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1、第八章第八章 醚和环氧化合物醚和环氧化合物 醚醚(ether)是是两两个个烃烃基基通通过过氧氧原原子子连连结结而而成成的的化合物，通式：化合物，通式：ROR。醚和环氧化合物(3)课件第一节 醚 醚（醚（ether）可以看作是水分子的两个氢原子被）可以看作是水分子的两个氢原子被烃基取代所得的化合物，也相当于醇或酚分子烃基取代所得的化合物，也相当于醇或酚分子中羟基的氢原子被烃基取代的结果。醚分子中中羟基的氢原子被烃基取代的结果。醚分子中COC称醚键。称醚键。 醚和环氧化合物(3)课件一醚的结构、分类和命名一醚的结构、分类和命名 可以认为醚分子中的氧原子为可以认为醚分子中的氧原子为sp3杂化，杂化，
2、两对孤电子对处在两对孤电子对处在sp3杂化轨道中。杂化轨道中。 醚和环氧化合物(3)课件醚的通式为醚的通式为ROR 当醚分子中与氧相连的两个烃基相同当醚分子中与氧相连的两个烃基相同（R= R）时称单醚。）时称单醚。 醚分子中的两个烃基不一样（醚分子中的两个烃基不一样（R R）则称混醚。）则称混醚。 两烃基中有一个或两个是芳香烃基的两烃基中有一个或两个是芳香烃基的称为芳香醚。称为芳香醚。 若氧原子与烃基连成环则称为环醚。若氧原子与烃基连成环则称为环醚。 醚和环氧化合物(3)课件醚的命名醚的命名: :只需在与氧原子相连的两个烃基的名只需在与氧原子相连的两个烃基的名称后加上称后加上“醚醚”字即可。命
3、名单醚时，常将二字即可。命名单醚时，常将二字省掉；命名混醚时，两个烃基的名称按先小字省掉；命名混醚时，两个烃基的名称按先小后大的次序写；命名芳香醚时，一般将芳基放后大的次序写；命名芳香醚时，一般将芳基放在烷基的前面。在烷基的前面。 醚和环氧化合物(3)课件 CH3CH2OCH2CH3 CH3OCH2CH3 (二二)乙乙(基基)醚醚 甲乙醚甲乙醚 （ethyl ether） (ethyl methyl ether) (二二)苯苯(基基)醚醚 苯乙醚苯乙醚 (phenyl ether) (ethyl phenyl ether) 醚和环氧化合物(3)课件 烃基结构比较复杂的醚，以烃为母体，烃氧基烃基
4、结构比较复杂的醚，以烃为母体，烃氧基为取代基来命名。为取代基来命名。 2 2，3-3-二甲基二甲基-2-2-甲氧基戊烷甲氧基戊烷 4-甲氧基甲苯甲氧基甲苯 醚和环氧化合物(3)课件环醚命名时可看作是环氧化合物，根据环醚命名时可看作是环氧化合物，根据母体烃称为母体烃称为“环氧某烷环氧某烷”，也可用俗名。，也可用俗名。某些环醚还可当作杂环化合物的衍生物某些环醚还可当作杂环化合物的衍生物来命名。来命名。 环氧乙烷环氧乙烷 1，2-环氧丙烷环氧丙烷 1，4-二氧六环二氧六环 醚和环氧化合物(3)课件二、醚的化学性质 醚分子的极性较低，化学性质并不活泼，一醚分子的极性较低，化学性质并不活泼，一般情况下，
5、醚既不与氧化剂、还原剂作用，般情况下，醚既不与氧化剂、还原剂作用，也不与稀酸、强碱反应，其稳定性仅次于烷也不与稀酸、强碱反应，其稳定性仅次于烷烃。但由于醚分子中氧上有孤电子对，使它烃。但由于醚分子中氧上有孤电子对，使它也能发生一些反应。也能发生一些反应。 醚和环氧化合物(3)课件醚链中氧原子上的孤电子对可作为一种路易斯醚链中氧原子上的孤电子对可作为一种路易斯碱，接受强酸中的质子形成碱，接受强酸中的质子形成 盐而溶于强酸。盐而溶于强酸。 由于氧对孤电子对的吸引较强，因此醚的氧只由于氧对孤电子对的吸引较强，因此醚的氧只能与强酸的质子形成能与强酸的质子形成 盐，用水稀释，盐，用水稀释， 盐盐又分解成
6、原来的醚。又分解成原来的醚。 铁铁 羊羊（1） 盐的形成盐的形成铁铁 羊羊铁铁 羊羊铁铁 羊羊醚和环氧化合物(3)课件（二）（二） 醚键的断裂醚键的断裂在加热条件下，醚和在加热条件下，醚和 氢碘酸作用时，醚键发生断氢碘酸作用时，醚键发生断裂，生成醇和碘代烷。浓的氢溴酸和盐酸与醚也裂，生成醇和碘代烷。浓的氢溴酸和盐酸与醚也可发生上述反应，但需较高温度。可发生上述反应，但需较高温度。醚和环氧化合物(3)课件 醚键的断裂反应属于亲核取代反应。通醚键的断裂反应属于亲核取代反应。通常伯烷基醚易按常伯烷基醚易按SN2SN2机制进行，叔烷基醚易机制进行，叔烷基醚易按按SN1SN1机制进行。机制进行。 连有两
7、个不同伯烷基的混醚与连有两个不同伯烷基的混醚与HXHX反应时，反应时，易按易按SN2SN2机制进行，一般是较小烷基生成卤机制进行，一般是较小烷基生成卤代烃，较大烃基生成醇。代烃，较大烃基生成醇。 芳基烷基醚发生醚键断裂时，键的断裂芳基烷基醚发生醚键断裂时，键的断裂发生在烷基与氧之间，产物为卤代烷和酚。发生在烷基与氧之间，产物为卤代烷和酚。醚和环氧化合物(3)课件C H3OC2H5C2H5O HC H3I+57%HIOC2H5O HC2H5IHI+二苯基醚的醚键很稳定，通常不易与HX发生醚键的断裂反应。混合醚断裂规律：混合醚断裂规律：小基团小基团生成生成卤代烃卤代烃大基团大基团生成生成醇或酚醇或
8、酚醚和环氧化合物(3)课件（三）（三） 醚的过氧化物的形成醚的过氧化物的形成 醚对氧化剂是稳定的，但在空气中久置，会醚对氧化剂是稳定的，但在空气中久置，会慢慢发生自动氧化，慢慢发生自动氧化，碳上的氢可被氧化生碳上的氢可被氧化生成过氧化物。成过氧化物。CH3CH2OCH2CH3 CH3CH-OCH2CH3O OHO2除去过氧化物的方法是用适量除去过氧化物的方法是用适量FeSOFeSO4 4或或NaNa2 2SOSO3 3水溶液洗涤，以破坏其中的过氧化物。水溶液洗涤，以破坏其中的过氧化物。醚和环氧化合物(3)课件三冠醚 冠醚（冠醚（crown ethers）是一类分子中具有重复单位）是一类分子中具
9、有重复单位 的大环多醚，相当于乙二醇的大的大环多醚，相当于乙二醇的大环聚合物。由于它的形状像王冠，故称为冠醚。环聚合物。由于它的形状像王冠，故称为冠醚。醚和环氧化合物(3)课件 冠醚的命名习惯采用简单命名法。冠醚的命名习惯采用简单命名法。成环总成环总原子数（原子数（X）+ 冠冠+ 环中氧原子数（环中氧原子数（Y），称），称为为X-冠（醚）冠（醚）-Y。 18-冠（醚）冠（醚）-6（18-crown-6） 醚和环氧化合物(3)课件冠醚分子的环内有一定的空穴，金属离子可冠醚分子的环内有一定的空穴，金属离子可以钻到空穴中与醚键络合以钻到空穴中与醚键络合，这是冠醚氧原子，这是冠醚氧原子和金属离子之间形
10、成偶极和金属离子之间形成偶极-离子吸引的结果。离子吸引的结果。这是冠醚最突出的性质。不同结构的冠醚，这是冠醚最突出的性质。不同结构的冠醚，分子中空穴大小不同，可以容纳的金属离子分子中空穴大小不同，可以容纳的金属离子不同，所以不同，所以冠醚的络合作用具有较高的选择冠醚的络合作用具有较高的选择性性。利用上述性质，可以分离金属离子。利用上述性质，可以分离金属离子。醚和环氧化合物(3)课件醚和环氧化合物(3)课件冠醚更重要的用途在有机合成领域。冠醚冠醚更重要的用途在有机合成领域。冠醚分子内氧原子可以与水形成氢键，有亲水分子内氧原子可以与水形成氢键，有亲水性；它的外圈都是性；它的外圈都是CH2结构，则具
11、有结构，则具有亲脂性。因此冠醚可将仅溶于水的盐类包亲脂性。因此冠醚可将仅溶于水的盐类包在内圈而转溶于有机相中，从而加速该试在内圈而转溶于有机相中，从而加速该试剂和有机化合物之间的反应。剂和有机化合物之间的反应。这种加速非这种加速非均相有机反应的作用称为相转移催化，冠均相有机反应的作用称为相转移催化，冠醚为相转移试剂（醚为相转移试剂（phase-transfer）。）。醚和环氧化合物(3)课件第二节 环氧化物 一个氧原子与相邻的两个碳原子相连构成一个氧原子与相邻的两个碳原子相连构成的三元环醚，不稳定，性质特殊，在有机的三元环醚，不稳定，性质特殊，在有机化学中特称为环氧化物化学中特称为环氧化物(e
12、poxides)。 醚和环氧化合物(3)课件一一 环氧化合物的结构和命名环氧化合物的结构和命名醚和环氧化合物(3)课件普通命名法：根据相应的烯烃称为氧化普通命名法：根据相应的烯烃称为氧化某烯。某烯。氧化乙烯氧化乙烯 氧化丙烯氧化丙烯 氧化异丁烯氧化异丁烯醚和环氧化合物(3)课件系统命名法：将母体命名为环氧乙烷，三元环中氧原子编号为1。 2,3- 2,3-二甲基二甲基 2- 2-乙基环氧乙烷乙基环氧乙烷 2,2- 2,2-二甲基二甲基 环氧乙烷环氧乙烷 环氧乙烷环氧乙烷醚和环氧化合物(3)课件 二二. 环氧乙烷的开环反应环氧乙烷的开环反应环氧乙烷是环氧化物中结构最简单、性质特环氧乙烷是环氧化物中
13、结构最简单、性质特殊的环醚。由于分子中存在着具有张力结构殊的环醚。由于分子中存在着具有张力结构的三元环，易发生加成开环反应，极易与多的三元环，易发生加成开环反应，极易与多种含活泼氢的化合物以及某些亲核试剂反应，种含活泼氢的化合物以及某些亲核试剂反应，生成多种不同类型的化合物，生成多种不同类型的化合物， 醚和环氧化合物(3)课件 （一）酸催化（一）酸催化开环反应开环反应 不对称环氧化合物不对称环氧化合物开环反应若在酸性介质中开环反应若在酸性介质中进行进行，倾向于，倾向于SN1机制，质子先与环中氧形成机制，质子先与环中氧形成羊盐，随后再进行开环反应。羊盐，随后再进行开环反应。亲核试剂进攻环亲核试剂
14、进攻环中含取代基最多的碳原子。中含取代基最多的碳原子。醚和环氧化合物(3)课件（二）碱催化开环反应（二）碱催化开环反应不对称的取代环氧乙烷，由于环上的两个碳不对称的取代环氧乙烷，由于环上的两个碳原子不等同，其开环位置与反应的酸碱条件原子不等同，其开环位置与反应的酸碱条件密切相关。密切相关。在碱性条件下，由亲核试剂进攻在碱性条件下，由亲核试剂进攻环氧化物中的正电性较大的碳原子，即含取环氧化物中的正电性较大的碳原子，即含取代基较少（空间位阻小）的碳原子代基较少（空间位阻小）的碳原子，经经SN2机制完成开环反应机制完成开环反应。反应需在强碱条件或强。反应需在强碱条件或强亲核试剂作用下反应。亲核试剂作用下反应。 醚和环氧化合物(3)课件醚和环氧化合物(3)课件
