2.羟基酸与羰基酸

有机化学羟基酸和羰基酸，在有机化学中，羟基酸和羰基酸是两类重要的有机化合物，它们各自具有独特的结构和性质。

羟基酸和羰基酸

• 羟基酸
  • 结构
    • 分子中既含有羟基又含羧基的化合物。 醇酸（alcoholic acid） ：羟基连接在脂肪烃基上 酚酸（phenolic acid） ：连接在芳环上的羟基
  • 命名
    • 醇酸：羧酸母体+羟基取代 阿拉伯数字或者a、b、g 表明位置 α-羟基丙酸(2-羟基丙酸) =乳酸 羟基丁二酸 =苹果酸 酚酸：邻-羟基苯甲酸 =水杨酸
  • 物性
    • 醇酸：晶体或者粘稠液体，溶解度熔点大 酚酸：晶体 盐形式、酯、糖苷
  • 化性
    • 概述：羟基和羧基的各种反应：成酯、羟基氧化成羰基、卤代、成盐、酚的特性。
    • 酸性： 醇酸>羧酸（吸电子，酸性加强，距离越近越强，诱导效应随距离增加减小） 对于酚酸，受诱导效应、共轭效应和邻位效应的影响。 邻羟基苯甲酸（分子内氢键，降低电子云密度，易脱H；电荷密度降低，稳定不易结合质子）＞苯甲酸＞间羟基苯甲酸（吸电子诱导）？？＞对羟基苯甲酸（给电子共轭超过吸电子诱导）
    • 醇酸
      • 氧化
        • 稀硝酸 + RC-OH → RC=O （ 醛酸、酮酸、二元酸 ）
        • 加热 Tollens试剂 + α羟基 →α酮酸+Ag↓
      • α-醇酸分解
        • 稀硫酸+加热 α-醇酸→甲酸+醛（仲醇）/酮（叔醇） 原因：两集团吸电子，有利于键的断裂
      • 脱水：
        • α-醇酸
          • 加热 分子间脱水生成交酯 乳酸+乳酸=丙交酯
        • β-醇酸
          • 加热 分子内脱水形成α，β-不饱和酸
        • γ-醇酸和σ-醇酸
          • 加热 分子内脱水形成环状内酯
            • γ羟基丁酸有麻醉效果，成环酯后无
    • 酚酸
      • 脱羧
        • 加热至熔点以上 邻对位羟基酚酸=酚+CO2
• 羰基酸
  • 结构命名： 醛基+羧基=醛酸 酮基+醛基=酮酸
  • 化性·
    • 酸性：酮酸＞醇酸>羧酸（与吸电子官能团距离有关）
    • a-酮酸的氨基化反应
      • 条件：PT（NADH酶 NAD为辅酶1 传递氢的作用） 先加成 ，再脱水 生成亚氨酸，再加成H得到氨基酸
      • 转氨基酶 转氨基作用 酮酸1变成氨基酸1，氨基酸2变成酮酸2
        • 谷氨酸-丙酮酸氨基转移酶=谷丙转氨酶=GPT=ALT
          • • 丙酮酸+2,4-二硝基苯肼=红棕色
    • α-酮酸氧化反应
      • 弱氧化剂Tollens试剂 RCOCOOH＋2Ag(NH3)2+＋OH- → RCOO-＋2Ag↓＋2NH4+＋CO2↑
      • 稀硫酸 成醛、CO2
    • 分解反应
      • α酮酸
        • 稀硫酸 RCHO+CO2 脱羧反应
        • 浓硫酸 RCOOH+CO 脱羰反应
      • β酮酸
        • 酮式分解 脱羧反应（羧基的H与羰基O成氢键结合） 加热 酮+CO2
        • 酸式分解
          • 碱性 在α位与β位进行断裂，得到两个羧酸盐
• 人体内反应
  • 氧化 苹果酸（ 羟基丁二酸）+苹果酸脱氢酶=草酰乙酸（α-酮丁二酸） 乙酸COOHCH2- -COCOOH(草酰基)
  • 草酰乙酸（α-酮丁二酸）+丙酮酸=柠檬酸（2-羟基-1，2，3-三羧基丙烷）
  • 还原 ：乙酰乙酸+酶=β羟基丁酸
  • 酮式脱羧：乙酰乙酸=丙酮
  • β-羟基丁酸、β-丁酮酸和丙酮三者在医学上称为酮体。