《有机化学》项目三 烃的衍生物（课件）甘肃省（生物与化工大类）专业技能资源

烃的衍生物 CHAPTER 3 烃的衍生物 羧酸 取代羧酸 羧酸衍生物 醇 醛、酮和醌 醚 卤代烃 酚 1 2 3 4 5 6 7 8 CHAPTER 3 卤代烃 PART 1 烃的衍生物 第一节 卤代烃 烃的衍生物 学习目标 1. 掌握卤代烃的结构、分类、命名； 2. 了解卤代烃的物理性质； 3. 掌握卤代烃的化学性质，能熟练书写相关的反应式； 4. 熟悉重要卤代烃的性质及应用； 5. 了解卤代烃的制备方法； 6. 了解卤代烃在药学中的应用。 烃的衍生物 案例导入 氟利昂是一种很好的致冷剂，曾用于冰箱、空调等冷冻设备。它的优点是无臭、无毒、无腐蚀性，不燃烧，化学性质稳定。但氟利昂对大气臭氧层有破坏作用，而臭氧层能滤除阳光中致皮肤癌的紫外线，对人类健康非常重要，因此人们正在寻找新的无氟致冷剂。 问题：你知道氟利昂的化学名称和结构式吗？ 烃的衍生物 一、卤代烃概述 1. 卤代烃的定义、结构 官能团：卤素原子。 卤代烃：烃分子中的一个或多个氢原子被卤素原子取代后生成的化合物，简称卤烃。 卤代烃的通式：(Ar)R-X X=Cl、Br、I、F 烃的衍生物 2. 卤代烃的分类 （1）按卤原子连接的烃基种类 类型 饱和卤代烃 不饱和卤代烃 芳香族卤代烃 举例 烃的衍生物 （2）按所含卤原子的数目 类型 一卤代烃 二卤代烃 多卤代烃 举例 烃的衍生物 （3）按卤原子连接的碳原子的类型 类型 伯卤代烃 仲卤代烃 叔卤代烃 概念 卤原子与伯碳相连 卤原子与仲碳相连 卤原子与叔碳相连 举例 （4）根据卤代烃分子中卤原子的种类不同，分为氟代烃、溴代烃、 氯代烃和碘代烃 烃的衍生物 3. 卤代烃的命名 （1）普通命名法 按与卤原子相连的烃基名称来命名。 正丁基氯 溴苯 烯丙基溴 溴代异丁烷 苄（基）溴 烃的衍生物 （2）系统命名法 系统命名法原则： 即把卤素看作取代基，其它命名原则与烷烃的命名法相同，按“次序规则”，小取代基在前；如有立体构型需在其名称前标明。 2-甲基-4-氯戊烷 1-甲基-2-氯环己烷 烃的衍生物 （2）系统命名法 系统命名法原则： 当不饱和（双、三）键和卤素并存时优先考虑不饱和键，并尽可能给不饱和键以最低编号。 3-氯-1-丙烯 3-甲基-4-氯-1-丁烯 另外，有些卤代烷常使用俗名。如氯仿（CHCl3）、碘仿（CHI3）等 烃的衍生物 练一练1 用系统命名法命名下列各化合物 1. 2. 3. 烃的衍生物 二、卤代烃的物理性质 在常温常压下，氯甲烷、氯乙烷等低级卤代烃为气体，其余均为液体，高级的是固体。 烃基相同而卤素不同的卤代烃，密度最小的是氯代烃，最大的是碘代烃。 卤素相同的卤代烃，密度随烃基的分子量增大而减小。 除某些氯代烷外，大多数卤代烃密度均大于水，在卤代烃与试剂的水溶液反应时，卤代烃常沉与底，必须大力搅拌，才有利于反应。 烃的衍生物 三、卤代烃的化学性质 卤代烃的许多化学性质都是由于官能团卤原子的存在而引起的。由于卤原子的电负性比碳原子大，所形成的C-X键为极性共价键，共用电子对偏向卤原子。从而使碳原子带部分正电荷，卤原子带部分负电荷。碳卤键容易断裂，因此，卤代烃的化学性质比较活泼，易发生取代反应、消除反应等。 烃的衍生物 1. 取代反应 卤代烷能与许多试剂发生反应，卤原子被其他原子或基团取代生成各种产物。反应通式如下： （1）水解 卤代烷不溶于水，水解反应很慢。为了加速反应，通常用强碱（KOH或NaOH）的水溶液与卤代烷共热，使反应产生的卤化氢被碱中和，卤原子被羟基（-OH）取代而生成醇。 烃的衍生物 （2）氰解 卤代烷与氰化钠（或氰化钾）的醇溶液共热，卤原子被氰基（-CN）代而生成腈，产物腈比原料卤代烃增加了一个碳原子，这是增长碳链的一种重要方法。 （3）氨解 卤代烷与氨在醇溶液中共热，卤原子被氨基（-NH2）取代而生成胺。常用于制备胺类化合物。 正丁胺 烃的衍生物 （4）醇解 卤代烷与醇钠的相应醇溶液作用，卤原子被烷氧基（RO-）取代而生成醚。此反应称为威廉逊（Williamson）制醚法。这是制备醚特别是制备混醚最好的方法。使用时最好选用伯卤代烷，否则主要得消除产物烯烃。 （5）与硝酸银反应 卤代烷与硝酸银的乙醇溶液作用，卤原子被-ONO2取代生成硝酸酯和卤化银沉淀。叔卤代烃反应最快，立即生成沉淀；仲卤代烃3~5min生成沉淀；伯卤代烃反应最慢，加热后生成沉淀。此反应可用于卤代烷的鉴别。 烃的衍生物 从上述反应可以看出，卤素原子相同，烷基结构不同的卤代烷，活性顺序为：叔卤代烷>仲卤代烷>伯卤代烷。 另外，烯丙基卤代烃和苄基卤代烃比叔卤代烃更活泼，与硝酸盐的醇溶液反应时，同叔卤代烃一样，加入试剂后立即产生卤化银沉淀。而乙烯型卤代烃则不活泼，加入硝酸银后，即使加热也没有沉淀产生。三种类型卤代烃反应活性顺序是：烯丙型卤代烃（苄基卤）>卤代烷型卤代烃>乙烯型卤代烃。 若烷基相同，卤原子不同的卤代烷的活性顺序为：碘代烷>溴代烷>氯代烷。 烃的衍生物 2. 消除反应 从有机物分子中相邻的两个碳上脱去HX（或X2、H2、NH3、H2O）等小分子，形成不饱和化合物的反应，称为消除反应。卤代烃与强碱的醇溶液共热，分子内脱去一分子的卤化氢生成烯烃，例如： 仲卤代烷和叔卤代烷在消除卤化氢时，反应可在不同的β-碳原子上进行，生成多种不同产物。例如： 烃的衍生物 实验证明，卤原子主要是与含氢较少的β-碳原子上的氢脱去卤化氢。或者说，主要产物是双键碳原子上连结烃基最多的烯烃。这一经验规律称为查依采夫（Saytzeff）规律。 卤代烃发生消除反应的活性顺序为：叔卤代烃>仲卤代烃>伯卤代烃 卤代烷的水解反应和消除反应是同时发生的，哪一种占优势，则与卤代烷的分子结构及反应条件如试剂的碱性、溶剂的极性、反应温度等有关。 一般规律是：伯卤烷、稀碱、强极性溶剂及较低温度有利于取代反应；叔卤烷、浓的强碱、弱极性溶剂及高温有利于消除反应。 烃的衍生物 练一练2 2-溴丁烷与NaOH的水溶液共热，2-溴丁烷与NaOH的醇溶液共热，它们反应的主要产物相同吗?为什么? 烃的衍生物 四、卤代烃的制备方法 1. 烷烃卤代 烷烃在加热或光的作用下可直接氯代。 烷烃卤代通常生成各种异构体的混合物，工业上没有应用价值。 烃的衍生物 不饱和烃与HX或X2加成，可以得到一卤代烃或二卤代烃。例如： 2. 由不饱和烃制备 烃的衍生物 烯烃在高温或光照条件下，可以发生α-H的卤代。例如： 烯烃用NBS（N-溴代丁二酰亚胺）作卤化剂，可以在较低温度下得到α-溴代烯烃。这是制备烯丙型、苄基型卤代物的较好方法。 烃的衍生物 3. 芳烃卤代 （1）苯环上的卤代 芳香烃与卤素在Fe（FeX3）催化下，可以发生苯环上的卤代反应。 （2）α-H卤代 苯环侧链上的α-H原子，在光照或高温条件下可以被卤素取代，或者在NBS存在条件下发生溴代反应。 烃的衍生物 4. 由醇制备 醇与HX反应可以生成卤代烃。 这是一个可逆反应，通常将氯代烷或溴代烷的丙酮溶液与碘化钠共热，由于碘化钠（碘化钾）溶于丙酮后反应生成的NaCl，NaBr（KCl，KBr）的溶解度很小，这样可使平衡向右移动促使反应继续进行。这是制备碘代烷比较方便而且产率较高的方法。 5. 卤素间的置换 烃的衍生物 五、重要的卤代烃 1. 四氯化碳（CCl4） 四氯化碳，为无色液体，沸点76.5℃，不溶于水，能溶多种有机物，它本身也是良好的溶剂。而且不燃烧，所以是常用的灭火剂，但金属钠着火时不能用它灭火。用其灭火时要注意通风，因高温下它与水也生成剧毒的光气。 四氯化碳易挥发，能损伤肝脏，并被怀疑有致癌作用，使用时应注意安全。 烃的衍生物 2. 四氟乙烯（CF2=CF2） 四氟乙烯为无色气体，沸点76.3℃,不溶于水，可溶于多种有机物。主要用途是合成聚四氟乙烯（商品名称为特氟隆），是一种应用广泛、性能非常稳定的塑料。能耐360℃高温并具有耐寒性（-100℃），机械强度高，耐强酸强碱，无毒。其生物相溶性也很好，是一种非常有用的工程和医用塑料，有“塑料王”之称。 烃的衍生物 3. 氯乙烯（CH2=CHCl） 氯乙烯常温下是无色气体，沸点-13.8℃，不溶于水，易溶于多种有机物，易燃，长期高浓度接触可引起许多疾病，并可致癌。氯乙烯主要用途是制备聚氯乙烯，也可用作冷冻剂。 聚氯乙烯是目前我国产量最大的塑料，广泛用于农业、工业及日常生活中。但聚氯乙烯制品不耐热，不耐有机溶剂，而且在使用过程中由于其缓慢释放有毒物质而不可盛放食品。 烃的衍生物 4. 氟利昂 氟利昂是氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称，因此又称“氟氯烷"或“氟氯烃”，可用符号“CFC”表示。氟里昂包括20多种化合物，其中最常用的是氟里昂-12（CCl2F2），其次是氟里昂-11（CCl3F）。 氟利昂稳定，不易分解，残留在大气中并不断上升，继而对大气平流层中的臭氧层起到破坏作用。臭氧层可以吸收200~300nm波长的紫外光，臭氧层一旦出现空洞，每受到1%的破坏，抵达地球表面的有害紫外线将增加2%左右，其严重后果是皮肤癌和眼病增加，人体的免疫系统性能下降，海洋生物的食物链被破坏，一些植物生长受影响，农作物会减产。 烃的衍生物 六、卤代烃类在医药中的应用 1. 氟烷 又名三氟氯溴乙烷（F3C-CHClBr），为无色透明液体，无刺激性，气味类似于氯仿，可与醇、氯仿、乙醚任意混合，不燃不爆。氟烷是吸入性全身麻醉药之一，其麻醉强度比乙醚、氯仿强。临床常用的氟化物麻醉药为恩氟烷及其同分异构体异氟烷，它们的镇痛作用都优于氟烷。 烃的衍生物 2. 六氯环己烷 又名六六粉，化学式为C6H6Cl6，属有机氯广谱杀虫剂，对昆虫有触杀、熏杀和胃毒作用。作用于神经膜上，使昆虫动作失调、痉挛、麻痹至死亡，其对昆虫呼吸酶亦有一定作用。 人类过量接触后会产生慢性中毒症状，表现为神经衰弱症，头晕、头痛、头重，食欲不振，恶心、恶梦、失眠，肢体酸痛；多发性神经炎症状，四肢感觉障碍，松弛性麻痹，吞咽困难，视力调节麻痹；对肝、肾功能损害，心脏营养障碍，贫血、白细胞增多，淋巴细胞减少等血液病变；皮肤出现接触性皮炎，红斑、丘疹并有刺激、疼痛，出现水泡。 醇 PART 2 烃的衍生物 第二节 醇 烃的衍生物 学习目标 1. 熟悉醇的结构和分类；会熟练地对醇进行命名； 2. 掌握醇的主要性质；会书写有关典型反应方程式； 3. 会利用醇的性质鉴别相关物质； 4. 了解醇的制备方法； 5. 了解重要的醇及醇在医药中的应用。 烃的衍生物 案例导入 医疗中常用75%的酒精进行杀菌消毒。在新冠疫情期间，人们也常用医用酒精擦拭桌椅，门把手等区域，进行日常防疫。 问题：1.医用酒精的主要成分是什么？它具有哪些主要性质？ 2.为什么可以用医用酒精杀灭病菌？ 烃的衍生物 一、醇类概述 1. 醇的定义、结构 羟基：水分子中去掉一个氢原子而剩下的原子团（-OH）。 醇：烃分子中的饱和碳原子上的氢原子被羟基取代后生成的化合物。 苯甲醇 乙醇 环己醇 醇的通式：R-OH 烃的衍生物 2. 醇的分类 （1）醇分子中的烃基不同 类型 脂肪醇 脂环醇 芳香醇 概念 羟基与脂肪烃基相连 羟基与脂环烃基相连 羟基与芳香烃侧链相连 举例 烃的衍生物 （2）与羟基相连的碳原子的类型不同 类型 伯醇（1°醇） 仲醇（2°醇） 叔醇（3°醇） 概念 羟基与伯碳相连 羟基与仲碳相连 羟基与叔碳相连 举例 烃的衍生物 （3）醇分子中的羟基数目不同 类型 一元醇 二元醇 三元醇 概念 分子中只含有一个羟基 分子中含有两个羟基 分子中含有两个以上羟基 举例 烃的衍生物 注意：多元醇分子中的多个羟基一般是与不同的碳原子结合的，因为在同一碳原子上连有2个或3个羟基的结构是不稳定的，会失水生成结构稳定的醛、酮或酸。 烃的衍生物 练一练1 判断下列醇分别属于什么类型? 1. 2. 3. 4. 5. 6. 烃的衍生物 3. 醇的命名 （1）普通命名法 结构简单的醇采用普通命名法，即在烃基后加“醇”字。 甲醇 叔丁醇 异丙醇 CH3OH 烃的衍生物 （2）系统命名法 系统命名法原则： 选主链 选择连有羟基的碳原子在内的最长碳链为主链，依据主链碳原子数目称为“某醇”。 主链编号 从靠近羟基的一端给主链碳原子编号，使羟基所连的碳原子的位次尽可能小。命名时用位号表示羟基的位次，把编号写在“某醇”前面，并用短线隔开。 确定取代基 把支链作为取代基，并将取代基按从小到大的顺序，将取代基的位次、数目、名称依次写在醇字的前面，并用短线连接，阿拉伯数字和汉字之间用短线隔开。 烃的衍生物 醇的系统命名一般写成：取代基位次-取代基名称-羟基位次-某醇。 2,4-二甲基-3-乙基-1-戊醇 2-甲基-1-丙醇 3-甲基-2-丁醇 烃的衍生物 脂环醇命名时，以醇为母体，从羟基碳原子开始编号，编号时尽可能使环上其他取代基位次最小。 不饱和醇命名时，应选择包含羟基和不饱和键在内的最长碳链为主链，从靠近羟基的一端开始编号。 2-丁烯-1-醇 3-丁烯-2-醇 3-甲基环戊醇 2,5-二甲基-3-乙基环己醇 烃的衍生物 芳香醇命名时，可将芳基作为取代基加以命名。 多元醇命名时，应选择包括连有尽可能多的羟基的碳链为主链，依照羟基的数目称为二醇、三醇等，并在名称前标上羟基位次。 1-苯基-2-丁醇 3-苯基-2-丙烯-1-醇 1,2-丙二醇 1,2,3-丙三醇 （丙三醇） 4-甲基-1,3,5-己三醇 烃的衍生物 练一练2 判断下列醇分别属于什么类型? 1. 2. 3. 4. 甘油 5.木醇 6.叔丁醇 烃的衍生物 二、醇的物理性质 低级醇是易挥发的带有酒味的液体，甲醇、乙醇和丙醇可与水任意互溶。 C5~C11的醇是黏稠的带有不愉快气味的油状液体，仅部分溶于水。 C12以上的醇在室温下为蜡状固体，不溶于水。 饱和一元醇的熔沸点也是随着碳原子的数目的增加而升高，碳原子相同的醇，支链越多，沸点越低。 烃的衍生物 因为醇的分子中的羟基能和另一分子中的羟基形成氢键，醇也能与水形成氢键；多元醇分子中的羟基更多，所以多元醇的熔、沸点更高，溶解度更大。 想一想？ 为什么醇的熔、沸点比相对分子质量相近的烃高？ 烃的衍生物 低级醇和水类似，能与氯化钙、氯化镁、硫酸铜等无机盐形成结晶状化合物，称为结晶醇配合物，它们溶于水而不溶于有机溶剂。例如： CaCl2·4CH3OH MgCl2·6CH3OH CaCl2·4C2H5OH MgCl2·6C2H5OH 因此，醇类化合物不能用无水氯化镁、氯化钙作为干燥剂除去其中的水。 烃的衍生物 三、醇的化学性质 羟基是醇的主要官能团，醇的性质大都与羟基有关,有时还与α-H有关。由于氧的电负性比碳和氢都大，使得碳-氧键（C-O）和氢-氧键（O-H）都具有较大的极性，在反应中容易发生异裂。 烃的衍生物 1. 与活泼金属反应 醇可以看做是水分子中的一个氢原子被烃基（-R）取代的产物，醇与水类似，可与活泼的金属钾、钠等作用，生成醇钾或醇钠，同时放出氢气。 烃的衍生物 2. 与无机酸的反应 （1）与氢卤酸反应 醇与氢卤酸反应，羟基被卤素取代，生成卤代烃和水。 不同结构的醇活性顺序为： 烯丙醇＞叔醇＞仲醇＞伯醇 烃的衍生物 伯、仲、叔醇的鉴别（仅适用于6个碳原子以下的醇）： 叔醇与卢卡斯试剂反应速度很快，立即出现浑浊； 伯醇在常温下不反应，加热后才出现浑浊。 仲醇与卢卡斯试剂反应较慢，需放置片刻才出现浑浊； 烃的衍生物 练一练3 用化学方法鉴别下列物质。 伯醇 仲醇 叔醇 卢卡斯试剂 常温下无现象，加热后变浑浊 常温下放置片刻后变浑浊 立即变浑浊 想一想：你能写出上述反应方程式吗？ 烃的衍生物 （2）与无机含氧酸反应 醇与无机含氧酸（如硫酸、硝酸、磷酸等）反应，分子间脱水生成无机酸酯。 甘油与硝酸作用可得到三硝酸甘油酯，临床上用作扩张血管与缓解心绞痛的药物。因为三硝酸甘油酯具有多硝基结构，受热或剧烈冲击时易爆炸，还可作为炸药。 烃的衍生物 醇与硫酸反应时，随反应温度、反应物比例和反应条件不同，可生成酸性硫酸酯和中性硫酸酯。 烃的衍生物 3. 脱水反应 （1）分子内脱水（消除反应） 以乙醇为例，乙醇与浓硫酸共热到170℃左右，发生分子内脱水生成乙烯。 对于仲醇、叔醇，分子内脱水有不止一个方向，但服从扎依采夫规则，主要生成双键碳原子上连有最多烃基的烯烃。 烃的衍生物 练一练4 写出下列醇进行分子内脱水的反应方程式。 1. 2. 烃的衍生物 （2）分子间脱水 以乙醇为例，乙醇与浓硫酸共热到140℃左右，发生分子内脱水生成乙醚。 一般来说，温度相对较低时，主要发生分子间脱水，有利于醚的生成；温度较高时，主要发生分子内脱水，有利于烯烃的生成。 烃的衍生物 4. 氧化反应 在有机化学反应中，物质得到氧或失去氢的反应都称为氧化反应； 物质失去氧或得到氢的反应都称为还原反应。 伯醇和仲醇由于有α-氢存在容易被氧化，伯醇氧化生成醛，醛很容易继续氧化生成羧酸； 仲醇氧化生成酮；叔醇由于没有α-氢原子，所以在同样的条件下不易被氧化。 烃的衍生物 伯醇和仲醇的蒸气在高温下通过活性铜或银、镍等催化剂则发生脱氢反应。 烃的衍生物 练一练5 判断下列醇能否被氧化。若能被氧化，写出反应方程式。 羟基碳原子上没有α-H，不能被氧化 烃的衍生物 5. 邻二醇的特性 两个羟基连在相邻碳原子上的多元醇能与新制的氢氧化铜作用，生成深蓝色的溶液。 利用此性质可检验具有邻二醇结构的化合物。 烃的衍生物 四、醇的制备方法 1. 由烯烃制备 烯烃在酸催化下与水发生加成反应得到醇。 除乙烯与水反应生成伯醇外，其他烯烃与水反应的主要产物是仲醇和叔醇。 烯烃发生硼氢化-氧化反应生成醇。通过该法可制得上述方法无法得到的伯醇。 烃的衍生物 2. 由卤代烃制备 卤代烃碱性条件下水解可得到醇 此法意义不大，只有一些较难得到的醇才用此法制备。 制备时，通常选用1°卤代烃，2°卤代烃收率不高，3°在碱性条件下易发生消除反应。 烃的衍生物 五、醇类在医药中的应用 1. 甲醇 甲醇又叫木醇。甲醇能与水及许多有机溶剂混溶。甲醇有毒，内服少量可致人失明，稍多可致死。 甲醇在工业上用作合成甲醛及其他化合物的原料，也可用作抗冻剂、溶剂及甲基化试剂等。医药上还可以用甲醇作为溶媒（或用甲醇与其他有机溶剂的混合溶媒）提取中药的有效成分。 烃的衍生物 2. 乙醇 乙醇，俗称酒精，是饮用酒的主要成分。 工业或试剂用乙醇按规定添加少量甲醇，这种酒精不可饮用。 乙醇与水能组成恒沸混合物，直接蒸馏不能把水完全去掉。实验室中制备无水乙醇常加生石灰回流，使水分与石灰结合再蒸馏，所得产物仍含0.2%水，再加金属镁除去余下水分。 乙醇是一种重要的化工原料，在医药上可作外用消毒剂、制备酊剂及用于提取中草药有效成分。 烃的衍生物 3. 苯甲醇 4. 丙三醇 丙三醇俗称甘油，能与水混溶。甘油具有很强的吸湿性，对皮肤有刺激性，用作皮肤润滑剂时，应用水稀释。在医药上甘油可作溶剂，制作碘甘油、酚甘油等。对便秘患者，临床上常用甘油栓剂或50%的甘油溶液灌肠，它既有润滑作用，又能产生高渗压，可引起排便发射。三硝酸甘油酯俗称硝酸甘油，具有扩张冠状动脉的作用，临床上用做缓解心绞痛，又称为速效救心丸。 苯甲醇又称苄醇，是最简单的芳香醇。苯甲醇具有微弱的麻醉作用和防腐性能，用于配制注射剂可减轻疼痛。10%的苯甲醇软膏或洗剂可用做局部止痒剂。 烃的衍生物 5. 山梨醇和甘露醇 6. 冰片 山梨醇和甘露醇都是六元醇，两者互为同分异构体（C6H14O6），广泛存在于水果和蔬菜中，都易溶于水，它们的20%或25%的高渗溶液，在临床上用做渗透性利尿药，能降低颅内压，对治疗脑水肿与循环衰竭有效。 冰片又名龙脑或2-莰烷醇，是透明或半透明片状结晶，有特异香气。它具有止痛消肿的作用。是人丹、冰硼散等中成药的成分之一。 酚 PART 3 烃的衍生物 第三节 酚 烃的衍生物 学习目标 1. 掌握酚的结构； 2. 掌握酚的分类和命名； 3. 了解酚的物理性质； 4. 掌握酚的化学性质，能熟练书写相关的反应式； 5. 了解酚的制备方法； 6. 了解重要的酚； 7. 了解酚在药学中的应用。 烃的衍生物 案例导入 案例：19世纪以前，没有杀菌剂，那时，一说到伤口感染，人们马上就想到“死神”的降临。利斯特是爱丁堡医院的一名医生，有一天，他去査看病房，看到一缕阳光从窗户的缝隙里射了进来，成千上万个小灰尘在飞舞、飘荡……他想，病人的伤口是裸露在空气中的，会受到灰尘中大量的细菌的污染，还有手术器械、手术服、医生的双手等等，也带有很多细菌。由于病人大多死于伤口感染，于是他千方百计地寻找杀菌的方法。经过大量实验，他找到了石炭酸（苯酚）这种有效的杀菌剂。手术前，用它的稀溶液来喷洒手术器械、手术服以及医生的双手等。采用这种消毒法后，病人伤口感染明显减少，手术死亡率也大幅度下降。 讨论：苯酚是较早用于杀菌消毒的物质，它是一类什么样的物质呢？为什么能杀死细菌呢？ 烃的衍生物 一、酚类概述 1. 酚的定义、结构 酚：羟基与芳环直接相连的化合物。其官能团-OH称为酚羟基。 从结构上看，酚是芳香烃芳环上的氢被羟基（-OH）取代后所生成的一类化合物。 邻甲基苯酚 苯酚 酚的通式：Ar-OH 烃的衍生物 2. 酚的分类 （1）酚分子中所含酚羟基的数目不同 类型 一元酚 二元酚 多元酚 概念 含一个酚羟基 含两个酚羟基 含两个以上酚羟基 举例 烃的衍生物 （2）芳烃基的不同 类型 苯酚 萘酚 蒽酚 概念 羟基与苯环相连 羟基与萘环相连 羟基与蒽环相连 举例 烃的衍生物 练一练1 判断下列酚分别属于什么类型? 1. 2. 3. 4. 5. 6. 烃的衍生物 3. 酚的命名 （1）简单一元酚的命名 在芳环的名字后面加上“酚”字，当芳环上有-R、-X、-NO2等取代基时， 在芳环名字前加上取代基的位次、名称以及数目。 邻甲基苯酚 2-甲基-4-硝基-1-萘酚 对氯苯酚 烃的衍生物 （2）多元酚的命名 要在“酚”字前标明酚羟基的数目，并在芳环名字前面注明酚羟基的位次。 （3）复杂酚的命名 可把酚羟基作为取代基来命名。 间羟基苯甲醇 对羟基苯甲酸 1,4-萘二酚 均苯三酚（1,3,5-苯三酚） 烃的衍生物 练一练2 写出下列化合物的结构简式或名称？ 1. 2. 3. 4. 对甲基苯酚 5.邻苯三酚 6. 2-甲基-1-萘酚 烃的衍生物 二、酚的物理性质 大多数的酚为无色结晶固体，有特殊气味。因酚在空气中易氧化，故一般呈不同程度的黄色或红色。 其相对密度比水大。由于酚分子间能形成氢键，因此熔点、沸点比相对分子质量相近的芳烃要高。 酚羟基与水分子间也能形成氢键，酚有一定的水溶性，其水溶性随温度的升高而增大，酚羟基的数目越多，其水溶性越大。 酚能溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。 烃的衍生物 由于酚分子间能形成氢键，因此熔点、沸点比相对分子质量相近的芳烃要高。 想一想？ 为什么酚的熔、沸点比相对分子质量相近的芳烃高？ 烃的衍生物 三、酚的化学性质 酚类分子中含有羟基和芳环，所以酚类化合物具有羟基和芳环所特有的性质。醇和酚的分子中都含有羟基，因此具有一些相近的化学性质，但酚羟基和醇羟基所连接的烃基不同，导致两种含有羟基的化合物形成各自独特的性质。例如酚的酸性比醇强；酚羟基难以被卤原子取代；酚容易被氧化；酚羟基使芳环活化易进行亲电取代反应等。 烃的衍生物 1. 弱酸性 由于苯环对酚羟基的影响，酚羟基在水溶液中能电离出极少量的氢离子，具有极弱的酸性，但不能使酸碱指示剂变色。 烃的衍生物 酚不仅可以像醇那样与活泼金属作用，还能与强碱（如氢氧化钠）的水溶液发生中和反应，生成可溶于水的盐（酚钠）。而醇和强碱几乎不发生反应。 烃的衍生物 苯酚(pKa = 9.89)的酸性很弱，比碳酸(pKa= 6.35)的酸性弱。所以在无色透明的苯酚钠水溶液中加入无机强酸，甚至通入二氧化碳，就可以将苯酚从其钠盐中置换出来，溶液出现浑浊。 烃的衍生物 酚类的酸性强弱与芳环上的取代基的种类和数目有关。如果芳环上连有吸电子基（如-X、-NO2等）时，可使酚的酸性增强，且吸电子基数目越多，酸性越强；例如：2,4,6-三硝基苯酚，由于在苯酚的邻、对位连有三个强吸电子的硝基，其酸性大大增强, 几乎和无机强酸相当，俗称“苦味酸”。如果芳环上连有供电子基（如-R等）时，可使酚的酸性减弱，且供电子基数目越多，酸性越弱。例如：对甲酚比苯酚的酸性还弱。 烃的衍生物 练一练3 将下列化合物用酸性强弱顺序排列。 A. B. C. D. D＞C＞A＞B 烃的衍生物 2. 酚醚的形成 由于酚羟基氧与苯环形成p-π共轭，C-O键增强，酚羟基之间就很难发生脱水反应，因此酚醚不能由酚羟基间直接脱水得到。通常采用酚钠与卤代烷或硫酸烷基酯等烷基化试剂制备醚。 烃的衍生物 3. 酯的生成 酚也可以生成酯，但它不能与酸直接脱水成酯，而是采用酸酐或酰氯与酚或酚钠作用而制得。 烃的衍生物 4. 与三氯化铁(FeCl3)的显色反应 含有酚羟基的化合物大多可以和三氯化铁溶液作用发生显色反应，主要是酚和三氯化铁溶液作用生成有颜色的配离子。 不同的酚与三氯化铁反应显示出不同的颜色，能与三氯化铁溶液发生显色反应的不只是酚类，凡是具有烯醇结构或通过互变异构后产生烯醇结构的化合物都可以和三氯化铁溶液发生显色反应。所以常用三氯化铁溶液鉴别酚类及烯醇式结构的化合物。 烃的衍生物 练一练4 用化学方法鉴别苯酚、环己醇、对甲苯酚。 向三种试剂中分别加入FeCl3溶液，显紫色的是苯酚，显蓝色的是对甲苯酚，不反应的是环己醇。 烃的衍生物 5. 苯环上的取代反应 酚羟基是强的邻对位定位基，能使苯环活化，容易发生卤代、硝化和磺化等亲电取代反应。 （1）卤代反应 苯酚与溴水在常温下即可作用，立即生成2,4,6-三溴苯酚的白色沉淀。这个反应灵敏、迅速、简便，可用于苯酚的定性和定量分析。 烃的衍生物 （2）硝化反应 苯酚在室温下就能发生硝化反应，生成邻硝基苯酚和对硝基苯酚的混合物。 烃的衍生物 苯酚也容易被硫酸磺化。反应在室温下进行时，主要生成邻羟基苯磺酸；由于磺酸基的位阻大，在较高温度(100℃)时，产物主要是对羟基苯磺酸。邻位或对位异构体进一步磺化，均得4-羟基-1,3-苯二磺酸。 （3）磺化反应 烃的衍生物 练一练5 用两种化学方法鉴别苯酚和苯甲醇。 方法1：向两种试剂中分别加入FeCl3溶液，显紫色的是苯酚，无变化的是苯甲醇； 方法2：向两种试剂中分别加入溴水溶液，生成白色沉淀的是苯酚，无变化的是苯甲醇。 烃的衍生物 6. 氧化反应 酚很容易被氧化，酚能被空气中的氧气氧化。随着氧化反应的进行，无色的苯酚会变成粉红色、红色或暗红色。苯酚与K2Cr2O7的酸性溶液作用，则生成对苯醌。 烃的衍生物 四、酚的制备方法 1. 苯磺酸钠碱熔法制备 以苯为原料，用硫酸进行磺化生成苯磺酸，用亚硫酸中和，再用烧碱进行碱熔，经磺化和减压蒸馏等步骤而制得。 烃的衍生物 2. 异丙苯法制备 丙烯与苯在三氯化铝催化剂作用下生成异丙苯，异丙苯经氧化生成过氧化异丙苯，再用硫酸或树脂分解。同时得到苯酚和丙酮。 烃的衍生物 五、酚类在医药中的应用 1. 苯酚 苯酚（ ）俗称石炭酸，常温下为无色针状结晶，熔点为43℃，沸点为182℃，有特殊气味，具有弱酸性，是最简单的酚类化合物。苯酚有毒，有腐蚀性，常温下微溶于水，易溶于有机溶剂；当温度高于65℃时，能跟水以任意比例互溶，其溶液沾到皮肤上可用乙醇洗涤。 烃的衍生物 2. 甲苯酚 甲苯酚有邻、间、对三种异构体，简称甲酚。甲酚三种异构体的沸点相近，不易分离，在实际中常使用它们的混合物，由于它们来源于煤焦油，称为煤酚。煤酚杀菌能力比苯酚强，因难溶于水，医药上常配成47%~53%的肥皂水溶液，称为煤酚皂溶液，俗称“来苏尔”，使用前要稀释为2%~5%的溶液，常用于器械和环境的消毒。 烃的衍生物 3. 苯二酚 苯二酚有邻、间、对三种异构体。 邻苯二酚俗名儿茶酚，为无色结晶体，熔点104℃，沸点245℃，是医药工业重要的中间体，用于制备小檗碱、异丙肾上腺素等药品；也是重要的基本有机化工原料，广泛用于生产染料、光稳定剂、感光材料、香料、防腐剂、促进剂、特种墨水、电镀材料、生漆阻燃剂等。另外，还是一种使用很广泛的收敛剂和抗氧化剂。 间苯二酚俗名雷琐辛，为白色针状结晶，熔点110.7℃，沸点281℃。具有抗细菌和真菌的作用，强度仅为苯酚的三分之一，刺激性小，其2%~10%的油膏及洗剂用于治疗皮肤病，如湿疹和癣症等。 烃的衍生物 对苯二酚俗名氢醌，为白色结晶，熔点170.5℃，沸点285℃，是一种强还原剂，很容易被氧化成黄色的对苯醌，在药剂中常作抗氧剂，还可用作摄影胶片的黑白显影剂，也用作生产蒽醌染料、偶氮染料的原料。 烃的衍生物 有α-萘酚、β-萘酚两种异构体。 α-萘酚为无色菱形结晶，熔点96℃，沸点288℃。β-萘酚为白色结晶，熔点121℃~123℃。萘酚是制取医药、染料、香料、合成橡胶抗氧剂等的原料。它也可用作驱虫和杀菌剂。萘酚与局部皮肤接触可引起脱皮，甚至产生永久性的色素沉着。 4. 萘酚 烃的衍生物 5. 麝香草酚 无色结晶，熔点51℃，沸点323℃。医药上用作消毒剂、防腐剂和驱虫剂。 醚 PART 4 烃的衍生物 第四节 醚 烃的衍生物 学习目标 1. 了解醚的结构、分类、命名； 2. 了解醚的物理性质； 3. 掌握醚的化学性质，能熟练书写相关的反应式； 4. 熟悉重要的醚； 5. 了解醚在药学中的应用。 烃的衍生物 案例导入 麻醉剂能使机体或机体局部暂时可逆性失去知觉及痛觉，多用于手术或某些疾病治疗。近代最早发明全身麻醉剂的人是19世纪初期的英国化学家戴维。全身麻醉药由浅入深抑制大脑皮层，使人神志消失，用于大型手术或不能用局部麻醉药的患者。最早使用的全身麻醉药是笑气，它性能稳定，适合任何方式麻醉，但有易缺氧、麻醉者不够稳定等缺点。后来改用乙醚作全身麻醉药，它有麻醉状况稳定、肌肉松弛良好，便于手术等优点。 问题：1.你知道乙醚的分子式和结构吗？ 2.乙醚除了全身麻醉还有哪些其他用途？ 烃的衍生物 一、醚类概述 1. 醚的定义、结构 醚的官能团：醚键(C-O-C)。 醚：两个烃基通过氧原子相连而成的化合物。 醚的通式： 、 或 CH3OCH3 甲醚 二苯醚 烃的衍生物 2. 醚的分类 （1）醚分子中与氧原子相连的两个烃基不同 类型 简单醚 混合醚 概念 两个烃基相同 两个烃基不同 举例 CH3OCH2CH3 CH3CH2OCH2CH3 单醚 混醚 烃的衍生物 （2）与氧原子相连的两个烃基类型 类型 脂肪醚 芳香醚 概念 两个烃基都为脂肪烃基 一个或者两个烃基是芳香烃基 举例 CH3CH2OCH2CH3 脂肪醚 芳香醚 （3）醚分子成环状则称为环醚 烃的衍生物 3. 醚的命名 （1）普通命名法 结构简单的醚一般采用普通命名法命名，即在烃基的名称后面加上“醚”字。两个烃基相同时，烃基的“基”字可省略。 甲醚 二苯醚 异丙醚 CH3OCH3 烃的衍生物 3. 醚的命名 （2）两个烃基不相同时，脂肪醚将小的烃基放在前面，芳香 醚则把芳基放在前面，例如： 乙基异丁基醚 乙基乙烯基醚 苯乙醚 烃的衍生物 （3）系统命名法 系统命名法原则： 结构复杂的醚可采用系统命名法命名，即选择较长的烃基为母体，有不饱和烃基时，选择不饱和度较大的烃基为母体，将较小的烃基与氧原子一起看作取代基，叫做烷氧基（RO—）。 1-甲氧基-2-丁烯 1-乙氧基-2-丙醇 4-甲氧基苯酚 烃的衍生物 1,2-环氧丙烷 命名三、四元环的环醚时，标出氧原子所在母体的序号，以“环氧某烷”来命名。 更大的环醚一般按杂环化合物来命名。 1,4-环氧丁烷（四氢呋喃） 1,4-二氧六环 烃的衍生物 练一练1 写出下列化合物的名称或结构简式 1. 2. 3. 4. 苯乙醚 乙烯基正丙基醚 烃的衍生物 二、醚的物理性质 除甲醚和甲乙醚为气体外，多为无色液体。沸点比同数碳原子的醇低得多。可溶于水，溶解性与醇相当，而环醚的水溶性更强。是优良的有机溶剂。 醚分子中的C-O-C键是极性键，氧原子有两对未共用电子对，两个碳氧键之间形成一定角度，故醚的偶极矩不为零，易与水形成氢键，所以醚在水中的溶解度与相应的醇相当。 烃的衍生物 三、醚的化学性质 除某些环醚外，醚是一类很稳定的化合物，其化学稳定性仅次于烷烃。常温下，醚对于活泼金属、碱、氧化剂、还原剂等十分稳定。但醚仍可发生一些特殊的反应。 烃的衍生物 1. 盐的生成 醚分子中的氧原子在强酸性条件下，可接受一个质子生成： 烃的衍生物 2. 醚键的断裂 （1）在较高温度下，浓氢碘酸或浓氢溴酸等强酸能使醚键断裂，生成卤代烃和醇或酚。若使用过量的氢卤酸，则生成的醇将进一步与氢卤酸反应生成卤代烃： 烃的衍生物 2. 醚键的断裂 （2）脂肪族混合醚与氢卤酸作用时，一般是较小的烷基生成卤代烷，当氧原子上连有三级烷基时，则主要生成三级卤代烷。 烃的衍生物 2. 醚键的断裂 （3）芳香醚由于氧原子与芳环形成p-π共轭体系，碳氧键不易断裂，如果另一烃基是脂肪烃基，则生成酚和卤代烷，如果两个烃基都是芳香基，则不易发生醚键的断裂。 烃的衍生物 3. 过氧化物的生成 醚类化合物虽然对氧化剂很稳定，但许多烷基醚在和空气长时间接触下，会缓慢地被氧化生成过氧化物，氧化通常在α-碳氢键上进行： 过氧化物不稳定，受热时容易分解而发生猛烈爆炸，因此在蒸馏或使用前必须检验醚中是否含有过氧化物。 烃的衍生物 练一练2 用化学方法鉴别下列各组化合物，写出所加化学试剂及所出现的实验现象。 1. 苯甲醇，苯酚，苯甲醚 2. 甲基烯丙醚，丙醚 烃的衍生物 四、醚的制备 1. 由醇制备 在浓H2SO4作用下，醇分子间脱水可制得醚。 醇分子间脱水生成醚和分子内脱水生成烯烃是同时存在的竞争反应，所以制备醚时必须控制适当的温度。 烃的衍生物 2. 威廉姆逊合成 由于醇钠为强碱，卤代烃在强碱条件下容易发生消除反应，尤其是三级卤代烃。为了避免因发生消除反应产生烯烃副产物，应用威廉姆逊合成制备醚时最好用伯卤代烃或仲卤代烃。 卤代烃和醇钠在相应的醇溶液中反应，可以生成醚，该方法称为威廉姆逊合成。 烃的衍生物 五、醚类在医药中的应用 1. 乙醚 无色液体，有特殊气味，比水轻，微溶于水，能溶解多种有机物，是常用的有机溶剂。乙醚沸点34.6℃，易挥发，易燃易爆。所以使用乙醚时要远离火源，蒸馏乙醚时应熄火，并将乙醚蒸气引出室外。将乙醚先用固体氯化钙处理，再用金属钠干燥，经蒸馏而得无水乙醚，用于药物合成。 乙醚在临床上用作全身麻醉药，较安全。还有镇痛作用强，也可促使骨骼肌松弛;但气味不佳，刺激性强，能促使口鼻腔和气管支气管粘膜、粘液腺分泌增多，气道难以保证通畅，吸入全麻诱导中，屏气、呛咳、喉或支气管痉挛时常发生，术后肺部并发症多;苏醒期间胃肠道紊乱常见，恶心呕吐发生率可高达50%以上。 烃的衍生物 2. 二甲基亚砜(DMSO) 一种含硫有机化合物，分子式为CH3SOCH3，常温下为无色无臭的透明液体，是一种吸湿性的可燃液体。具有高极性、高沸点、热稳定性好、非质子、与水混溶的特性，能溶于乙醇、丙醇、苯和氯仿等大多数有机物. 烃的衍生物 3. 环氧乙烷 无色有毒的气体，沸点11℃，能溶于水、乙醇和乙醚，易燃易爆。环氧乙烷可与微生物菌体蛋白质分子中的氨基、羟基、巯基等活性氢部分结合，使蛋白质失活，从而使微生物失去活力或死亡，是常用的杀虫剂和气体灭菌剂。 环氧乙烷分子的环状结构不稳定，其性质很活泼，容易发生开环加成反应，利用其开环加成反应能够合成多种化合物，是有机合成中非常重要的试剂。 醛、酮和醌 PART 5 烃的衍生物 第五节 醛、酮和醌 烃的衍生物 学习目标 1. 掌握醛和酮的结构和命名； 2. 熟悉醛和酮的性质； 3. 了解醛和酮的分类； 4. 了解重要的醛和酮； 5. 了解醌。 烃的衍生物 案例导入 丙酮是肝内脂肪酸代谢的中间产物，正常情况下，血液中丙酮含量很低，糖尿病患者因脂类代谢发生紊乱，体内常有过量的酮体（含丙酮）产生，丙酮可通过呼吸或尿液排出。因此，临床上常通过检查尿液中是否含有丙酮来判断患者是否患有糖尿病。 问题：1.你知道丙酮的结构和官能团吗？ 2.尿液中丙酮的检验方法有哪些？ 烃的衍生物 一、醛和酮 1. 醛和酮概述 羰基化合物：醛和酮是烃的含氧衍生物，分子结构中都含有羰基（ ），所以又称羰基化合物。 醛：羰基的碳原子分别与烃基和氢原子相连形成的化合物。甲醛例外。 （1）醛和酮的定义、结构 甲醛 醛的官能团：醛基 简写为：-CHO 醛的结构通式： 烃的衍生物 酮：羰基的碳原子与两个烃基相连形成的化合物。 酮的官能团：酮基 酮的结构通式： 烃的衍生物 根据烃基不同，醛和酮分为脂肪醛、酮，芳香醛、酮和脂环醛、酮。 （2）醛和酮的分类、命名 脂肪醛、酮： 芳香醛、酮： 脂环醛、酮： 烃的衍生物 命名方法：普通命名法和系统命名法 1）普通命名法：适用于简单的醛酮 醛的命名：与醇相似，根据碳原子总数称为“某醛”。 甲醛 丙醛 酮的命名：与醚相似，根据羰基所连接的两个烃基来命名，把烃基名称写在“酮”前面。 异戊醛 甲乙酮 二甲酮 二苯酮 烃的衍生物 2）系统命名法：适用于结构复杂的醛酮 ①脂肪醛、酮的命名： 选主链 选择含有羰基的最长碳链为主链，根据主链的碳原子数称为 “某醛”或“某酮”。 主链编号 从靠近羰基一端开始给主链碳原子编号，由于醛基始终在链端，命名时不需要标明醛基位次，酮基则需要标明位次。 确定取代基 如有取代基，则将取代基的位次、数目和名称依次写在醛或酮之前。 3-甲基戊醛 4-甲基-2-戊酮 烃的衍生物 ②芳香醛、酮的命名： 以脂肪醛、酮为母体，芳香烃作取代基。 苯甲醛 苯乙酮 3-苯基丁醛 烃的衍生物 ③脂环醛、酮的命名： 脂环醛的命名，以醛作母体，环基作取代基。 脂环酮的命名，根据酮基所在环的碳原子数称为“环某酮”；若环上有取代基，则从酮基开始给环编号，并使取代基位次最小。 环己酮 环戊基乙醛 烃的衍生物 练一练 用系统命名法命名下列化合物。 1. CH3CH(CH3)CHO 2. CH3COCH2CH3 2-甲基丙醛 2-丁酮 烃的衍生物 2.醛和酮的性质 （1）醛和酮的物理性质 在常温下，除甲醛是气体外，12 个碳原子以下的脂肪醛、酮都是液体，高级的脂肪醛、酮和芳香酮多为固体。 沸点低于相对分子质量相近的醇，高于相对分子质量相近的烃和醚。 低级的醛和酮（如甲醛、乙醛、丙酮等）易溶于水，五个碳以上的醛和酮，微溶或不溶于水中。醛和酮易溶于有机溶剂。 烃的衍生物 一些一元醛和酮的物理常数 名称 熔点（℃） 沸点（℃） 甲醛 −118 −19.5 乙醛 −123.5 20.2 丙醛 −81 48.8 正丁醛 −99 75.7 异丁醛 −66 65 苯甲醛 −56 178.1 苯乙醛 −10 193～194 丙酮 −94.3 56.2 丁酮 −86.4 79.6 2−戊酮 −77.5 101.7 3−戊酮 −42 101 苯丙酮 19 217.5 烃的衍生物 （2）醛和酮的化学性质 醛和酮分子中都含有羰基，化学性质相似。 主要表现在羰基的加成反应、α−活泼氢的反应、还原反应和被强氧化剂（如 KMnO4 、HNO3 等）氧化的反应。 但醛基和酮基不完全相同，化学性质存在差异。一般情况下，醛比酮活泼。 烃的衍生物 1）加成反应 醛和酮可以与氢氰酸、亚硫酸氢钠、醇、氨的衍生物（如羟胺、肼）等试剂起加成反应。在反应产物中都是试剂中的氢与羰基上的氧相连接，其余部分与羰基的碳相连接。 ①与氢氰酸（HCN）加成（增链反应） 醛、脂肪族甲基酮及 8 个碳以下的环酮可以发生反应。 生成的 α−羟基腈在酸性或碱性条件下可水解生成 α−羟基酸。 烃的衍生物 ②与亚硫酸氢钠（NaHSO3 ）加成 醛、脂肪族甲基酮及 8 个碳以下的环酮可以与过量的亚硫酸氢钠饱和溶液发生加成反应。该反应是可逆反应，常用于提纯醛、酮。 烃的衍生物 ③与氨的衍生物加成 醛、酮与氨的衍生物如羟胺（NH2OH）、肼（NH2NH2 ）、苯肼（C6H5NHNH2）、2,4−二硝基苯肼等试剂作用，生成含碳氮双键（C=N）的化合物。 H2N—G 代表氨的衍生物，其中 G 代表不同的取代基。 烃的衍生物 常见的氨的衍生物及其产物 氨的衍生物 与醛、酮反应的产物 羟胺 肟 肼 腙 苯肼 苯腙 2,4-二硝基苯肼 2,4-二硝基苯腙 烃的衍生物 醛、酮与氨的衍生物加成的产物大多是晶体，且具有固定的熔点，故可通过测定熔点初步推断是由哪种醛或酮生成。特别是醛、酮与 2,4−二硝基苯肼作用生成的 2,4 二硝基苯腙是黄色结晶，具有一定的熔点，且反应明显，所以常被用来鉴别醛、酮。因此，这些氨的衍生物也称为羰基试剂。此外，肟、腙在稀酸的作用下，可水解为原来的醛、酮，可用来分离和提纯醛、酮。 烃的衍生物 2）α−活泼氢的反应 α−碳原子：醛、酮分子中与羰基直接相连的碳原子。 α−氢原子（α−H）：α−碳原子上的氢原子。α−H 比较活泼，容易被其他原子或原子团取代。 在酸或碱的催化下，醛、甲基酮分子中的 α−H 可逐步被卤素取代生成 α−卤代醛、酮。在酸催化下，可通过控制反应条件，得到一卤代物。在碱的催化下，可得到多卤代物。 烃的衍生物 具有 结构的醛或酮，在碱催化下，生成三卤代物，三卤代物在 碱性溶液中不稳定，立即分解成三卤甲烷（卤仿）和羧酸盐。由于有卤仿生成，故称此反应为卤仿反应。 烃的衍生物 如用I2-NaOH溶液，则生成碘仿（称为碘仿反应）。碘仿为不溶于水的黄色结晶，并具有特殊的气味，易于识别。因此常用碘和氢氧化钠溶液来鉴别乙醛或甲基酮。 由于此反应中有氧化剂次碘酸钠（NaOI）生成，可把乙醇和具有 结构的醇氧化成相应的乙醛或甲基酮，因此，乙醇和具有 结构的醇也能发生碘仿反应。所以，碘仿反应也可作为乙醇和具有 结构的醇的鉴别反应。 烃的衍生物 3）还原反应 在催化剂铂、钯或镍的催化下，醛和酮可以加氢还原。 醛加氢还原成伯醇，酮加氢还原成仲醇。 醛和酮分子中含有不饱和键时，羰基和不饱和键同时被还原。 还可以用金属氢化物（如硼氢化钠、四氢锂铝）作还原剂，则只还原羰基。 烃的衍生物 4）氧化反应 醛的羰基碳原子上连有氢原子（α−H），很容易被氧化，即使弱氧化剂也可以氧化；酮则不易被氧化。因此，可利用弱氧化剂来区别醛和酮。 ①醛与托伦试剂的反应（银镜反应） 醛被氧化成羧酸，试剂中的一价银离子被还原成金属银析出。 ②醛与斐林试剂的反应 斐林试剂能氧化脂肪醛，但不能氧化芳香醛，可用来区别脂肪醛和芳香醛。 烃的衍生物 5）醛与希夫试剂的显色反应 醛与希夫试剂作用显紫红色，酮则不显色。该显色反应非常灵敏，是鉴别醛和酮的最简便方法。 甲醛与希夫试剂反应显紫红色后，加硫酸仍不褪色，其他醛则褪色。可用来区别甲醛和其他醛。 烃的衍生物 练一练 下列化合物哪些能发生碘仿反应？哪些能与托伦试剂反应？ 1. 乙醛 2. 甲乙酮 3. 苯乙酮 4. 苯甲醛 能与托伦试剂反应：乙醛、苯甲醛 能发生碘仿反应：乙醛、甲乙酮、苯乙酮 烃的衍生物 3. 醛和酮的制备方法 醇的氧化或者脱氢是制备醛和酮的常用方法，也是工业制取醛和酮的重要方法。 伯醇氧化生成醛： 为了防止醛进一步被氧化成羧酸，须及时将生成的醛从反应体系中分离。 仲醇氧化生成酮：酮较难被进一步氧化。 烃的衍生物 此外，在异丙醇铝催化下，丙酮作氧化剂时，可用于氧化不饱和的醇，生成相应的醛和酮。 烃的衍生物 4. 醛和酮类在药学中的应用 （1）甲醛（HCHO） 甲醛又叫蚁醛，是具有强烈刺激臭味的无色气体，具有较高毒性，沸点−19.5 ℃，易溶于水。其 40%水溶液叫福尔马林，可作为消毒剂和防腐剂。甲醛溶液能使蛋白质变性，细菌的蛋白质与甲醛接触后即凝固，致使细菌死亡，因而起了消毒、防腐作用。甲醛溶液与氨共同蒸发，生成环六亚甲基四胺，药名为乌洛托品。乌洛托品为白色结晶粉末，易溶于水，在医药上用作利尿剂及尿道消毒剂。 烃的衍生物 2）乙醛（CH 3 CHO） 乙醛是无色、有刺激臭味、易挥发的液体，可溶于水、乙醇、乙醚中。三氯乙醛是乙醛的一个重要衍生物，是由乙醇与氯气作用而得。三氯乙醛由于三个氯原子的吸电子效应，使羰基活性大为提高，可与水形成稳定的水合物，称为水合三氯乙醛，简称水合氯醛。其 10%水溶液在临床上作为长时间作用的催眠药，用于失眠、烦躁不安等。 烃的衍生物 （3）丙酮（CH 3 COCH 3 ） 丙酮为无色易挥发易燃的液体，具有特殊的气味，与极性及非极性液体均能混溶，与水能以任何比例混溶，是一种良好的溶剂。 丙酮是糖类物质的分解产物，正常人血液中丙酮的含量很低，但糖尿病患者体内含量增加，并随呼吸和尿液排出。临床上检查糖尿病患者尿液中丙酮是否含有丙酮的方法有两种：一种方法是滴加亚硝酰铁氰化钠溶液和氨水于尿液中，如有丙酮存在，即呈鲜红色；另一种方法是滴加碘溶液和氢氧化钠溶液于尿液中，如有丙酮，则会析出黄色的碘仿。 烃的衍生物 （4）苯甲醛（C 6 H 5 —CHO） 苯甲醛为无色液体，微溶于水，易溶于乙醇和乙醚中。苯甲醛易被空气中的氧气氧化成白色的苯甲酸固体，因此常加入少量苯二酚作抗氧剂。 苯甲醛是有机合成的重要原料，可用于制备药物、香料和染料。 （5）樟脑 樟脑是一种脂环酮。樟脑是无色半透明晶体，具有穿透性的特异芳香，味略苦而辛，有清凉感，在常温下可慢慢挥发。不溶于水，能溶于醇、油脂中。在医药上可用作呼吸循环兴奋剂，外用的清凉药、十滴水及消炎镇痛膏药中均含有樟脑。还可用以驱虫和预防衣物被蛀蚀。 烃的衍生物 二、醌类概述 1. 醌的结构及命名 （1）醌的定义、结构 醌类化合物是指分子中具有不饱和环己二酮结构的一类天然有机化合物。 由苯形成的醌叫苯醌，由萘形成的醌叫萘醌，由菲形成的醌叫菲醌，由蒽形成的醌叫蒽醌。 烃的衍生物 （2）醌的分类、命名。 醌主要有苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型。 苯醌分为邻苯醌和对苯醌两大类。 对苯醌 邻苯醌 萘醌有三种类型。但迄今为止自然界得到的绝大多数均为 a−萘醌类。 α-萘醌 烃的衍生物 天然菲醌化合物包括邻菲醌和对菲醌两种类型。 邻菲醌 对菲醌 蒽醌有三种，其中以 9,10−蒽醌及其衍生物为最多，因此，9,10−蒽醌通常简称为蒽醌。 9,10-蒽醌 烃的衍生物 根据氧化、还原和聚合程度，蒽醌类化合物又可分为三类，即羟基蒽醌类、蒽酚（或蒽酮）类、二蒽酮（或二蒽醌类）。 根据羟基在蒽醌母核上的分布情况，羟基蒽醌类化合物分为大黄素型和茜草素型两种类型。大黄素型的羟基分布在两侧的苯环上，茜草素型的羟基分布在单侧的苯环上。 大黄酸 茜草素 烃的衍生物 蒽酚（或蒽酮）类为还原蒽醌类。在酸性条件下，蒽醌被还原，生成蒽酚及蒽酮。蒽酚、蒽酮类互为异构体，可以相互转化。 柯桠素 烃的衍生物 二蒽酮（或二蒽醌）类为聚合蒽醌类，是两分子蒽酮（或蒽醌）通过碳碳单键（C—C）结合而成，且碳碳单键（C—C）易断裂。 黄色霉素 烃的衍生物 醌是作为相应的烃的衍生物来命名的。 2-甲基-1,4苯醌 1,4苯醌-2-甲酸 2-甲基-1,4-萘醌 烃的衍生物 2. 醌的性质 （1）醌的物理性质 醌类化合物通常为有色结晶，如苯醌多为黄色结晶，萘醌为橙色或橙红色结晶，蒽醌多为黄色至橙红色固体。颜色的深浅与助色团羟基的数目和位置有关。随助色团的引入，羟基数目越多，颜色越深；羟基分布在单侧苯环上的颜色比分布在两侧苯环上的颜色要深。蒽醌类化合物大多有荧光。 烃的衍生物 苯醌和萘醌多以游离态存在，蒽醌多以苷的形式存在。小分子的醌类化合物具有挥发性。游离醌类一般有升华性，升华温度随酸性增强而升高，故可利用此性质进行检识。游离醌类极性较小，一般溶于甲醇、乙醇、乙醚等有机溶剂和碱性溶液，不溶或难溶于于水。形成苷后，极性增大，易溶于醇和热水，不溶于冷水及极性小的有机溶剂。蒽醌的碳苷在水及有机溶剂中溶解度都小，只溶于吡啶中。蒽醌盐在水中溶解度也较小。 烃的衍生物 （2）醌的化学性质 1）烯键的加成 分子中含有碳碳双键和羰基，因此醌具有烯键和羰基的性质。 醌分子中的烯键可与卤素发生加成反应。 烃的衍生物 2）1,4−加成反应 醌类具有 α,β−不饱和酮的结构，可发生 1,4−加成反应。 烃的衍生物 3）羰基与氨衍生物的反应 醌类具有二元酮的性质。对苯醌能与一分子羟胺或两分子羟胺作用生成对苯醌一肟或对苯醌二肟。 烃的衍生物 3. 醌类在药学中的应用 在醌的四种类型中，蒽醌类化合物在自然界分布最广，临床活性最显著，应用最广泛。 蒽醌类化合物的生物活性表现在多方面，其泻下作用和抗菌作用尤为显著。通常，蒽醌苷的泻下作用强于相应的苷元，蒽醌苷元的抗菌作用强于相应的苷。 烃的衍生物 （1）维生素 K 维生素 K 是 2-甲基-1,4-萘醌的衍生物，具有促进凝血的功能，广泛存在于自然界中，在动植物内许多具有生理活性的化合物都具有 α-萘醌的结构。 维生素 K1 维生素 K2 烃的衍生物 在研究维生素 K1 、K2 及其衍生物的化学结构与凝血作用的关系时，发现 2−甲基−1,4−萘醌具有更强的凝血功能。它是一种黄色固体，难溶于水，溶于植物油或其他有机溶剂，但它的亚硫酸氢钠加成物能溶于水，医药上称为维生素 K3。 维生素 K3 烃的衍生物 （2）大黄酸 大黄酸为蒽醌类化合物，是中药大黄抗菌的主要成分。大黄酸具有抗肿瘤、抗菌、免疫抑制、利尿、泻下、抗炎作用以及治疗糖尿病肾病的作用。 大黄酸为咖啡色针晶，升华后为黄色针晶，不溶于水，能溶于吡啶、碳酸氢钠水溶液，微溶于乙醇、苯、氨仿、乙醚和石油醚。 烃的衍生物 （3）茜草素 茜草素为蒽醌类化合物，是中药茜草的主要有效成分。具有凉血止血、止咳平喘和抗菌的功效。 茜草素为橘红色晶体或赭黄色粉末，常温常压下性质稳定，具有刺激性。易溶于热甲醇和 25 ℃的乙醚，能溶于苯、冰醋酸、吡啶、二硫化碳，微溶于水。 烃的衍生物 （4）柯桠素 柯桠素为蒽醌类化合物，是治疗皮肤病的良药，外用可治疗疥癣等症。 （5）丹参素 丹参素为菲醌类化合物，是中药丹参的主要有效成分，具有活血化瘀、通经止痛、宁心安神等功效，在心血管系统疾病的治疗中有显著疗效。其钠盐为白色长针状结晶。 羧酸 PART 6 烃的衍生物 第六节 羧酸 烃的衍生物 学习目标 1. 掌握羧酸的结构、分类、命名； 2. 了解羧酸的物理性质； 3. 掌握羧酸的化学性质，能熟练书写相关的反应式； 4. 熟悉重要的羧酸； 5. 了解羧酸在药学中的应用。 烃的衍生物 案例导入 案例：草酸钙肾结石是肾结石病症中最常见的一种类型，约有80%的肾结石都是草酸钙肾结石，因此不容忽视。肾结石的形成，主要是由饮食中可形成结石的有关成分摄入过多引起的。摄入富含钙的天然食物与减少草酸食物摄入和吸收，是预防肾结石的两个重要手段。 讨论：1.草酸钙肾结石是怎样形成的？为什么多吃富含钙的食物能预防肾结石？ 2.你知道草酸的化学名称和结构式吗？ 烃的衍生物 一、羧酸概述 1. 羧酸的定义、结构 定义：分子中含有羧基（-COOH）的化合物称为羧酸，通式为RCOOH。羧基是其官能团。除甲酸外，羧酸也可以看做是烃分子中的氢原子被羧基取代的衍生物。 一元羧酸的结构通式： 烃的衍生物 2. 羧酸的分类 （1）根据羧酸分子中烃基的种类不同 类型 脂肪族羧酸 脂环族羧酸 芳香族羧酸 举例 烃的衍生物 （2）根据烃基是否含有不饱和键 类型 饱和羧酸 不饱和羧酸 举例 烃的衍生物 （3）根据羧酸分子中所含羧基的数目不同 类型 一元羧酸 二元羧酸 多元羧酸 举例 烃的衍生物 练一练 1 判断下列羧酸分别属于什么类型? 1. 2. 3. 4. 5. 6. 烃的衍生物 3. 羧酸的命名 （1）饱和脂肪酸选择分子中含羧基的最长碳链作为主链，根据主链碳原子数目称为 “某酸”。主链编号从羧基中的碳原子开始，取代基的位次用阿拉伯数字标示。简单的羧酸习惯上也常用希腊字母来表示取代基的位置，即与羧基直接相连的碳原子位置为α，依次是β、γ、δ。ω是指碳链最末端的位置。 羧酸的系统命名原则与醛相同，把“醛”字改为“酸”字即可。 烃的衍生物 2-甲基丁酸（α-甲基丁酸） 2,3-二甲基戊酸（α,β-二甲基戊酸） 烃的衍生物 （2）不饱和脂肪酸首先选择包含羧基和不饱和键在内的最长碳链作为主链，称为“某烯酸”或“某炔酸”。主链碳原子的编号仍从羧基开始，将双键、三键的位次写在某烯酸或某炔酸名称的前面。当主链碳原子数大于10时，需要在表示碳原子数的汉字后加上 “碳”字。 2-丁烯酸（巴豆酸） 2,4-二甲基-3-戊烯酸 9-十一碳烯酸 烃的衍生物 （3）二元脂肪酸选择包含两个羧基在内的最长碳链作为主链，按主链上碳原子数目称为“某二酸”。 乙二酸（草酸） 丁二酸（琥珀酸） 2-甲基丁二酸 烃的衍生物 （4）脂环酸和芳香酸将脂环和芳环看做取代基，以脂肪羧酸作为母体加以命名。如羧基直接与苯环相连，则以苯甲酸为母体，环上其他基团作为取代基。 3-环己基丙酸 3-苯基戊酸 邻苯二甲酸 烃的衍生物 练一练 2 用系统命名法命名下列化合物。 1. 2. 3. 烃的衍生物 二、羧酸的物理性质 常温下，甲酸、乙酸、丙酸是具有刺激性气味的液体，丁酸至壬酸是具有不愉快气味的油状液体，C10以上的一元羧酸为无味的蜡状固体。二元羧酸和芳香羧酸为结晶固体。 饱和一元脂肪酸，除甲酸、乙酸的相对密度大于1以外，其他羧酸的相对密度都小于1。二元羧酸和芳香羧酸的相对密度都大于1。 羧酸能形成比醇分子间更强的氢键，因此，羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇高。 羧酸与水分子间也能形成氢键，C4以下的羧酸能与水混溶，随相对分子质量增加在水中的溶解度逐渐减小。C10以上的一元羧酸不溶于水。 烃的衍生物 羧酸能形成比醇分子间更强的氢键，因此，羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇高。乙酸与丙醇的相对分子质量都是60，乙酸沸点是118℃，正丙醇的沸点是97.4℃。 想一想？ 乙酸与丙醇的相对分子质量都是60，乙酸和正丙醇的沸点哪个更高呢？ 烃的衍生物 三、羧酸的化学性质 由羧酸的结构可知，羧基包括羰基和羟基两个部分，但羧基的性质并非两个基团的性质加合，而是两者相互影响的统一体，表现出其特有的性质。 烃的衍生物 1. 酸性 羧酸分子中，羟基上的氢易于解离，表现出酸性。 羧酸的酸性比盐酸、硫酸等弱得多，但比碳酸和一般的酚类强，故羧酸能分解碳酸盐和碳酸氢盐，放出二氧化碳，而酚不能，利用这个性质可区别羧酸和酚类化合物。 烃的衍生物 在羧酸盐中加入无机强酸时，羧酸又游离出来。利用此性质可分离、精制羧酸。 羧酸的结构不同，酸性强弱也不同。在饱和一元羧酸中，甲酸(pKa = 3.77)比其他羧酸（pKa = 4.7~5.0)）的酸性都强。一般情况下，饱和脂肪酸的酸性随着烃基的碳原子数增加和供电子能力的增强而减弱。 烃的衍生物 例如： HCOOH> CH3COOH> CH3CH2 COOH> (CH3)3CCOOH pKa 3.77 4.76 4.87 5.05 羧基直接连于芳环上的芳香酸比甲酸的酸性弱，但比其他饱和一元羧酸酸性强。如苯甲酸的pKa为4.17。 综上所述，一元羧酸的酸性强弱如下： 甲酸＞苯甲酸＞其他饱和一元羧酸。 低级二元羧酸的酸性比饱和一元羧酸强。 羧酸与其他化合物的酸性强弱如下： H2SO4、HCl> RCOOH> H2CO3> C6H5OH> H2O> ROH 烃的衍生物 练一练 3 下列化合物酸性强弱顺序如何排列？ 1. 乙酸、甲酸、苯甲酸、苯酚 2. 对硝基苯甲酸、苯甲酸、对甲基苯甲酸 1. 甲酸>苯甲酸>乙酸>苯酚 2. 对硝基苯甲酸>苯甲酸>对甲基苯甲酸 烃的衍生物 2. 羧酸衍生物的生成 羧酸分子中羧基上的羟基可以被卤素原子（-X）、酰氧基（RCOO-）、烷氧基（RO-）、氨基（-NH2）等其他原子或原子团取代，生成一系列的羧酸衍生物。羧酸分子中除去羟基的剩余部分称为酰基（RCO-）。常见的羧酸衍生物有酰卤、酸酐、酯和酰胺。 （1）酰卤的生成 羧基中的羟基被卤素取代的产物称为酰卤。其中最重要的是酰氯，它是由羧酸与三氯化磷、五氯化磷或氯化亚砜反应生成的。 烃的衍生物 烃的衍生物 （2）酸酐的生成 羧酸在脱水剂（如乙酸酐、五氧化二磷等）存在下共热，发生分子间脱水生成酸酐。 含4-5个碳原子的二元羧酸受热分子内脱水生成五、六元的环状酸酐。 烃的衍生物 （3）酯的生成 羧酸和醇在强酸（常用浓硫酸）的催化作用下生成酯和水的反应，称为酯化反应。这个反应是可逆的。 烃的衍生物 （4）酰胺的生成 在羧酸中通入氨气，首先生成羧酸的铵盐，铵盐受热分子内脱水生成酰胺。 烃的衍生物 3. α-氢的卤代反应 由于羧基吸电子效应的影响，羧酸分子中α-碳原子上的氢原子有一定的活性（比醛、 酮的活性弱），在少量红磷催化下，能发生卤代反应而生成α-卤代酸。例如乙酸在少量红磷催化下，甲基上的α-氢原子被氯原子取代生成一氯乙酸。若有足量的卤素存在，乙酸中α-碳原子上的氢原子可以继续逐步被卤素取代，生成二氯乙酸和三氯乙酸。 烃的衍生物 4. 还原反应 羧酸分子中羧基上的羰基由于受到羟基的影响，使它失去了羰基的典型性质，所以羧酸一般情况下，与多数还原剂不反应，但能被强还原剂——氢化铝锂（LiAlH4）等金属氢化物还原为伯醇。氢化铝锂是一种具有高度选择性的还原剂，它可以还原许多具有羰基结构的化合物，但对不饱和羧酸分子中的双键、三键不产生影响。 烃的衍生物 5. 脱羧反应 羧酸分子脱去羧基中的二氧化碳的反应称为脱羧反应。饱和一元羧酸对热稳定，通常不易发生脱羧反应。但在特殊条件下，如羧酸的钠盐在碱石灰（NaOH-CaO）存在下加热，可脱羧生成少一个碳原子的烃。 烃的衍生物 含2~3个碳原子的二元羧酸，脱羧生成少一个碳的一元羧酸。 含6~7个碳原子的二元羧酸，分子内脱羧又脱水，生成少一个碳的环酮。 烃的衍生物 练一练 4 完成下列反应方程式。 烃的衍生物 四、羧酸的制备 1. 由伯醇或醛氧化制备 伯醇和醛氧化后可以得到羧酸，羧酸不会继续氧化，且容易分离提纯，因此是实验室制备羧酸的常用方法。 烃的衍生物 2. 由腈水解制备 卤代烃和氰化钠（钾）反应可制得腈，腈在酸性或碱性条件下能够水解生成羧酸。利用此反应可制备比原卤代烃多一个碳原子的羧酸。使用该方法时，伯卤代烃有较好的收率，仲卤代烃和叔卤代烃由于存在消除反应而收率不高，一般不适合通过该法制备羧酸。 烃的衍生物 3. 由芳烃侧链氧化制备 若芳烃侧链上含有α-H，则能被酸性高锰酸钾氧化成苯甲酸，且无论取代基侧链长短，产物都是苯甲酸。 烃的衍生物 五、羧酸在药学中的应用 1. 甲酸 甲酸（HCOOH）俗称蚁酸，因最初是从蚂蚁体内发现而得名。甲酸存在于许多昆虫的分泌物及某些植物（比如荨麻，松叶）中。甲酸为无色液体，有刺激性气味。沸点100. 5℃，能与水、乙醇、乙醚等混溶，有腐蚀性。蜂蛰或荨麻刺伤皮肤引起肿痛，就是甲酸造成的。甲酸具有杀菌能力，可作消毒剂或防腐剂。 甲酸的结构比较特殊，羧基与氢原子直接相连，在其分子中既有羧基又有醛基。 烃的衍生物 2. 乙酸 乙酸(CH3COOH)俗称醋酸，是食醋的主要成分。乙酸为无色有刺激性气味的液体，熔点16. 6℃，沸点118℃，纯醋酸（无水乙酸）在低温（16. 6℃以下）时凝结成冰状固体，因此称为冰醋酸。冰醋酸易吸湿气，需密封保存，乙酸能与水按任意比例混溶，也可溶于乙醇和其他有机溶剂。 医药上通常配成乙酸稀溶液作为消毒防腐剂，可用于烫伤、灼伤感染的创面清洗。乙酸还有消肿治癣、预防感冒等作用。在食品添加剂中，乙酸是一种酸度调节剂。 烃的衍生物 3. 苯甲酸 苯甲酸(C6H5-COOH)俗名为安息香酸，存在于安息香树胶中而得名。苯甲酸为白色鳞片状或针状结晶，熔点122.4℃，受热易升华，难溶于冷水，易溶于热水、乙醇、三氯甲烷和乙醚等有机溶剂。 苯甲酸具有一元羧酸的一切性质。苯甲酸对许多真菌、霉菌、酵母菌有抑制作用，其乙醇溶液可用于治疗癣类皮肤病，其钠盐常用作食品、药品的防腐剂。 烃的衍生物 乙二酸（HOOC-COOH）俗称草酸，是最简单的二元羧酸，常以盐的形式存在于许多植物的细胞膜中，最常见的为钾盐和钙盐。草酸是无色晶体，含两分子的结晶水，加热到100℃时失去结晶水成为无水草酸，可溶于水和乙醇，不溶于乙醚等有机溶剂。草酸的酸性比甲酸及其他饱和脂肪二元羧酸都强。它除了具有一般羧酸的性质外，还具有还原性，在酸性溶液中定量被高锰酸钾氧化，在分析化学中作为标定高锰酸钾的基准物质。 4. 乙二酸 烃的衍生物 5. 肉桂酸 肉桂酸也称桂皮酸，化学名为β-苯丙烯酸，是无色晶体，熔点133℃，难溶于冷水， 易溶于热水及乙醇、乙醚等有机溶剂。肉桂酸可用于合成治疗冠心病的药物，在抗癌方面也有很大的应用。 6. 过氧乙酸（CH3COOOH） 又称过醋酸，为无色透明液体，带有强烈刺激性的醋酸臭味。对皮肤有腐蚀性，性质不稳定，蒸气易爆炸。过氧乙酸是一种强氧化剂，遇有机物放出新生态氧而起氧化作用。用喷雾或熏蒸的方法可消毒空气：0.04%~0.5%的过氧乙酸可用于传染病房消毒、医疗器械消毒及医院废水消毒等。 烃的衍生物 7. 2,4-己二烯酸（CH3CH=CHCH=CHCOOH） 俗名山梨酸，是白色针状或粉末状晶体，微溶于水，能溶于多种有机溶剂。山梨酸是国际粮农组织和卫生组织推荐的高效安全的防腐保鲜制，广泛应用于食品、饮料、烟草、农药、化妆品等行业。 8. 丁二酸(HOOCCH2CH2COOH) 俗名琥珀酸。最初是由蒸馏琥珀得到的，并因此而得名，琥珀是松脂的化石，其中含一定量的琥珀酸。丁二酸为无色晶体，熔点185℃，溶于水，微溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂中。丁二酸是人体内糖代谢过程的中间产物。在医药上有抗痉挛、祛痰利尿作用。 取代羧酸 PART 7 烃的衍生物 第七节 取代羧酸 烃的衍生物 学习目标 1. 了解取代羧酸的结构、分类、命名； 2. 了解取代羧酸的物理性质； 3. 掌握取代羧酸的化学性质； 4. 熟悉重要的取代羧酸。 烃的衍生物 案例导入 硝酸毛果芸香碱是治疗青光眼的滴眼液，在pH=4~5时稳定，可用于治疗。但在碱性条件下硝酸毛果芸香碱就会失去疗效，为什么呢？ 药物的疗效往往与其结构有关，毛果芸香碱在酸性条件下可用于治疗青光眼，但在碱性条件下失去治疗作用，说明其结构发生了变化。毛果芸香碱具有内酯结构，在碱性条件下易水解生成羟基羧酸盐，从而失去疗效。 烃的衍生物 一、取代羧酸概述 取代羧酸的定义、分类 取代羧酸：羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或原子团取代所生成的化合物。 分类：取代羧酸根据取代基的种类不同可分为卤代酸、羟基酸、酮酸和氨基酸等。根据官团的结合状态不同，羟基酸又分为醇酸和酚酸。 烃的衍生物 二、卤代酸 1.卤代酸的结构、分类和命名 卤代酸的命名是以羧酸为母体，卤素作为取代基来命名，一些从自然界中得到的卤代酸也常根据来源使用俗名。 卤代酸：羧酸分子中烃基上的氢原子被卤素原子取代生成的化合物。 2-氯丁酸 对溴苯甲酸 烃的衍生物 二、卤代酸 2. 卤代酸的性质 （1）酸性 在卤代酸中，烃基上的取代基（-F、-Cl、-Br、-I）是吸电子基，可使成键电子云向卤素原子的方向偏移，降低O-H键间的电子云密度，使羟基上的复原子易于离解，导致卤代酸的酸性增强。 烃的衍生物 卤素原子的电负性越大，卤代酸的酸性越强。卤素原子的电负性由强到弱的顺序为：F>Cl>Br>I。例如： > > > pKa 2.66 2.81 2.87 3.13 烃的衍生物 卤素原子的数目越多，对应卤代酸的酸性越强。 > > pKa 0.08 1.29 2.81 卤素的吸电子作用随与羧基距离的增加而迅速减小，卤素原子离羧基越近，对应卤代酸的酸性越强。例如： > > pKa 2.86 4.41 4.70 烃的衍生物 （2）取代反应 卤代酸中的卤素较活泼，卤代酸易水解。α-卤代酸与水共热或与稀碱溶液作用生成α-羟基酸。例如： （3）消除反应 跟卤代烃类似，卤代酸中的卤素也能发生消除反应。β-卤代酸加热时，生成α,β-不饱和酸。例如： 烃的衍生物 练一练 请给下列卤代酸命名 1. 2. 3. 烃的衍生物 三、羟基酸 羟基酸广泛存在于动植物体内，并在生物体的生命活动中起着重要作用。如人体代谢过程中产生的乳酸；水果中的苹果酸、柠檬酸等。羟基酸也可作为药物合成的原料及食品的调味剂。 1. 羟基酸的结构、分类和命名 羟基酸是羧酸分子中烃基上的氢原子被羟基取代后生成的化合物。羟基酸可分为醇酸和酚酸两类；羟基与脂肪烃基直接相连的称为醇酸；羟基与芳环相连的称为酚酸。 烃的衍生物 根据羟基和羧基的相对位置不同，醇酸可分为α、β、γ-醇酸等。 羟基酸的命名以羧酸作为母体，羟基作为取代基来命名，取代基的位置用阿拉伯数字或希腊字母表示。许多羟基酸是天然产物，常根据其来源而采用俗名。 2-羧基丙酸或α-羟基丙酸 2,3-二羟基丁二酸 2-羟基丁二酸 或α-羟基丁二酸 取代羧酸 邻羟基苯甲酸 3,4,5-三羟基苯甲酸 烃的衍生物 2. 羟基酸的性质 羟基酸分子中含有羟基和羧基两种官能团，因此既有羟基和羧基的一般性质，如醇羟基以氧化、酯化、脱水等，酚羟基有酸性并与三氯化铁溶液显色，羧基可成盐、成酯等；又由于羟和羧基间的相互影响，而使羟基酸表现出一些特殊的性质，且这些特殊性质又因羟基和羧基相对位置不同而表现出一定的差异。 烃的衍生物 （1）酸性 由于醇羟基的吸电子作用，使得醇酸的酸性比相应的羧酸强。而随着羟基和羧基距离的增大，这种影响依次减小，酸性逐渐减弱。例如: 类型 1 2 3 分子式 pKa 3.87 4.51 4.86 烃的衍生物 在酚酸中，由于羟基与芳环之间既有吸电子作用，又有共轭效应，所以几种酚酸异构体的酸性强弱不同。 类型 1 2 3 4 分子式 pKa 3.00 4.12 4.17 4.54 烃的衍生物 （2）醇酸的特性 氧化反应 醇酸分子中羟基受到羧基的影响更容易被氧化，如托伦试剂、稀硝酸不能氧化醇，却能将醇酸氧化成醛酸或酮酸。 例如： 烃的衍生物 分解反应 α-醇酸与稀硫酸或酸性高锰酸钾溶液共热，则分解为甲酸和少一个碳原子的醛或酮。 烃的衍生物 脱水反应 醇酸对热敏感，加热时容易发生脱水反应。羟基和羧基的相对位置不同，其脱水方式和脱水产物也不同。 α-醇酸受热时发生分子间交叉脱水反应，生成六元环的交酯， 例如： β-醇酸受热时,发生分子间交叉脱水反应，α,β-不饱和羧酸， 例如： 烃的衍生物 γ-醇酸和δ-醇酸：γ-醇酸和δ-醇酸易发生分子内脱水反应，生成稳定的五元环或六元环的内酯。其中γ-醇酸比δ-醇酸更容易脱水，在室温下即可进行，因此γ-醇酸很难游离存在，只有成盐后才稳定。 烃的衍生物 （3）酚酸的特性 脱羧反应 酚酸对热不稳定，加热到200℃~220℃时，易发生脱羧反应生成苯酚和二氧化碳。 烃的衍生物 酰化反应 水杨酸和乙酐在浓硫酸中共热，发生酰化反应，生成乙酰水杨酸（阿司匹林）。 显色反应 酚酸含有酚羟基，与酚一样，与FeCl3水溶液发生颜色反应。例如FeCl3水溶液与水杨酸显紫色，与没食子酸显蓝黑色。 烃的衍生物 四、羰基酸 酮酸是动物体内糖、脂肪和蛋白质代谢过程中产生的中间产物，这些中间产物在糖的作用下可发生一系列化学反应，为生命活动提供物质基础。 1.酮酸的结构、分类和命名 分子既含有酮基，又含有羧基的化合物称为酮酸。根据分子中酮基和羧基的相对位置，酮酸可分为α-、β-、γ-酮酸等。 烃的衍生物 酮酸的命名应选择含有羧基和酮基在内的最长碳链作为主链，称为某酮酸。编号从羧基开始，用阿拉伯数字或希腊字母表示酮基的位置。例如； 丙酮酸 3-丁酮酸 烃的衍生物 2. 酮酸的性质 酮酸分子中含有羧基和酮基两种官能团，因此它既有羧酸的性质，又有酮的性质，另外，两种基团的相互影响使酮酸表现出一定的特殊性。 （1）酸性 由于酮基的吸电子性，酮酸的酸性比对应羧酸强。例如： ＜ pKa 4.82 3.58 烃的衍生物 （2）还原反应 酮酸加氢还原生成醇酸。例如： 丙酮酸 乳酸 β-丁酮酸 β-羟基丁酸 烃的衍生物 （3）脱羧反应 α-酮酸与硫酸共热时发生脱羧反应，主要产物是醛。 丙酮酸 乙醛 β-酮酸受热时更易脱羧，因此β-酮酸只有在低温下稳定，在室温以上易脱羧成酮，这是β-酮酸的共性。例如： β-丁酮酸 丙酮 烃的衍生物 练一练 写出下列化合物的结构简式 1. 2. 3. 水杨酸 2-甲基-3-乙基戊二酸 3-丁酮酸 β-萘乙酸 4. 烃的衍生物 五、取代羧酸在药学中的应用 1. 乳酸 乳酸化学名为α-羟基丙酸，存在于酸牛奶中，故称为乳酸。它是人体糖代谢产物。人在剧烈活动时，肌糖原分解生成乳酸并放出热量，供给人体正常活动所需。乳酸含量增高时人就会感到肌肉“酸胀”休息后，乳酸一部分可经血液循环至肝脏转化为糖，另一部分则由肾脏腑尿排出，酸胀感消失。 纯净乳酸的熔点为18℃，具有很强的吸湿性。它能与水、乙醇、甘油混溶，不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚。乳酸具有消毒和防腐的功效，乳酸钙可用来治疗佝偻病等缺钙症。乳酸钠在临床上用作酸中毒的解毒剂。 烃的衍生物 2.酒石酸 酒石酸化学名为2,3-二羟基丁二酸，存在于多种果汁中。它主要以酸式钾盐的形式存在于葡萄中，这种酸式钾盐难溶于乙醇和水，在葡萄酿酒时析出。该盐俗称酒石，与无机酸作用获得酒石酸。 酒石酸是无色晶体，熔点170℃，易溶于水。酒石酸锑钾又称吐酒石，临床上可用作催吐剂及治疗血吸虫病。酒石酸钠常用来配制斐林试剂。 烃的衍生物 3.柠檬酸 柠檬酸化学名为3-羧基-3-羟基戊二酸，又称枸橼酸。它广泛存在于柑橘等水果中，以柠檬中含量最多而得名。 柠檬酸有较强的酸味，易溶于水及醇。柠檬酸是人体内糖、脂肪和蛋白质代谢的中间产物，是糖代谢三羧循环的起始物。柠檬酸钠盐有防止血液凝固的作用，临床上用作抗凝剂。柠蒙酸铁铵是常用的补血剂，可以治疗缺铁性贫血。 烃的衍生物 4.水杨酸 水杨酸化学名为邻-羟基苯甲酸，又名柳酸，存在于柳树、水杨树及其他植物中。水杨酸为白色针状结晶，熔点159℃，微溶于水，易溶于乙醚。水杨酸属酚酸，具有羧酸和酚的一般性质，遇三氯化铁溶液呈紫色。水杨酸有杀菌防腐能力，为外用消毒剂。因对肠胃有较强的刺激作用，不宜内服。水杨酸的各种衍生物可供药用。例如，乙酰水杨酸，俗称阿司匹林，可作为内服药。它具有解热镇痛和抗风湿作用，还可预防心肌梗死和动脉血栓等。 烃的衍生物 5.没食子酸 没食子酸即3,4,5-三羟基苯甲酸，又称五倍子酸，为无色结晶，熔点253℃，以游离状态或结合成鞣质存在于五倍子、槲树皮和茶叶中。可由五倍子与稀酸加热或用酶水解得到。具有强还原性，易被氧化，可用做抗氧剂。 鞣质又称单宁，是存在于植物体内的一类天然产物，依其来源和提取条件的不同而具办有不同的化学结构，但它们都是没食子酸的衍生物。鞣质为无定形粉末，可溶于水或醇生成胶状溶液，有涩味和强的收敛性，有较强的还原性，露置在空气中能吸引氧而变暗。 烃的衍生物 6.丙酮酸 丙酮酸是最简单的酮酸，为无色、有刺激性臭味的液体，能与水混溶，酸性强于丙酸及乳酸。丙酮酸是动植物体内糖、脂肪和蛋白质代谢的中间产物，在酶的催化作用下能转变成氨基酸或柠檬酸等，是一个重要的生物活性中间体。 取代羧酸 7. β-丁酮酸 β-丁酮酸也称为乙酰乙酸，是无色黏稠液体，不稳定，容易脱羧为丙酮，也能还原为β-羟基丁酸。β-丁酮酸、β-羟基丁酸及丙酮三者合称为酮体，是脂肪酸在人体内不完全氧化的中间产物。正常情况下能进一步氧化分解，因此血液中只存在少量酮体。当代谢发生障碍时，人体血液中酮体含量就会增加，并从尿中排出，因此可通过检查患者尿液中的葡萄糖和丙酮含量，来判断患者是否患有糖尿病。如果血液中酮体含量增加，血液的酸性增大，易发生酸中毒和昏迷等症状。 羧酸衍生物 PART 8 烃的衍生物 第八节 羧酸衍生物 烃的衍生物 学习目标 1. 熟悉羧酸衍生物的结构和分类；会对羧酸衍生物进行命名； 2. 掌握羧酸衍生物的主要性质；了解羧酸衍生物化学性质的共性与特性； 3. 了解重要的羧酸衍生物。 烃的衍生物 案例导入 平常烧菜时，加入酒还有醋，它能够让炒出来的菜变香。这是因为酒和醋在热锅里碰头，就会发生相应的化学反应，产生相应的香料。 问题：1. 酒和醋的主要成分是什么？发生了什么化学方应？ 2. 产生的香料主要成分是什么？它属于哪类有机化合物？ 烃的衍生物 一、羧酸衍生物概述 1. 羧酸衍生物定义、分类、结构 羧酸分子中的羟基（-OH）被其它原子或基团取代所生成的化合物称为羧酸衍生物，主要类型有酰卤、酸酐、酯和酰胺。 酰氯 酸酐 酯 酰胺 烃的衍生物 羧酸衍生物的反应性能很强，可转变成多种化合物，被广泛应用于药物的合成。 羧酸衍生物的官能团为酰基，它的结构与羧酸类似，如酰卤、酸酐、酯和酰胺分子中都含有碳氧双键即羰基，与羰基相连的原子（X、O、N）上都有未共用电子对与羰基的π键形成p-π共轭。其差异仅仅是p-π共轭的程度不同。如下述通式所示： 烃的衍生物 2. 羧酸衍生物的命名 （1）酰卤的命名 酰卤是由酰基和卤素原子组成，酰卤的命名也是以相应羧酸的酰基和卤素来命名，酰基名称在前，卤素名称在后，成为某酰卤。 3-甲基丁酰溴 苯甲酰氯 丙烯酰氯 烃的衍生物 （3）酸酐的命名 酸酐的命名是由相应羧酸的名称加上“酐”字组成。 由相同的两分子羧酸形成的单酐，命名为某酸酐。例如： 乙（酸）酐 苯甲酸酐 由不同的两分子羧酸形成的混酐，命名为某某（酸）酐，小分子在前，大分子在后。如果有芳香酸，则芳香酸在前，称为某某酸酐。 乙（酸）丙（酸）酐 邻苯二甲酸酐 烃的衍生物 （4）酯的命名 酯的命名是根据酯水解生成的羧酸和醇命名的，称为某酸某酯，一元醇羧酸酯，称为“某酸某酯”，多元醇羧酸酯，称为“某醇某酸酯”。 乙酸乙酯 苯甲酸苯甲酯 乙二醇二乙酸酯 烃的衍生物 练一练1 写出下列化合物的名称或结构简式 1. 乙酰氯 2. 丙酰胺 3. 苯甲酸乙酯 4. N,N-二甲基苯甲酰胺 6. 7. 5. 答：1. 2. 3. 4. 5. 乙丁酐 6. 乙二酸二乙酯 7. N-甲基丙酰胺 烃的衍生物 二、羧酸衍生物的物理性质 低级酰卤和酸酐是具有刺激气味的无色液体，高级的为固体； 低级的酯是易挥发并有芳香气味的无色液体，如乙酸异戊酯有香蕉味，苯甲酸甲酯有茉莉香味； 酰胺除甲酰胺和某些N-取代酰胺外均为固体。 烃的衍生物 酰卤和酯各自分子间没有氢键缔合，故酰卤和酯的沸点较相应羧酸的沸点低； 酸酐的沸点较相应羧酸的沸点高，但较分子量相当的羧酸低； 酰胺分子间不仅可以通过氢键综合，而且在酰胺的共振极限式中以电荷分离式为主，因此，酰胺分子间的偶极作用力比较大，其熔点、沸点都较相应的羧酸高。当酰胺氮原子上的氢原子都被烃基取代后，分子间不能形成氢键，熔点和沸点随之降低。 腈分子中C≡N键的极性较大，沸点比酰卤和酯高，但由于分子间不能形成氢键，故沸点较羧酸低。 烃的衍生物 所有羧酸衍生物均易溶于有机溶剂，如乙醚、氯仿、丙酮和苯等。低级酰胺（如N,N-二甲基甲酰胺）、乙腈等可与水混溶，它们是很好的非质子极性溶剂。酯在水中的溶解度较小，常用于从水溶液中提取有机物。 烃的衍生物 三、羧酸衍生物的化学性质 羧酸衍生物结构中都含有相同的官能团酰基，酰基都连着一个能被其它集团取代的负性原子或集团，因而表现出相似的化学性质。 1. 水解、醇解和氨解反应 在酸或碱催化下，羧酸衍生物与水、醇或氨（胺）反应，酰基所连的官能团被羟基、烷氧基或氨（胺）基所取代，称之为羧酸衍生物的水解、醇解和氨解。反应通式如下： 烃的衍生物 （1）水解反应 酰卤、酸酐、酯和酰胺都可以和水作用，分子中的集团被水中的羟基取代，生成相应的羧酸。 酰氯的水解： 酸酐的水解： 酯的水解 ： 酰胺的水解： 烃的衍生物 由于这些羧酸衍生物分子中与酰基相连的原子或集团不同，所以发生水解反应的难易亦不同。酯在酸性条件下的水解是可逆反应。在碱性条件下，水解可以进行到底。 羧酸衍生物发生水解的反应活性的次序为：酰氯＞酸酐＞酯＞酰胺。 羧酸衍生物的醇解、氨（胺）解反应也存在上述活性次序。 由于羧酸衍生物可被水解，故含有这些结构的药物在保存和使用中应注意防止水解，一般均需密封、干燥于阴凉处储放。 烃的衍生物 练一练2 完成下列反应方程式。 1. 2. 烃的衍生物 （2）醇解反应 酰卤、酸酐、酯与醇反应，分子中的相应集团被醇分子中的烷氧基取代，生成相应的酯，此反应是合成酯类化合物的重要方法。酰胺难以进行醇解反应。 酰氯的氨解 酸酐的氨解 酯的氨解 烃的衍生物 练一练3 完成下列反应方程式。 1. 2. 烃的衍生物 （3）氨解 酰卤、酸酐和酯与氨或胺作用可生成酰胺和相应的产物，因此称为氨解反应，这是制备酰胺的常用方法。 酰氯的氨解 酸酐的氨解 酯的氨解 酰卤和酸酐与氨或胺的反应较容易，往往在室温或低于室温下进行，反应迅速且有较高产率。酯与氨或胺的反应较慢，要在无水条件下，用过量的氨处理才能得到酰胺。酰胺的氨解比较困难。 烃的衍生物 练一练4 完成下列反应方程式。 1. 2. 烃的衍生物 2. 酰胺的特殊性质 （1）酸碱性 酰胺分子中，氮原子与酰基直接相连，受酰基的影响，氮上的孤对电子向羰基离域而使氮原子上的电子云密度降低，接受质子的能力减弱，故碱性明显减弱，不能使石蕊试纸变色，一般是近中性的化合物。 烃的衍生物 酰胺与亚硝酸（常用亚硝酸盐和强酸混合）作用，生成相应的羧酸，并放出氮气。 （2）与亚硝酸的反应 烃的衍生物 四、重要的羧酸衍生物 1. 乙酰氯 乙酰氯为具有刺激性气味的无色液体，熔点为-112°C，沸点50.9℃，相对密度1.1051。乙酰氯易水解成乙酸和氯化氢，在湿空气中发烟，对眼鼻有刺激性。乙酰氯有毒，因它能与蛋白质中的巯基（-SH）结合。乙酰氯具有酰卤的通性，例如，能进行水解、醇解和氨解反应，也能进行弗里德-克雷夫茨反应。 工业上，乙酰氯可由乙烯酮与氯化氢反应，或由乙酸钠、二氧化硫与氯气反应制得。实验室中可由乙酸、乙酸钠或乙酸酐与各种氯化剂反应制得。乙酸氯是重要的乙酰化试剂，它的酰化能力比乙酸酐还强，广泛用于有机合成。乙酰氯也是羧酸发生氯化反应的催化剂，还可用于羟基和氨基的定量分析。 烃的衍生物 2. 乙酸酐 乙酸酐又名醋（酸）酐，为无色有极强醋酸气味的液体，沸点139.6℃，微溶于水，易溶于乙醚和苯等有机溶剂。纯乙酸酐为中性化合物，是一种优良的溶剂，也是重要的乙酰化试剂，工业上大量用于制造醋酸纤维素，也用于制药、染料、医药和香料等生产中。 烃的衍生物 3. 顺丁烯二酸酐 4. 邻苯二甲酸酐 邻苯二甲酸酐俗称苯酐，为标色针状晶体，熔点130.8℃，易升华，溶于沸水并可被水解成邻苯二甲酸。苯酐广泛应用于制造燃料、药物、聚酯树脂、醇酸树脂、增塑剂等。 顺丁烯二酸酐又称马来酸酐和失水苹果酸酐，简称顺酐。室温下为有强烈刺激性气味的白色晶体，熔点60℃，沸点202℃，有强烈的刺激性气味，易升华，溶于乙醇，乙醚和丙酮，难溶于石油醚和四氯化碳。主要用作生产不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、农药马拉硫磷、高效低毒农药4049、长效碘胺等的原料。 烃的衍生物 5.乙酸乙酯 乙酸乙酯又称醋酸乙酯，为无色可燃性的液体，有水果香味，微溶于水，溶于乙醇，乙醚和氯仿等有机溶剂。乙酸乙酯是应用最广的脂肪酸酯之一，是一种快干性溶剂，具有优异的溶解能力，是极好的工业溶剂，也可用于柱层析的洗脱剂。可用于硝酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶和乙烯树脂、乙酸纤维素酯、纤维素乙酸丁酯和合成橡胶，也可用于复印机用液体硝基纤维墨水。可作粘接剂的溶剂、喷漆的稀释剂。乙酸乙酯是许多类树脂的高效溶剂，广泛应用于油墨、人造革生产中。用作分析试剂、色谱分析标准物质及溶剂。 烃的衍生物 6. 甲基丙烯酸甲酯 甲基丙烯酸甲酯为无色液体，熔点-48℃，沸点100℃，其在引发剂存在下，聚合成无色透明的化合物，俗称有机玻璃。微溶于水，溶于乙醇等多数有机溶剂，主要用作有机玻璃的单体，也用于制造其他树脂、塑料、涂料、黏合剂、润滑剂、木材和软木的浸润剂、纸张上光剂等。 丙二酸二乙酯简称丙二酸酯，为无色有香味的液体，熔点-50℃，沸点199.3℃，微溶于水，易溶于乙醇，乙醚等有机溶剂，是有机合成药物合成的重要原料。 7. 丙二酸二乙酯 烃的衍生物 8. 尿素 尿素又叫碳酰二胺，简称脲。尿素易溶于水，是白色晶体或粉末，易溶于水和乙醇。在20℃时100毫升水中可溶解105克，水溶液呈中性反应。尿素在医药上具有软化角质、利尿脱水等作用。 烃的衍生物 羧酸衍生物的反应性能很强，可转变成多种化合物，广泛应用于药物合成。酰卤和酸酐比较活泼，常常作为酰化反应的酰化剂在医药分子中引入酰基来改变药性，所以酰卤和酸酐在医药上主要是作为药物合成的反应原料或中间体。 五、羧酸衍生物在药学中的应用 酯的药物有很多，如用作局部麻醉药的对氨基苯甲酸酯类药物，其基本结构如下： 对氨基苯甲酸酯的基本结构 烃的衍生物 典型的对氨基苯甲酸酯类药物有苯佐卡因、盐酸普鲁卡因、盐酸丁卡因等。 苯佐卡因 盐酸普鲁卡因 盐酸丁卡因 烃的衍生物 又如大环内酯类抗生素，主要有红霉素、阿奇霉素、罗红霉素和克拉霉素等，大环内酯类的抗生素包括的种类比较多，能起到比较好的抑菌以及抗感染的效果，通常对于革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌都能达到比较好的治疗效果，但是对支原体感染衣原体感染和螺旋体都能起到比较好的功效。 一些酰胺类物质还可以作为药物，如丙二酰脲及巴比妥类药物、对乙酰氨基酚、β-内酰胺类等。 丙二酰脲分子中亚甲基上的2个氢原子都被烃基取代的衍生物，统称为巴比妥类药物，是一类催眠镇静药，可用于麻醉及麻醉前给药，还有较强的抗惊厥作用和抗癫痫作用。 烃的衍生物 对乙酰氨基酚（扑热息痛），又称对羟基乙酰苯胺，是白色结晶或结晶性粉末，在空气中较稳定，微溶于冷水，易溶于热水，毒性和副作用小，是一种较优良的解热镇痛药。 再如临床上常用的青霉素和头孢菌素都含有β-内酰胺结构，此类抗生素具有杀菌活性强，适用性广及临床疗效好等优点。 谢谢！ THANK YOU $