第十七章取代羧酸和对映异构--第一节羟基酸

第十七章　取代羧酸和对映异构

　　取代羧酸可以看成是羧酸分子中烃基上的氢原子被其他官能团取代后的生成物。最常见的是氢原子分别被卤素、羟基、氧原子或氨基取代，生成卤代酸、羟基酸、氧代酸或氨基酸。例如：

　　卤代酸

羟基酸

氧代酸

氨基酸

本章主要讨论羟基酸和氧化酸。

第一节　羟基酸

　　一、羟基酸的构造及分类

　　羟基酸是分子中同时具有羟基和羧基两种官能团的化合物，又可分为醇酸和酚酸两类。

　　醇酸：

　　酚酸：

　　醇酸还可以根据羟基与羧基的相对位置，分为α-，β-，γ-，δ-…羟基酸。

　　二、羟基酸的命名

　　羟基酸以及其他含两种或几种官能团的化合物用系统命名法命名时，在些官能团中选择作为主官能团，并以相应的化合物为母体，其他的官能团都看作是取代基。

　　选择主官能团的优先顺序依次为：

　　因此，只要是分子中含有羧基，该化合物一般即以相应的羧酸为母体，其他官能团作为取代基来命名。例如：

许多羟基酸还有俗名，其应用往往比系统名称更为广泛。因此，对于与医学有关的重要取代羧酸的俗名及其构造式都须记住。

　　三、羟基酸的物理性质

　　醇酸一般是粘稠的液体或晶体，易溶于水，其溶解度通常都大于相应的脂肪酸。这是由于分子中同时含有羟基和羧基两个极性基团，它们都能与水形成氢键的缘故。醇酸不易挥发，在常压下蒸馏时会发生分解。

　　酚酸大多为晶体，其熔点比相应的芳香酸高。有些酚酸易溶于水，如没食子酸；有的微溶于水，如水杨酸。

　　四、羟基酸的化学性质

　　含有两种或两种以上官能团的化合物，在一般情况下，具有各官能团的基本化学性质。但由于两种官能团存在于同一分子中，就有可能发生相互影响。因此，在分析各化合物的分子构造以推测其性质时，除注意哪些性质是各个官能团所固有的以外，还须注意：（1）某一个官能团受另一个官能团的影响，例如，活性的增强或减弱，新性质的出现以及不发生某种基本反应等；（2）一种试剂可能同时与分子中的两种或几种官能团都发生反应。

　　（一）羧基的性质

　　1．酸性

　　羟基酸的羧基能电离，能与碱反应生成盐。例如：

羟基能增强羧基的酸性，但影响不大。

　　2．酯化

　　在酸性催化剂存在时，羟基酸与醇发生酯化作用。例如：

但由于酸的作用及受热的结果，在酯化的同时，往往还有副反应发生。

　　（二）羟基的性质

　　羟基酸与氧化剂反应时，根据羟基所连的碳是伯或仲碳原子，而有不同的反应产物。

　　（三）羟基酸受热的反应

　　1．α-羟基酸

　　α-羟基酸受热时，发生双分子间的脱水反应，即它们之间交叉酯化，生成环状化合物----交酯。

　　2．β-羟基酸

　　β-羟基酸受热时，发生消去反应，主产物是α，β-烯酸。

　　3．γ-及δ-羟基酸

　　γ-或δ-羟基酸受热时，发生分子内的酯化反应，生成五元或六元的环状内酯。

　　γ-内酯比δ-内酯容易生成。

　　（四）酚酸的反应

　　酚酸含有酚式羟基，能与FeCL₃发生颜色反应。例如，FeCL₃与水杨酸呈紫红色，与没食子酸显蓝黑色。

　　酚酸的羧基处于羟基的邻位或对位时，受热后易脱羧。

　　五、个别羟基酸

　　（一）乳酸

　　乳酸存在于酸牛奶中，它也是肌肉中糖原的代谢产物。纯

　　净的乳酸是无色粘稠液体，熔点18℃，有强的吸水性，溶于水、乙醇和乙。醚乳酸的用途极广泛，在医药上可用于空气消毒，其钙盐用作治疗佝偻病等缺钙症，钠盐用为解除酸中毒的药物。乳酸还大量用在食品、饮料及皮革工业中。

　　（二）β-羟基丁酸

　　β-羟基丁酸

　　是无色晶体，熔点49-50℃，吸湿性强一

　　般为糖浆状；易溶于水、乙醇和乙醚，不溶于苯。它是人体脂肪酸代谢的中间产物，易氧化为乙酰乙酸。受热时，脱水为α，β-丁烯酸。

　　（三）酒石酸

　　酒石酸(二羟基丁二酸）存在于各种水果中，葡萄中含量

　　较多。从自然界得到的酒石酸是无色晶体，熔点170℃，易溶于水。其盐酒石酸锑钾　用于治疗血吸虫病，酒石酸钾钠

　　用以配制费林溶液。

　　（四）柠檬酸

　　柠檬酸（枸椽酸）存在于柑桔类果实中。它是无色透明

　　晶体，熔点137℃，易溶于水、乙醇和乙醚。柠檬酸是糖代谢的中间产物。它常用于配制饮料。其钠盐为抗血凝药，铁铵盐可用于儿童缺铁性贫血。

　　（五）水杨酸

　　水杨酸的钠盐（PAS-Na）有抑制结核菌的作用。