第十七章 取代羧酸和對映異構
取代羧酸可以看成是羧酸分子中烴基上的氫原子被其他官能團取代後的生成物。最常見的是氫原子分別被滷素、羥基、氧原子或氨基取代，生成滷代酸、羥基酸、氧代酸或胺基酸。例如：
滷代酸
羥基酸
氧代酸
胺基酸
本章主要討論羥基酸和氧化酸。
第一節 羥基酸
一、羥基酸的構造及分類
羥基酸是分子中同時具有羥基和羧基兩種官能團的化合物，又可分為醇酸和酚酸兩類。
醇酸：
酚酸：
醇酸還可以根據羥基與羧基的相對位置，分為α-，β-，γ-，δ-…羥基酸。
二、羥基酸的命名
羥基酸以及其他含兩種或幾種官能團的化合物用系統命名法命名時，在這些官能團中選擇一種作為主官能團，並以相應的化合物為母體，其他的官能團都看作是取代基。
選擇主官能團的優先順序依次為：
因此，只要是分子中含有羧基，該化合物一般即以相應的羧酸為母體，其他官能團作為取代基來命名。例如：
許多羥基酸還有俗名，其應用往往比系統名稱更為廣泛。因此，對於與醫學有關的重要取代羧酸的俗名及其構造式都須記住。
三、羥基酸的物理性質
醇酸一般是粘稠的液體或晶體，易溶於水，其溶解度通常都大於相應的脂肪酸。這是由於分子中同時含有羥基和羧基兩個極性基團，它們都能與水形成氫鍵的緣故。醇酸不易揮發，在常壓下蒸餾時會發生分解。
酚酸大多為晶體，其熔點比相應的芳香酸高。有些酚酸易溶於水，如沒食子酸；有的微溶於水，如水楊酸。
四、羥基酸的化學性質
含有兩種或兩種以上官能團的化合物，在一般情況下，具有各官能團的基本化學性質。但由於兩種官能團存在於同一分子中，就有可能發生相互影響。因此，在分析各化合物的分子構造以推測其性質時，除注意哪些性質是各個官能團所固有的以外，還須注意：（1）某一個官能團受另一個官能團的影響，例如，活性的增強或減弱，新性質的出現以及不發生某種基本反應等；（2）一種試劑可能同時與分子中的兩種或幾種官能團都發生反應。
（一）羧基的性質
1．酸性
羥基酸的羧基能電離，能與鹼反應生成鹽。例如：
羥基能增強羧基的酸性，但影響不大。
2．酯化
在酸性催化劑存在時，羥基酸與醇發生酯化作用。例如：
但由於酸的作用及受熱的結果，在酯化的同時，往往還有副反應發生。
（二）羥基的性質
羥基酸與氧化劑反應時，根據羥基所連的碳是伯或仲碳原子，而有不同的反應產物。
（三）羥基酸受熱的反應
1．α-羥基酸
α-羥基酸受熱時，發生雙分子間的脫水反應，即它們之間交叉酯化，生成環狀化合物----交酯。
2．β-羥基酸
β-羥基酸受熱時，發生消去反應，主產物是α，β-烯酸。
3．γ-及δ-羥基酸
γ-或δ-羥基酸受熱時，發生分子內的酯化反應，生成五元或六元的環狀內酯。
γ-內酯比δ-內酯容易生成。
（四）酚酸的反應
酚酸含有酚式羥基，能與FeCL3發生顏色反應。例如，FeCL3與水楊酸呈紫紅色，與沒食子酸顯藍黑色。
酚酸的羧基處於羥基的鄰位或對位時，受熱後易脫羧。
五、個別羥基酸
（一）乳酸
乳酸存在於酸牛奶中，它也是肌肉中糖原的代謝產物。純
淨的乳酸是無色粘稠液體，熔點18℃，有強的吸水性，溶於水、乙醇和乙。醚乳酸的用途極廣泛，在醫藥上可用於空氣消毒，其鈣鹽用作治療佝僂病等缺鈣症，鈉鹽用為解除酸中毒的藥物。乳酸還大量用在食品、飲料及皮革工業中。
（二）β-羥基丁酸
β-羥基丁酸
是無色晶體，熔點49-50℃，吸溼性強一
般為糖漿狀；易溶於水、乙醇和乙醚，不溶於苯。它是人體脂肪酸代謝的中間產物，易氧化為乙醯乙酸。受熱時，脫水為α，β-丁烯酸。
（三）酒石酸
酒石酸(二羥基丁二酸）存在於各種水果中，葡萄中含量
較多。從自然界得到的酒石酸是無色晶體，熔點170℃，易溶於水。其鹽酒石酸銻鉀 用於治療血吸蟲病，酒石酸鉀鈉
用以配製費林溶液。
（四）檸檬酸
檸檬酸（枸椽酸）存在於柑桔類果實中。它是無色透明
晶體，熔點137℃，易溶於水、乙醇和乙醚。檸檬酸是糖代謝的中間產物。它常用於配製飲料。其鈉鹽為抗血凝藥，鐵銨鹽可用於兒童缺鐵性貧血。
（五）水楊酸
水楊酸的鈉鹽（PAS-Na）有抑制結核菌的作用。