸加热则生成乙酸，这是,a-,酮酸的特性反应,.,(,二,), ,酮酸,（了解）, ,酮酸是,不稳定,的化合物，只有在低温下稳定，在室温以上容易,脱羧转变为丙酮，但, ,酮酸酯是稳定的。,这是, ,酮酸的共性。,乙酰乙酸,是的, ,酮酸典型代表，它是机体内脂肪代谢的之间产物。它的酯是稳定的化合物，是非常重要的有机合成原料，一般常用的是,乙酰乙酸乙酯,。,有的多环, ,酮酸加热时不脱羧，可能是由于脱羧生成的烯醇含有张力很大的桥头双键，不容易生成。,(,三,).,-,酮酸,（了解）,4-,戊酮酸是最简单的,-,酮酸，加热容易脱水：,a-,当归内酯, ,当归内酯,酮酸分子中羰基的诱导效应使酸性增强，羰基的影响随其与羧基之间距离的增加而减小。,PKa,（,四）,-,酮酸酯,-,酮酸酯分子中,羰基和酯基之间的亚甲基,，受两个吸电子基团的影响而有很高的反应活性，称为活性亚甲基。,1.,-,酮酸酯的制备（了解）,(1).,Claisen,酯缩合（,可逆,）,含有,a-H,的酯，,a-H,比较活泼，在醇钠作用下，能与另一分子酯缩合去一分子醇，生成,-,酮酸酯。,乙酰乙酸乙酯的合成：,反应机理：,含有一个,a-,氢的酯的缩合,用其它强碱也可催化该反应，如,Ph3CLi, NaNH2,等,交叉,Claisen,酯缩合 ：,其中的一个酯无,a-,氢，根据反应物活性选用不同的碱,其它酯如：甲酸酯、碳酸酯等 都可以发生类似的反应,(2).,Dickmann,关环：合成,5,、,6,员环结构,(3).,酮与酯的缩合,2.,-,酮酸酯的烃化和酰化（了解）,（,1,）烷基化,（,2,）酰基化,3,、,乙酰乙酸乙酯的,酮,-,烯醇互变异构：,乙酰乙酸乙酯,既有羰基的性质，又有羟基和双键的性质，表明它是,由酮式和烯醇式两种互变异构体组成的。,为什么乙酰乙酸乙酯是由酮式和烯醇式两种互变异构体组成的,？,因其烯醇式结构能形成分子内氢键及共轭体系，具有一定的稳定性。,4.,乙酰乙酸乙酯,的分解,-,酮酸酯分子中羰基和酯基之间的,亚甲基,，受两个吸电子基团的影响而使碳原子上的,电子云密度较低,，亚甲基与相邻的两个碳原子之间的键容易断裂，有很高的反应活性，称为,活性亚甲基,。,在不同的反应条件下，所有的,-,酮酸酯,都可以,发生两种不同类型的分解反应：,酮式分解、酸式分解,。,以,乙酰乙酸乙酯,为例,:,(,甲,),酮式分解,在稀酸作用下,(,或先用稀碱处理，然后再酸化,),，,乙酰乙酸乙酯分解为丙酮、乙醇，并放出,CO,2,。,(,乙,),酸式分解,在浓碱作用下，,乙酰乙酸乙酯在,a-,与,碳原子间发生键的断裂，生成两分子酸的盐，经酸化得到相应的酸。,所有的,-,酮酸酯都可以进行,乙酰乙酸乙酯相同的反应。,由于乙酰乙酸乙酯的,a-,氢非常活泼，并且可以进行酮式分解，所以通过乙酰乙酸乙酯可以合成,甲基酮、二元酮、,-,酮酸等化合物。,5,、乙酰乙酸乙酯在合成中的应用,强碱夺取,-H,生成负碳离子 亲核取代，,-C,导入烃基,乙酰乙酸乙酯的钠盐,-,烷基取代的,乙酰乙酸乙酯，通过酮式分解得到甲基酮：,(,甲,),制甲基酮,-,取代的,乙酰乙酸乙酯，还有一个,-H,同法可得到,-,烷基取代,甲基酮,。,乙酰乙酸乙酯的应用,(,乙,),选用合适的原料制备酮酸、二酮化合物,选用卤代酸酯作原料：,在,乙酰乙酸乙酯钠盐的,-C,上可导入,CH,2,COOR,，,CH(R)COOR,等,基团，再经酮式分解得到,酮酸。,若选用,-,卤代酸酯作原料,，得到的是,-,酮酸。,选用卤代酮作原料：,在,乙酰乙酸乙酯钠盐的,-C,上可导入,CH,2,COR,，,CH,2,CH,2,COR,等,基团，再经酮式分解得到,二酮。,若选用,-,卤代酮，可得到,-,二酮。,若选用酰卤作原料：,在,乙酰乙酸乙酯钠盐的,-C,上可导入,COR,基团，得到,-,二酮,。,乙酰乙酸乙酯的应用例子,6.,丙二酸二乙酯,在合成中的应用：,丙二酸酯不属于羰基酸酯，但它与乙酰乙酸乙酯的反应性能很相似。,丙二酸酯,的亚甲基与两个电负性的酯基相连，,a-,氢很活泼，在强碱作用下，产生负碳离子，然后与各种卤代物作用，导入不同的基团，再经水解脱羧，合成,各种羧酸、取代羧酸。,一烃基取代乙酸可进一步反应得到二烃基取代乙酸。,制烃基取代乙酸,与卤代烯烃作用,制烯酸,：,与,-,二卤代烃作用成四元环：,丙二酸酯在合成羧酸时有较大的用途。,与,a-,卤代羧酸酯作用,制,酮酸,：,