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1、1,第八章 醚和环氧化合物,醚是两个烃基通过氧原子连接起来的化合物。,第八章 醚和环氧化合物 (ethers and epoxides),环氧化合物多指含有三元环的醚及其衍生物。,醚的通式：R-O-R（R,Ar）,醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂，减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。实验室中常作为溶剂。,2,第八章 醚和环氧化合物,乙醚、乙烯基醚、甲氧氟烷可用作吸入麻醉剂。,除草剂：,冠醚在有机合成中作为相转移催化剂；还可应用与稀土元素的分离。,3,内容提要,第一节 醚,一 结构和命名,二 物理性质,三 化学性质,第二节 环
2、氧化合物,一 结构与命名,二 开环反应,四 冠醚,三 开环反应机制,4,第八章 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,通式：R-O-R、Ar-O-R 或 Ar-O-Ar,醚键中的氧多为sp3杂化，键角约为110,醚的官能团为醚键,121o,142pm,142pm,136pm,（一）结构,5,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),R-O-RAr-O-R Ar-O-Ar,R-O-R Ar-O-Ar,醚,醚的分类,6,二甲基醚(甲醚),甲基叔丁基醚(甲叔丁醚),第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),上页,下页,首页,（二）
3、命名,1.普通命名法： “A基B基醚” 单醚一般省略“二”字。 混醚按先小后大,先芳基后脂肪烃基排列。,二苯基醚(苯醚),苯基异丙基醚(苯异丙醚),7,2.系统命名法：将碳链较长的烃基作母体，较小烃基与氧作为取代基，称“某烃氧基某烃”。,2-甲氧基戊烷,1、4-环氧丁烷 （四氢呋喃）,1,4-二氧六环 (二噁烷),2-乙氧基-3-戊醇,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),环醚：通常称为环氧某烷，或看成杂环的衍生物。,环氧乙烷,1、2环氧丙烷,8,第八章 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,2.沸点及水溶性： 醚分子中没有直接与氧相连的氢, 不
4、会形成分子间氢键, 沸点比分子量相近的醇低。,1. 状态：甲醚和甲乙醚为气体，其他为无色液体。,醚分子中的氧在可与水形成氢键，水溶性与分子量接近的醇相近。,9,第八章 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,醚的化学性质很不活泼，其稳定性仅次于烷烃。,醚不能与强碱、稀酸、氧化剂、还原剂反应；常温下，不与钠等活泼金属反应，可以用金属钠干燥乙醚。,醚中的氧原子上具有孤电子对，能接受质子， 可与浓强酸形成类似盐类结构的化合物，称 盐。,盐不稳定，遇水分解成原来的醚。,10,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),应用：,醚由于生成 盐能溶于冷的浓硫酸，而
5、烷烃和 卤代烃不溶，利用此性质可鉴别醚与烷烃和卤代烃。,例：,例：下列化合物，既溶于冷的强酸又溶于强碱的是： A.间甲氧基苯酚 B.乙醚 C.苯酚 D.苯乙醚,11,（二）醚键的断裂,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),醚用浓HI加热处理，醚键断裂，生成卤代烃 和醇。若HI过量，醇可继续生成卤代烃。,1、反应机理： 1）通常伯烷基醚易按SN2机制进行。,SN2,12,2） 叔烷基醚易按SN1机制进行。,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),2、醚键断裂的取向,含伯烷基的醚较小烃基生成卤代烃,较大烃基生成醇。,若含有叔烃基，生成叔烃基卤。,若为芳基烷基醚
6、，总是生成酚和碘代烃RI。,二芳基醚通常不易与HI发生醚键的断裂反应。,特例,13,问题： 用无水HBr断裂有旋光性的甲基仲丁基醚时，产生溴甲烷和仲丁醇；仲丁醇的构型和旋光性与原来有旋光性的反应物的构型相同，为什么？,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),14,(三) 过氧化物的生成,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， 吸入人体造成肺水肿,第八章 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（变蓝） ； FeSO4-KSCN（变红）。,过氧化醚的除去：还原剂硫酸亚铁或亚硫酸钠饱和 溶液将醚充分洗涤，然后再
7、进行蒸馏。,15,四、冠醚 (crown ether),冠醚 是分子中含有多个 OCH2CH2 结构单元的大环多醚, 因其立体结构像王冠, 故称冠醚。,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (四、冠醚),18-冠-6 (18-crown-6),冠醚的命名以 “ x-冠-y” 表示，x 代表构成环的碳和氧原子总数, y 代表环中的氧原子数。,12-冠-4 (12-crown-4),15-冠-5 15-crown-5,16,冠醚分子当中有一个空穴。只有与此空穴大小适合的Mn+才能进入空穴内，对金属离子具有较高的络合选择性。 因此冠醚可用来分离及测定某些金属离子。,18-冠-6,配合物 K+ 18-冠
8、-6,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (四、冠醚),17,第二节 环氧化合物,第八章 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,105,149pm,147pm,18,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (一、结构与命名),1. 普通命名法：根据相应的烯烃称为“氧化某烯”。,氧化乙烯 （环氧乙烷）,氧化丙烯 （1、2环氧丙烷）,氧化异丁烯,2. 系统命名法：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,2,3-二甲基环氧乙烷,2-乙基环氧乙烷,19,第八章 醚和环氧化合物
9、 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元环，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。,(一) 酸催化开环反应,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。,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),21,非对称的环氧化合物开环反应 ：,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),规律：在酸催化下，亲核试剂主要进攻取代基较多的环氧碳原子；,在碱性条件或用强亲核试剂下，进攻取代基较少的环氧碳原子。,22,三、环氧化合物开环反应机制,第八章
10、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,酸性条件下, 首先生成质子化环氧化合物， 然后亲核试剂进攻质子化环氧化合物, 迅速开环生成产物。,在亲核试剂进攻之前C-O键断裂，形成碳正离子,稳定,不稳定,Cl-,SN1机制,23,2. 碱催化开环反应机制,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (三、开环反应机制),亲核试剂优先进攻空间位阻较小的碳，开 环带有SN2的性质。,24,问题：写出2-乙基环氧乙烷与下列试剂反应的方程式： （1）甲醇和硫酸 （2）甲醇和甲醇钠 （3）苯胺,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),25,1、掌握醚、冠醚、环氧化合物的命名 2、掌握醚、环氧化合物的重要化学性质： （1）醚的质子化； （2）醚与HX的反应； （3）醚的氧化； （4）环氧化合物的开环反应 3、理解环氧化合物开环反应机理 4、了解醚、环氧化合物的结构,本,章,要,点,
