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1、1,第九章 醚和环氧化合物,第一节 醚,一 结构和命名,二 物理性质,三 化学性质,第二节 环氧化合物,一 结构与命名,二 开环反应,三 开环反应机制,2,第九章 醚和环氧化合物,醚 (ethers) 是两个烃基通过氧原子连接起来的化合物。环氧化合物(epoxides)多指含有三元环的醚及其衍生物。,第九章 醚和环氧化合物,上页,下页,首页,3,第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),第一节 醚,一、醚的结构和命名
2、,醚的通式：R-O-R、Ar-O-R 或 Ar-O-Ar,醚键中氧的杂化（ sp3 、sp2）和键角(110、 120),醚的官能团为醚键,121o,142pm,142pm,136pm,上页,下页,首页,4,甲醚 (methyl ether),乙醚 (ethyl ether),苯甲醚Methyl phenyl ether,第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),上页,下页,首页,5,在醚的分子中, 与氧原子相连的两个烃基相同时为单醚；两个烃基不同时为混醚；两个烃基中有一个或两个是芳香烃基的为芳香醚。氧原子和碳原子结合成的环状
3、化合物，通常称为环醚。,甲醚 (methyl ether),苯甲醚Methyl phenyl ether,第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),上页,下页,首页,6,简单的醚常用普通命名法命名：“A基B基醚”。单醚一般省略“二”字。混醚按先小后大,先芳基后脂基排列烃基。英文命名则按字母顺序排列烃基。,二甲基醚(甲醚) 二苯基醚(苯醚)(dimethyl ether or
4、methyl ether) (diphenyl ether),甲基叔丁基醚(甲叔丁醚) 苯基异丙基醚(苯异丙醚) (methyl tertiary butyl ether) (isopropyl phenyl ether),第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),上页,下页,首页,7,结构复杂的醚可用系统命名法：将醚键所连接的2个烃基中碳链较长的烃基作母体，称“某烃氧基某烃”。,2-甲氧基戊
5、烷(2-methoxypentane),环醚多用俗名。,四氢呋喃(tetrahydrofuran),1,4-二氧六环 (1,4-dioxane),2-乙氧基乙醇(2-ethoxyethanol),第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),上页,下页,首页,8,第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (二、醚的物理性质),二、醚的物理性质,1. 醚分子中没有直接与氧相连的氢, 故不会形成分子间氢键, 沸点比相对分子质量相同的醇为低, 而与相应的烷烃接近。
6、; 2. 醚分子中的氧在一定程度上可与水形成氢键，故水溶性与相对分子质量相同的醇相近而比烷烃为大。,上页,下页,首页,9,COC,第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),三、醚的化学性质,醚较稳定，其稳定性仅次于烷烃。醚不能与强碱、稀酸、氧化剂、还原剂或活泼金属反应。在一定条件下可发生反应，反应与醚氧原子上的孤电子对有关。,上页,下页,首页,10,例：,第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),上页,下页,首页,11,（二）醚键的断裂,在加热
7、条件下, 醚与氢卤酸反应，醚键断裂，生成醇和卤代烷，生成的醇可进一步与过量的氢卤酸反应。浓的HI是最有效的分解醚的试剂。,通常是较小的烃基生成卤代烃,较大的烃基生成醇(芳基则生成酚);若为R-OCH3与HI作用, 则可定量地生成CH3I。,第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),上页,下页,首页,12,醚键断裂反应属于亲核取代反应, 通常伯烷基醚易按SN2机制进行, 叔烷基醚易按SN1机制进行。,SN2,第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),上页,下
8、页,首页,13,(三) 过氧化物的生成,烷基醚在空气中久置，-碳上的氢可被氧化, 生成醚的过氧化物。,乙醚 过氧化乙醚,过氧化醚受热易分解爆炸，蒸馏醚时应避免蒸干,第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),过氧化醚的检验：酸性碘化钾-淀粉试纸,过氧化醚的除去：还原剂硫酸亚铁或亚
9、硫酸钠,上页,下页,首页,14,第二节 环氧化合物,第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物,环氧化合物(epoxides)是指含有三元环的醚及其衍生物。,一、环氧化合物的结构与命名,O,C,C,61.6,105,59.2o,149pm,147pm,上页,下页,首页,15,第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (一、结构与命名),1. 环氧化合物的普通命名法是根据相应的烯烃称为“氧化某烯”。氧化乙烯又称为环氧乙烷。,氧化乙烯（环氧乙烷） &n
10、bsp; (ethylene oxide),氧化丙烯(propylene oxide),氧化异丁烯(isobutylene oxide),上页,下页,首页,16,2. 环氧化合物的系统命名法通常以“环氧乙烷”为母体， 三元环中氧原子编号为。,2-甲基-2-乙基环氧乙烷 (2-methyl-2-ethyloxirane),2,3-二甲基环氧乙烷(2,3-dimethyloxirane),2-乙基环氧乙烷(2-ethyloxirane),第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (一、结构与命名),上页,下页,首页,17,第九章
11、醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),二、环氧化合物的开环反应,环氧化物分子中存在张力很大的三员氧环，化学性质活泼。与酸、碱或其它强的亲核试剂均能直接进行开环反应(opening of ring reaction) 。,上页,下页,首页,18,(一) 酸催化开环反应,在稀酸条件下，环氧化合物的环被打开，生成相应的加成产物。,第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),上页,下页,首页,19,非对称的环氧化合物在酸催化下进行开环反应时, 亲核试剂主要进攻取
12、代基较多的环氧碳原子。,2-甲基环氧乙烷,2-氯-1-丙醇,1-氯-2-丙醇,第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),上页,下页,首页,20,(二) 碱催化开环反应,环氧化合物在强碱作用下, 环被打开，生成相应的加成产物。,第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),上页,下页,首页,21,非对称的环氧化合物在碱性条件或用强亲核试剂进行开环反应时，亲核试剂主要进攻取代基较少的环氧碳原子。,1-甲氧基-2-丙醇,第九章 醚和环
13、氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),上页,下页,首页,22,三、环氧化合物开环反应机制,第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (三、开环反应机制),1. 酸催化开环反应机制,环氧化合物的开环反应属于亲核取代反应。酸性条件下, 首先生成质子化环氧化合物(protonated epoxide), 然后亲核试剂进攻质子化环氧化合物, 质子化环氧化合物迅速开环生成产物。,上页,下页,首页,23,碱催化的开环反应, 是亲核试剂直接进攻环氧化合物本身, 而不是先生成质子化环氧化合物, 因此开环需要在强碱条件下或强亲核试剂。,2. 碱催化开环反应机制,第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (三、开环反应机制),上页,下页,首页,24,不对称环氧化物开环, 当用酸催化时, 亲核试剂有利于进攻连有较多取代基的环碳原子；用碱催化时，亲核试剂主要进攻连有较少取代基的环碳原子。,酸性条件下亲核试剂进攻点主要受电子效应控制,碱性条件下亲核试剂进攻点主要受立体因素控制,第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (三、开环反应机制),上页,下页,首页,
