有机酸

第2节人体内主要的有机酸Water-solubleVitamins学习目标知识目标（一）掌握各种医学上常用有机酸的结构与功能及其临床上的功能。（二）理解各种有机酸的理化性质和保存方法。（三）了解各种有机酸的化学结构式和他的规律性。第二节人体内主要的有机酸有机物基本概念：1．有机化合物：碳氢化合物及其衍生物称为有机化合物，简称有机物。2．结构式：能表示有机化合物分子中原子之间连接顺序和方式的化学式称为结构式。3．官能团：能决定一类有机化合物的化学特性的原子或原子团，称为官能团。第二节人体内主要的有机酸一、羧酸（一）羧酸的结构、分类和命名1．结构：由烃基与羧基（-COOH）相连所组成的化合物称为羧酸，其结构通式为RCOOH，（甲酸为HCOOH）。ArCOOH表示。羧基是羧酸的官能团。羧酸分子中除去羟基后剩下的基团RCO—称为酰基。第二节人体内主要的有机酸2．分类：按照羧基所连的烃基不同，羧酸可分为脂肪酸和芳香酸。按照分子中是否含有不饱和键，可分为饱和酸和不饱和酸。按照分子中所含羧基的数目，羧酸可分为一元和多元羧酸。第二节人体内主要的有机酸3．命名：（1）普通命名法：许多羧酸常根据其天然来源而命名，即俗名。例如蚁酸（即甲酸，最初得自蚂蚁），醋酸（即乙酸，得自食醋）。按羧酸分子中烃基的种类将羧酸分为脂肪族羧酸和芳香族羧酸。一些常见的羧酸多用俗名，这是根据它们的来源命名的。例如：HCOOH蚁酸CH3COOH醋酸HOOC─COOH草酸第二节人体内主要的有机酸（2）系统命名法：①选择含有羧基的最长碳链作为主链，按主链碳原子数称为某酸。②编号从羧基碳原子开始，用阿拉伯数字（或希腊字母）标明取代基的位次，并将取代基的位次、数目、名称写于酸名称之前。③取代基的位次用阿拉伯数字表明。有时也用希腊字母来表示取代基的位次，从与羧基相邻的碳原子开始，依次为α、β、γ等。第二节人体内主要的有机酸CH3CH3CHCHCOOHCH2CH3CH3CHCH2COOHCH3CH2COOHCH2COOHCHCOOHCHCOOHCH3CH==CHCOOH例如：2，3-二甲基戊酸2-丁烯酸3–甲基丁酸（β–甲基丁酸）丁二酸（琥珀酸）顺丁烯二酸（马来酸）第二节人体内主要的有机酸（二）常见的羧酸1．甲酸HCOOH甲酸俗称蚁酸，是具有刺激性气味的无色液体，有腐蚀性，可溶于水、甲酸分子中羧基和氢原子直接相连，它既有羧基结构，又具有醛基结构，因此，它既有羧酸的性质，又具有醛类的性质。既能与托伦试剂发生银境反应，又能与斐林试剂和生成砖红色的沉淀，也能被高锰酸钾氧化。第二节人体内主要的有机酸2．乙酸CH3COOH乙酸俗名醋酸，是食醋的主要成分，一般食醋中含乙酸5℅-9℅。乙酸为无色具有刺激性气味的液体。当室温低于(16.6C)时，立即凝成冰状结晶，故纯乙酸又称为冰醋酸。沸点比相应的醇的沸点高。原因：通过氢键形成二聚体。乙酸能与水按任何比例混溶，也可溶于乙醇、乙醚和其它有机溶剂。医药上用1-2%的乙酸溶液作消毒防腐剂，用于清洗烫伤感染的创面。冰醋酸为制药工业原料和实验室常用试剂。乙酸熔点16.6℃第二节人体内主要的有机酸3．苯甲酸C6H5-COOH苯甲酸(C6H5-COOH)俗名安息香酸，是无色晶体，微溶于水。苯甲酸具有防腐杀菌作用，是食品、药剂和化妆品的常用防腐剂。4．乙二酸HOOC─COOH乙二酸俗名草酸，一般以盐的形式存在于多种植物中。草酸为无色结晶，易被高锰酸钾氧化成二氧化碳和水，在分析化学中常用草酸标定高锰酸钾溶液的浓度。第二节人体内主要的有机酸二、羟基酸和酮酸（一）羟基酸、酮酸的结构和命名1、羟基酸：（1）概述：羟基酸是分子中既含有羟基又含有羧基的双官能团化合物，广泛存在于动植物体内，他们中有的是生物体内进行生命活动的物质，有的是合成药物的原料和食品调味品。（2）分类第二节人体内主要的有机酸（3）命名除用系统命名法外，也常用俗名，例如：OHCOOHOHOHOHCOOHCHCOOHH2CCOOHOHCHCOOHH2CCOOHOHH2CCOOH羟基丁二酸（苹果酸）3－羧基－3－羟基戊二酸（柠檬酸）邻羟基苯甲酸（水杨酸）3,4,5－三羟基苯甲酸(没食子酸)第二节人体内主要的有机酸2、酮酸（1）概述酮酸是分子中同时含有羧基和酮基的化合物。根据分子中羧基和酮基的相对位置可分为αβγ－酮酸，其中αβ－酮酸是人体内糖、脂肪和蛋白质代谢的中间产物。酮酸的命名：第二节人体内主要的有机酸CH3CCOOHOCCH2COOHCH3O丙酮酸β－丁酮酸（乙酰乙酸）（二）重要的羟基酸和酮酸羟基丁二酸（苹果酸）3－羧基－3－羟基戊二酸（柠檬酸）邻羟基苯甲酸（水杨酸）3,4,5－三羟基苯甲酸(没食子酸)丙酮酸β－丁酮酸（乙酰乙酸）第二节人体内主要的有机酸CH3—CH—COOＨOH乳酸1、乳酸：化学名α-羟基丙酸，是人体肌肉中糖代谢的中间产物，人在剧烈运动时，需要大量的能量，通过存在于肌肉中的糖分解成乳酸，同时释放出能量以供肌肉活动所需。当肌肉中乳酸含量增加时，会使人有酸胀感，经休息后，一部分乳酸可经血液循环至肝转化为水、二氧化碳、和糖，另一部分则由肾随尿排出，酸胀感消失。第二节人体内主要的有机酸2、苹果酸化学名羟基丁二酸，是体内糖代谢过程中的中间产物，苹果酸可用于制药和食品工业，其钠盐（苹果酸钠）可作为食盐的代用品，供低食盐病人食用。3、柠檬酸化学名3-羟基-3-羧基戊二酸，是人体内糖、脂肪和蛋白质代谢的中间产物，是糖有氧氧化过程中三羧酸循环的起始物。临床上，柠檬酸铁铵是常用补血药，柠檬酸钠常用作抗凝血剂，镁盐是温和的泻剂。第二节人体内主要的有机酸4、水杨酸化学名邻羟基苯甲酸，又名柳酸主要存在于柳树或杨树皮中。具有清热、解毒和杀菌作用，水杨酸是一种重要的外用杀菌剂和防腐剂，其酒精溶液可用于治疗因霉菌感染而引起的皮肤病。因水杨酸对胃肠道有较大的刺激，不能直接服用。临床上都用水杨酸的钠盐或酯类等作为内服药，如水杨酸钠、乙酰水杨酸（阿司匹林）。5、乙酰水杨酸（俗名：阿司匹林）：是APC的组分之一。乙酰水杨酸具有解热镇痛、抗血栓形成及抗风湿作用，刺激性较水杨酸小，是内服解热镇痛药。第二节人体内主要的有机酸6、丙酮酸（CH3COCOOH）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。7、β－丁酮酸（CH3COCH2COOH）又名乙酰乙酸，是生物体内脂肪代谢的中间产物。β－丁酮酸、β－羟基丁酸、丙酮总称为酮体，血液中只存在少量酮体。障碍时，血中酮体含量增加，从尿中排出，此为糖尿病的病症。可对患者的尿液进行检测。晚期病人血液中酮体含量增加，血液酸性增大，易发生酸中毒和昏迷等症状。第二节人体内主要的有机酸三、醇酚醚醇和酚都是烃的含氧衍生物。羟基（-OH）与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为醇。羟基（-OH）与苯环直接相连的化合物称为酚。通常醇类的羟基称为醇羟基，酚类的羟基称为酚羟基。醇和酚的通式分别为：R－OH、Ar－OH第二节人体内主要的有机酸（一）醇1、醇的结构、分类和命名（1）结构：醇是烃的含氧衍生物，也可看作是水分子的一个氢原子被烃基取代的生成物。烃基与羟基直接相连形成的化合物，通式R-OH饱和一元醇的通式：CnH2n+1OH（n≥1）例如：乙醇（C2H5OH）的结构式第二节人体内主要的有机酸乙醇路易斯结构式CCHOHHHHH凯库勒结构式HCCOHHHHH..................（2）分类①根据烃基的结构不同，可分为：脂肪醇、脂环醇和芳香醇例如：脂肪醇CH2OH甲醇（饱和醇）第二节人体内主要的有机酸②根据羟基所连碳原子的类型不同，可分为：伯醇（1o醇）R-CH2-OHCH3CH2CH2OHCH3CHCH3OHCH3CCH3CH3OH伯醇仲醇叔醇第二节人体内主要的有机酸③根据羟基数目的不同，可分为一元醇、二元醇和多元醇例如：CH3CH2CH2OH一元醇HO-CH2CH2CH2-OH二元醇HO-CH2CHOHCH2OH三元醇第二节人体内主要的有机酸醇的命名普通命名法在醇的前面加上烃基的名称，如：甲醇、异丙醇、叔丁醇系统命名法选择含有羟基的最长碳链做主链，芳香醇命名时以脂肪醇为母体，芳烃基做取代基。例如：第二节人体内主要的有机酸CH-CH-CH3OHCH3CH3-CH-CH2OHOH3-苯基-2-丁醇1,2-丙二醇第二节人体内主要的有机酸2、常见的醇1）甲醇（CH3OH）甲醇为无色透明液体，有酒的气味，沸点64.7℃，能与水任意比利互溶，也能与大多数有机溶剂混溶。甲醇主要用途用作溶剂，但毒性很强，若误服10mL可致人失明,若误服30mL即可致死，这是因为它的氧化产物甲醛和甲酸在体内不能同化利用所致。第二节人体内主要的有机酸2）乙醇（CH3CH2OH）乙醇又称酒精，是无色透明液体，易挥发，有香味，熔点为11.7℃，沸点为78.5℃，比相应的同碳烃高得多，密度0.78g/Cm3，能与水以任意比例互溶。工业酒精含乙醇95%。含乙醇达99.5%以上的酒精称无水乙醇。乙醇与CaCl2、MgCl2：等无机盐混合能生成络合物，如CaCl2·6C2H5OH。所以酒精不能用无水氯化钙来干燥。第二节人体内主要的有机酸临床用30%—50%的乙醇溶液对高烧病人擦浴用作物理降温，用70%—75％的乙醇溶液做外用消毒剂；可以配制成碘酊（I2+KI+C2H5OH）俗称碘酒。各种酒类含乙醇的量：啤酒:3%-5%；葡萄酒:6%-20%；白酒:50%-70%；医用酒精:70%-75%3）丙三醇（CH2(OH)CH(OH)CH2OH）第二节人体内主要的有机酸丙三醇俗称甘油，为无色粘稠而略有甜味的液体，能与水和乙醇以任何比例互溶。甘油的吸湿性很强，具有滋润作用。对皮肤有刺激性，作皮肤润滑剂时，应用水稀释。在药剂上，甘油三硝酸酯俗称硝酸甘油，它具有扩张冠状动脉的作用，可用来治疗心绞痛。也可以用作炸药，甘油还可用作溶剂，如酚甘油、碘甘油等。临床上常用甘油栓剂或50%的甘油溶液灌肠治疗便秘。第二节人体内主要的有机酸4）乙二醇：CH2(OH)CH2OH是无色液体，有甜味，俗称甘醇。能与水、乙醇、丙酮混溶，但不溶于极性小的乙醚。乙二醇中由于相邻两个羟基相互影响的结果，具有一定的酸性，与其他邻二醇一样，可使新制备的氢氧化铜沉淀溶解，得深蓝色溶液。实验常用此法鉴别具有两个相邻羟基的多元醇。第二节人体内主要的有机酸5）苯甲醇（C7H7OH）苯甲醇（苄醇），有芳香气味。其沸点205℃，稍溶于水，能与乙醇混溶。苯甲醇具有轻度的麻醉作用和一定防腐效能，因此在制备药物针剂时常加少量（约2%）可达到镇痛和防腐作用。CH2OH苯甲醇苄醇第二节人体内主要的有机酸二、酚1、酚的结构和命名苯分子中的一个氢原子被一个羟基取代得到的物质是最简单的酚—苯酚，简称酚。分子式：C6H6O结构简式：或C6H5OH酚是具有Ar—OH通式的化合物。酚与醇的区别是：羟基是否连在芳环上。羟基直接连结在芳香环上的化合物称为酚，酚的通式可用Ar-OH表示第二节人体内主要的有机酸比如OHCH3OHOH苯酚对甲苯酚α–萘酚第二节人体内主要的有机酸2、常见的酚1)苯酚：苯酚俗称石碳酸。是无色晶体，有特殊气味，在空气中放置因易氧化颜色逐渐变深。在室温下微溶于水，在20℃每100克水约溶解8.3克苯酚。易溶于乙醇、乙醚和苯等有机溶剂。苯酚能使蛋白质凝固，具有杀菌作用，在医药上常用作消毒剂和防腐剂。但因苯酚具有毒性及对皮肤有腐蚀性，现应用较少。第二节人体内主要的有机酸2）甲酚：CH3OHOHOHCH3CH3邻甲酚间甲酚对甲酚（2-甲酚）（3-甲酚）（4-甲酚）第二节人体内主要的有机酸甲酚最早来源于煤焦油，俗称煤酚。甲酚有邻、间、对位三种异构体,由于三种异构体沸点相近，不易分离，常使用它们的混合物。其杀菌能力比苯酚强，常配成约47℅-53℅的肥皂溶液，即目前医药上使用的消毒剂，俗称来苏尔,使用时再加水稀释。3）苯二酚：有邻、间、对三种异构体。邻苯二酚又名儿茶酚，间苯二酚又名雷锁辛，对苯二酚又名氢醌。第二节人体内主要的有机酸酚