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1、第八章 醚和环氧化合物 醚醚是两个烃基通过氧原子连接起来的化合物。是两个烃基通过氧原子连接起来的化合物。第八章第八章 醚和环氧化合物醚和环氧化合物 (ethers and epoxides)(ethers and epoxides)环氧化合物环氧化合物多指含有三元环的醚及其衍生物。多指含有三元环的醚及其衍生物。 醚的通式：醚的通式：R-O-R-O-R R（R,ArR,Ar） 醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多醚在制药、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作气溶胶喷射剂和致冷
2、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。染和臭氧层的破坏。实验室中常作为溶剂。第八章 醚和环氧化合物 乙醚、乙醚、乙烯基醚乙烯基醚、甲氧氟烷、甲氧氟烷可用作吸入麻醉剂。可用作吸入麻醉剂。除草剂：除草剂：冠醚冠醚在有机合成中作为相转在有机合成中作为相转移催化剂；还可应用与稀土移催化剂；还可应用与稀土元素的分离。元素的分离。内容提要内容提要第一节第一节 醚醚 一一 结构和结构和命名命名 二二 物理性质物理性质 三三 化学性质化学性质 第二节第二节 环氧化合物环氧化合物 一一 结构与结构与命名命名 二二 开环反应开环反应 四四 冠醚冠醚 三三 开环反应机制开环反应机制 第八章 醚
3、和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名) 第一节第一节 醚醚 一、醚的结构和命名一、醚的结构和命名 l通式：通式：R-O-R、Ar-O-R 或或 Ar-O-Ar l 醚键中的氧多为醚键中的氧多为sp3杂化，键角约为杂化，键角约为110 l 醚的官能团为醚键醚的官能团为醚键 121121o o142pm142pm142pm142pm136pm136pm（一）结构（一）结构第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名) R-O-RAr-O-R Ar-O-ArR-O-R Ar-O-Ar环醚环醚链醚链醚醚醚单醚单醚混醚混醚l 醚的分类醚的分类 二甲基醚二甲基醚(甲醚甲醚)甲基叔丁基醚甲基叔
4、丁基醚(甲叔丁醚甲叔丁醚)第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名) 上页上页下页下页首页首页（二）命名（二）命名1.1.普通命名法：普通命名法： “A基基B基基醚醚” 单醚一般省略单醚一般省略“二二”字。字。 混醚按混醚按先小后大先小后大先小后大先小后大, , , ,先芳基后脂肪烃基先芳基后脂肪烃基先芳基后脂肪烃基先芳基后脂肪烃基排列排列。二苯基醚二苯基醚(苯醚苯醚)苯基异丙基醚苯基异丙基醚(苯异丙醚苯异丙醚) 2.系系统统命命名名法法：将将碳碳链链较较长长的的烃烃基基作作母母体体，较较小小烃烃基基与氧作为取代基，称与氧作为取代基，称“某烃氧基某烃某烃氧基某烃”。2-甲氧基甲氧基
5、戊烷戊烷1、4-环氧丁烷环氧丁烷（四氢呋喃）（四氢呋喃）1,4-二氧六环二氧六环 (二噁烷二噁烷)2-乙氧基乙氧基-3-戊醇戊醇第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名) 环醚：环醚：通常称为环氧某烷，或看成杂环的衍生物通常称为环氧某烷，或看成杂环的衍生物。环氧乙烷环氧乙烷 1、2环氧丙烷环氧丙烷 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
6、的醇相近。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，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。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。第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质) 应用：应用： 醚由于生成醚
7、由于生成 盐能溶于冷的浓硫酸，而烷烃和盐能溶于冷的浓硫酸，而烷烃和卤代烃不溶，利用此性质可鉴别卤代烃不溶，利用此性质可鉴别醚与烷烃和卤代烃醚与烷烃和卤代烃。例：例：例：例：下列化合物，既溶于冷的强酸又溶于强碱的是：下列化合物，既溶于冷的强酸又溶于强碱的是： A.间甲氧基苯酚间甲氧基苯酚 B.乙醚乙醚 C.苯酚苯酚 D.苯乙醚苯乙醚（二）醚键的断裂（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) 醚用浓醚用浓HI加热处理，醚键断裂，生成加热处理，醚键断裂，生成卤代烃卤代烃和和醇醇。若。若HI过量，醇可继续生成卤代烃。过量，醇可继续生成卤代烃。1、反应机理：、反应机理：1
8、）通常伯烷基醚易按）通常伯烷基醚易按SN2机制进行。机制进行。 H-ISN22） 叔烷基醚易按叔烷基醚易按SN1机制进行。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、醚键断裂的取向 含伯烷基的醚较小烃基生成卤代烃含伯烷基的醚较小烃基生成卤代烃,较大烃基生成醇较大烃基生成醇。 若含有若含有叔烃基，叔烃基，生成叔烃基卤。生成叔烃基卤。 若为芳基烷基醚，总是生成若为芳基烷基醚，总是生成酚酚和碘代烃和碘代烃RI。 二芳基醚通常不易与二芳基醚通常不易与HI发生醚键的断裂反应。发生醚键的断裂反应。特例特例问问题题： 用用用用无无无无水水水水HBrHBr断断断断
9、裂裂裂裂有有有有旋旋旋旋光光光光性性性性的的的的甲甲甲甲基基基基仲仲仲仲丁丁丁丁基基基基醚醚醚醚时时时时，产产产产生生生生溴溴溴溴甲甲甲甲烷烷烷烷和和和和仲仲仲仲丁丁丁丁醇醇醇醇；仲仲仲仲丁丁丁丁醇醇醇醇的的的的构构构构型型型型和和和和旋旋旋旋光光光光性性性性与原来有旋光性的反应物的构型相同，为什么？与原来有旋光性的反应物的构型相同，为什么？与原来有旋光性的反应物的构型相同，为什么？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) (三三) 过氧化物的生成过氧化物的生成 乙醚乙醚 过氧化乙醚过氧化乙醚 l过氧化醚受热易分解爆炸，蒸馏醚时应避免
10、蒸干，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) l过氧化醚的检验：酸性碘化钾过氧化醚的检验：酸性碘化钾-淀粉试纸淀粉试纸（变蓝变蓝） ； FeSO4-KSCN（变红变红）。）。l过氧化醚的除去：还原剂过氧化醚的除去：还原剂硫酸亚铁硫酸亚铁或或亚硫酸钠亚硫酸钠饱和饱和 溶液将醚充分洗涤，然后再进行蒸馏。溶液将醚充分洗涤，然后再进行蒸馏。 四、冠醚四、冠醚 (crown ether) 冠醚冠醚 是分子中含有多个是分子中含有多个 OCH2CH2 结构单结构单元的大环多醚元的大环多醚, 因其立体结构像王冠
11、因其立体结构像王冠, 故称冠醚。故称冠醚。第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (四、冠醚) 18-冠冠-6 (18-crown-6) 冠醚的命名以冠醚的命名以 “ x-x-冠冠冠冠-y-y” 表示，表示，x 代表构成代表构成环的碳和氧原子总数环的碳和氧原子总数, y 代表环中的氧原子数。代表环中的氧原子数。 12-冠冠-4 (12-crown-4) 15-冠-5 15-crown-5 冠醚分子当中有一个空穴。只有与此空穴大小适合的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。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
12、离及测定某些金属离子。因此冠醚可用来分离及测定某些金属离子。18-冠冠-6配合物配合物 K+ 18-冠冠-6第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (四、冠醚) 第二节第二节 环氧化合物环氧化合物 第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 环氧化合物环氧化合物(epoxides)是指含有三元环的醚及其衍生物。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一、环氧化合物的结构与命名 105149pm147pmOCC61.659.2o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：普通命名法：根据相应的烯烃称为根据相应的烯烃称为“氧化某烯氧化某烯”。 氧
13、化乙烯氧化乙烯（环氧乙烷）（环氧乙烷） 氧化丙烯氧化丙烯（1、2环氧丙烷）环氧丙烷）氧化异丁烯氧化异丁烯 2. 系统命名法系统命名法：以：以“环氧乙烷环氧乙烷”为母体，为母体， 三元环中三元环中氧原子编号为。氧原子编号为。 2-甲基甲基-2-乙基环氧乙烷乙基环氧乙烷2,3-二甲基环氧乙烷二甲基环氧乙烷2-乙基环氧乙烷乙基环氧乙烷第八章 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二、环氧化合物的开环反应 环环氧氧化化物物分分子子中中存存在在张张力力很很大大的的三三元元环环，化化学学性性质质活活泼泼。与与酸酸、碱碱或或其其它它强强的的亲亲核核试试剂剂均均能能直直
14、接接进进行行开环反应开环反应。(一一) 酸催化开环反应酸催化开环反应 (二二) 碱催化开环反应碱催化开环反应 环氧化合物在强碱作用下环氧化合物在强碱作用下, 环被打开，生成环被打开，生成相应的加成产物。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) 非对称非对称的环氧化合物开环反应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：规律：在酸催化下，亲核试剂主要进攻取代基较多的在酸催化下，亲核试剂主要进攻取代基较多的环氧碳原子；环氧碳原子； 在碱性条件或用强亲核试剂下，在碱性条件或用强亲核试剂下，进攻取代基较少进攻取代基较
15、少的环氧碳原子的环氧碳原子。三、环氧化合物开环反应机制三、环氧化合物开环反应机制 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) 1. 酸催化开环反应机制酸催化开环反应机制 酸性条件下酸性条件下, 首先生成质子化环氧化合物，首先生成质子化环氧化合物， 然后亲然后亲核试剂进攻质子化环氧化合物核试剂进攻质子化环氧化合物, 迅速开环生成产物。迅速开环生成产物。 在亲核试剂进在亲核试剂进攻之前攻之前C-OC-O键键断裂，形成碳断裂，形成碳正离子正离子 稳定稳定不稳定不稳定ClCl- -S SN N1 1机制机制2. 碱催化开环反应机制碱催化开环反应机制 第八章 醚和环氧化合物 第二节
16、 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，开亲核试剂优先进攻空间位阻较小的碳，开环带有环带有S SN N2 2的性质。的性质。问题问题：写出写出写出写出2-2-乙基环氧乙烷与下列试剂反应的方程式：乙基环氧乙烷与下列试剂反应的方程式：乙基环氧乙烷与下列试剂反应的方程式：乙基环氧乙烷与下列试剂反应的方程式：（1 1）甲醇和硫酸）甲醇和硫酸）甲醇和硫酸）甲醇和硫酸（2 2）甲醇和甲醇钠）甲醇和甲醇钠）甲醇和甲醇钠）甲醇和甲醇钠（3 3）苯胺）苯胺）苯胺）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) 1 1、掌握醚、冠醚、环氧化合物的、掌握醚、冠醚、环氧化合物的命名命名2 2、掌握醚、环氧化合物的重要、掌握醚、环氧化合物的重要化学性质化学性质： （1 1）醚的质子化；）醚的质子化； （2 2）醚与）醚与HXHX的反应；的反应； （3 3）醚的氧化；）醚的氧化； （4 4）环氧化合物的开环反应）环氧化合物的开环反应3 3、理解环氧化合物开环反应机理、理解环氧化合物开环反应机理4 4、了解醚、环氧化合物的结构、了解醚、环氧化合物的结构本本章章要要点点
