第三节-酮-酸

第三节酮酸一、酮酸的结构和命名分子中同时含有羧基和酮基的化合物称为酮酸。酮酸可由相应的羟基酸氧化而得。例如：CH3CHCOOHOHCH3CCOOHO[O]丙酮酸乳酸根据分子中羧基和碳基的相对位置，酮酸分为α-酮酸、β-酮酸、γ-酮酸等。α-酮酸和β-酮酸是较为重要的酮酸，它们是人体内糖、脂肪和蛋白质等代谢过程中产生的中间产物。酮酸的命名是选择含有羧基和酮基的最长碳链，称为某酮酸。用阿拉伯数字或希腊字母表示酮基的位置。例如：CH3CCOOHOCH3CCH2OCOOHHOOCCCH2OCOOHHOOCCCH2OCH2COOH3-丁酮酸或β-丁酮酸(乙酰乙酸)丙酮酸α-酮戊二酸α-酮丁二酸(草酸乙酸)二、酮酸的化学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，如成盐和成酯等；又有酮的典型反应，如与羟胺反应，加氢还原等。此外，由于两种官能团的相互影响，还有一些特殊性质，如α-酮酸、β-酮酸易脱羧等。(一)加氢还原反应酮酸加氢还原生成羟基酸。例如：CH3CCOOHO+2HCH3CHCOOHOH乳酸丙酮酸(二)脱羧反应α-酮酸分子中的酮基与羧基直接相连，由于氧原子的电负性较强，使酮基与羧基碳原子间的电子云密度降低，因而碳碳键容易断裂,α-酮酸与稀硫酸共热，发生脱羧反应，生成少1个碳原子的醛。例如：CH3CCOOHOH2SO4稀CH3CHO+CO2↑β-酮酸受热时更易脱羧。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：CH3CCH2OCOOH△CH3CCH3O+CO2↑三、酮式-烯醇式的互变异构现象如上所述β-丁酮酸只有在低温下稳定，而它的酯是稳定的化合物，一般制成β-丁酮酸乙酯(又称乙酰乙酸乙酯)，便于保存。其结构如下：CH3CCH2OCOC2H5O乙酰乙酸乙酯表现出双重的反应性能：(1)它可以和2，4、二硝基苯肼反应生成橙色的2，4-二硝基苯腙，表明含酮式结构。(2)又能与三氯化铁溶液作用显紫色；能使溴水褪色；能与金属钠作用放出氢气。这3个反应是烯醇的典型反应。研究证明，乙酰乙酸乙酯是酮式和烯醇式异构体的混合物，在室温下它们之间处于动态平衡状态。CH3CCH2OCOC2H5O互变CH3CCHOHCOC2H5O烯酸式(7％)酮式(93％)它们分别叫做乙酰乙酸乙酯的酮式和烯酸式异构体。室温两种异构体的互变速度很快，不能将它们分离。象这种处于动态平衡的同分异构现象叫做互变异构现象，在平衡体系中能彼此互变的异构体称为互变异构体。除乙酰乙酸乙酯外，还有许多物质,如β-二酮以及某些糖和含氮化合物等，也能产生这种互变异构现象。