第8章 羧酸、羟基酸和酮酸

+2H
O △
CH3CCH2COOH
O CH3CCH3 + CO2
β-丁酮酸、β-羟基丁酸和丙酮三者在医学上合称为酮体。
鉴别方法：（1）亚硝酰铁氰化钠和氢氧化钠溶液（2）碘仿反应
五倍子
羟基酸的性质
1.酸性 羟基是吸电子基，故醇酸的酸性比相应的羧酸强，
羟基距羧基越近，酸性越强。 α-羟基酸>β-羟基酸>γ-羟基酸
2.氧化反应 醇酸中的羟基比醇中的羟基易被氧化。稀硝酸不
能氧化醇，但能氧化醇酸。托伦试剂可将α-醇酸氧 化为α-酮酸（鉴别方法）。
羟基酸的性质
稀HNO3 CH3CHCH2COOH
CH3CHCOOH
OH
重要的羟基酸
2.苹果酸 又名羟基丁二酸。苹果酸是糖代谢的中间产物， 在酶的
催化下 ，脱氢氧化生成草酰乙酸。
HO CHCOOH 酶 O CCOOH
CH2COOH -2H
CH2COOH
重要的羟基酸
3.水杨酸 又名邻-羟基苯甲酸，又名柳酸 。水杨酸具有酚和羧酸的
一般性质，具有清热、解毒和杀菌作用。由于水杨酸对胃有 刺激作用，不易内服，治疗时，多用水杨酸的衍生物。
CH3CCH2COOH
OH
托伦 试 剂
CH3CH2CHCOOH △ OH
O CH3CH2CCOOH + Ag
O
羟基酸的性质
3．醇酸的脱水反应
（1）α-羟基酸
两分子α-羟基酸相互酯化，生成交酯。
O
O
CH3CH C OH H
H+ CH3CH C O
O
O
△
H HO C CHCH3
+ 2H2O O C CHCH3

（乳酸） α–羟基丙酸
CH3 CH CH2 COOH
OH
3–羟基丁酸
β–羟基丁酸
HO CH COOH
CH2 COOH
羟基丁二酸 （苹果酸）
HO CH COOH
HO CH COOH
2,3–二羟基丁二酸 （酒石酸）
CH2 COOH HO C COOH
3–羟基C–H32–羧C基OO戊H二酸 （柠檬酸）
2、酚酸：羟基和羧基连在芳环上
CH CH COOH CH3 CH3
2,3-二甲基丁酸
（2）脂肪族二元羧酸的系统命名：选择包含两个羧基的最长
碳链作为主链，根据碳原子数称为“某二酸”。
HOOC COOH HOOC CH2 COOH HOOC CH2 CH2 COOH
乙二酸（草酸） 丙二酸 丁二酸（琥珀酸）
CH3 CH COOH
CH2 COOH 甲基丁二酸
一 、羟基酸的结构分类和命名
羟基酸分子中含有羟基和羧基，羟基酸可分为：
1、醇酸：羟基和羧基均连在脂肪链上，醇酸可根据羟基 与羧基的相对位置分为： α-羟基酸、β-羟基酸、γ-羟基酸，羟
基连在碳链末端时，称为ω–羟基酸
命名时以羧酸为母体，羟基作为取代基。（一般以俗名为主）
CH3 CH COOH
OH 2–羟基丙酸
元酸易溶。 3．熔点：有一定规律，随着分子中碳原子数目的增加呈锯齿
状的变化。乙酸熔点16.6℃，当室温低于此温度时 4．沸点：比相应的醇的沸点高。原因：通过氢键形成二聚体
羧酸的化学性质 根据羧酸的结构，它可发生的一些主要反应如下所示
脱羧反应
O
羟基被取代的反应
R CH C O H 酸性和成盐反应
H
α-氢的反应

第八章 羧酸及 其衍生物 羟基 酸 磺酸
烃中氢原子被羧基取代的产物称羧酸(除 甲酸外); 羧酸中羟基被其它基团(如：卤素、 酰氧基、烷氧基、氨基等)取代的产物称羧酸衍 生物; 羟基酸则是羧酸中烃基氢原子被羟基取 代的产物, 事实上羟基酸亦是羧酸衍生物。
O
• 羧酸：
R－COOH
官能团：
C OH
• 羟基酸：官能团：－COOH，－OH
CH2 COOH HO C COOH CH2 COOH
3-羟基-3-羧基戊二酸 (柠檬酸)
CO O H CH2 H C -O H CO O H
羟基丁二酸 (苹果酸)
2.3脂肪酸的芳 基或脂环基的取代物来命名： COOH
COOH COOH
CH2 COOH
1/21/2-
O
O
0.120nm
两个碳氧键键长 均为0.127nm 两个碳氧键不等 长,部分离域
H
C
0.134nm
OH
醇中C-O单键键长为0.143nm
有机
取代基团对酸性的影响:
O Y C O H
O Y C O H
Y:吸电子基，酸性增强
Y:推电子基，酸性减弱
C H C H C O O H C H C H C H C O O H C H C O O H H C O O H 3 2 3 2 2 3
H O C O O H R + 2 + R C O O H O + 3
羧酸的酸度强弱，用离解常数Ka表示： + [ ] RC O O ] [H O
[ RC O O H] 羧酸的Ka约在10-4~10-5之间,pka值在4~5之间 K a=
3
(pka=-lgka),属于弱酸,甲酸没烷基供电子的作用， 酸性稍强些pka为3.75。

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。