取代羧酸和旋光异构ppt课件.ppt

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1、取代羧酸取代羧酸(substituted carboxylic acid)substituted carboxylic acid)卤代酸卤代酸2-羟基丙酸（乳酸）羟基丙酸（乳酸）邻羟基苯甲酸（水杨酸）邻羟基苯甲酸（水杨酸）羟基酸羟基酸溴乙酸溴乙酸 2-氯丙酸氯丙酸 取代羧酸取代羧酸(substituted carboxylic acid)substituted carboxylic acid)氧代酸氧代酸氨基乙酸氨基乙酸(甘氨酸甘氨酸)2-氨基苯丙酸氨基苯丙酸(苯丙氨酸苯丙氨酸)氨基酸氨基酸乙醛酸乙醛酸 2-氧代乙酸氧代乙酸(丙酮酸丙酮酸)第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydrox

2、y acid acid）一、羟基酸的构造、分类和命名一、羟基酸的构造、分类和命名根据羟基所连接的烃基不同，羟基酸可分为根据羟基所连接的烃基不同，羟基酸可分为醇酸和酚酸两类。醇酸和酚酸两类。醇酸：醇酸：羟基丁二酸羟基丁二酸 柠檬酸柠檬酸 酒石酸酒石酸 （苹果酸）（苹果酸）第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）一、羟基酸的构造、分类和命名一、羟基酸的构造、分类和命名根据羟基所连接的烃基不同，羟基酸可分为根据羟基所连接的烃基不同，羟基酸可分为醇酸和酚酸两类。醇酸和酚酸两类。酚酸：酚酸：邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸 3，4，5三羟基苯甲酸三羟基苯甲酸 (水杨酸水杨酸

3、)（没食子酸）（没食子酸）第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）一、羟基酸的构造、分类和命名一、羟基酸的构造、分类和命名醇酸还可以根据羟基与羧基的相对位置，分醇酸还可以根据羟基与羧基的相对位置，分为为a-,b-,a-,b-,-,d-.-,d-.羟基酸。羟基酸。羟基酸含有羟基和羧基两种官能团，凡是含有羟基酸含有羟基和羧基两种官能团，凡是含有两种或几种官能团的化合物用系统命名法命名两种或几种官能团的化合物用系统命名法命名时，在这些官能团中选择一种作为主官能团，时，在这些官能团中选择一种作为主官能团，并以相应的化合物作为母体，其它的官能团都并以相应的化合物作为

4、母体，其它的官能团都看成是取代基。看成是取代基。第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）一、羟基酸的构造、分类和命名一、羟基酸的构造、分类和命名主官能团的优先顺序依次为：主官能团的优先顺序依次为：第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）一、羟基酸的构造、分类和命名一、羟基酸的构造、分类和命名例如：例如：2-羟基丙酸羟基丙酸 3-3-羟基丁酸羟基丁酸 a-a-羟基丙酸羟基丙酸 b-b-羟基丁酸羟基丁酸 （乳酸）（乳酸）第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）一、羟基酸的构造、分类和命

5、名一、羟基酸的构造、分类和命名例如：例如：2 2,3-,3-二羟基丁二酸二羟基丁二酸 2-2-羟基苯甲酸羟基苯甲酸（酒石酸）酒石酸）（水杨酸）（水杨酸）第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）二、羟基酸的物理性质二、羟基酸的物理性质 醇醇酸酸一一般般是是粘粘稠稠的的液液体体或或晶晶体体，易易溶溶于于水水，其溶解度通常都大于相应的脂肪酸。其溶解度通常都大于相应的脂肪酸。醇醇酸酸不不易易挥挥发发，在在常常压压下下蒸蒸馏馏时时会会发发生生分分解。解。酚酚酸酸大大多多为为晶晶体体，其其熔熔点点比比相相应应的的芳芳香香酸酸高高。有有些些酚酚酸酸易易溶溶于于水水，如如

6、没没食食子子酸酸；有有的的微溶于水，如水杨酸。微溶于水，如水杨酸。第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）三、羟基酸的化学性质三、羟基酸的化学性质 （一）羧基的性质（一）羧基的性质 1酸性酸性2酯化酯化 第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）三、羟基酸的化学性质三、羟基酸的化学性质 （二）羟基的性质（二）羟基的性质 1羟基的氧化羟基的氧化 醇醇酸酸分分子子中中的的羟羟基基比比醇醇分分子子中中的的羟羟基基易易被氧化。被氧化。例例如如：托托伦伦试试剂剂和和稀稀硝硝酸酸不不能能氧氧化化醇醇，但能氧化但能氧化a-a-醇酸醇酸

7、 而生成而生成a-a-氧代酸氧代酸 。第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）三、羟基酸的化学性质三、羟基酸的化学性质 （二）羟基的性质（二）羟基的性质 2羟基的酯化羟基的酯化 羟羟基基酸酸的的羟羟基基不不易易与与羧羧酸酸直直接接酯酯化化成成酯酯。如如用用无无机机酸酸作作催催化化剂剂，则则醇醇式式羟羟基基脱脱水水发生其它反应。发生其它反应。通通常常可可用用较较强强的的酰酰卤卤或或酸酸酐酐使使其其羟羟基基直直接酯化。接酯化。第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）三、羟基酸的化学性质三、羟基酸的化学性质 （二）羟基的性质

8、（二）羟基的性质 2羟基的酯化羟基的酯化 CH3CHCOOHOHCH3COCl+CH3CHCOOHOOCCH3+HCl第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）三、羟基酸的化学性质三、羟基酸的化学性质 （二）羟基的性质（二）羟基的性质 2羟基的酯化羟基的酯化 COOHOHOCOOHC CH3OH2SO4(CH3CO)2O+第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）三、羟基酸的化学性质三、羟基酸的化学性质 （三）羟基酸的受热反应（三）羟基酸的受热反应 1-羟基酸羟基酸 双分子间的脱水反应，生成交酯。双分子间的脱水反应，生成交

9、酯。第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）三、羟基酸的化学性质三、羟基酸的化学性质 （三）羟基酸的受热反应（三）羟基酸的受热反应 2-羟基酸羟基酸-羟基酸受热后，生成羟基酸受热后，生成、-不饱和酸。不饱和酸。第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）三、羟基酸的化学性质三、羟基酸的化学性质 （三）羟基酸的受热反应（三）羟基酸的受热反应 3-羟基酸与羟基酸与-羟基酸羟基酸-或或-羟羟基基酸酸受受热热后后，在在同同一一分分子子内内的的羟羟基基与与羧羧基基发发生生酯酯化化反反应应，生生成成五五元元或或六六元元的的环环状状内酯

10、。内酯。第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）三、羟基酸的化学性质三、羟基酸的化学性质 （四）酚酸的反应（四）酚酸的反应 酚酚酸酸含含有有酚酚式式羟羟基基，能能与与FeCl3发发生生颜颜色色反反应应。例例如如，FeCl3与与水水杨杨酸酸呈呈紫紫红红色，与没食子酸显蓝黑色。色，与没食子酸显蓝黑色。羟羟基基在在羧羧基基的的邻邻位位或或对对位位的的酚酚酸酸在在加加热热至至熔熔点点以以上上时时，易易分分解解脱脱羧羧而而生生成成相应的酚。相应的酚。第一节第一节 羟基酸羟基酸（hydroxyhydroxy acid acid）四、重要的羟基酸四、重要的羟基酸 （一）

11、乳酸（一）乳酸（二）（二）-羟基丁酸羟基丁酸（三）苹果酸（三）苹果酸（四）酒石酸（四）酒石酸（五）柠檬酸（五）柠檬酸（六）水杨酸（六）水杨酸 第第二二节节 氧代酸氧代酸 氧代酸包括醛酸（氧代酸包括醛酸（aldehydoaldehydo acidacid）和酮酸和酮酸(ketoketo acid)acid)两类两类 2-2-氧代乙酸氧代乙酸 2-2-氧代丙酸氧代丙酸 （乙醛酸）（乙醛酸）（丙酮酸）（丙酮酸）一、氧代酸的构造及命名一、氧代酸的构造及命名 第第二二节节 氧代酸氧代酸 3-3-氧氧代代丁丁酸酸 2-2-氧氧代代丁丁二二酸酸 (-丁酮酸，乙酰乙酸）丁酮酸，乙酰乙酸）（草酰乙酸）（草酰乙酸

12、）一、氧代酸的构造及命名一、氧代酸的构造及命名 2-2-氧代戊二酸氧代戊二酸（-酮戊二酸）酮戊二酸）第第二二节节 氧代酸氧代酸 -酮酮酸酸与与稀稀硫硫酸酸加加热热至至150150，发发生生脱羧反应，生成醛。脱羧反应，生成醛。-酮酮酸酸只只在在低低温温下下稳稳定定，在在室室温温以以上上易脱羧生成酮，这是易脱羧生成酮，这是-酮酸的共性。酮酸的共性。二、氧代酸的化学性质二、氧代酸的化学性质（一）羧基和羰基的性质（一）羧基和羰基的性质（二）（二）-酮酸及酮酸及-酮酸的特殊反应酮酸的特殊反应 第第二二节节 氧代酸氧代酸三、互变异构现象三、互变异构现象（tautomerism）乙酰乙酸乙酰乙酸乙酰乙酸乙酯

13、乙酰乙酸乙酯第第二二节节 氧代酸氧代酸乙乙酰酰乙乙酸酸属属于于-酮酮酸酸，不不稳稳定定，受受热热后后易易脱脱羧羧，但但 它它 的的 酯酯 即即 乙乙 酰酰 乙乙 酸酸 乙乙 酯酯(CH3COCH2COOC2H5)是稳定的化合物。是稳定的化合物。三、互变异构现象三、互变异构现象（tautomerism）一一方方面面乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酯酯具具有有酮酮和和羧羧酸酸酯酯的的典典型型反应；反应；另另一一方方面面它它又又能能与与溴溴的的四四氯氯化化碳碳溶溶液液反反应应而而使使其其褪褪色色、与与金金属属钠钠反反应应放放出出氢氢气气、与与三三氯氯化铁反应显紫色。化铁反应显紫色。第第二二节节 氧代酸氧代酸 酮

14、式（酮式（I I）93%93%烯醇式（烯醇式（II II）7%7%三、互变异构现象三、互变异构现象（tautomerism）第第二二节节 氧代酸氧代酸三、互变异构现象三、互变异构现象（tautomerism）第第二二节节 氧代酸氧代酸四、重要的氧代酸四、重要的氧代酸（一）丙酮酸（一）丙酮酸（二）草酰乙酸（二）草酰乙酸（三）乙酰乙酸（三）乙酰乙酸-羟基丁酸、乙酰乙酸和丙酮在医学上总称为羟基丁酸、乙酰乙酸和丙酮在医学上总称为“酮体酮体”。酮体是脂肪在体内不能完全被氧化成二氧化酮体是脂肪在体内不能完全被氧化成二氧化碳和水时的中间产物。碳和水时的中间产物。同分异构分类同分异构分类构造异构碳链异构位置异

15、构官能团异构立体异构构象异构几何异构旋光异构构型异构第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 一、平面偏振光和物质的旋光性一、平面偏振光和物质的旋光性 第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 （一）平面偏振光（一）平面偏振光 普通光偏振光（二）（二）旋光性物质和物质的旋光性旋光性物质和物质的旋光性 物质能使偏振光的振动面旋转的物质能使偏振光的振动面旋转的性质叫做旋光性性质叫做旋光性(optical activity)。第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 一、平面偏振光和物质的旋光性一、平面偏振光和物质的旋光性（二）（二）旋光性物质和物质的旋光性旋光性物质和物质的旋光性 乳乳酸酸、葡葡萄萄糖糖

16、等等能能使使偏偏振振光光的的振振动动面面发发生生偏偏转的物质叫做旋光性物质。转的物质叫做旋光性物质。乙乙醇醇、丙丙酮酮等等不不能能使使偏偏振振光光的的振振动动面面发发生生旋旋转的物质叫做非旋光性物质。转的物质叫做非旋光性物质。使使平平面面偏偏振振光光振振动动面面向向右右旋旋转转（顺顺时时针针）的的叫做右旋体，以叫做右旋体，以d或或+表示；表示；使使平平面面偏偏振振光光振振动动面面向向左左旋旋转转（逆逆时时针针）的的叫做左旋体，以叫做左旋体，以l或或表示。表示。第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 一、平面偏振光和物质的旋光性一、平面偏振光和物质的旋光性（二）（二）旋光性物质和物质的旋光性旋光

17、性物质和物质的旋光性 起偏器盛液管检偏器检偏器刻度盘的读数为旋光度第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 一、平面偏振光和物质的旋光性一、平面偏振光和物质的旋光性（三）旋光度和比旋光度（三）旋光度和比旋光度 溶液的旋光度；溶液的旋光度；L盛液管的长度（盛液管的长度（dm）；）；单色光的波长，通常是钠光（单色光的波长，通常是钠光（589nm）；）；c溶液的浓度；溶液的浓度；t测定时的温度，通常为测定时的温度，通常为20；第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 一、平面偏振光和物质的旋光性一、平面偏振光和物质的旋光性（一）分子的手性和手性分子（一）分子的手性和手性分子 第三节第三节 旋光异构现象旋

18、光异构现象 二、化合物的旋光性与其结构的关系二、化合物的旋光性与其结构的关系（一）分子的手性和手性分子（一）分子的手性和手性分子 第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 二、化合物的旋光性与其结构的关系二、化合物的旋光性与其结构的关系 一个化合物的分子与其镜像不能相一个化合物的分子与其镜像不能相互重合时，这种分子就是手性分子，它互重合时，这种分子就是手性分子，它具有手性具有手性(chirality)，凡是手性分子都凡是手性分子都有旋光性。有旋光性。（一）分子的手性和手性分子（一）分子的手性和手性分子 第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 二、化合物的旋光性与其结构的关系二、化合物的旋光性与其

19、结构的关系 最常见的手性分子是含手性碳原子最常见的手性分子是含手性碳原子的分子。所谓手性碳原子是指连有四个的分子。所谓手性碳原子是指连有四个不同的原子或原子团的碳原子，这种碳不同的原子或原子团的碳原子，这种碳原子常以星号原子常以星号“*”表示表示.化合物的旋光性与其结构的关系化合物的旋光性与其结构的关系 有对称面存在有对称面存在的分子为对称分子，的分子为对称分子，没有旋光性。没有旋光性。没有对称面存没有对称面存在的分子就具有旋在的分子就具有旋光性光性。化合物的旋光性与其结构的关系化合物的旋光性与其结构的关系(+)-乳酸(-)-乳酸第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 二、化合物的旋光性与其结

20、构的关系二、化合物的旋光性与其结构的关系（一）分子的手性和手性分子（一）分子的手性和手性分子 第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 二、化合物的旋光性与其结构的关系二、化合物的旋光性与其结构的关系（一）分子的手性和手性分子（一）分子的手性和手性分子 D20(H2O)m.p./pKa肌肉乳酸3.820533.79发酵乳酸3.820533.79 这这种种旋旋光光性性不不同同的的立立体体异异构构体体称称为为旋旋光光异构体，这种现象称为旋光异构现象。异构体，这种现象称为旋光异构现象。这两个构型异构体互呈物体与其镜象关系这两个构型异构体互呈物体与其镜象关系而又不能重合，故把这两个立体异构体叫做对而又不

21、能重合，故把这两个立体异构体叫做对映异构体或对映体映异构体或对映体(enantiomerenantiomer),),这种立体异这种立体异构现象叫做对映异构现象构现象叫做对映异构现象(enantiomerismenantiomerism)。第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 二、化合物的旋光性与其结构的关系二、化合物的旋光性与其结构的关系（一）分子的手性和手性分子（一）分子的手性和手性分子 从酸败的牛奶中或用合成方法得到的乳酸从酸败的牛奶中或用合成方法得到的乳酸,没有旋光性，即没有旋光性，即 D D20200 0。这是因为这样制这是因为这样制得的乳酸是等量的右旋乳酸和左旋乳酸的混得的乳酸是等

22、量的右旋乳酸和左旋乳酸的混合物，它们对偏振光的作用相互抵销，所以合物，它们对偏振光的作用相互抵销，所以没有旋光性。这种乳酸被称为外消旋没有旋光性。这种乳酸被称为外消旋(racemicracemic)乳酸，用（乳酸，用（）-或（或（d/ld/l）-乳酸乳酸表示。表示。第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 二、化合物的旋光性与其结构的关系二、化合物的旋光性与其结构的关系（二）外消旋体（二）外消旋体 第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 三、旋光异构体的构型三、旋光异构体的构型（一）费歇尔（一）费歇尔(Fischer)投影式投影式 第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 三、旋光异构体的构型三、

23、旋光异构体的构型（一）费歇尔（一）费歇尔(Fischer)投影式投影式 第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 三、旋光异构体的构型三、旋光异构体的构型（一）费歇尔（一）费歇尔(Fischer)投影式投影式 书写原则：书写原则：通常把碳链放在竖键上，并把命名时编号通常把碳链放在竖键上，并把命名时编号最小的碳原子放在上端。最小的碳原子放在上端。横键向外横键向外，竖键向里。竖键向里。投影式特点：投影式特点：离开纸面翻转一次，构型改变。离开纸面翻转一次，构型改变。纸平面上旋转纸平面上旋转90 90 或或270270等构型改变。等构型改变。第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 三、旋光异构体的构型三

24、、旋光异构体的构型（一）费歇尔（一）费歇尔(Fischer)投影式投影式 第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 三、旋光异构体的构型三、旋光异构体的构型（二）构型的表示方法（二）构型的表示方法 1D/L构型表示法构型表示法 D-甘油醛甘油醛 L-甘油醛甘油醛第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 三、旋光异构体的构型三、旋光异构体的构型（二）构型的表示方法（二）构型的表示方法 1D/L构型表示法构型表示法 L-(-)甘油醛甘油醛 L-(+)乳酸乳酸2R/S构型系统命名法构型系统命名法第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 三、旋光异构体的构型三、旋光异构体的构型（二）构型的表示方法（二）构型

25、的表示方法 2R/S构型系统命名法构型系统命名法第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 三、旋光异构体的构型三、旋光异构体的构型（二）构型的表示方法（二）构型的表示方法 S构型构型2R/S构型系统命名法构型系统命名法第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 三、旋光异构体的构型三、旋光异构体的构型（二）构型的表示方法（二）构型的表示方法 R构型构型第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 四、含两个手性碳原子的分子四、含两个手性碳原子的分子（一）含两个不同的手性碳原子的分子（一）含两个不同的手性碳原子的分子 第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 四、含两个手性碳原子的分子四、含两个手性碳原子的分子（二）含有两个相同手性碳原子的分子（二）含有两个相同手性碳原子的分子 酒石酸酒石酸第三节第三节 旋光异构现象旋光异构现象 五、旋光异构在医学上的意义五、旋光异构在医学上的意义