10 羟基酸和酮酸
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第10章 羟基酸和酮酸 Hydroxy Acid and Carbonyl Acid
要求
1.了解互变异构现象及其规律。 2.熟悉羟基酸羧酸和酮酸酸性强弱变化规律。 熟悉酮体的概念 3.掌握羟基酸羧酸和酮酸的命名及反应。
10.1 羟基酸的结构和命名
定义-----羧酸分子中烃基上氢原子被羟基取代后的 化合物称为羟基酸.
按烯醇化程度由大到小的次序排列
重要化合物
乳酸（旋光异构）； 水杨酸（合 成阿司匹林）
苹果酸；酒石酸；柠檬酸； 丙酮酸；α-酮丁二酸 ；
α-酮戊二酸
总结： 命名 乳酸；水杨酸等的命名
概念 1.酸性强弱比较
2.酮体 3.酮式烯醇式互变异构
反应 β-酮酸分解；醇酸的脱水等
鉴别 有酮式烯醇式互变异构现象的化合物
5. 酚酸的脱羧反应
羟基在羧基邻、对位的酚酸加热至熔点以上 时，易脱羧分解成相应的酚。
酚酸由于有酚羟基，故可与FeCl3显色。
10. 4 酮酸的结构和命名
酮酸（keto acid）是分子中既含有酮基又含羧基两 种官能团的化合物。
酮酸可分为：α-酮酸和β-酮酸 酮酸的命名是以羧酸为母体，酮基作取代基，并用 阿拉伯数字或希腊字母标明酮基的位置；
反应。
4. 酮酸的分解反应
（1）a－酮酸与稀硫酸或浓硫酸共热时可发生分解 反应。
（2）β-酮酸的分解反应 β -酮酸微热即发生脱羧反应， 生成酮，并放出CO2。这一反应称为 β -酮酸的酮式分 解(ketonic cleavage)。
β -酮酸与浓氢氧化钠共热时，α-碳原子和b-碳原子之
间发生键的断裂，生成两分子羧酸盐，这一反应称为 β -酮酸的酸式分解反应(acid cleavage)。
O
CH3-C-COOH
O CH3-C-CH2-COOH O
丙酮酸
β丁酮酸(乙酰乙酸)
HOOC-C-CH2-COOH α-丁酮二酸(草酰乙酸)
10. 5
1. 酸性
酮酸的化学性质
α-酮酸＞ β-酮酸 酮酸＞卤代酸＞羟基酸； 3. α-酮酸的氧化反应
α-酮酸能与弱氧化剂（如Tollens试剂）发生银镜
酮体：β-丁酮酸、β-羟基丁酸和丙酮称为酮体.
10.8
酮型-烯醇型互变异构
•乙酰乙酸乙酯的特点
酮式与烯醇式的平衡：
酮式与烯醇式的互变异构---酮型和烯醇 型两种异构体能相互自动转变而处于动态 平衡体系的现象。 体系里的物质表现出酮和烯醇的通性。
影响烯醇型结构比例的因素的为： 1.α-H的活泼性； 2.烯醇型结构中共轭体系的延伸使烯醇型结构稳定； 3.烯醇型结构中分子内氢键的形成可增强烯醇型的相 对稳定性。(六元环)
酚酸的酸性受诱导效应、共轭效应、邻位效应 和氢键的影响，其酸性随羟基与羧基的相对位 置不同而表现出明显的差异。 邻羟基苯甲酸的酸性高于苯甲酸——分子内氢键
邻羟基苯甲酸负离子
2. 醇酸的氧化反应
醇酸中羟基受羧基的-I效应影响，羟基更易被氧化.
α-醇酸能与弱氧化剂（如Tollens试剂、稀HNO3）
分类-----羟基酸分为醇酸和酚酸.
命名：
1.一些来自自然界的羟基酸多采用俗名。
2.醇酸的命名：羧酸为母体，羟基为取代 基，并用阿拉伯数字或希腊字母α、β、 γ、δ 等标明羟基的位置。 3.酚酸的命名：以芳香酸为母体，标明羟 基在芳环上的位置。
例：
羧 羧
羟 羟
10.3 羟基酸的化学性质
1. 酸性 醇酸中羟基表现出-I效应，因此醇酸的酸 性强于相同碳原子数的羧酸，羟基离羧基越近， 酸性越强；反之越弱。
反应生成醛酸或酮酸。 醇酸在体内的氧化通常是在酶催化下进行。
3. α-醇酸的分解反应
4. 醇酸的脱水反应
α-醇酸加热形成交酯；
β-醇酸脱水生成α，β-不饱和酸；
γ-醇酸和δ-醇酸极易发生分子内脱水生成内酯。 游离的γ-醇酸常温下不存在。
• 羟基和羧基相隔5个或5个以上碳原子的羟基酸，
受热后则发生分子间的酯化脱水，生成链状结 构的聚酯 mHO(CH2)nCOOHH-[-O(CH2)nCO-]m-OH + (m-1)H2O (n≧5)
要求
1.了解互变异构现象及其规律。 2.熟悉羟基酸羧酸和酮酸酸性强弱变化规律。 熟悉酮体的概念 3.掌握羟基酸羧酸和酮酸的命名及反应。
10.1 羟基酸的结构和命名
定义-----羧酸分子中烃基上氢原子被羟基取代后的 化合物称为羟基酸.
按烯醇化程度由大到小的次序排列
重要化合物
乳酸（旋光异构）； 水杨酸（合 成阿司匹林）
苹果酸；酒石酸；柠檬酸； 丙酮酸；α-酮丁二酸 ；
α-酮戊二酸
总结： 命名 乳酸；水杨酸等的命名
概念 1.酸性强弱比较
2.酮体 3.酮式烯醇式互变异构
反应 β-酮酸分解；醇酸的脱水等
鉴别 有酮式烯醇式互变异构现象的化合物
5. 酚酸的脱羧反应
羟基在羧基邻、对位的酚酸加热至熔点以上 时，易脱羧分解成相应的酚。
酚酸由于有酚羟基，故可与FeCl3显色。
10. 4 酮酸的结构和命名
酮酸（keto acid）是分子中既含有酮基又含羧基两 种官能团的化合物。
酮酸可分为：α-酮酸和β-酮酸 酮酸的命名是以羧酸为母体，酮基作取代基，并用 阿拉伯数字或希腊字母标明酮基的位置；
反应。
4. 酮酸的分解反应
（1）a－酮酸与稀硫酸或浓硫酸共热时可发生分解 反应。
（2）β-酮酸的分解反应 β -酮酸微热即发生脱羧反应， 生成酮，并放出CO2。这一反应称为 β -酮酸的酮式分 解(ketonic cleavage)。
β -酮酸与浓氢氧化钠共热时，α-碳原子和b-碳原子之
间发生键的断裂，生成两分子羧酸盐，这一反应称为 β -酮酸的酸式分解反应(acid cleavage)。
O
CH3-C-COOH
O CH3-C-CH2-COOH O
丙酮酸
β丁酮酸(乙酰乙酸)
HOOC-C-CH2-COOH α-丁酮二酸(草酰乙酸)
10. 5
1. 酸性
酮酸的化学性质
α-酮酸＞ β-酮酸 酮酸＞卤代酸＞羟基酸； 3. α-酮酸的氧化反应
α-酮酸能与弱氧化剂（如Tollens试剂）发生银镜
酮体：β-丁酮酸、β-羟基丁酸和丙酮称为酮体.
10.8
酮型-烯醇型互变异构
•乙酰乙酸乙酯的特点
酮式与烯醇式的平衡：
酮式与烯醇式的互变异构---酮型和烯醇 型两种异构体能相互自动转变而处于动态 平衡体系的现象。 体系里的物质表现出酮和烯醇的通性。
影响烯醇型结构比例的因素的为： 1.α-H的活泼性； 2.烯醇型结构中共轭体系的延伸使烯醇型结构稳定； 3.烯醇型结构中分子内氢键的形成可增强烯醇型的相 对稳定性。(六元环)
酚酸的酸性受诱导效应、共轭效应、邻位效应 和氢键的影响，其酸性随羟基与羧基的相对位 置不同而表现出明显的差异。 邻羟基苯甲酸的酸性高于苯甲酸——分子内氢键
邻羟基苯甲酸负离子
2. 醇酸的氧化反应
醇酸中羟基受羧基的-I效应影响，羟基更易被氧化.
α-醇酸能与弱氧化剂（如Tollens试剂、稀HNO3）
分类-----羟基酸分为醇酸和酚酸.
命名：
1.一些来自自然界的羟基酸多采用俗名。
2.醇酸的命名：羧酸为母体，羟基为取代 基，并用阿拉伯数字或希腊字母α、β、 γ、δ 等标明羟基的位置。 3.酚酸的命名：以芳香酸为母体，标明羟 基在芳环上的位置。
例：
羧 羧
羟 羟
10.3 羟基酸的化学性质
1. 酸性 醇酸中羟基表现出-I效应，因此醇酸的酸 性强于相同碳原子数的羧酸，羟基离羧基越近， 酸性越强；反之越弱。
反应生成醛酸或酮酸。 醇酸在体内的氧化通常是在酶催化下进行。
3. α-醇酸的分解反应
4. 醇酸的脱水反应
α-醇酸加热形成交酯；
β-醇酸脱水生成α，β-不饱和酸；
γ-醇酸和δ-醇酸极易发生分子内脱水生成内酯。 游离的γ-醇酸常温下不存在。
• 羟基和羧基相隔5个或5个以上碳原子的羟基酸，
受热后则发生分子间的酯化脱水，生成链状结 构的聚酯 mHO(CH2)nCOOHH-[-O(CH2)nCO-]m-OH + (m-1)H2O (n≧5)