羧酸、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 . a-酮酸的分解为什么比3-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 . a-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。

第九章羟基酸和酮酸一、学习要求1．掌握羟基酸和酮酸的结构和命名。

2．掌握羟基酸和酮酸的化学性质及酮式—烯醇式互变异构现象。

3．了解重要的羟基酸性能与生物活性。

4．了解α-酮酸氨基化反应的生物学意义。

二、本章要点（一）、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（羟基酸分为醇酸和酚酸），被氧原子取代后称为酮酸。

（二）、羟基酸1．命名羟基酸的命名除用俗名外，还可采用IUPAC法。

IUPAC法是以羧酸为母体，羟基的位置编号写在母体名称前面。

2．物理性质常见的醇酸多为晶体或粘稠的液体，在水中的溶解度和熔点较相应碳原子数的醇和酸大，多数醇酸具有旋光性。

酚酸都为晶体，多以盐、酯或糖苷的形式存在于植物中。

2．化学性质羟基酸具有醇、酚和酸的通性。

由于羟基和羧基的相互影响又具有特殊性。

（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，甚至无影响。

酚酸的酸性受诱导效应、共轭效应和邻位效应的影响，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。

（2）氧化反应：醇酸中羟基因受羧基的-I效应影响，比醇中羟基更易被氧化，如α-醇酸能与弱氧化剂（如Tollens试剂）反应生成醛酸或酮酸。

此反应体内是在酶催化下进行。

（3）加热的反应：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，特别是游离的γ-醇酸常温下不存在。

（三）、酮酸1．分类和命名酮酸可分为α-酮酸、β-酮酸、γ-酮酸……。

油脂、糖和蛋白质体内代谢主要产生α-酮酸和β-酮酸。

酮酸命名时，以羧酸为母体，酮基作取代基，按取代酸命名。

2．化学性质（1）酸性：酮酸的酸性比相应的醇酸强。

（2）α-酮酸的反应：α-酮酸在稀H2SO4存在下，150℃失去CO2，变成少一个碳原子的醛；它也能与弱氧化剂（如Tollens试剂）发生银镜反应。

（3）β-酮酸的脱羧反应：β-酮酸比α-酮酸更易失去羧基，因此β-酮酸只能在低温下保存。