第十章 取代酸
学习要求：
1.熟练掌握羟基酸、羰基酸的命名
2.熟练掌握羟基酸、羰基酸的化学性质
3.了解互变异构现象
第一节 羟基酸
一、概述
1.含义
2.分类
烃 基 不 同
羟 基 的 位 置,
醇 酸
酚 酸
α 醇 酸 醇 酸 醇 酸醇 酸- β - γ - δ -、,,
3.命名
C H 3 C H C O O H
O H
α-羟基丙酸
乳酸
C O O H C H C H 2 C O O H
O H
α-羟基丁二酸
苹果酸
C O O H C H - C H C O O H
O H O H
2,3-二羟基丁二酸
酒石酸
C O O H C
C H 2 C O O H
C H 2 C O O H
O H
2-羟基 -2-羧基戊二酸
柠檬酸
C O O H
O H
邻羟基苯甲酸
水杨酸
C O O H
O H
O H
H O
3,4,5-三羟基苯甲酸
没食子酸
4,物理性质
一般都为固体，比相应的酸易溶于水，熔点
也比相应的酸高。
二、羟基酸的化学性质
1,酸性
C H 3 C H 2 C O O H C H 2 C H 2 C O O H
O H
C H 3 C H C O O H
O H
pKa 4.88 4.51 3.86
C O O H
O H
C O O H
O H O H
C O O H
C O O H
pKa 3.00 4.12 4.18 4.54
原因：
OH C O O HP-π共轭效应 占主导
O H
C O H
O 诱导效应占主导
C
O
O H
O
H
稳定螯合物
2,醇酸的脱水反应
⑴ α-醇酸
C H 3 C H
O
C
H
O
O H
C H C H 3
C
OH
H O
O
C H 3 C H
O
C
O
C H C H 3
C
O
O
+ H
2 O
⑵ β-醇酸
C H 3 C H C H C O O H
O H H
H
C H 3 C H C H C O O H + H 2 O
⑶ γ-醇酸
H 2 C
H 2 C O H
C
H 2
C
O
O H
γ-羟基丁酸
H 2 C
H 2 C
C
H 2
C
O
O
γ-丁内酯
3.醇酸的氧化反应
醇酸中的羟基同醇一样可被氧化。 α－醇酸中
的羟基受羧基的影响，比醇中的羟基易被氧化，
与吐伦试剂作用即可被氧化成 α－羰基酸：
C H 3 C H C O O H [ O ]
O H
C H 3 C C O O H
O
4,α－醇酸的分解反应
R C H C O O H
O H
浓 H 2 S O 4R C H O + H 2 O C O+
R C H C O O H
O H
稀 H 2 S O 4
R C H O H C O O H+
三、重要的羟基酸
１．乳酸 ２．苹果酸
３．酒石酸 ４．柠檬酸
５．水扬酸
C O O H
O H
F e C l 3显 色
C O O H
O H
( C H 3 C O ) 2 OC O O HO C O C H
3
乙酰水杨酸
C O O H
O H
C H 3 O HC O O C H 3
O H
水杨酸甲酯
C O O H
O H O H
第二节 羰基酸
一、概述
1,含义 2.分类,醛酸、酮酸
3.命名：
含羰基和羧基的最长碳链选为主链，叫做某
酮酸（或某醛酸），羰基的位置用阿拉伯数字或
希腊字母表示。
习惯上还常把羰基酸看作羧酸的酰基衍生物，
称为“某酰某酸”。
O H C C O O H
乙 醛 酸
O H C C H 2 C O O H
3 - 丙 醛 酸
（ β - 丙 醛 酸 ）
C H 3 C O C O O H C H 3 C O C H 2 C O O H
β － 丁 酮 酸
( 3 - 丁 酮 酸 或 乙 酰 乙 酸 )
H O O C C O C H C H 2 C O O H
C O O Hβ - 羧 基 - α 戊 酮 二 酸
（ 草 酰 琥 珀 酸 ）
丙酮酸
二、羰基酸的化学性质
1.酸性
C H 3 C C O O H
O
C H 3 C H 2 C O O H
pKa 2.25 4.89
2.氧化还原反应
醛酸：
C O O H
C H O 吐 伦 试 剂
C O O N H 4
C O O N H 4 H
2 O+ 2 N H 3 + + 2 A g
CO O H
CH O
C O O N a
C H 2 O H稀 N a O H +
C O O N a
C O O N a
酮酸：
C H 3 C C O O H
O
费 林 试 剂C H
3 C O O H + C O 2
3.脱羧反应
C H 3 C C O O H
O
稀 H 2 S O 4
C H 3 C H O + C O 2
C H 3 C O C H 2 C O O H 室 温C H
3 C O C H 3 + C O 2
三、重要的羰基酸
１．乙醛酸 ２．丙酮酸 ３．乙酰乙酸
四、互变异构现象
β－酮酸酯如乙酰乙酸乙酯 C H 3 C C H 2 C O O C 2 H 5O
具有酮和羧酸酯的性质，如与 HCN,NaHSO3
等试剂加成；能与苯肼生成苯腙等。此外与金属
钠作用放出氢气；能与 FeCl3溶液发生颜色反应，
能与溴加成而使溴水褪色。
O
C O O C 2 H 5C H 3 C C H
H
C H 3 C = C H C O O C 2 H 5
O H
酮式 92.5% 烯醇式 7.5%
这种异构体间相互自行转变而处于动态平衡
的现象,叫互变异构现象 。
这种酮式与烯醇式的互变异构现象，叫
酮 — 烯醇互变异构现象 。
除酮－烯醇互变异构外，只要结构中有活泼氢
原子和不饱和键相邻时，都可能有类似的互变异构
现象。
O
C N
H
C = N
O H
酰胺式 亚胺醇式
常见的互变异构体：
C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 57.5% （烯醇式）
C H 3 C O C H 2 C O C H 380% （烯醇式）
C H 3 C O C H ( C O O C 2 H 5 ) 269% （烯醇式）
学习要求：
1.熟练掌握羟基酸、羰基酸的命名
2.熟练掌握羟基酸、羰基酸的化学性质
3.了解互变异构现象
第一节 羟基酸
一、概述
1.含义
2.分类
烃 基 不 同
羟 基 的 位 置,
醇 酸
酚 酸
α 醇 酸 醇 酸 醇 酸醇 酸- β - γ - δ -、,,
3.命名
C H 3 C H C O O H
O H
α-羟基丙酸
乳酸
C O O H C H C H 2 C O O H
O H
α-羟基丁二酸
苹果酸
C O O H C H - C H C O O H
O H O H
2,3-二羟基丁二酸
酒石酸
C O O H C
C H 2 C O O H
C H 2 C O O H
O H
2-羟基 -2-羧基戊二酸
柠檬酸
C O O H
O H
邻羟基苯甲酸
水杨酸
C O O H
O H
O H
H O
3,4,5-三羟基苯甲酸
没食子酸
4,物理性质
一般都为固体，比相应的酸易溶于水，熔点
也比相应的酸高。
二、羟基酸的化学性质
1,酸性
C H 3 C H 2 C O O H C H 2 C H 2 C O O H
O H
C H 3 C H C O O H
O H
pKa 4.88 4.51 3.86
C O O H
O H
C O O H
O H O H
C O O H
C O O H
pKa 3.00 4.12 4.18 4.54
原因：
OH C O O HP-π共轭效应 占主导
O H
C O H
O 诱导效应占主导
C
O
O H
O
H
稳定螯合物
2,醇酸的脱水反应
⑴ α-醇酸
C H 3 C H
O
C
H
O
O H
C H C H 3
C
OH
H O
O
C H 3 C H
O
C
O
C H C H 3
C
O
O
+ H
2 O
⑵ β-醇酸
C H 3 C H C H C O O H
O H H
H
C H 3 C H C H C O O H + H 2 O
⑶ γ-醇酸
H 2 C
H 2 C O H
C
H 2
C
O
O H
γ-羟基丁酸
H 2 C
H 2 C
C
H 2
C
O
O
γ-丁内酯
3.醇酸的氧化反应
醇酸中的羟基同醇一样可被氧化。 α－醇酸中
的羟基受羧基的影响，比醇中的羟基易被氧化，
与吐伦试剂作用即可被氧化成 α－羰基酸：
C H 3 C H C O O H [ O ]
O H
C H 3 C C O O H
O
4,α－醇酸的分解反应
R C H C O O H
O H
浓 H 2 S O 4R C H O + H 2 O C O+
R C H C O O H
O H
稀 H 2 S O 4
R C H O H C O O H+
三、重要的羟基酸
１．乳酸 ２．苹果酸
３．酒石酸 ４．柠檬酸
５．水扬酸
C O O H
O H
F e C l 3显 色
C O O H
O H
( C H 3 C O ) 2 OC O O HO C O C H
3
乙酰水杨酸
C O O H
O H
C H 3 O HC O O C H 3
O H
水杨酸甲酯
C O O H
O H O H
第二节 羰基酸
一、概述
1,含义 2.分类,醛酸、酮酸
3.命名：
含羰基和羧基的最长碳链选为主链，叫做某
酮酸（或某醛酸），羰基的位置用阿拉伯数字或
希腊字母表示。
习惯上还常把羰基酸看作羧酸的酰基衍生物，
称为“某酰某酸”。
O H C C O O H
乙 醛 酸
O H C C H 2 C O O H
3 - 丙 醛 酸
（ β - 丙 醛 酸 ）
C H 3 C O C O O H C H 3 C O C H 2 C O O H
β － 丁 酮 酸
( 3 - 丁 酮 酸 或 乙 酰 乙 酸 )
H O O C C O C H C H 2 C O O H
C O O Hβ - 羧 基 - α 戊 酮 二 酸
（ 草 酰 琥 珀 酸 ）
丙酮酸
二、羰基酸的化学性质
1.酸性
C H 3 C C O O H
O
C H 3 C H 2 C O O H
pKa 2.25 4.89
2.氧化还原反应
醛酸：
C O O H
C H O 吐 伦 试 剂
C O O N H 4
C O O N H 4 H
2 O+ 2 N H 3 + + 2 A g
CO O H
CH O
C O O N a
C H 2 O H稀 N a O H +
C O O N a
C O O N a
酮酸：
C H 3 C C O O H
O
费 林 试 剂C H
3 C O O H + C O 2
3.脱羧反应
C H 3 C C O O H
O
稀 H 2 S O 4
C H 3 C H O + C O 2
C H 3 C O C H 2 C O O H 室 温C H
3 C O C H 3 + C O 2
三、重要的羰基酸
１．乙醛酸 ２．丙酮酸 ３．乙酰乙酸
四、互变异构现象
β－酮酸酯如乙酰乙酸乙酯 C H 3 C C H 2 C O O C 2 H 5O
具有酮和羧酸酯的性质，如与 HCN,NaHSO3
等试剂加成；能与苯肼生成苯腙等。此外与金属
钠作用放出氢气；能与 FeCl3溶液发生颜色反应，
能与溴加成而使溴水褪色。
O
C O O C 2 H 5C H 3 C C H
H
C H 3 C = C H C O O C 2 H 5
O H
酮式 92.5% 烯醇式 7.5%
这种异构体间相互自行转变而处于动态平衡
的现象,叫互变异构现象 。
这种酮式与烯醇式的互变异构现象，叫
酮 — 烯醇互变异构现象 。
除酮－烯醇互变异构外，只要结构中有活泼氢
原子和不饱和键相邻时，都可能有类似的互变异构
现象。
O
C N
H
C = N
O H
酰胺式 亚胺醇式
常见的互变异构体：
C H 3 C O C H 2 C O O C 2 H 57.5% （烯醇式）
C H 3 C O C H 2 C O C H 380% （烯醇式）
C H 3 C O C H ( C O O C 2 H 5 ) 269% （烯醇式）
