酮酸的脱羧反应
有机化学反应方程式
有机化学反应方程式1. 烷烃的氧化反应2. 甲烷的氯代反应（游离基的链反应）3. 烷烃的卤代反应 （卤代反应活性：叔氢>仲氢>伯氢 F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2 ）4. 环烷烃的自由基取代反应5. 环烷烃的加成反应1）催化加氢（催化加氢易到难：环丙烷>环丁烷>环戊烷。
≥6环烷烃更难。
）2）加卤素C H 2C CH 2+Br 2CH 2—CH 2—CH 2H 2BrBr3）加卤化氢环丙烷的烷基取代物与HX 开环加成, 环的开裂总是在含最多H 和最少H 的碳原子间进行, 氢加到含氢多的碳原子上。
6. 烯烃的亲电加成反应 1）加卤素卤素的活泼性次序：F 2>Cl 2>Br 2>>I 2 (不反应）；烯烃与氟加成太剧烈，往往使反应物完全分解,与碘则难发生加成反应。
溴水褪色，可用于鉴别不饱和键：鉴别烷烃和烯、炔。
该加成反应一定是分步进行的 2）加卤化氢烯烃与卤化氢同样发生分步的、亲电性加成反应HX 对烯烃加成的相对活性：HI > HBr > HCl （与极化度有关）+Br2BrBr+ HBrCH 3CH 2CH 2Br+ HICH 3CH 2CH 2CH 2IC +X 2C C C X X C +C C C XHHX实验证明主要产物是(Ⅰ)不对称烯烃与卤化氢等极性试剂加成时，氢原子总是加到含氢较多的双键碳原子上。
这就是马尔可夫尼可夫最初提出的规则，简称马氏规则。
3）加硫酸将产物水解，是工业制备醇的一个方法(间接法)4）加水通常烯烃不易与水直接反应，但在硫酸等强酸存在下，烯烃可与水加成生成醇。
7. 烯烃的催化加氢主要得顺式加成产物。
用途主要有将汽油中的烯烃转化为烷烃；不饱和油脂的加氢；用于烯烃的化学分析8.烯烃的自由基加成反应主要产物是反马氏规则的这种现象又称为过氧化物效应，只局限于烯烃与溴化氢的反应。
这时烯烃与溴化氢发生是自由基加成反应。
简述三羧酸循环中的脱氢及脱羧反应
简述三羧酸循环中的脱氢及脱羧反应三羧酸循环中的脱氢及脱羧反应——所谓脱氢及脱羧反应，指的是把中间产物酮酸转化成醛、酮或羧酸。
这种将中间体碳骨架上的H原子转移到新的碳骨架上，而生成不饱和醛、酮或羧酸的反应，称为加成反应。
该反应包括两步：第一步是把A-、 2C-和5S-脱去氢原子而得到糖类，此时酮酸可以看做是醛酮或羧酸。
第二步是脱下一分子的氢后，形成新的碳骨架，从而重新生成酮酸，其中O2是给予氢的基团。
当碳骨架上连有一个氢原子时，就成为一个糖基。
该反应又称做氧化反应。
其中的某些类型可用来制备许多天然化合物。
在合成过程中也可作为合成方法。
在生物体内，许多类似的反应也能发生。
比如丙酮酸在脱氢酶的催化下可转变为草酰乙酸，进一步转变为苹果酸，再经一系列的反应，最终生成苹果酸-6-磷酸。
脱氢反应主要在肝脏、骨骼肌和红细胞中进行。
2.H2S+O2→2H2CO2+H2O，在酸性条件下进行3.NAC+H2O→NAC-Cl2+CO2↑+H2O，在碱性条件下进行4.NAC+H2O→NAC-Cl2+H2O，在弱碱性条件下进行5.AMPA+O2→AGaseA+NAC+H2O，在强碱性条件下进行6.AMPA+H2O→AGaseA+NAC+H2O，在弱酸性条件下进行脱羧反应在脑、肝和肾中进行，特别是在脑中最为活跃。
4.NAC+H2O→NAC-Cl2+H2O，在弱碱性条件下进行NAC脱下一分子的氢后，与一分子水反应，生成2NAC-和H2O。
反应中， NAC中的一个碳骨架连接到一个碳骨架上，使它的键长加长了。
同时也发生了一个氧化反应。
反应结束后， NAC就成了醛酮。
在丙酮酸脱氢酶的作用下，可以生成丙酮酸-5-磷酸。
2NAC+ H2O→NAC-Cl2+H2O在弱碱性条件下进行脱羧反应是通过NAC的羰基与一分子水反应而完成的。
氧化脱羧详细资料大全
氧化脱羧详细资料大全氧化脱羧 oxidative decarboxylation 伴随着氧化而引起的脱羧反应。
多数是伴随着如丙酮酸、2-羰基戊二酸那样的α-羰基羧酸、苹果酸、异柠檬酸等的羟基羧酸的脱氢反应而引起的脱羧。
催化该反应的酶分类上属于氧化还原酶。
基本介绍•中文名：氧化脱羧•外文名：oxidative decarboxylation•催化剂：氧化还原酶•反应实例：均裂脱羧生成烯烃的反应定义,反应实例,反应机理,氧化脱羧与简单脱羧的区别,知识拓展,定义氧化脱羧 oxidative decarboxylation 伴随着氧化而引起的脱羧反应。
多数是伴随着如丙酮酸、2-羰基戊二酸那样的α-羰基羧酸、苹果酸、异柠檬酸等的羟基羧酸的脱氢反应而引起的脱羧。
催化该反应的酶分类上属于氧化还原酶。
反应实例环己基甲酸在醋酸铅与醋酸铜的作用下，在苯中回流生成环己烯，这是一个kochi反应，是均裂脱羧生成烯烃的反应。
反应机理环己基甲酸与醋酸铅作用，脱一个乙酸，脱掉三乙酸铅，生成环己基甲酸根自由基，而后发生均裂脱去一个二氧化碳，生成环己基自由基，这个自由基上的电子将醋酸铜还原生成醋酸亚铜，而后三乙酸铅将醋酸亚铜重新氧化。
失去电子的自由基变为环己基碳正离子，失去一个氢离子成为环己烯。
氧化脱羧与简单脱羧的区别由丙酮酸脱氢酶系催化进行的丙酮酸催化反应是一种特殊的脱羧方式，即氧化脱羧，它与普通的脱羧反应，即普通脱羧有所不同。
氧化脱羧反应由丙酮酸脱氢酶系催化进行，此酶系包含3种不同的酶：丙酮酸脱氢酶（E1）、二氢硫辛酰胺乙酰转移酶（E2）、二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3），以及6种辅助因子：焦磷酸硫胺素（TPP）、硫辛酰胺、辅酶A（COA）、黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD +）以及镁离子。
在反应中E1参与丙酮酸的脱羧反应，之后由TPP将反应后的乙酰基连线，乙酰基的羰基与tpp噻唑环上的碳负离子羰基发生加成反应变为羟乙基，之后经E2催化，tpp将羟乙基送至硫辛酰胺之上，并被其重新氧化成为乙酰基，产生硫酯键，此时的化合物即乙酰二氢硫辛酰胺，再经E2催化，乙酰基转移，形成乙酰COA，以上的所有反应只有脱羧反应，并没有涉及H的移动，而丙酮酸脱氢酶系真正的脱氢效果在下一步反应中才体现，失去了乙酰基的乙酰二氢硫辛酰胺，即二氢硫辛酰胺需要重新氧化为硫辛酰胺再次参与反应，这时需要E3参与催化反应，将二氢硫辛酰胺脱去的氢传递给FAD，使其成为FADH2，而FADH2与NAD +反应，生成NADH 和H +。
脱羧反应ppt课件
.
A 脱羧反应的介绍
脱羧反应的现状
B
C 结合0305脱羧反应
D 总结
.
脱
脱羧反应：
羧
羧酸分子中失去羧基放出二
反
氧化碳的反应被称作脱羧反应。
应
的
介
.
脱
脱羧反应机理：
分子结构
羧
反
在羧酸分子中，羧基中的碳原子
应
是SP2杂化的，它的三个SP2杂化轨道分 别与烃基及两个氧原子形成三个σ键 ，这三个σ键同在一个平面上，碳原
介
.
脱
羧
光-电化学脱羧
反
热化学脱羧
应
的
催化脱羧
现
.
脱
热化学脱羧
羧
一般的脱羧反应不需要特殊的催
化剂,而是在以下的条件下进行的：
反
1.加热
应
2.碱性条件 3.加热和碱性条件共存
的
现
.
脱 羧 反 应 的 现
热化学脱羧
羧酸负离子机理 三氯乙酸的钠盐在水中完全离解成负离 子,由于三个氯原子具有强的吸电子作用,使 得碳-碳之间的电子云偏向于有氯取代的碳 一边,这样形成的负碳离子就更加稳定,然后 和质子结合形成氯仿,而羧基负离子上的电 子则转移到碳氧之间而形成二氧化碳。
如果羧酸的a- 碳上连有卤素、硝基、羰基、羧 基等吸电子基团，生成的负离子中间体由于负电荷 得到分散而趋于稳定，脱梭反应便容易发生;
如果羧酸的a- 碳上连有供电子基团，负离子中 间体便更不稳定，脱羧反应更难发生。
.
共价键断裂方式：
脱 2.均裂：反应按游离基型反
羧
应历程进行。
反
反应历程：
应
羟基酸和酮酸
第10 章羟基酸和酮酸本章重点介绍羟基酸和酮酸命名，相互影响的性质、酸性；脱水反应；转氨作用；脱羧反应；酮酸分解反应；醇酸和酮酸的体内化学过程；前列腺素的结构；酮式- 烯醇式互变异构羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或原子团取代所形成的化合物称为取代羧酸( substituted carboxylic acid )。
根据取代基的种类不同，取代羧酸可分为卤代羧酸( halogeno acid)、羟基酸( hydroxy acid )、羰基酸( carbonyl acid )以及氨基酸( amino acid )等几类；羟基酸又可分为醇酸( alcoholic acid )和酚酸( phenic acid )，羰基酸又可分为醛酸( aldehydo acid)和酮酸( keto acid )。
取代羧酸分子中除含羧基外，还含其它官能团，因此它是一类具有复合官能团的化合物。
各官能团除具有其特有的典型性质外，由于不同官能团之间的相互影响，还具有某些特殊反应和生物活性。
卤代酸不作专题介绍，氨基酸将在第17 章中讨论，本章只讨论羟基酸和酮酸。
羟基酸广泛存在于动植物体内，它们中有的是动植物体内进行生命活动的物质，有的是合成药物的原料，有的可作为食品的调味剂。
酮酸是人体内糖、脂肪和蛋白质等代谢过程中产生的中间产物。
因此在有机合成及生物代谢中羟基酸和酮酸都是极其重要的化合物。
你在学完本章以后，应该能够回答以下问题：1 ．氨基酸的结构特点是什么？可分为几类？如何命名？2 ．酸的结构特点分别是什么？可分为几类？如何命名？3．羟基酸和酮酸的重要化学性质是什么？4．哪些因素影响羟基酸酸性？5．α-酮酸的分解为什么比β-酮酸难解？6．何为酮式—烯醇式互变异构现象？酮式—烯醇式互变异构现象产生的原因及条件是什么？7． α- 酮酸氨基化反应的生物学意义是什么？10． 1 羟基酸的结构和命名温习提示：羧酸的命名及结构羟基酸是分子中既含有羟基又含羧基两种官能团的化合物。
脱羧反应途径及其机制的研究进展
转化成烃类物质 , 其相对分子质量越大 , 分解温度也 越高 。可见 ,温度是影响此脱羧反应的主要因素 [ 1 ,2 ] 。 但是对一般的脂肪酸 ,特别是长链的脂肪酸 ,由于反应 温度太高 ,碳链发生断裂 ,脱羧产率低 ,加之不易分离 , 所以一般不用这类反应来制备烷烃 。但是若脂肪酸的 α 2碳原子上带有吸电子基团如硝基 、 卤素 、 羰基等时 , 则使得脱羧容易而且产率也高 , 但是它们的反应历程 不完全一样 。例如三氯乙酸的钠盐在 50 ℃水中脱羧 生成氯仿 。这个反应也遵循羧酸负离子机理 。三氯乙 酸的钠盐在水中完全离解成负离子 , 由于三个氯原子 具有强的吸电子作用 , 使得碳 - 碳之间的电子云偏向 于有氯取代的碳一边 , 这样形成的负碳离子就更加稳 定 ,然后和质子结合形成氯仿 ,而羧基负离子上的电子 则转移到碳氧之间而形成二氧化碳 。反应机制如图 1 所示 。
2 光 - 电化学脱羧
β 图3 2酮酸脱羧反应机制
Fig. 3 Reaction mechanism of decarboxylation of β 2ketoacid
γ 2酮酸 ( 如乙酰丙酸) 的脱羧反应机理与α 2羰基酸 β 和 2酮酸都不相同 ,有两种可能性 ,一是酮基和羧基通 过氢键形成七元环 ,受热后脱羧 ,并发生 H 原子转移 , 得到 CO2 和丁酮 ; 一是羧基中的羟基上的氧原子对酮 基的碳原子发生亲核进攻 ,形成稳定的五元环过渡态 , 受热后发生脱羧 , H 转移还位得到丁酮和 CO2 , 或者 还有其它可能 ,都需进一步探索研究 。芳香酸的脱羧 比脂肪酸容易进行 ,这是因为苯基是一个吸电子基团 , 又因为脱羧后生成的苯基负离子是具有环状结构的共 轭体系 ,能量很低 。如苯甲酸在喹啉溶液中加少许铜 粉作为催化剂 , 加热即可脱羧 。42羟基萘甲酸在硫酸 作用下脱羧也遵循脱羧反应的负离子机理 , 即首先通 过电子转移 ,形成氧正离子 ,然后在正离子的吸电子作 用下 ,羧酸电离 ,羧酸根离子失羧 , 并恢复萘环的芳香 结构 。对羟基苯甲酸脱羧反应亦如此 。反应机制如图
羧化反应和脱羧反应
羧化反应和脱羧反应
羧化反应和脱羧反应是有机化学中常见的反应类型，它们涉及到羧酸和羧酸衍生物的转化。
羧化反应指的是将一个化合物转化为羧酸或羧酸衍生物的反应。
这种反应通常需要使用强酸或强碱的条件，例如将醛或酮与二氧化碳反应得到羧酸的碳酸化反应。
脱羧反应则是将羧酸或羧酸衍生物中的羧基去除的反应。
这种反应通常需要使用热或酸催化剂的条件，例如将羧酸加热至高温时发生的脱羧反应。
羧化反应和脱羧反应在有机合成中经常被使用，例如在合成酸类、酰胺、酯类和酰化反应中。
在生物化学中，羧化反应被广泛应用于生物体内代谢过程中的酸类代谢。
- 1 -。
脱羧反应
均相络合催化脱羧
以过渡金属为中心构成的络合物， 在均相下进行催化反应脱羧。
脱 羧 反 应 的 现 状
多相催化脱羧
多相催化反应体系由流体主体、催 化剂颗粒和它们之间的滞留层组成。反应 物分子和产物分子通过滞留层的传质，内 扩散到催化剂内表面的反应物分子,进行 包括吸附、表面化学反应和产物分子脱附 的一系列表面化学过程。
脱 羧 反 应 的 现 状
热化学脱羧
羧酸负离子机理
三氯乙酸的钠盐在水中完全离解成负离 子,由于三个氯原子具有强的吸电子作用,使 得碳-碳之间的电子云偏向于有氯取代的碳 一边,这样形成的负碳离子就更加稳定,然后 和质子结合形成氯仿,而羧基负离子上的电 子则转移到碳氧之间而形成二氧化碳。
脱 羧 反 应 的 现 状
其它催化脱羧
杂环胺类 杂环碱
脱 羧 反 应 结 合 0305
α-羰基酸脱羧
α-羰基酸脱羧的反应原理与三氯乙酸类似,在α羰基酸分子中,由于氧原子的吸电子效应,羰基与羧基 间的电子云密度较低,碳-碳键易于断裂,从而发生脱羧 反应。2-羟基戊烷乙酸在浓硫酸下脱羧则遵循脱羧反 应的环状过渡态机理。通过六元环过渡态,首先是醇 羟基形成钅羊盐,然后失水成烯,β,γ-不饱和烯酸经六 元环过渡态失羧。
光-电化学脱羧
催 化 作 用
光化学脱羧
电化学脱羧
脱 羧 反 应 的 现 状
催化脱羧
酶催化脱羧
均相络合催化脱羧 多相催化脱羧 其它催化脱羧
脱 羧 反 应 的 现 状
酶催化脱羧
天然酶：乙酰乳酸脱羧酶、丙酮酸 脱羧酶、OMP脱羧酶等 人工酶：模拟酶又称仿酶,是根据酶的结构、 功能以及催化机制,用化学合成法合成的具 有酶催化活性的人工酶制剂。
脱羧反应
7
脱
羧
光-电化学脱羧
反
应
热化学脱羧
的
现
状
催化脱羧
8
脱
热化学脱羧
羧 反
一般的脱羧反应不需要特殊的催 化剂,而是在以下的条件下进行的：
应
1.加热
的
2.碱性条件 3.加热和碱性条件共存
现
状
9
脱 羧 反 应 的 现 状
热化学脱羧
羧酸负离子机理 三氯乙酸的钠盐在水中完全离解成负离 子,由于三个氯原子具有强的吸电子作用,使 得碳-碳之间的电子云偏向于有氯取代的碳 一边,这样形成的负碳离子就更加稳定,然后 和质子结合形成氯仿,而羧基负离子上的电 子则转移到碳氧之间而形成二氧化碳。
如果羧酸的a- 碳上连有卤素、硝基、羰基、羧 基等吸电子基团，生成的负离子中间体由于负电荷 得到分散而趋于稳定，脱梭反应便容易发生;
如果羧酸的a- 碳上连有供电子基团，负离子中 间体便更不稳定，脱羧反应更难发生。
6
共价键断裂方式：
脱
羧
2.均裂：反应按游离基型反 应历程进行。
反
反应历程：
应
的
介 绍
一般是羧酸根游离基一旦生成，便立即放出C02。
可以促进脱羧反应，因此脱羧反应在酸性条件下可 以进行。
0305
16
的
与两个氧原子形成两个σ键，分子呈直
介
线型，碳原子以未参与杂化的两个P轨 道，分别与两个氧原子的P轨道形成两
绍
个四电子三中心大π键(π34)。这是一个 非常稳定的结构。从热力学的观点看，
越稳定的越容易形成，所以脱梭反应能
够发生。
5
脱 羧 反 应 的 介 绍
共价键断裂方式： 1.异裂：反应按离子型反应 历程进行。 反应历程：
脱羧反应
介
，这三个σ键同在一个平面上，碳原 子剩下的一个P电子与氧原子的一个P
绍
电子形成了羰基中的π键，羧基中的 –OH 的氧上有一对孤电子，可与羰基
上的π键形成P-π共扼体系。
精品课件
脱
脱羧反应机理：
羧
具有P-π共扼效应的 -COO- 是 比较稳定的部分，当受热时可以作为
反
CO2整体脱去。
应
CO2脱去后，中心碳原子转为 SP杂化，碳原子的两个SP杂化轨道分别
如果羧酸的a- 碳上连有卤素、硝基、羰基 、羧基等吸电子基团，生成的负离子中间体由于负 电荷得到分散而趋于稳定，脱梭反应便容易发生;
如果羧酸的a- 碳上连有供电子基团，负离 子中间体便更不稳定，脱羧反应更难发生。
精品课件
共价键断裂方式：
脱
羧
2.均裂：反应按游离基型反 应历程进行。
反
反应历程：
Hale Waihona Puke 应的介 绍
一般是羧酸根游离基一旦生成，便立即放出C02。
精品课件
脱
羧
光-电化学脱羧
反
应
热化学脱羧
的
现
状
催化脱羧
精品课件
脱
热化学脱羧
羧 反
一般的脱羧反应不需要特殊的 催化剂,而是在以下的条件下进行的
应
： 1.加热
的
2.碱性条件 3.加热和碱性条件共存
现
状
精品课件
脱 羧 反 应 的 现 状
热化学脱羧
羧酸负离子机理 三氯乙酸的钠盐在水中完全离解成
α-羰基酸脱羧
α-羰基酸脱羧的反应原理与三氯乙酸类似, 在α-羰基酸分子中,由于氧原子的吸电子效应,羰基 与羧基间的电子云密度较低,碳-碳键易于断裂,从而 发生脱羧反应。2-羟基戊烷乙酸在浓硫酸下脱羧则遵 循脱羧反应的环状过渡态机理。通过六元环过渡态, 首先是醇羟基形成钅羊盐,然后失水成烯,β,γ-不饱 和烯酸经六元环过渡态失羧。
α-羰基酸
α-羰基酸丙酮酸是最简单的α-羰基酸。
它是动植物体内碳水化合物和蛋白质代谢过程的中间产物。
乳酸氧化可制得丙酮酸：还可由酒石酸失水、脱羧得到：丙酮酸是无色、有刺激性臭味的液体，沸点165℃（分解）。
易溶于水、乙醇和醚，除有一般羧酸和酮的典型性质外，还具有α-酮酸的特殊性质。
在一定条件下，丙酮酸可以脱羧或脱去一氧化碳（即脱羰）分别生成乙醛或乙酸。
例如和稀硫酸共热则发生脱羧作用，得到乙醛。
但是与浓硫酸共热就发生脱羰作用，得到乙酸：这是因为α-酮酸中羰基和羧基直接相连，由于氧原子有较强的电负性，使得羰基和羧基碳原子间的电子云密度较低，这个碳碳键就容易断裂，所以丙酮酸可脱羧或脱羰。
另外，丙酮酸极易被氧化，弱氧化剂如Fe与H O就能把丙酮酸氧化成乙酸，并放出二氧化碳。
在同样的条件下，酮和羧酸都难以发生上述反应，这是α-酮酸的特有反应。
是β-酮酸的脱羧？β-酮酸很易脱羧，其反应过程是通过一个六元环进行的协同反应，首先生成烯醇，然后经重排得到酮。
由于反应的过渡态是一个六元环，能量低，因而反应很易进行。
比如β-丁酮酸的脱羧反应，β-丁酮酸先烯醇化，这样包括氢键构成六元环的亚稳结构。
在自身内部进行一个亲核重排，解离出CO2后形成烯醇式结构。
再互变为酮式结构。
而α-酮酸则不易形成类似的亚稳定中间体，因为结构化学中解释了五元环不如六元环稳定，而且消去CO2后将会形成极不稳定的碳负离子基团，故不易消去。
酮酸是一类在生物体内拥有重要作用的有机酸，在氨基酸新陈代谢和维持氧化还原状态的过程中它起一个中心作用。
酮酸分两种：·α酮酸含有氨基酸的碳结构骨架。
·β酮酸是高能量的（不稳定的）代谢物，它可以失去羧基同时释放能量促进其它反应进行（脱羧）。
α酮酸α酮酸是羧基在阿尔法碳原子上的的酮酸，丙酮酸是最简单的α酮酸。
丙酮酸可以随酒精发酵的过程中分解为乙醛和二氧化碳。
在酶的作用下也可以分解为乙酰辅酶A和二氧化硫。
三羧酸循环中有一个类似的反应。
生物化学：第三节 丙酮酸氧化脱羧与三羧酸循环
1. 化学反应过程
3. 异柠檬酸氧化脱羧
二、三羧酸循环
1. 化学反应过程
3. 异柠檬酸氧化脱羧
二、三羧酸循环
这阶段放出了1分子CO2，由 C6 → C5 ；产生1分子NADH
NADP+(gold); Ca2+(red))
1. 化学反应过程
4. a-酮戊二酸氧化脱羧
二、三羧酸循环
a-酮戊二酸脱氢酶复合体与丙酮酸脱氢酶复合 体非常相似，也包含三种酶、五六种辅因子。
葡萄糖彻底氧化经由的途径： EMP途径、丙酮酸氧化脱羧、TCA循环、呼吸链氧化磷酸化 。
对于原核生物：
碳源 能量
葡萄糖 → 2丙酮酸 → 6CO2
葡萄糖有氧酵解：2ATP + 2NADH → 8 ATP
丙酮酸有氧氧化：15×2 = 30 ATP
共 38ATP
3.能量的化学计量
二、三羧酸循环
对于原核生物：
3.能量的化学计量
二、三羧酸循环
乙 酰 CoA 通 过 TCA 循 环 脱 下 的 氢 由 NADH 及
FADH2经呼吸链传递给O2，由此而形成大量ATP
。
碳源
乙酰CoA → 2CO2
能量
1GTP → 1ATP
3NADH → 3ATP×3 = 9ATP 1FADH2 → 2ATP×1 = 2ATP
5. 由琥珀酰CoA生成高能磷酸键
二、三羧酸循环
这阶段合成了1分子高能磷酸化合物GTP
1. 化学反应过程
6. 琥珀酸氧化使草酰乙酸再生
二、三羧酸循环
这阶段需要经历三步反应 —— 脱氢、加水、脱氢
这一阶段的反应为C4的变化； 产生1分子FADH2、1分子NADH。
12.3羰基酸的脱羧反应
H3C C COOH O
浓 H2SO4 或加热
CH3COOH +
CO
12-03 羰基酸的脱羧反应
2. α-羰基酸容易被氧化
O CH3CCOOH Fe2+ +H2O2 CH3COOH + CO2
在同样条件下，酮与羧酸都难以发生上述反应，这是α-羰基酸的特有反应
12-03 羰基酸的脱羧反应
3. β-羰基酸非常容易发生脱羧反应，受热即可脱羧，生成甲基酮 例如，最重要的β-羰基酸β-丁酮酸受热生成丙酮
12-03 羰基酸的脱羧反应
主讲人：王刚
12-03 羰基酸的脱羧反应
1. α-羰基酸分子中羰基与羧基直接相连，由于氧原子有较强的电负性， 使得羰基与羧基碳原子间的电子云密度较低，因此，C-C键容易断裂， 在一定条件下， α-羰基酸可以发生脱羧反应生成少一个碳原子的醛或酸
H3C C COOH O 稀 H2SO4 CH3CHO + CO2
O CH3CCH2COOH
加热
H2 C H3C C O H C O O
-CO2
CH2 H3C C OH
O
重排
CH3CCH3
12-03 羰基酸的脱羧反应
4. 生物代谢过程中，丙酮酸在缺氧的情况下脱羧生成乙醛， 随即被酶催化还原为乙醇
O CH3CCOOH 酶 O CH3CH 酶 H
+
CO2 CH3CH2OH
第三节 酮 酸
CH CH COOH 3 OH
[O ]
CH C COO 3 O
乳酸
丙酮酸
根据分子中羧基和碳基的相对位 置，酮酸分为α-酮酸、β-酮酸、 γ-酮酸等。α-酮酸和β-酮酸是较 为重要的酮酸，它们是人体内糖、 脂肪和蛋白质等代谢过程中产生的 中间产物。
O OH + 2 H CH C COOH CH CH COO 3 3
丙酮酸
乳酸
(二) 脱羧反应 α-酮酸分子中的酮基与羧基直 接相连，由于氧原子的电负性较强， 使酮基与羧基碳原子间的电子云密 度降低，因而碳碳键容易断裂, α酮酸与稀硫酸共热，发生脱羧反应， 生成少1个碳原子的醛。例如：
O O H SO 24 稀 + C O ↑ CH C H CH C COOH 2 3 3
OH O OO 互 变 CH C CH C OC H CH C CH C OC H 3 2 5 3 2 2 5
酮式(93％)
烯酸式(7％)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
它们分别叫做乙酰乙酸乙酯的酮式 和烯酸式异构体。室温两种异构体的 互变速度很快，不能将它们分离。象 这种处于动态平衡的同分异构现象叫 做互变异构现象，在平衡体系中能彼 此互变的异构体称为互变异构体。除 乙酰乙酸乙酯外，还有许多物质, 如 β-二酮以及某些糖和含氮化合物等， 也能产生这种互变异构现象。
α-酮戊二酸
二、酮酸的化学性质 酮酸分子中含有羧基和酮基两 种官能团，因此它既有羧酸的性 质，如成盐和成酯等；又有酮的 典型反应，如与羟胺反应，加氢 还原等。此外，由于两种官能团 的相互影响，还有一些特殊性质， 如α-酮酸、β-酮酸易脱羧等。
羰基酸的脱羧反应
1. α-羰基酸分子中羰基与羧基直接相连，由于氧原子有较强的电负性， 使得羰基与羧基碳原子间的电子云密度较低，因此，C-C键容易断裂， 在一定条件下， α-羰基酸可以发生脱羧反应生成少一个碳原子的醛或酸
H3C C COOH 稀 H2SO4 O
CH3CHO + CO2
H3C C COOH 浓 H2SO4
O
或加热
CH3COOH + CO
12-03 羰基பைடு நூலகம்的脱羧反应
2. α-羰基酸容易被氧化
O CH3CCOOH
Fe2+ +H2O2
CH3COOH + CO2
在同样条件下，酮与羧酸都难以发生上述反应，这是α-羰基酸的特有反应
12-03 羰基酸的脱羧反应
3. β-羰基酸非常容易发生脱羧反应，受热即可脱羧，生成甲基酮 例如，最重要的β-羰基酸β-丁酮酸受热生成丙酮
O CH3CCH2COOH
加热
H2 C
-CO2
H3C C C O
OO
H
CH2
重排
H3C C OH
O CH3CCH3
12-03 羰基酸的脱羧反应
4. 生物代谢过程中，丙酮酸在缺氧的情况下脱羧生成乙醛， 随即被酶催化还原为乙醇
O
酶
CH3CCOOH
O CH3CH
+ CO2
酶 CH3CH2OH
H
三羧酸循环中脱羧反应和脱氢反应
三羧酸循环中的脱羧反应和脱氢反应一、引言三羧酸循环（TCA循环）是生物体内一种非常重要的代谢途径，它在细胞呼吸中发挥着至关重要的作用。
在三羧酸循环中，脱羧反应和脱氢反应是两个核心步骤，它们负责将乙酰辅酶A氧化成二氧化碳和水，并产生大量还原型辅酶NADH和FADH2。
这两种辅酶又很大程度上参与了线粒体内细胞呼吸链的工作。
本文将就三羧酸循环中的脱羧反应和脱氢反应展开全面的评估，并从浅入深地探讨这一主题。
二、脱羧反应（一）脱羧反应的定义和作用脱羧反应是三羧酸循环中的一种重要反应，它主要发生在异丙酰辅酶A脱羧酶作用下。
在这一反应中，乙酰辅酶A经过一系列酶催化作用，失去两个碳原子，生成丙酮酸。
这是三羧酸循环中的第一步脱羧反应，也是将有机物氧化为二氧化碳的关键步骤。
（二）脱羧反应的化学方程式和催化酶脱羧反应的化学方程式如下：乙酰辅酶A + GDP + Pi + NAD+ →羧基-辅酰胺 + CoA + NADH + CO2 + GTP脱羧反应主要由异丙酰辅酶A脱羧酶催化。
（三）脱羧反应的生物学意义脱羧反应将乙酰辅酶A氧化成丙酮酸的也产生了两分子还原型辅酶NADH。
这些还原型辅酶又可以进入线粒体内的细胞呼吸链，产生更多的三磷酸腺苷（ATP），为细胞提供充足的能量。
三、脱氢反应（一）脱氢反应的定义和作用脱氢反应是三羧酸循环中的另一个重要反应，它主要包括4个脱氢酶作用。
这些脱氢反应将丙酮酸、柠檬酸等有机酸氧化成了辅酰胺、嘌呤核苷酸二磷酸酶和α-麦角甾酮。
这是三羧酸循环中的另一关键步骤，也是细胞呼吸链所需的还原剂NADH和FADH2的主要生成途径。
（二）脱氢反应的化学方程式和催化酶脱氢反应的化学方程式如下：A酶-乙酰辅酶A + NAD+ ⇒ A酶-辅酰胺 + NADH + CO2脱氢反应主要由乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、橙酸脱氢酶和莽草酸脱氢酶催化。
（三）脱氢反应的生物学意义脱氢反应将有机酸氧化成了辅酰胺、嘌呤核苷酸二磷酸酶和α-麦角甾酮，产生了很多还原型辅酶NADH和FADH2。
酮酸的脱羧反应
22
（2）与NaOH、Na2CO3、NaHCO3反应生成盐。
RCOOH + NaOH 2RCOOH + Na2CO3 RCOOH + NaHCO3
代，生成酰卤、酸酐、酯和酰胺等羧酸衍生物。
O
X
O
O
OH 被取代
O C R'
得到
R C Cl
25
OR'
R CX
O RC
O
O O C R'
NH2
R C OR'
O
R C NH2
酰卤
酸酐 酯 酰胺
25
（1）酰卤的生成
由羧酸与三氯化磷、五氯化磷或亚硫酰氯反应，可以得到
酰氯。
RCOOH
PCl3 PCl5 SOCl2
酰胺
30
30
3．还原反应
用选择性还原剂氢化锂铝（LiAlH4），能将羧酸还原成 伯醇。
RCOOH LiAlH4(醚) H2O RCH2OH
CH3CH
CHCOOH ① LiAlH4 , Et2O ② H3O1 +
CH3CH CHCH2OH
31
4．α -H的卤代反应
在少量红磷或三卤化磷的存在下， α-H能被卤素取代， 生成卤代酸。
O C C O + H2O
O
邻苯二甲酸酐
27
（3）酯的生成
羧酸和醇在强酸（常用浓硫酸）的催化作用下生成酯和
水，该反应称为酯化反应。逆反应为水解反应。
RCOOH + R'OH 浓H2SO4 △
β酮酸脱羧反应机理
β酮酸脱羧反应机理引言β酮酸脱羧反应是有机化学中一种常见的反应类型，通过去除β酮酸分子中的羧基，生成相对稳定的羰基化合物。
在该反应中，β酮酸的碳原子数目会减少一个，因此也称为酮的脱羧反应。
本文将全面、详细、完整且深入地探讨β酮酸脱羧反应的机理。
β酮酸脱羧反应机理概述β酮酸脱羧反应是一种酸催化反应，主要发生在碱性条件下。
在反应过程中，β酮酸分子的羧基会被去除，形成氧化的中间体，然后脱去羧基生成酮。
反应机理详解下面将详细介绍β酮酸脱羧反应的机理步骤：步骤一：质子化首先，在酸性条件下，H+质子会与β酮酸分子中的羧基相结合，形成稳定的质子化中间体。
步骤二：羧基质子化在质子化后，产生的中间体发生质子迁移，羧基的质子会从羧基的羟基上转移到β碳原子上。
这个步骤是通过质子转移催化的。
步骤三：产生氧化中间体在经历了羧基质子化后，形成了一个氧化的中间体。
该中间体含有β碳原子上的羟基和一个质子。
步骤四：羧基脱除在氧化中间体中，羧基会脱除，生成一个稳定的酮。
反应机理举例下面以一个具体的反应为例，来更加直观地展示β酮酸脱羧反应的机理：反应示例举例来说，假设有一个β酮酸分子（化学式为R1-C(O)-C(O)-R2，其中R1和R2为有机基团），并处于酸性条件下。
步骤一：质子化在酸性条件下，H+质子与β酮酸分子中的羧基结合，形成稳定的质子化中间体（R1-C(O)-C(O)-R2-H+）。
步骤二：羧基质子化质子化后，羧基的质子从羧基的羟基上转移到β碳原子上（R1-C(O)-C(H2)-R2-H+）。
步骤三：产生氧化中间体经历了羧基质子化后，形成了一个氧化的中间体（R1-C(O)-C(H2)-R2•+）。
该中间体含有β碳原子上的羟基和一个质子。
步骤四：羧基脱除在氧化中间体中，羧基会脱除，生成一个稳定的酮（R1-C(H2)-C(O)-R2）。
最终的产物是一个酮化合物。
结论在β酮酸脱羧反应的机理中，羧基的去除是通过一系列复杂的质子迁移和脱除步骤完成的。
α -酮酸的氧化脱羧反应
α -酮酸的氧化脱羧反应下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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13
13
俗名：根据其来源或性质来命名。
COOH
CH3COOH
HOOC COOH
CH3(CH3)16COOH
醋酸
草酸
安息香酸
硬脂酸
CH CHCOOH 肉桂酸 14
14
课堂互动
用系统命名法命名下列化合物。
1.
CH CHCOOH
2. CH3CHCH2CH2COOH
3.
COOH
CH2COOH
15
15
拓展阅读
COOH
COOH
COOH COOH
环戊酸
苯甲酸
11
邻苯二甲酸
11
2. 系统命名法
选主链
选择包含羧基的最长碳链为主链，称为某酸。
编号
从羧基的碳原子一端开始编号。
命名
γ βα
4 3 21
CH3CH2CHCOOH
取代基的位次、数目、名称写在前面，羧酸母体
写在后面。
6 5 4 132 2 1 HOOCCHCH2CH2CHCOOH
CH3COOH
乙酸
CH3CHCOOH CH39
异戊酸
CH2 CHCOOH
丙烯酸
9
饱和、不饱和二元酸则分别称为“某二酸”或“ 某烯二酸”。
HOOC COOH HOOCCH2CH2COOH HOOCCH CHCOOH
乙二酸
丁二酸
丁烯二酸
10
10
命名含有碳环的羧酸时，将碳环（芳环或脂环）看作取代 基，以脂肪羧酸作为母体加以命名。
2.它们含有什么样的官能团4 ？你知道它们的分类、结构和 性质吗？
4
定义
羧酸可看成是烃分子中的 氢原子被―COOH(羧基) 取 代得到的化合物。
取代羧酸是指羧酸分子中 烃基的氢原子被卤原子、羟 基、氨基和羰基取代的化合 5 物。包括卤代酸、羟基酸、 氨基酸和羰基酸等。
官能团
―COOH（羧基） —X、—OH、—NH2—
（1） Ka越大，pKa越小，酸22性越强。酸性大小顺序为： H2SO4或HCl ＞ RCOOH ＞ H2CO3 ＞ ArOH ＞ H2O ＞ ROH
22
（2）与NaOH、Na2CO3、NaHCO3反应生成盐。
RCOOH + NaOH 2RCOOH + Na2CO3 RCOOH + NaHCO3
第九章 羧酸及取代羧酸
吴 丽 制作
目录
第一节 羧酸 一、羧酸的分类和命名 二、羧酸的结构 三、羧酸的性质
第二节 取代羧酸 一、卤代酸 二、羟基酸 三、羰基酸
学习目标
知识目标 1.掌握 羧酸及取代羧酸的分类、命名；羧酸的酸性、羟基
的取代反应、脱羧反应、还原反应、α-H卤代反应。 2.熟悉 卤代酸取代反应，醇酸脱水反应，酮酸的脱羧反应。 3.了解 重要的羧酸和取代羧酸在药学中的应用。 能力目标 1. 能 根据羧基化合物的结构特点，比较其酸性强弱；命名重
RCOONa + HCl
RCOONa + H2O 2RCOONa + CO2 + H2O
RCOONa + CO2 + H2O
23
CO—
通式
羧酸 (Ar) R—COOH
卤代酸 羟基酸 羰基酸
RCH2(X)COOH RCH2(OH)COOH RCOCH2COOH
5
化学与专业
H HS
CH3 O
H
N
OH
O
O HO
卡托普 （抗高血压药）
利布洛芬 （解热镇痛药）
6
6
第一节 羧 酸
7
7
一、羧酸的分类和命名
(一) 羧酸的分类
根据羧酸分子中羧基所连接烃基的种类不同，羧酸分为 脂肪酸、脂环酸和芳香酸；脂肪酸分为饱和酸、不饱和酸； 根据羧基的数目不同，又分为一元酸和多元酸。
3
要的羧酸和醇酸（尤其俗名）。 2.会 鉴别羧酸、醇酸、酚酸和酮酸。
3
案例导入
案例：乙酸俗名醋酸，是食醋的主要成份，无色液体，强烈 的刺激性气味，无水乙酸常称为冰醋酸。乙酸的稀溶液（5～ 20 g·L-1）医药上可用作消毒防腐剂，用于烫伤或灼伤感染的 创面洗涤，乙酸还有消肿治癣、预防感冒等作用。 讨论:1.乙酸是哪一类有机物？你了解该类物质的其他化合物？
醛基 O 羧基
H C OH
羰基 COOH
COOH
1.甲酸（HCOOH） 俗名蚁酸，既有羧酸的性质，又有醛的性 质，能与托伦试剂、斐林试剂反应，能使高锰酸钾溶液褪色。 2.乙二酸（HOOCCOOH） 俗名草酸，被高锰酸钾溶液氧化。
16
16
课堂互动
用化学方法鉴别下列化合物。
1. 甲酸、乙酸、草酸
2. 乙烯、乙炔、乙二酸
17
17
二、羧酸的结构
O C
OH
O C
OH
p-π共轭使碳氧双键和碳氧单键的键长趋于平均化，羧酸
的化学性质非醇和醛（酮）性质的简单加合，不与羰基试剂
18
加成，但具有酸性等。
18
三、羧酸的性质
（一）物理性质
1.状态：饱和一元C1~3羧酸，刺激性气味液体 ；C4~9 令人不 愉快气味油状液体；C10以上高级羧酸无味无臭蜡状固体；二 元酸和芳香酸结晶性固体。 2.水溶性：低级羧酸与水混溶；随着羧酸相对分子质量的增 加，在水中的溶解度明显降低；高级羧酸及脂肪族二元酸和
H α RC
还原反应 O
CO
21
H 显酸性
羟基的取代反应
21
1．酸性
R COOH + H2O
R COO + H3O+ pKa
大多数羧酸是弱酸，羧酸的pKa一般都在3~5之间。一元羧 酸的酸性比盐酸、硫酸等无机强酸的酸性弱，但比碳酸（ pKa = 6.37）、酚类（p Ka = 10.0）、醇的酸性要强。
21
CH2COOH
3
H
45
CH CH2
CH3
C2H5
CH3
CH3
2-甲基丁酸(α-甲基丁酸) 2-甲基-5-乙基己二酸 S-3-甲基-4-戊烯酸
12
CH3(CH2)4CH CHCH2CH CH(CH2)7COOH
9,12-十八碳二烯酸（亚油酸）
HOOC C
H
COOH C
C2H5
(Z)-2-乙基丁烯二酸
19
芳香酸不溶于水。
19
3.沸点：羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇要高。乙酸的 沸点118℃，正丙醇的沸点97℃。
O HO
RC
CR
OH O
二聚体（ 2分子氢键）
20
20
（二）化学性质
羧酸的化学性质主要发生在官能团羧基上，羧基的结构 决定了羧酸主要的化学性质，如下所示：
α-H取代反应 脱羧反应
饱和酸
一元酸 CH3COOH
二元酸
COOH COOH
不饱和酸
CH2＝CHCOOH
CHCOOH 8
CHCOOH
脂环酸
COOH
COOH COOH
芳香酸
COOH
COOH COOH
8
(二) 羧酸的命名 1.普通命名法 简单结构的羧酸与醛的命名相
似，命名时只须将“醛”字改为“酸”即可，饱和 、不饱和一元酸分别称为“某酸”或“某烯酸”。