取代酸旋光异构

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1、第十六章取代酸旋光异构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叫做取代酸。16.1取代酸重要的取代酸——卤代酸、羟基酸、羰基酸、氨基酸。这几类取代酸，在有机合成中或者在生物代谢中，都是非常重要的物质。本章主要讨论羟基酸与羰基酸。Ⅰ羟基酸一分类：羟基酸醇酸—脂肪羧酸烃基上的氢原子被羟基取代酚酸—芳香羧酸芳环上的氢原子被羟基取代醇酸：生物体代谢过程中主要物质酚酸：以盐、酯、糖酐形式存在于植物中根据分子中羟基和羰基的相对位置α—羟基酸β—羟基酸γ—羟基酸二命名：常用俗名系统命名法：选择含有羧基和羟基的最长碳链作链，编号由距离羟基最近的羧基开始三物理性质酚酸是固体

2、。醇酸多为结晶或糖浆状液体。水中溶解度大（∵能与水形成氢键）四化学性质醇酸除有醇和羧酸的典型反应性能外，由于羟基与羧基间的相互影响，因其相对位置不同，还表现出一些特性反应1、酸性：比相应羧酸强（由于羟基的吸电诱导效应）且随羟基距离羧基距离的增大而减弱2、α—羟基酸的氧化羟基易被托伦试剂氧化成α—羰基酸乳酸丙酮酸3、α—羟基酸的分解反应（羧基和α—碳之间的键断裂）4、失水反应醇酸受热后，能发生失水反应，但失水方式随羟基的位置而异α—羟基酸受热———双分子的失水反应，生成交酯（环状酯）β—羟基酸受热———生成α、β—不饱和酸。γ或δ—羟基酸受热发生分子内的酯化———生成内

3、酯五自然界的羟基酸1、乳酸：牛奶中的乳糖受微生物作用分解而成，蔗糖发酵或人体运动也可产生乳酸。乳酸有强吸湿性，呈糖浆状。工业上常用乳酸作除钙剂。医药上，用乳酸做腐蚀剂。2、苹果酸：从苹果中得到，既是α—羟基酸，也是β—羟基酸。用于制药及食品工业。3、酒石酸：食品工业用做酸味剂，也用于陶瓷，制革，印染4、柠檬酸：存在于多种植物的果实中。在食品工业中用作糖果及清凉饮料的调味品。也用于制药5.水杨酸：以酯的形式存在与植物中。可作香精（用于制皂、牙膏、糖果等）五倍子酸：3、4、5—三羟基苯甲酸，也称没食子酸。以丹宁的形式存在于五倍子，茶叶等中。五倍子丹宁：由葡萄糖与不同数目的

4、五倍子酸形成的酯的混合物。丹宁有杀菌、防腐和凝固蛋白质的作用，所以在医学上可用作止血及收敛剂。羰基酸羰基酸是指脂肪羧酸中碳链上含有羰基的化合物分类醛酸：羰基在碳链一端酮酸：羰基在碳链当中命名：取含羰基和羧基的最长碳链，叫某醛酸或某酮酸。酮酸要注明酮基的位置。16.1.4丙酮酸是α—酮酸，是有机体内糖代谢过程的中间产物。它可由乳酸氧化，酒石酸失水，失羧而得到。特性：丙酮酸易被氧化16.1.5乙酰乙酸是β－酮酸，是机体内脂肪代谢的中间产物。只在低温下稳定，在室温以上即易失羧而成丙酮。这是β－酮酸共性。16.1.6乙酰乙酸乙酯的互变异构现象乙酰乙酸乙酯是一种具有水果香味的无

5、色液体，微溶于水，易溶于乙醇乙醚等有机溶剂。乙酰乙酸乙酯分子中含有羰基，因此具有酮的典型反应。此外，还能与FeCl3发生颜色反应，使溴水褪色；与金属钠作用，放出氢。这些反应无法用酮式结构解释。1911年，在－78℃低温下，乙酰乙酸乙酯被分离出两种异构体：一种为针状晶体，熔点－39℃，为酮式结构。另一种为无色液体，为烯醇式结构。所以乙酰乙酸乙酯实际上是酮式和烯醇式的混合物所形成的动态平衡体系。（92.5%)(7.5%)室温下，彼此互变，速度很快，不能分离。同分异构体间以一定比例平衡存在，并能相互转化的现象，叫互变异构现象。它通常是由氢原子的转移致使双键位置发生变化而引起

6、的互变异构现象。如β－酮酸酯，β－二酮以及某些糖或含氮的化合物。乙酰乙酸乙酯可形成烯醇式结构的原因：（1）酮式异构体分子中的两个羰基使得亚甲基上的氢变得特别活泼。（2）烯醇式异构体可通过分子内氢键，形成一个较稳定的六元闭合环结构而稳定。16.2旋光异构分子的结构就包括分子的构造、构型和构象。本章主要讨论对映异构。（旋光异构）16.2.1偏振光和旋光活性1偏振光光是一种电磁波，光波的振动方向与其前进方向垂直。普通光在所有垂直于其前进方向的平面上振动。偏振光——只在一个平面上振动。强度为I0的偏振光在通过检偏镜后的强度I为：I＝I0Cos2α其中α为两Nicol棱镜晶轴的

7、夹角。可见，当两Nicol晶轴平行时，观察到的光强度最大。2旋光物质与比旋光度旋光性——某些物质能使偏振光的振动方向旋转一定角度的性质。右旋——(+)；左旋——(－)旋光度——旋光性物质使偏振光的振动平面所旋转的角度，用α表示。显然，溶液的旋光度与浓度、单位盛液管长度成正比。比旋光度——单位浓度、单位盛液管长度下测得的旋光度，用[α]表示。实际测量时，可用溶液测量其旋光度，再用下式计算其比旋光度：式中：[α]λt——比旋光度；λ——测量时所采用的光波波长；t——测量时的温度；α——由仪器测得的溶液的旋光度；l——盛液管的长度,单位为dm(1dm=10