3-羟基丁酸（3-hydroxybutyric acid），化学式为CH3CH(OH)CH2CO2H，是一种含有羟基和羧基的有机化合物，属于羟基酸类。它是一种无色或淡黄色的液体，具有刺激性气味。3-羟基丁酸具有手性，存在两种对映异构体：D-3-羟基丁酸和L-3-羟基丁酸。这两种对映异构体在生物体内具有重要的生理作用。
3-羟基丁酸在自然界中广泛存在，如在微生物、植物和动物体内都有发现。在人体内，3-羟基丁酸是酮体的一种，主要在饥饿状态下，肝脏将脂肪酸转化为酮体，以供应能量给大脑和肌肉等组织。3-羟基丁酸在低血糖生理反应中扮演着重要角色，可以作为一种能量物质被利用。
在化学性质上，3-羟基丁酸具有羧酸和醇的特性，可以发生酯化、卤代、缩合等化学反应。此外，3-羟基丁酸还可以与金属离子形成配合物。
以下是关于3-羟基丁酸的详细介绍：
物理性质
3-羟基丁酸为无色或淡黄色液体，沸点约为165°C，熔点约为-20°C。它不溶于水，但可溶于醇、醚等有机溶剂。
化学性质
（1）酯化反应：3-羟基丁酸可以与醇发生酯化反应，生成相应的酯。
（2）卤代反应：3-羟基丁酸可以发生自由基卤代反应，在4位上引入卤素。
（3）缩合反应：3-羟基丁酸可以与醛或酮发生缩合反应，生成1,4-二羰基化合物。
（4）还原反应：3-羟基丁酸可以通过还原反应，将羰基还原为羟基。
生物作用
3-羟基丁酸在生物体内具有重要的生理作用。在饥饿状态下，3-羟基丁酸可以作为一种能量物质，被大脑和肌肉等组织利用。此外，3-羟基丁酸还具有以下生理作用：
（1）调节能量代谢：3-羟基丁酸可以抑制磷酸酶活性，从而降低磷酸酶活性，调节能量代谢。
（2）抗氧化作用：3-羟基丁酸可以清除自由基，降低氧化应激，保护细胞免受损伤。
（3）抗炎作用：3-羟基丁酸可以抑制炎症因子释放，减轻炎症反应。
应用
（1）制药：3-羟基丁酸及其衍生物可用于制药，如治疗心血管疾病、糖尿病、肿瘤等。
（2）生物材料：3-羟基丁酸是聚酯类生物可分解塑胶的原料，如聚羟基丁酸酯。这种聚合物可被一种细菌Alcaligenes eutrophus生成。
（3）化妆品：3-羟基丁酸可用于化妆品原料，具有保湿、抗炎等功效。
总之，3-羟基丁酸是一种具有多种生理活性和广泛应用价值的有机化合物。随着科学研究的深入，3-羟基丁酸在医药、生物材料、化妆品等领域具有更大的应用潜力。
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