有机化学第二版徐寿昌主编下册PPT课件

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1、下页退出有机化学有机化学10醇(Alcohols) 醚(Ethers)返回下页退出上页内容提要内容提要 醇、醚的结构、分类和异构现象 醇、醚的化学性质 环氧乙烷的开环反应 返回 重点要求掌握醇、醚的命名及化学性质,重点要求掌握醇、醚的命名及化学性质,醇、醚的制备醇、醚的制备。 2021/7/22下页退出上页10.1 醇醇(Alcohols) 10.1 醇的构造、分类和命名 10.2 醇的物理性质 10.3 醇的化学性质 10.4 重要的醇 返回2021/7/22下页退出上页(1 1)甲醇的结构)甲醇的结构10.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名返回动画2021/7/22下页退出上页醇

2、分子中,碳和氧均采取sp3杂化,氧原子以两个sp3杂化轨道分别与氢和碳形成O-H键和C-O键,剩余的两个sp3杂化轨道分别被两个未共用电子对所占据。返回2021/7/22下页退出上页 醇的构造异构有三种:一是烃基碳链结构的不同(碳链异构),二是羟基位置的不同(官能团位置异构)。另外,醇与同分子量的醚互为官能团异构的同分异构体。1-丙醇丙醇2-丙醇丙醇10.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名返回C3醇的同分异构体:2021/7/22下页退出上页C4醇的同分异构体:1-丁醇(正丁醇)丁醇(正丁醇)2-甲基甲基-1-丙醇(异丁醇)丙醇(异丁醇)2-丁醇(仲丁醇)丁醇(仲丁醇)2-甲基甲基-

3、1-丙醇(叔丁醇)丙醇(叔丁醇)乙醚乙醚返回2021/7/22下页退出上页(2 2) 醇的分类醇的分类 根据醇分子中羟基所连接的烃基不同,分为饱和醇、不饱和醇、脂环醇和芳香醇。如:饱和醇饱和醇不饱和醇不饱和醇脂环醇脂环醇芳香醇芳香醇10.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名返回2021/7/22下页退出上页 根据与羟基相连的碳原子的种类不同,饱和一元醇可分为伯、仲、叔醇。例如:伯伯 醇醇叔叔 醇醇仲仲 醇醇(2 2) 醇的分类醇的分类返回2021/7/22下页退出上页 根据醇分子中所含羟基的数目,可分为一元、二元、三元醇等。一元醇(乙醇)一元醇(乙醇)二元醇(乙二醇)二元醇(乙二醇)三

4、元醇(丙三醇)三元醇(丙三醇)(2 2) 醇的分类醇的分类返回2021/7/22下页退出上页(3 3) 醇的命名醇的命名 结构简单的一元醇可用习惯命名法命名。方法是在相应的烃基名称的后面加上“醇”字来命名,“基”字一般可忽略。如:正丙醇正丙醇异丙醇异丙醇烯丙醇烯丙醇10.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名返回2021/7/22下页退出上页 醇的系统命名法是将含有羟基的最长碳链作为主链,根据主链中所含碳原子的数目而称为“某”醇;而把支链作为取代基,从靠近羟基的一端开始对主链编号,然后把取代基的位次、名称以及羟基的位次依次写在“某”醇的前面。2-甲基甲基-2-乙基乙基-1-己醇己醇2-甲

5、基甲基-1-环己基环己基-1-丙醇丙醇(3 3) 醇的命名醇的命名返回2021/7/22下页退出上页如果为不饱和醇,应选择含有羟基并含有双键或叁键的最长碳链作为主链,编号时应使羟基的位号最小;在定名称时,表示主链碳原子数的“天干”或汉字应写在“烯”字或“炔”字名称的前面。2-甲基甲基-5-异丙基异丙基-己烯己烯-3-醇醇返回2021/7/22下页退出上页多元醇常用俗名。结构复杂的醇应选择包含多个羟基在内的最长碳链作为主链,用阿拉伯数字分别表示羟基的位置,用汉字表示羟基的数目。1,2-乙二醇乙二醇(简称乙二醇,俗名甘醇)(简称乙二醇,俗名甘醇)1,2,3-丙三醇丙三醇(简称丙三醇,俗名甘油)(简

6、称丙三醇,俗名甘油)返回2021/7/22下页退出上页芳醇的命名可把芳基作为取代基,例如:3-苯基苯基-2-丙烯丙烯-1-醇醇 (俗名肉桂醇)(俗名肉桂醇)返回2021/7/22下页退出上页(1)烯烃直接水合:)烯烃直接水合:用于一些简单的醇制备,符合马氏规律。用于一些简单的醇制备,符合马氏规律。10.2 醇的制法10.2.1 烯烃水合烯烃水合CH2=CH2 + HOH CH3CH2-OHH3PO4-硅藻土硅藻土280300,8MPaCH3-CH=CH2 + HOH CH3-CH-CH3H3PO4-硅藻土硅藻土195, 2MPaOH回忆烯烃的反应回忆烯烃的反应2021/7/22下页退出上页 叔

7、丁醇叔丁醇 因此因此工业上可以将烯烃通入稀硫酸(工业上可以将烯烃通入稀硫酸(6065%硫酸水硫酸水溶液)中,即在酸催化下水合成醇:溶液)中,即在酸催化下水合成醇: 烃基硫酸氢酯烃基硫酸氢酯(2)烯烃间接水合)烯烃间接水合(CH3)2C=CH2 + H2O (CH3)3C-OHH+, 252021/7/22下页退出上页 反应历程:反应历程: (CH3)2C=CH2 + H+ (CH3)3C+ (CH3)3C-OH2 (CH3)3C-OH + H+H2O+H+重排重排H2O-H+ 不对称烯烃不对称烯烃, 在酸催化下水合在酸催化下水合,往往中间体碳正往往中间体碳正离子可发生重排离子可发生重排(H+的

8、加成符合马氏规律的加成符合马氏规律):(CH3)3CCH=CH2例如例如:2021/7/22下页退出上页硼氢化反应硼氢化反应氧化反应氧化反应H2O2,OH-代表代表: 特点特点: (1)产率高)产率高;具有高度的方向选择性具有高度的方向选择性. (2)总结果相当于)总结果相当于水分子水分子在双键上的在双键上的反马加成反马加成.所以所以不对称不对称的的 - -烯烃烯烃经硼氢化氧化反应可得到相应的经硼氢化氧化反应可得到相应的伯醇伯醇. .10.2.2 硼氢化硼氢化-氧化反应氧化反应2021/7/22下页退出上页例例1:例例2:例例3:正丙醇正丙醇异丁醇异丁醇顺式顺式CH3(BH3)2H2O2/ H

9、O-OHCH3HH3 3,3-3-二甲基丙醇二甲基丙醇例例4:硼氢化硼氢化-氧化反应氧化反应: 立体化学上是立体化学上是顺式加成顺式加成,且且无重排无重排产物产物.合成中用来制备其它方法不易得到的醇合成中用来制备其它方法不易得到的醇.2021/7/22下页退出上页例如:例如:(CH3)3CCOOH 1. LiAlH42.乙醚,乙醚,H2O(CH3)3CCH2OH 新戊醇新戊醇羧酸、酯羧酸、酯需要强还原剂需要强还原剂LiAlH4等等 还原成醇还原成醇RCOC2H5 RCH2OH + C2H5OHONaC2H5OH10.2.3 羰基还原羰基还原2021/7/22下页退出上页选择性还原:选择性还原:

10、当用当用NaBHNaBH4 4或异丙醇铝作还原剂时,或异丙醇铝作还原剂时, 可使不饱和醛、酮还原为不饱和醇而可使不饱和醛、酮还原为不饱和醇而碳碳双键保留碳碳双键保留. 丁醇丁醇 巴豆醇巴豆醇CH3CH=CHCHOH2,NiCH3CH2CH2CH2OHAlOCH(CH3)23(CH3)2CHOH溶剂溶剂CH3CH=CHCH2OHNaBH4H3+O例如:例如:肉桂醇肉桂醇2021/7/22下页退出上页 利用利用Grignard试剂与醛或酮的反应可制备各种醇:试剂与醛或酮的反应可制备各种醇: 甲醛甲醛 伯醇;其它醛伯醇;其它醛 仲醇;酮仲醇;酮 叔醇。叔醇。 反应原理:羰基的亲核加成反应原理:羰基的

11、亲核加成. R-MgX + C=O伯醇伯醇例例1: 10.2.4 从格利雅试剂制备从格利雅试剂制备甲醛甲醛+-+-2021/7/22下页退出上页例例2:例例3:仲醇仲醇叔醇叔醇醛醛酮酮2021/7/22下页退出上页 把把连连接接醇醇羟羟基基碳碳上上的的三三个个基基团团拆拆分分为为Grignard试剂与醛或酮:试剂与醛或酮:2-甲基甲基-2-己醇己醇2-甲基甲基-2-己醇己醇正丁基溴化镁正丁基溴化镁丙酮丙酮2-己酮己酮甲基溴化镁甲基溴化镁 利用格利雅试剂,可由简单的醇合成复杂的醇。利用格利雅试剂,可由简单的醇合成复杂的醇。例如:例如:2021/7/22下页退出 用三种不同的路线合成:用三种不同的

12、路线合成: OH PhCH2CCH2CH3 CH3 2-2-甲基甲基-1-1-苯基苯基-2-2-丁醇丁醇 PhCH2COCH3+ CH3CH2MgBrPhCH2COCH2CH3+ CH3MgBr CH3CH2COCH3+ PhCH2MgBr无水乙醚无水乙醚 H3+OTM下页退出上页 多多数数卤卤化化物物是是由由醇醇制制得得的的,此此外外卤卤烷烷水水解解过过程程中中还还因因为为消消除除反反应应产产生生烯烯烃烃。所所以以只只使使用用容容易易得得到到的的卤烃的水解来制备醇卤烃的水解来制备醇.例如:例如:烯丙基氯烯丙基氯(易从丙烯高温氯化得到易从丙烯高温氯化得到)烯丙醇烯丙醇苄氯苄氯(甲苯高温氯化甲苯

13、高温氯化)苄醇苄醇10.2.5 从卤烷水解从卤烷水解2021/7/22下页退出上页10.3 醇的物理性质醇的物理性质 低级醇为具有酒味的无色液体,正十二醇以上为固体。直链饱和一元醇的沸点比相应的烃高得多。 低级醇(如甲醇、乙醇、丙醇)在常温下能与水混溶,随碳原子数增加,溶解度逐渐降低。高级醇和烷烃相似,不溶于水,可溶于某些烃类(如石油醚)溶剂。 脂肪醇的相对密度大于烷烃,但小于1。芳香醇的相对密度大于1。返回2021/7/22下页退出上页 醇在物理性质上的特点,主要是由分子中的羟基引起的。醇分子和水分子之醇分子和水分子之间也能生成氢键间也能生成氢键: :醇分子之间醇分子之间能生成氢键能生成氢键

14、: :返回2021/7/22下页退出上页溶解性:溶解性: 低低级级醇醇:都都能能与与水水混混溶溶(醇醇与与水水分分子子间间氢氢键键缔缔合合),从从正正丁丁醇醇开开始始,随随着着烃烃基基的的增增大大,亲亲脂脂性性增增强强,在在水水中中的的溶解度降低。故高级醇的溶解性质与烃相似溶解度降低。故高级醇的溶解性质与烃相似. 多多元元醇醇:分分子子中中所所含含羟羟基基越越多多,沸沸点点越越高高,在在水水中中的溶解度也越大。的溶解度也越大。 2021/7/22下页退出醇羟基化合物的红外吸收光谱醇羟基化合物的红外吸收光谱下页退出上页 乙醇的红外吸收光谱(液膜法)乙醇的红外吸收光谱(液膜法)下列醇类下列醇类CO

15、键伸缩振动吸收波数逐步增加:键伸缩振动吸收波数逐步增加:伯醇伯醇1050cm-1; 仲醇仲醇1100cm-1;叔醇;叔醇1150cm-1. 如何解释?如何解释?2021/7/22下页退出上页10.4 醇的化学性质醇的化学性质 醇的化学性质主要是由官能团羟基所决定,同时也受到烃基的一些影响。从化学键来看C-O和O-H都是极性键;因此,醇容易发生反应的部位如虚线所示:返回2021/7/22下页退出上页(1) 与活泼金属的反应与活泼金属的反应 醇分子中含有羟基,与水相似,醇也显示一定的酸性,可与活泼金属反应生成氢气。反应随着醇分子烃基的加大而反应速率减慢。醇的活性为:反应随着醇分子烃基的加大而反应速

16、率减慢。醇的活性为:甲醇伯醇仲醇叔醇甲醇伯醇仲醇叔醇10.4 醇的化学性质醇的化学性质返回2021/7/22下页退出上页 醇的酸性比水弱,故醇钠遇水即分解成原来的醇和氢氧化钠。这是一个可逆反应,平衡有利于醇钠的水解。这是一个可逆反应,平衡有利于醇钠的水解。返回2021/7/22下页退出上页10.4 醇的化学性质醇的化学性质有机酸酯有机酸酯(2)酯的生成酯的生成 醇与羧酸作用,分子间脱水生成酯的反应叫酯化反应。例如:返回2021/7/22下页退出上页硫酸二甲酯硫酸二甲酯无机酸酯无机酸酯返回2021/7/22下页退出上页 醇与硝酸作用生成硝酸酯。多元醇的硝酸酯受热分解可引起爆炸;因此常用来制造烈性

17、炸药。甘油甘油甘油三硝酸酯(俗称硝化甘油)甘油三硝酸酯(俗称硝化甘油)无机酸酯无机酸酯返回2021/7/22下页退出上页(3) 卤代烃的生成卤代烃的生成 醇与氢卤酸作用,醇中的羟基被卤素原子取代生成卤代烃和水。 不同氢卤酸的活泼顺序为:不同氢卤酸的活泼顺序为: 氢碘酸氢碘酸 氢溴酸盐酸氢溴酸盐酸 醇的化学性质醇的化学性质这是一个可逆反应,为了有利于卤代烷的生成,通常可使一种反应物过量,或从反应体系中移去一种产物。返回2021/7/22下页退出上页 由伯醇制备相应的溴代烃和碘代烃,常用比较便宜的溴化钠加硫酸或碘化钠加磷酸作试剂。例如: 返回2021/7/22下页退出上页 用浓盐酸与无水氯化锌混合

18、所配制的溶液称作卢卡斯(Lucas)试剂分别与伯、仲、叔醇在常温下作用,叔醇最快,仲醇次之,伯醇最慢。由于反应中生成的卤代烷不溶于水而出现浑浊或分层现象;观察反应物分层或浑浊的快慢,就可区别伯、仲、叔醇。如:10分钟变浑浊分钟变浑浊2020分钟变浑浊分钟变浑浊20(不反应)加热后才反应加热后才反应返回2021/7/22下页退出上页 有些醇(除大多数伯醇)与氢卤酸反应,常有重排产物生成。机理:返回2021/7/22下页退出上页主要产物机理:极不稳定较稳定较稳定主要产物返回2021/7/22下页退出上页(3) 卤代烃的生成卤代烃的生成 用亚硫酰氯或三卤化磷与醇作用,也可以以制备卤代烃。例如:不发生

19、重排不发生重排返回2021/7/22下页退出上页(4) 脱水反应脱水反应 醇的脱水反应有两种方式,一种为分子内脱水,另一种为分子间脱水。例如: 消除反应亲核取代反应醇的化学性质醇的化学性质催化剂可加速脱水反应的进行。常用的催化剂有催化剂可加速脱水反应的进行。常用的催化剂有H H2 2SOSO4 4、H H3 3POPO4 4、AlAl2 2O O3 3。 返回2021/7/22下页退出上页 过量的酸和高温有利于烯烃的生成,过量的醇和较低的温度下有利于醚的生成。叔醇脱水只生成烯烃。例如:46H2SO487浓H2SO4,140或Al2O3,240浓H2SO4,170或Al2O3,360返回2021

20、/7/22下页退出上页 用氧化铝作脱水剂时反应温度要求较高(360),但它的优点是脱水剂经再生后可重复使用,且反应过程中很少有重排现象发生。用质子性酸作脱水剂时常有重排现象发生。(主要产物)(无其他产物)返回2021/7/22下页退出上页主要产物极不稳定重排成稳定的正碳离子1,2-迁移是指重排反应中迁移的基团从相邻的一个原子移向相邻的另一个原子。1,2-氢迁移返回2021/7/22下页退出上页1,2-烷基迁移主要产物重排成更稳定重排成更稳定的叔正碳离子的叔正碳离子仲正碳离子仲正碳离子返回2021/7/22下页退出上页 仲醇和叔醇分子内脱水时,遵循查依采夫规则,即脱去的氢原子主要是含氢较少的碳原

21、子上的氢原子。例如:62H2SO487808746H2SO484返回2021/7/22下页退出上页(5) 氧化与脱氢反应氧化与脱氢反应在有机化合物的分子中加入氧或脱去氢的反应都叫做氧化反应。 仲醇氧化生成酮,酮不易被继续氧化仲醇氧化生成酮,酮不易被继续氧化 。 醇的化学性质醇的化学性质伯醇氧化生成醛,醛进一步氧化生成酸。例如伯醇氧化生成醛,醛进一步氧化生成酸。例如 : :返回2021/7/22下页退出上页 叔醇在强烈的的氧化条件下,可发生碳碳键的断叔醇在强烈的的氧化条件下,可发生碳碳键的断裂,生成小分子的氧化产物。例如裂,生成小分子的氧化产物。例如: :返回2021/7/22下页退出上页 将伯

22、醇或仲醇的蒸汽在高温下通过活性铜(或银、镍等)催化剂,则发生脱氢反应,生成相应的醛或酮。例如:250350400500 若同时通入氧气,则氢气被氧化成水,反应可以进行若同时通入氧气,则氢气被氧化成水,反应可以进行到底。例如到底。例如550(5) 氧化与脱氢反应氧化与脱氢反应返回2021/7/22下页退出上页(1) 甲醇甲醇 甲醇为无色透明液体具有类似酒精的气味,沸点65 ,能与水、乙醇、乙醚等混溶。甲醇具有麻醉作用,且毒性很强。近代主要以水煤气为原料制取。300,20MPa10.5 重要的醇重要的醇返回2021/7/22下页退出上页10.5 重要的醇重要的醇(2) 乙醇乙醇 乙醇俗称酒精,是具

23、有酒味的无色透明液体,沸点78.5,相对密度0.789,可与水混溶。 工业上用乙烯为原料生产乙醇,也可用发酵的方法生产。 乙醇能与CaCl2或MgCl2形成结晶络合物,称为结晶醇。 乙醇的用途极广,是重要的工业原料及常用的溶剂,也是制酒工业的原料。返回2021/7/22下页退出上页(3) 乙二醇乙二醇 乙二醇是最简单的二元醇,无色有甜味的液体,俗称甘醇。它的熔点为-11.5,沸点198,相对密度1.1088,能与水、乙醇、丙酮等互溶,微溶于乙醚。工业上由乙烯合成乙二醇。2302802080105110 重要的醇重要的醇返回2021/7/22下页退出上页(4) 丙三醇丙三醇 丙三醇俗名甘油,为无

24、色有甜味的粘稠液体,沸点290,相对密度1.260,能溶于水,但不溶于醚及氯仿等有机溶剂。甘油有吸湿性,能吸收空气中的水分。近代工业利用石油裂解气中的丙烯为原料制备,反应式如下:50025306090100150 重要的醇重要的醇返回2021/7/22下页退出10.6硫醇硫醇1。硫原子的成键特征。硫原子的成键特征 电子结构电子结构 S:1s22s22p63s23p43d0;O:1s22s22p4 由于外层价电子与由于外层价电子与O相似,故其形成的相似,故其形成的共价化合物也相似。共价化合物也相似。如:如:R-OH(醇),(醇),R-SH(硫醇)(硫醇) 但因但因S的体积大、电负性小、价电子离核

25、远的体积大、电负性小、价电子离核远,故表现出一些不同性质:,故表现出一些不同性质:下页退出1)不能形成稳定的不能形成稳定的p-pp键键; O: C=O、O=O十分稳十分稳定;而定;而一般不稳定而常常二、三聚一般不稳定而常常二、三聚成为成为s键化合物。键化合物。2) S化合物中化合物中, d轨道参与成轨道参与成键键;S: sp3d2杂化为六价,如杂化为六价,如SF6.形成形成d-p p键键下页退出(3) 含硫化合物一般采用含硫化合物一般采用sp3杂化,为四面体构型。杂化,为四面体构型。下页退出2. 分类与命名分类与命名 因电子结构与氧相似,故可依照含氧化合物来进行命名。因电子结构与氧相似,故可依

26、照含氧化合物来进行命名。R-SH硫醇硫醇CH3-S- CH3二甲硫醚二甲硫醚CH3CH2-SH 乙硫醇乙硫醇-SH巯基巯基R-S-R硫醚硫醚CH3-SH甲硫醇甲硫醇CH3-S-CH2CH3甲乙硫醚甲乙硫醚R3S+X-锍盐锍盐R-S-S-R二硫化物二硫化物C6H5-S-S-C6H5二苯基二硫二苯基二硫亚砜亚砜二甲基亚砜二甲基亚砜砜砜二甲基砜二甲基砜下页退出R-SOH次磺酸次磺酸R-SO2H亚磺酸亚磺酸R-SO3H磺酸磺酸对甲苯磺酸对甲苯磺酸其它重要的含硫有机物其它重要的含硫有机物硫脲硫脲异硫氰酸酯异硫氰酸酯原磺酸酯原磺酸酯下页退出3. 硫醇的硫醇的 物性物性 硫醇沸点较分子量相近的烷烃高,但较分

27、子量相近的醇硫醇沸点较分子量相近的烷烃高,但较分子量相近的醇低低, 表明硫醇的缔合作用小,故水溶性也较差表明硫醇的缔合作用小,故水溶性也较差. 硫醇与硫酚都具有强烈而令人讨厌的气味。硫醇与硫酚都具有强烈而令人讨厌的气味。 空气中含量为空气中含量为0.25x10-11g/L时即可被人察觉。随着分子时即可被人察觉。随着分子量的增大,其臭味逐渐下降,量的增大,其臭味逐渐下降,C9的硫醇有令人愉快的的硫醇有令人愉快的气味。低级硫醇有毒!气味。低级硫醇有毒!下页退出4硫醇化学性质硫醇化学性质(1)酸性酸性: 硫醇和硫酚的酸性都比相应的含氧化合物硫醇和硫酚的酸性都比相应的含氧化合物(即醇、酚即醇、酚)的强

28、的强.所以所以, 酸性酸性 :硫酚硫酚 碳酸碳酸 硫醇硫醇 醇醇下页退出B. 强氧化剂强氧化剂: 使硫醇、酚氧化成磺酸。使硫醇、酚氧化成磺酸。(3) 亲核性亲核性: 硫醇的酸性较硫醇的酸性较ROH的强的强, 故其共轭碱故其共轭碱RS-的碱性应较的碱性应较RO-的的弱弱; 但是实验表明但是实验表明RS-的亲核性却比的亲核性却比RO-大的多大的多,是一类亲核性是一类亲核性与碱性不一致的典型例子与碱性不一致的典型例子A. 亲核取代反应亲核取代反应 下页退出B. 亲核加成反应亲核加成反应乙酰硫代乙酯乙酰硫代乙酯丙酮缩二乙硫醇丙酮缩二乙硫醇此反应可用做羰基的保护:此反应可用做羰基的保护:下页退出上页主要

29、官能团的优先次序主要官能团的优先次序类别类别官能团官能团类别类别官能团官能团类别类别官能团官能团羧酸羧酸-COOH醛醛-CHO炔烃炔烃-CC-磺酸磺酸-SO3H酮酮C=O烯烃烯烃-C=C-羧酸酯羧酸酯-COOR醇醇-OH醚醚-OR酰氯酰氯-COCl酚酚-OH氯化物氯化物-Cl酰胺酰胺-CONH2硫醇硫醇-SH 硝基硝基化合物化合物-NO2腈腈-CN胺胺-NH2返回2021/7/22下页退出上页(1) 醚的分类醚的分类 醚可以看作是醇羟基或酚羟基上的氢原子被烃基取代后的生成物。通式是R-O-R、Ar-O-Ar 。与氧相连的两个烃基相同,称作与氧相连的两个烃基相同,称作单醚单醚如如 C2H5-O-

30、C2H5与氧相连的两个烃基不同时,称作与氧相连的两个烃基不同时,称作混醚混醚如如 CH3-O-C2H510.7 醚的分类、构造和命名醚的分类、构造和命名返回2021/7/22下页退出上页 根据醚键(-O-)所连接的烃基结构的不同,可分为饱和醚、不饱和醚、芳醚和环醚。例如:乙醚(饱和醚)乙醚(饱和醚)乙基乙烯基醚(不饱和醚)乙基乙烯基醚(不饱和醚)苯甲醚(芳醚)苯甲醚(芳醚)环氧乙烷(环醚)环氧乙烷(环醚)(1) 醚的分类醚的分类返回2021/7/22下页退出上页 (2) 醚的构造醚的构造返回动画2021/7/22下页退出上页(3) 醚的命名醚的命名 对于简单的醚,常采用习惯命名法;通常是先写出

31、与氧相连的两个烃基的名称,再加上“醚”字。例如:二甲醚(甲醚)二甲醚(甲醚)甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚二乙烯基醚(乙烯醚)二乙烯基醚(乙烯醚)返回2021/7/22下页退出上页 结构比较复杂的醚可以看作烃的烃氧基衍生物,用系统命名法来命名。将碳链最长的烃基看作母体,把烃氧基作为取代基,成为“某”烃氧基“某”烃。例如 :4-甲氧基甲氧基-2-己烯己烯2-乙氧基乙氧基-3-戊醇戊醇(3) 醚的命名醚的命名返回2021/7/22下页退出上页 环醚一般叫做环氧“某”烃或按杂环化合物的命名方法命名。例如:1,2-环氧丙烷环氧丙烷3-氯氯-1,2-环氧丙烷环氧丙烷1,4-环氧丁烷(四氢呋喃)环氧丁烷(四氢呋

32、喃)1,4-二氧六环(二噁烷)二氧六环(二噁烷)(3) 醚的命名醚的命名返回2021/7/22下页退出上页 多元醚(多元醇的烃衍生物)命名时,首先写出多元醇的名称,再写出烃基的数目和名称,最后写上“醚”字。例如:乙二醇一甲醚乙二醇一甲醚乙二醇二乙醚乙二醇二乙醚(3) 醚的命名醚的命名返回2021/7/22下页退出上页 醇分子间脱水醇分子间脱水10.8 醚的制法醚的制法2ROH ROR + H2O H2SO4催化剂:硫酸、芳香族磺酸、氯化锌、氯化铝、氟化硼等催化剂:硫酸、芳香族磺酸、氯化锌、氯化铝、氟化硼等.温温 度:度: 150以下以下(高于高于170 则分子内脱水生成烯烃则分子内脱水生成烯烃

33、).范范 围:伯醇(叔醇主要是分子内脱水得到烯烃)围:伯醇(叔醇主要是分子内脱水得到烯烃). 工业上也可将醇的蒸汽通过加热的氧化铝催化剂工业上也可将醇的蒸汽通过加热的氧化铝催化剂来制取醚来制取醚. 例如例如:2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3 + H2OAl2O33002021/7/22下页退出上页 威廉姆森威廉姆森(Williamson)合成法合成法: 由卤代烃与强亲核试剂醇钠或酚钠作用制备醚的方由卤代烃与强亲核试剂醇钠或酚钠作用制备醚的方法法,这是一个双分子亲核取代反应这是一个双分子亲核取代反应:CH3CH2CH2Cl + (CH3)3C-ONa (CH3)3C-OCH2CH2

34、CH3 + NaCl从卤烷与醇金属作用从卤烷与醇金属作用(威廉姆森合成法威廉姆森合成法) 制备叔烃基的混醚时制备叔烃基的混醚时,应采用叔醇钠与伯卤烷作用:应采用叔醇钠与伯卤烷作用:为什么不用叔卤烷与醇钠作用?为什么不用叔卤烷与醇钠作用? 制备芳香族混醚时制备芳香族混醚时,应采用酚钠应采用酚钠:2021/7/22下页退出上页例如例如:消除产物烯烃消除产物烯烃取代产物醚取代产物醚 叔叔卤卤烷烷在在强强碱碱醇醇钠钠中中发发生生消消除除反反应应(脱脱卤卤化化氢氢)而生成烯烃而生成烯烃.甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚2-甲基丙烯甲基丙烯2021/7/22下页退出上页 在常温下除甲醚和甲乙醚为气体外,大多数醚为

35、易燃的液体,有特殊气味,相对密度小于1。低级醚的沸点比相对分子质量相近的醇的沸点低得多。 醚一般微溶于水,易溶于有机溶剂。由于醚的化学性质不活泼,因此是良好的溶剂,常用来提取有机物或作有机反应的溶剂。10.9 10.9 醚的性质醚的性质醚的性质醚的性质10.9.1 10.9.1 醚的物理性质醚的物理性质醚的物理性质醚的物理性质返回2021/7/22下页退出上页 醚键(C-O-C)是醚的官能团,比较稳定,所以醚对碱、氧化剂、还原剂都很稳定;在常温下醚也不与金属钠作用。但是在一定条件下,醚也以发生某些化学反应。10.9.2 醚的化学性质醚的化学性质返回2021/7/22下页退出上页(1)醚的弱碱性

36、)醚的弱碱性 醚的氧原子上有未共用电子对,是一个路易斯碱,可与强酸作用,接受质子。 醚的化学性质醚的化学性质钅羊盐的生成钅羊盐的生成返回2021/7/22下页退出上页 醚还可以将氧上的未共用电子对与缺电子的试剂如BF3、AlCl3、 RMgX等形成相应的络合物。(1)醚的弱碱性)醚的弱碱性返回2021/7/22下页退出上页(2)醚键的断裂)醚键的断裂 醚与浓氢卤酸(一般用氢碘酸)在常温下作用,醚键可以断裂生成卤代烷和醇。 醚的化学性质醚的化学性质 如果氢卤酸过量,生成的醇进一步反应生成卤代烷。返回2021/7/22下页退出上页 混醚与氢碘酸作用时,一般是较小的烃基生成碘代烷,较大的烃基生成醇或

37、酚。返回2021/7/22下页退出上页叔烷基醚与氢碘酸作用,生成烯烃和醇。两个烃基都是芳基的醚,其醚键非常稳定,两个烃基都是芳基的醚,其醚键非常稳定,不易断裂。如二苯醚,可作为载热体。不易断裂。如二苯醚,可作为载热体。返回2021/7/22下页退出上页(3)过氧化物的生成)过氧化物的生成 醚对氧化剂较稳定,但长期与空气接触可被空气中的氧氧化为有机过氧化物。氧化过程比较复杂,可能是先生成-氢过氧化物,然后再转变为更复杂的过氧化物。过氧化物过氧化物过氧化物过氧化物 醚的化学性质醚的化学性质返回2021/7/22下页退出上页(4) 环氧乙烷的化学性质环氧乙烷的化学性质 环氧乙烷又叫氧化乙烯,是重要的

38、环醚。它是无色液体,沸点10.7,能溶于水、醇和醚。制备方法: 醚的化学性质醚的化学性质催化氧化法催化氧化法氯乙醇法:氯乙醇法:返回2021/7/22下页退出上页 环氧乙烷是三元环,张力大,易开环,性质非常活泼;在酸或碱催化下可以与许多含活泼氢的试剂(如水、氢卤酸、醇、氨等)发生化学反应,用通式表示如下:式中:式中:A A代表代表-OH-OH,-X-X,-OR-OR,-NH-NH2 2等。等。(4) 环氧乙烷的化学性质环氧乙烷的化学性质返回2021/7/22下页退出上页 与水反应与水反应 在少量酸催化下,环氧乙烷与水作用,开环生成乙二醇。(4) 环氧乙烷的化学性质环氧乙烷的化学性质返回2021

39、/7/22 乙二醇与环氧乙烷继续作用,生成一缩二乙二醇(二甘醇)、二缩三乙二醇(三甘醇),最终生成聚乙二醇。一缩二乙二醇(二甘醇)一缩二乙二醇(二甘醇)二缩三乙二醇(三甘醇)二缩三乙二醇(三甘醇)聚乙二醇聚乙二醇下页退出上页返回2021/7/22下页退出上页 与醇反应与醇反应 在少量酸催化下,环氧乙烷与醇作用生成乙二醇单烷基醚。(4) 环氧乙烷的化学性质环氧乙烷的化学性质返回2021/7/22 乙二醇单烷基醚继续与环氧乙烷作用,逐步生成二甘醇单烷基醚、三甘醇单烷基醚等。二甘醇单烷基醚二甘醇单烷基醚三甘醇单烷基醚三甘醇单烷基醚聚乙二醇单烷基醚聚乙二醇单烷基醚下页退出上页返回2021/7/22下页

40、退出上页三乙醇胺三乙醇胺 与氨反应与氨反应 环氧乙烷与氨作用,首先生成乙醇胺(或称-羟基乙胺),乙醇胺继续与环氧乙烷作用,生成二乙醇胺和三乙醇胺。乙醇胺乙醇胺二乙醇胺二乙醇胺(4) 环氧乙烷的化学性质环氧乙烷的化学性质返回2021/7/22下页退出上页 与格氏试剂作用与格氏试剂作用 环氧乙烷与格氏试剂反应的产物经水解后可得到增加两个碳原子的伯醇。例如:无水乙醚无水乙醚 此反应在有机合成中用于增长碳链此反应在有机合成中用于增长碳链(4) 环氧乙烷的化学性质环氧乙烷的化学性质返回2021/7/22下页退出上页例例1:在有机合成中的重要用途在有机合成中的重要用途返回2021/7/22下页退出上页以乙

41、烯为原料合成例例2:返回2021/7/22下页退出上页(1)乙醚)乙醚 乙醚是最常见的和最重要的醚。它是易挥发的无色透明液体,沸点34.5,比水轻,微溶于水。易燃,其蒸汽比空气重2.5倍。 在工业上,乙醚是用乙醇以硫酸或氧化铝为脱水剂脱水制得。10.10 重要的醚重要的醚返回2021/7/22下页退出上页(2 2 2 2)冠)冠)冠)冠 醚醚醚醚 冠醚是含有多个氧原子的大环醚,也可以看作是多分子乙二醇缩聚而成的大环化合物。由于它们的结构形似皇冠,因此称为冠醚。例如:15-冠冠-518-冠冠-6 重要的醚重要的醚返回2021/7/22下页退出上页18-冠-6的制备:返回2021/7/22 在冠醚的大环结构中有空穴,且由于氧原子上含有未共用电子对,因此,可和金属正离子形成络合离子。各种冠醚的空穴大小不同,只有和空穴大小相当的金属离子才能进入空穴,因而其对金属离子的络合具有很高的选择性。例如:空穴为0.260.32nm钾离子半径为0.133nm返回上页退出2021/7/22个人观点供参考,欢迎讨论

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