《有机化学(主编邓苏鲁-化工第四版)课件：第8章+酚和芳醇.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机化学(主编邓苏鲁-化工第四版)课件：第8章+酚和芳醇.ppt（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 有机化学第四版电子课件 2 了解酚的结构特点和分类 掌握酚及简单取代酚的命名 了解酚的物理性质 理解氢键对酚的物理性质的影响 了解醇羟基和酚羟基的区别 熟悉酚的化学反应及其应用 掌握酚的鉴别方法 3 羟基与芳环直接相连的化合物叫酚 如苯酚 C6H5OH 酚中的羟基叫酚羟基 酚羟基是酚的官能团 一 酚的分类和命名 酚按其分子中所含羟基数目分为一元酚和多元酚 二元及其以上的酚统称为多元酚 酚的命名是在芳环名称之后加 酚 字 例如 4 若苯环上除羟基外 还有 OCH3 R X NO2等基团 命名时以羟基作母体 其余的基团则作为取代基 并将取代基的位次和名称排在母体名称前面 苯环的编号应将母体官能
2、团 OH所连接的碳原子定为1 例如 但当苯环上还连有 COOH 羧基 CHO 醛基 等基团 命名时以 COOH CHO分别作为母体 OH则作为取代基 因 COOH CHO与苯环直接相连 母体名应叫苯甲酸 苯甲醛 例如 5 常温下 除少数烷基酚为高沸点液体外 大多数酚都是无色结晶固体 酚容易被空气氧化 氧化后一般为红褐色 酚分子间能形成氢键 所以沸点都比较高 酚的熔点与分子的对称性有关 一般来说 对称性较大的酚 其熔融点较高 对称性较小的酚 熔点较低 一些酚的物理常数见表8 1所示 酚具有极性 也能与水分子形成氢键 由于酚的相对分子质量较高 分子中烃基占比例较大 因此一元酚只能微溶于水 多元酚随
3、着分子中羟基数目增多 在水中溶解度增大 酚溶于乙醇 乙醚等有机溶剂 6 7 续表 8 二 酚的化学反应及应用 酚羟基的化学反应的主要部位如下图所示 酚羟基的反应 弱酸性由于受苯环影响 酚羟基中的氢原子较活泼 不仅能与碱金属反应放出氢气 还能与NaOH发生中和反应生成可溶于水的酚钠 演示实验8 1 苯酚的酸性 在两支100ml大试管中分别加入苯酚 苯甲醇各20ml 然后滴加25g L氢氧化钠溶液 苯酚溶解 苯甲醇则不溶解 苯酚的溶解和析出 在一支盛有50mL水的大试管中加入10mL苯酚 用力振荡后得到浑浊液 在浑浊液中加入100g L氢氧化钠溶液 边加边振荡至溶液澄清透明 将溶液分成两份 在一份
4、中滴入少量70g L的盐酸 在另一份中通 或吹 入二氧化碳气体 两份溶液都变浑浊 9 实验表明 苯酚具有弱酸性 而且比碳酸还弱 苯酚不溶于水 能溶于氢氧化钠溶液 但不溶于碳酸钠溶液 而不溶于水的苯甲醇 既不溶于氢氧化钠溶液 也不溶于碳酸氢钠溶液 酚能溶解于碱 而又可用酸将它从碱溶液中游离出来 见本章例题 10 酚醚的生成与醇不同 酚不能发生分子间脱水反应 酚醚一般由酚的钠盐与卤代烃作用而得到 例如 NaI 11 酚酯的生成酚与酰氯 酸酐等作用时 生成酚酯 例如 12 苯环上的取代反应 羟基是较强的邻 对位定位基 可使苯活化 因此苯酚的取代反应比苯容易进行 而且反应主要发生在羟基的邻 对位 卤化
5、 演示实验8 2 取一支干净试管 加入1 2粒苯酚晶体和5mL蒸镏水 振摇使其溶解后 滴加饱和溴水 观察试管中沉淀的生成 实验结果表明 苯酚 十万分之一的苯酚溶液 与溴水在常温下即可作用生成三溴苯酚白色沉淀 由于此反应迅速 灵敏 可定量完成 故常用于苯酚的定性和定量分析 13 磺化酚的磺化反应 随反应温度不同 可得到不同的产物 一元取代物 进一步磺化可得二磺酸 二磺酸再硝化 可得2 4 6 三硝基苯酚 俗称苦味酸 这是工业上制备苦味酸的方法 苦味酸的酸性很强 其PKa 0 38 酸性几乎与强无机酸相近 这是因为酚羟基的邻 对位有强吸电子的硝基 可使酚的酸性增强 随着硝基数目的增多酸性则更强 反
6、之 酚羟基的邻 对位有推电子基 如 R 则酸性减弱 2 4 6 三硝基苯酚是一种烈性炸药 也可用于制造染料 还可用于有机化合物的分析鉴定 14 硝化苯酚的硝化反应比苯容易进行 在室温下即可使苯酚发生硝化反应 邻硝基苯酚能生成分子内氢键 构成螯形环 并容易随水蒸气挥发 对硝基苯酚能形成分子间的氢键 不易挥发 因此 可采用水蒸气蒸镏方法将这两种异构体分开 15 与氯化铁的显色反应 大多数酚与氯化铁溶液作用能生成带颜色的络离子 不同的酚所显示的颜色不同 见表6 2 这种特殊颜色反应 可用于鉴别酚类化合物 表8 2不同酚与氯化铁反应所显的颜色 演示实验8 3 取三支大试管 分别加入约10mL的苯酚 对
7、苯二酚 对甲苯酚的饱和溶液 再分别向三支试管中滴加10g L氯化铁溶液 并观察颜色的变化 16 氧化反应 酚易被氧化 苯酚在空气中放置较长时间颜色变深 这是被空气氧化的结果 苯酚在催化剂作用下 可被氧化成对苯醌 对苯二酚极易被氧化 能被感光后的弱氧化剂溴化银氧化成醌 而溴化银则被还原成金属银 这一反应用于照相的显影过程 17 四 重要的酚 苯酚 苯酚俗称石炭酸 是具有特殊气味的无色针状晶体 沸点181 8 熔点40 8 微溶于水 当温度高于65 时可与水混溶 易溶于乙醚等有机溶剂中 苯酚有腐蚀性 且有毒 工业上用15 氢氧化钠溶液处理焦油中的酚油和萘油镏分 该镏分含苯酚和甲苯酚 则酚类即生成酚
8、钠溶于水中 再将二氧化碳通入酚钠水溶液中 酚又游离出来 然后经蒸镏即可得到苯酚 由煤焦油中提取酚 远远满足不了有机化工发展的需要 因此 目前苯酚主要由合成法制取 18 由异丙苯法制取首先在无水氯化铝催化下 使苯与丙烯发生烷基化反应生成异丙苯 然后用空气氧化异丙苯得到氢过氧化异丙苯 最后用稀硫酸分解过氧化物得到苯酚和丙酮 这是目前工业上生产苯酚的主要方法 同时联产丙酮 因此 经济效益好 但对设备的技术要求较高 19 氯苯中氯原子不活泼 需在高温 高压和催化剂的作用下 才能发生碱性 6 10 NaOH溶液 水解 生成苯酚钠 苯酚钠酸化即得到苯酚 氯苯水解 20 碱熔法 碱熔法是以苯为原料 经磺化
9、中和制得苯磺酸钠 再将苯磺酸钠与氢氧化钠共熔制得苯酚钠 最后酸化即得苯酚 其中苯磺酸钠与碱共熔得到苯酚钠 叫碱熔 碱熔法消耗大量强酸 强碱 腐蚀性大 但设备简单 产率高 目前仍有一些小厂利用此法生产 苯酚是重要的化工原料 大量用于生产塑料 如酚醛树脂 环氧树脂等 合成纤维 如尼龙 6 尼龙 66等 医药 农药 染料 炸药等 在医药上可作防腐剂和消毒剂 21 甲苯酚 甲苯酚有邻 间 对三种异构体 它们都来源于煤焦油中 由于沸点相近不易分离 所以实际中常将三种异构体的混合物称为粗甲苯酚 粗甲苯酚的肥皂水溶液俗称 来苏水 杀菌能力强 常用作消毒剂 三种甲苯酚都是重要的化工原料 可用于制备染料 炸药
10、农药 树脂等 甲苯酚也用作分析试剂及色谱分析试剂 22 一 芳醇的命名 羟基与芳环的侧链相连的化合物叫芳醇 芳醇的命名与脂肪醇的命名相似 其中芳环作为取代基 例如 二 重要的芳醇 苯甲醇 苯甲醇也叫苄醇 它是无色液体 沸点205 3 微溶于水 有轻微而愉快的香气 苯甲醇可由苄基氯 也叫苄氯 水解制得 23 苯甲醇与脂肪族伯醇性质相似 可被氧化剂氧化生成苯甲醛 苯甲醛继续被氧化生成苯甲酸 苯甲醇除上述反应外 由于分子内具有苯环 故也能进行硝化和磺化反应 苯甲醇常用作溶剂 定香剂及有机合成的原料 由于其具有防腐作用和轻微的麻醉性而且无毒 医药上常加入少量苯甲醇作为镇痛剂和防腐剂 例如 青霉素稀释液
11、中含有2 的苄醇 从而减少注射时的疼痛 24 例8 1 分离苯酚和苯甲醇的混合物 解析苯酚具有弱酸性 而苯甲醇为中性化合物 因此 加碱后 酚生成酚钠溶于碱层而与苯甲醇分离 生成的酚钠再通入CO2 也可加稀盐酸 又复原为苯酚 然后再分别提纯 25 例8 2 苯甲醚中含有少量的苯酚 如何提纯苯甲醚 解析苯酚具有弱酸性 可与氢氧化钠水溶液反应而溶于其中 苯甲醚则不溶 分液后 即可除去苯酚 分离一个混合物是把其中的各个组分一一分离 并达到一定的纯度 提纯一个化合物则只要去掉其中的杂质 分离提纯的方法分为物理方法 如蒸镏 分镏 水蒸汽蒸镏 重结晶 升华等 和化学方法两大类 用化学方法提纯时 也可以利用某
12、一化合物与某试剂反应生成沉淀与另外组分分离 但这些反应能使被分离的化合物复原 当然除去少量杂质不必复原 26 羟基直接与芳环相连的化合物叫酚 羟基与苯环侧链相连的化合物叫芳醇 酚和芳醇的命名原则 若苯环上除羟基外 还有 OCH3 R X NO2等基团时 以 OH为母体 其余基团作为取代基 若苯环上除羟基外 还有 COOH CHO等官能团时 则以 COOH CHO作为母体 羟基则作为取代基 芳醇的命名与脂肪醇相似 其中芳环作为取代基 27 酚的化学反应 酚的化学反应 续篇 29 酚的鉴别方法 溴水试验苯酚与溴水在常温下反应生成白色三溴苯酚沉淀 氯化铁试验大多数酚与氯化铁溶液发生显色反应 不同的酚
13、显色不同 例如 苯酚显蓝紫色 邻苯二酚显深绿色 对苯二酚显暗绿色结晶 对甲苯酚显蓝色 萘酚显紫色 30 习题 命名下列化合物或写出构造式 31 完成下列化学反应 32 填空题 羟基直接与芳环相连的化合物叫 羟基与芳环的侧链相连的化合物叫 酚中的羟基叫 醇中的羟基叫 邻硝基苯酚的沸点比对硝基苯酚的低 其原因是邻硝基苯酚形成 其就比对硝基苯酚低得多 利用此性质用将这两个同分异构体分离 现有苯 甲苯 乙苯 乙醇 溴乙烷 苯酚几种有机物 其中 常温下能与NaOH溶液反应的有 常温下能与溴水反应的有 能与金属钠反应放出氢气的有 能与FeCl3溶液呈现出紫色的有 选择题 下列各组物质中 只用溴水可鉴别的是
14、 A 苯 乙烷 乙醇 B 乙烯 乙烷 乙炔 C 乙烯 苯 苯酚 D 乙烷 乙苯 1 3 丁二烯 33 下列化合物酸性最强的是 酸性最弱的是 下列几对化合物中互为同系物的是 互为同分异构的是 34 下列物质中不能与溴水发生反应的是 用化学方法鉴别下列各组化合物 35 提纯或分离下列各组混合物 分离对甲苯酚 苯甲酸的混合物 环己醇中含有少量苯酚 除去少量的苯酚杂质 由指定原料合成下列化合物 无机试剂任用 某化合物A C7H8O 不能溶于水和NaHCO3溶液 但能溶于NaOH溶液 并可与溴水反应生成化合物B C7H5OBr 试推测A和B的构造式 并写出各步化学反应式 某芳香族化合物与钠不发生反应 与
15、浓氢碘酸反应生成两个化合物B与C B能溶于氢氧化钠溶液 并与FeCl3溶液反应显蓝紫色 C与硝酸银醇溶液作用 生成黄色碘化银沉淀 度推测A B C的构造式 A C7H8O 37 阅续材料一 苯酚与外科手术 苯酚是德国化学家隆格1834年在煤焦油中首先发现的 而使苯酚名声远扬要归功于英国著名医生 被誉为 外科之父的约瑟夫 科利特 1859年利斯特任外科医生时 一直密切观察病人伤口的愈合情况 发现病人死亡总是在开刀之后发生 而那些虽骨头断裂而皮肤完整的病人一般皆会病愈 他设想伤口的腐败溃烂一定是来自空气的感染 可能是一种花粉样的微尘 利斯特选用石碳酸作为消毒剂进行临床实验 1865年8月12日他给
16、一个断腿的病人做手术 术前对手术室内的环境 器械 用品 医生双手均用苯酚溶液进行消毒 手术后对病人创口消毒再用消毒后的纱布绷带仔细包扎 以后病人每次换药也要消毒 这种方法使手术后病人的死亡率从45 下降到15 38 历史上苯酚作为一种强有力的消毒剂 曾经在外科医疗上发挥过重要作用 即使到了现代 苯酚仍在起消毒剂和消炎外用药的作用 3 5 苯酚溶液用于消毒医疗器械和物品及用于环境消毒 1 2 的苯酚甘油溶液是治疗中耳炎的消炎用药 现代科技的发展 新型强力高效的消毒剂不断出现 其消毒能力是以苯酚为标准来衡量的 称为 石碳酸系数 或 苯酚系数 它是指被试验的药剂在10分钟内能杀死试验菌种的最低浓度除以石炭酸在相同时间内杀死该菌的最低浓度 苯酚的杀菌的机理是苯酚的酚羟基和苯基能与蛋白质的相关基团产生氢键和疏水键 破坏蛋白质的空间结构 使细菌的蛋白质发生凝固和变性 从而起到抑菌和杀菌的作用 39 阅续材料二 炸药大王 诺贝尔 诺贝尔奖是当今世界影响最大的奖项之一 提供这一奖金的是瑞典化学家诺贝尔 AlfedBernhardNobel 1833 1896 诺贝尔用自己的财富设置了奖金 促进了人类文
