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文檔簡介
第十章醇和醚詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點優(yōu)選第十章醇和醚目前二頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點
醇和醚都是烴的含氧衍生物。它們可看成是水分子中的氫原子被烴基取代的化合物。H—O—HR—OHR—O—R’
水醇醚硫和氧同屬于周期表中第VIA族,因此,有機含硫化合物與有機含氧化合物有一些相似的性質(zhì)。第十章醇和醚目前三頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點10.1醇的結構、分類、異構和命名10.1.1醇的結構氧原子的電子構型:1s22s22px22py12pz1。(一)醇官能團:羥基(—OH)(又稱醇羥基)。水分子中的氧原子也是以軌道與氫原子的s軌道相互交蓋成鍵的。不等性sp3雜化目前四頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點同樣,在醇分子中的O—H鍵也是氧原子以一個sp3雜化軌道與氫原子的1s軌道相互交蓋成鍵的。C—O鍵是碳原子的一個sp3雜化軌道與氧原子的一個sp3雜化軌道相互交蓋而成:(a)甲醇的成鍵軌道(b)甲醇分子中氧原子正四面體結構目前五頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點①按-OH數(shù)目分類:一元醇:CH2—CH—CH2OHOHOH多元醇:CH2—CH2OHOH二元醇:伯醇:RCH2-OH叔醇:R3C-OH仲醇:R2CH-OH-OH②按烴基結構分類:脂環(huán)醇:脂肪醇:芳香醇:飽和醇:RCH2-OH不飽和醇:CH2=CHCH2OH-CH2-OH伯醇(第一醇)(1°醇)仲醇(第二)醇(2°醇)叔醇(第三醇)(3°醇)10.1.2醇的分類乙二醇丙三醇目前六頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例如:飽和醇乙醇異丙醇新戊醇環(huán)己醇不飽和醇烯丙醇炔丙醇
芳醇苯甲醇(芐醇)CH2=CH-CH2-OHCHC-CH2-OHCH3CH2OHCH3—CH—CH3OH目前七頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點醇的構造異構包括碳鏈的異構和官能團的異構。例如:正丁醇異丁醇(2-甲基-1-丙醇)官能團位置異構:正丙醇異丙醇10.1.3醇的異構和命名碳鏈異構:CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2OHCH3—CH—CH3OHCH3—CH—CH2OHCH3目前八頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點命名:低級的醇可以按烴基的習慣名稱后面加一“醇”字來命名.對于結構不太復雜的醇,可以甲醇作為母體,把其它醇看作是甲醇的烷基衍生物來命名.選擇含有羥基的最長碳鏈作為主鏈,而把支鏈看作取代基;主鏈中碳原子的編號從靠近羥基的一端開始,按照主鏈中所含碳原子數(shù)目而稱為某醇;支鏈的位次、名稱及羥基的位次寫在名稱的前面。(1)習慣命名法:(2)衍生物命名法:(3)系統(tǒng)命名法:目前九頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點構造式習慣命名法衍生物命名法系統(tǒng)目前十頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點(4)不飽和醇的系統(tǒng)命名:應選擇連有羥基同時含有重鍵(雙鍵和三鍵)碳原子在內(nèi)的碳鏈作為主鏈,編號時盡可能使羥基的位號最小:4-(正)丙基-5-己烯-1-醇(5)芳醇的命名,可把芳基作為取代基:3-苯基-2-丙烯-1-醇(肉桂醇)1-苯乙醇(-苯乙醇)2-苯乙醇(-苯乙醇)目前十一頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點(6)多元醇:結構簡單的常以俗名稱呼,結構復雜的,應盡可能選擇包含多個羥基在內(nèi)的碳鏈作為主鏈,并把羥基的數(shù)目(以二、三、…表示)和位次(用1,2,…表示)放在醇名之前表示出來.
-二醇—兩個羥基處于相鄰的兩個碳原子上的醇.
-二醇—兩個羥基所在碳原子間相隔一個碳原子的醇.
-二醇—相隔兩個碳原子的醇.例1:1,2-乙二醇簡稱:乙二醇俗名:甘醇(-二醇)1,2-丙二醇(-二醇)1,3-丙二醇(-二醇)目前十二頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例2:
1,2,3-丙三醇簡稱:丙三醇(俗稱:甘油)2,2-雙(羥甲基)-1,3-丙二醇(俗名:季戊四醇)順-1,2-環(huán)戊二醇目前十三頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點(1)烯烴直接水合:用于一些簡單的醇制備,符合馬氏規(guī)律。10.2醇的制法10.2.1烯烴水合CH2=CH2+HOHCH3CH2-OHH3PO4-硅藻土280~300℃,8MPaCH3-CH=CH2+HOHCH3-CH-CH3H3PO4-硅藻土195℃,2MPaOH目前十四頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點
叔丁醇
工業(yè)上,也可以將烯烴通入稀硫酸(60~65%硫酸水溶液),即在酸催化下水合成醇:
烴基硫酸氫酯(2)烯烴間接水合(CH3)2C=CH2+H2O(CH3)3C-OHH+,25℃目前十五頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點(CH3)2C=CH2+H+(CH3)3C+(CH3)3C-OH2
(CH3)3C-OH+H+H2O+H+重排①H2O②-H+H+的加成符合馬氏規(guī)律該反應歷程:不對稱烯烴,在酸催化下水合,往往中間體碳正離子可發(fā)生重排:(CH3)3CCH=CH2目前十六頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點硼氫化反應氧化反應H2O2,OH-代表:特點:(1)產(chǎn)率高;具有高度的方向選擇性,(2)水分子在加成方向上總是反馬爾科夫尼科夫規(guī)律,所以,不對稱的-烯烴經(jīng)硼氫化氧化反應可得到相應的伯醇。10.2.2硼氫化-氧化反應目前十七頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例1:例2:例3:正丙醇異丁醇順式CH385%(BH3)2H2O2HO-OHCH3HH目前十八頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例4:無重排反應產(chǎn)物硼氫化-氧化反應:立體化學上是順式加成,且無重排產(chǎn)物.在合成上可以制得用其他方法不易得到的醇.目前十九頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點10.2.3從醛、酮、羧酸及其酯還原
醛酮羧酸伯醇伯醇仲醇(1)催化加氫(催化劑為鎳、鉑或鈀)(2)用還原劑(LiAlH4或NaBH4)還原生成醇。R—C—HR—CH2OHO[H]還原劑R—C—R’R—CH—R’O[H]還原劑OHR—C—OHR—CH2OHO[H]還原劑目前二十頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例:伯醇羧酸酯:丁醇(85%)R—C—OR’R—CH2OH+R’OHO[H]還原劑目前二十一頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例1:例2:(100%)新戊醇(92%)羧酸最難還原,與一般化學還原劑不起反應,但可被LiAlH4(強)還原成醇:CH3—C—OH+LiAlH4CH3CH2OH(1)無水乙醚(2)水解OCH3—C—COOH+LiAlH4CH3CH3CH3—C—CH2OHCH3CH3(1)乙醚(2)H2O目前二十二頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點
酯要更高溫、高壓才能催化加氫??杀籐iAlH4
還原成醇最常用的是金屬鈉和醇,但一般不能用NaBH4還原:
當用NaBH4或異丙醇鋁作還原劑時,可使不飽和醛、酮還原為不飽和醇而不影響碳碳雙鍵:丁醇巴豆醇CH3CH=CHCHOH2,NiCH3CH2CH2CH2OHAl[OCH(CH3)2]3(CH3)2CHOH溶劑CH3CH=CHCH2OHR—C—OC2H5RCH2OH+C2H5OHONaC2H5OH目前二十三頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例2:肉桂醛肉桂醇注意:LiAlH4或NaBH4作還原劑時,均不影響碳碳雙鍵、三鍵,但LiAlH4還原性強,可對羧酸和酯的羰基還原,對-NO2、-CN等不飽和鍵還原成-NH2和-CH2NH2。(P291)醛、酮醇酸、酯酰胺醇、胺NaBH4LiAlH4NaBH4不反應目前二十四頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點這個反應可利用來制備各種醇:例如,從甲醛可以得到伯醇,從其他醛可以得到仲醇,從酮可以得到叔醇。反應必須在醚(例如無水乙醚或四氫呋喃)中進行:伯醇例1:10.2.4從格利雅試劑制備
甲醛目前二十五頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例2:例3:仲醇叔醇醛酮目前二十六頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點制備所需要的醇,可以從連接醇羥基碳上的三個基團的結構來考慮:2-甲基-2-己醇2-甲基-2-己醇正丁基溴化鎂丙酮2-己醇甲基溴化鎂利用格利雅試劑,可由簡單的醇合成復雜的醇。目前二十七頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點實際上許多鹵化物是由醇制得,此外,水解過程中還有副反應(消除)產(chǎn)生烯烴。所以只有在相應的鹵烴容易得到時才采用此法:烯丙基氯(易從丙烯高溫氯化得到)烯丙醇芐氯(甲苯高溫氯化)芐醇10.2.5從鹵烷水解目前二十八頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點低級醇為具有酒味的無色透明液體。C12以上的直鏈醇為固體。低級直鏈飽和一元醇的沸點比相對分子質(zhì)量相近的烷烴的沸點高得多(Why?)。10.3醇的物理性質(zhì)(醇分子間氫鍵締合)目前二十九頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點
直鏈伯醇的沸點直鏈伯醇的沸點最高,帶支鏈的醇的沸點要低些,支鏈越多,沸點越低。
正丁醇>異丁醇>仲丁醇>叔丁醇沸點:117.7℃108℃99.5℃82.5℃
目前三十頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點甲醇、乙醇、丙醇都能與水混溶,混溶時有熱量放出,并使體積縮小。自正丁醇開始,隨著烴基的增大,在水中的溶解度降低,癸醇以上的醇幾乎不溶于水(低級醇是由于氫鍵,隨著烴基的增大,烴基部分的范得華力增大,同時烴基對羥基有遮蔽作用,阻礙了醇羥基與水形成氫鍵,溶解度降低,故高級醇的溶解性質(zhì)與烴相似)。醇與水分子間氫鍵締合:目前三十一頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點
多元醇分子中含有兩個以上的羥基,可以形成更多的氫鍵,所以分子中所含羥基越多,沸點越高,在水中的溶解度也越大。例:乙二醇沸點:197℃甘油(丙三醇)沸點:290℃。目前三十二頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點醇羥基化合物的紅外吸收光譜目前三十三頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點乙醇的紅外吸收光譜(液膜法)目前三十四頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點乙醇的紅外光譜(1%乙醇的CCl4溶液)3650cm-1:O—H伸縮振動,游離羥基:其它同上圖目前三十五頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點醇的性質(zhì)主要是由它的官能團(—OH)決定的。醇的化學反應中,根據(jù)鍵的斷裂方式,主要有:
烴基結構的不同也會影響反應性能,或?qū)е路磻獨v程的改變:如分子重排反應。10.4醇的化學性質(zhì)氫氧鍵斷裂和碳氧鍵斷裂兩種不同類型的反應。目前三十六頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點醇與水都含有羥基,都屬于極性化合物,具有相似的性質(zhì):如與活潑金屬(Na,K,Mg,Al等)反應,放出氫氣:10.4.1與活潑金屬的反應醇鈉醇鉀異丙醇鋁可作催化劑和還原劑目前三十七頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點
液態(tài)醇的酸性強弱順序::
醇可以看成是一個比水更弱的酸,其共軛堿是強堿.醇的反應活性為:甲醇>伯醇>仲醇>叔醇醇鈉遇水就分解成原來的醇和氫氧化鈉.其水解是一可逆反應,平衡偏向生成醇的一邊:異丙醇鋁和叔丁醇鋁也是一個很好的催化劑和還原劑.目前三十八頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點—這是制備鹵烷的重要方法:10.4.2鹵烴的生成
(1)醇與HX作用(可逆反應)氫鹵酸的反應活性:HI
>
HBr
>
HCl如:RCH2-OH+HIRCH2I+H2OH2SO4RCH2-OH+HBrRCH2Br+H2ORCH2-OH+HClRCH2Cl+H2OZnCl2目前三十九頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點由伯醇制備相應的鹵烷(碘烷除外),一般用鹵化鈉和濃硫酸為試劑:在濃硫酸存在下,仲醇可發(fā)生消除反應生成烯.各種醇與濃HCl在ZnCl2(盧卡斯試劑)催化下的反應活性:芐醇和烯丙醇>叔醇>仲醇>伯醇>甲醇ROH+NaXRX+NaHSO3+H2OH2SO4目前四十頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點CH3CH2CH2CH2+HClCH3CH2CH2CH2+H2OCH3CH2CH3OHCHHClCH3CH2CHCH3lCH2OZnCl2室溫(2~5min后出現(xiàn)渾濁)HCH3COHCH3CH3HClCH3CClCH3C3H2O(馬上出現(xiàn)渾濁)ZnCl2室溫ZnCl2OHCl(加熱才出現(xiàn)渾濁)
由于鹵烷不溶于水,可通過此反應觀察反應中出現(xiàn)渾濁或分層的快慢區(qū)別伯,仲,叔醇、芐醇和烯丙醇.盧卡斯試劑分別與伯,仲,叔醇在常溫下作用:目前四十一頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點
重排:有一些醇(除大多數(shù)伯醇外)與氫鹵酸反應,時常有重排產(chǎn)物生成,如:Why?重排反應歷程:例1:CH3-C—C-CH3CH3HHOHCH3-C-CH2-CH3
CH3ClHCl目前四十二頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點
例2:(主要產(chǎn)物)
注意:該反應由于新戊醇碳上叔丁基位阻較大,阻礙了親核試劑的進攻而不利于SN2反應,所以反應按SN1歷程進行:目前四十三頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點較不穩(wěn)定較穩(wěn)定反應歷程:目前四十四頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點補充1:擴環(huán)重排-取代(課后作業(yè)相似)目前四十五頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點目前四十六頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點大多數(shù)伯醇不發(fā)生重排:這是由于它們與氫鹵酸的反應是按SN2歷程進行的:注意:醇可以與PI3(或PBr3),PCl5或SOCl2反應生成相應的鹵烷,而不發(fā)生重排:3ROH+PI33RI+P(OH)3(P+I2或Br2)ROH+PCl5RCl+POCl3+HCl目前四十七頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點與硫酸、硝酸、磷酸等也可反應,生成無機酸酯:(酸性酯)(中性酯)
硫酸與乙醇作用:硫酸氫乙酯和硫酸二乙酯。(烷基化劑:硫酸二甲(乙)酯,有劇毒)10.4.3與無機酸的反應目前四十八頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點高級醇的酸性硫酸酯鈉鹽,如:C12H25OSO2ONa,是一種合成洗滌劑.
甘油三硝酸酯是一種炸藥;磷酸三丁酯可用作萃取劑和增塑劑:目前四十九頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點按反應條件不同,可以發(fā)生分子內(nèi)脫水而生成烯烴;也可以發(fā)生分子間脫水而生成醚類:乙烯乙醚例1:例2:10.4.4脫水反應目前五十頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點CH366%H2SO4CH3100℃溫度的影響——低溫有利于取代反應而生成醚;高溫有利于消除反應,即分子內(nèi)脫水生成烯烴。醇結構的影響——一般叔醇脫水不生成醚,而生成烯烴。醇脫水反應取向——符合查依采夫規(guī)則。例1:2-丁烯(主要產(chǎn)物)80%例2:1-苯基丙烯(共軛烯,唯一產(chǎn)物)仲丁醇1-苯基-2-丙醇目前五十一頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點醇脫水反應常用的脫水劑——濃硫酸、氧化鋁(無重排產(chǎn)物)。正丁醇目前五十二頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點3CH3CH=CHCH3+H+-H2O1,2-氫躍遷-H+-H+伯碳正離子仲碳正離子例1:硫酸脫水反應歷程:目前五十三頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點酸1,2-氫遷移例2:目前五十四頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例3:目前五十五頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點補充2:擴環(huán)重排-消除(課后作業(yè)相似)具體反應歷程:Why?目前五十六頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點補充3:二次重排的例子(少,不要求)用反應機制來說明為何得到所列的產(chǎn)物?目前五十七頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點氧化劑:高錳酸鉀、鉻酸伯醇氧化—醛—羧酸;仲醇氧化—酮。例1:例2:10.4.5氧化和脫氫
(1)伯醇、仲醇的氧化目前五十八頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點(2)叔醇分子,只有在劇烈條件下發(fā)生氧化,則碳鏈斷裂,生成含碳原子較少的產(chǎn)物:例3:目前五十九頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例4:合成尼龍-66的原料(與乙二胺)(3)脂環(huán)醇氧化—先生成酮—再生成二元羧酸目前六十頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點(4)伯醇和仲醇的脫氫—生成醛、酮例5:例6:由于伯、仲、叔醇氧化后生成的產(chǎn)物不同,因此可以根據(jù)氧化產(chǎn)物的結構區(qū)別它們。目前六十一頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點最早是由木材干餾而得;近代工業(yè)以合成氣(CO+2H2)(p74)和天然氣(甲烷)為原料,在高溫、高壓和催化劑存在下合成:甲醇:無色,易燃,有毒,致盲.主要制備甲醛以及作甲基化劑和溶劑;可作為燃料。10.5重要的醇10.5.1甲醇目前六十二頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點乙烯制備;淀粉或糖蜜發(fā)酵制酒精:發(fā)酵液含10%~15%乙醇;分餾可得95.6%的乙醇;
無水乙醇(絕對乙醇)—95.6%的乙醇先與生石灰(CaO)共熱、蒸餾得到99.5%乙醇,再用鎂處理除去微量水分得到99.95%乙醇;工業(yè)上無水乙醇的制法是先在95.6%乙醇中加入一定量的苯,再進行蒸餾。加入少量無水硫酸銅,如呈藍色,則表明有水存在。(一)(二)10.5.2乙醇目前六十三頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點俗稱甘醇,可從乙烯制備,采用環(huán)氧乙烷水合法:10.5.3乙二醇CH2=CH2目前六十四頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點
乙二醇可與環(huán)氧乙烷作用——乳化劑、軟化劑及氣體凈化劑(脫硫、脫CO2)等:與SOCl2反應—鹵素取代目前六十五頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點凡相鄰碳原子上連有兩個或多個—OH基的化合物也能發(fā)生同樣的氧化反應:
該反應是定量進行的,可用來定量測定1,2-二醇含量.
1,2-二醇被高碘酸或四乙酸鉛氧化:目前六十六頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點帶有甜味的有毒性的粘稠液體;沸點(197℃)、相對密度較高(氫鍵締合);可做高沸點溶劑;(3)可與水混溶,但不溶于乙醚;(4)是很好的防凍劑;(5)是合成聚酯纖維滌綸、乙二醇二硝酸酯炸藥等的原料。(6)聚乙二醇醚類(RO—[—CH2CH2O—]n—H)是一非離子型表面活性劑。乙二醇的性質(zhì):目前六十七頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點以酯的形式存在于自然界中(油脂的主要成分).(1)丙三醇最早是由油脂水解來制備。(2)以丙烯為原料制備:加上反馬?10.5.4丙三醇(甘油)①氯丙烯法(氯化法)目前六十八頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點甘油是有甜味的粘稠液體,沸點比乙二醇更高(氫鍵).
工業(yè)上用來制造三硝酸甘油酯用作炸藥或醫(yī)藥;也可用來合成樹脂;在印刷、化妝品等工業(yè)上用作潤濕劑.②丙烯氧化法(氧化法):目前六十九頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點存在于茉莉等香精油中。工業(yè)上可從苯氯甲烷在碳酸鉀或碳酸鈉存在下水解而得:苯甲醇為無色液體,具有芳香味,微溶于水,溶于乙醇、甲醇等有機溶劑。羥基受苯環(huán)影響而性質(zhì)活潑,易發(fā)生取代反應。有微弱的麻醉作用。10.5.5苯甲醇——芐醇目前七十頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點醇分子中的氧原子為硫原子所代替而形成的化合物。硫醇(R-SH)也可以看成是烴分子中的氫原子被氫硫基-SH(通稱巰基)所取代的化合物。命名:與醇相似,將“醇”字改稱為“硫醇”:甲硫醇乙硫醇異丙硫醇正丙硫醇正丁硫醇10.6硫醇*(本節(jié)一般了解)CH3SHCH3—CH—CH3SHC2H5SHCH3CH2CH2SHCH3CH2CH2CH2SH目前七十一頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點(1)鹵烷與氫硫化鉀作用(2)醇與硫化氫混合后在400℃下,通過氧化釷:10.6.1硫醇的制法RX+KSHRSH+KX△R—OH+H—SHRSH+H2OThO2400℃目前七十二頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點
硫醇難形成氫鍵,不能締合,不溶于水,沸點低于相應的醇.
低級硫醇有惡臭味(添加于煤氣中,檢查是否漏氣).(1)弱酸性—比醇大,能與氫氧化鈉(鉀)成鹽,稱為硫醇鹽:10.6.2硫醇的性質(zhì)(一)物理性質(zhì)(二)化學性質(zhì)目前七十三頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點硫醇還可與重金屬汞、銅、銀、鉛等形成不溶于水的硫醇鹽:例1:例2:例3:可鑒定硫醇和作為重金屬的解毒劑。目前七十四頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點①硫醇易被溫和的氧化劑(如:H2O2,NaIO,I2或O2)氧化成二硫化物.該反應可以定量進行,可用來測定巰基化合物的含量.在石油工業(yè)中,利用該反應生成的二硫化物無酸性以避免酸性的腐蝕,并可除去惡臭味.
②硫醇與強氧化劑(如:HNO3、KMnO4)作用,可被氧化成磺酸:(2)氧化反應目前七十五頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點(4)分解反應——脫硫(3)酯化反應目前七十六頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點醚可看成醇-OH的氫原子被烴基取代后的生成物;醚的通式:R-O-R’、Ar-O-R或Ar-O-Ar;醚分子中的氧基—O—也叫醚鍵。(二)醚10.7醚的構造、分類和命名分類:目前七十七頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點(1)一般都用習慣命名法命名:即將氧(硫)原子所連接的兩個烴基的名稱,按小的在前,大的在后,寫在“醚”字之前;(2)芳醚則將芳烴基放在烷基之前命名;(3)單醚可在相同烴基名稱之前加“二”字(“二”字可以省略);(4)比較復雜的醚,可用系統(tǒng)命名法命名,取碳鏈最長的烴基作為母體,以烷氧基作為取代基,稱為某烷氧基(代)某烷:醚的命名:目前七十八頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點醚的命名目前七十九頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點可在相應的烴基名稱之后加上字尾“氧”字來稱呼:烷氧基的命名:目前八十頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例如:分子式為C4H10O的醚:
CH3OCH2CH2CH3CH3CH2OCH2CH3CH3OCH(CH3)2
甲正丙醚乙醚2-甲氧基丙烷丁醇的分子式也是:C4H10O,所以相同碳原子數(shù)目的醇和醚也互為:構造異構體,這種異構體是屬于官能團不同的構造異構體.
醚的同分異構現(xiàn)象:目前八十一頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點等摩爾醇和硫酸共熱,溫度控制在150℃以下(170℃以上則發(fā)生分子內(nèi)脫水生成烯烴).除硫酸外,也可用芳香族磺酸、氯化鋅、氯化鋁、氟化硼等作催化劑.從醇去水制醚反應主要是:親核取代反應第一步:硫酸氫酯質(zhì)子化醇10.8.1從醇去水10.8醚的制法ROH+H2SO4ROSO3H+H2OROH+H2SO4ROH+HSO4-H+或目前八十二頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點第二步:另一分子醇作為親核試劑,發(fā)生親核取代反應而生成醚:工業(yè)上也可將醇的蒸汽通過加熱的氧化鋁催化劑來制取醚,例如:2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2OAl2O3300℃ROSO3H+ROHROH+ROHH-OSO3H130℃-H2O130℃HR—O—RROR++-H+目前八十三頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點醇鈉的烷氧基離子是個強親核試劑,其與鹵烷作用時,烷氧基可取代鹵烷中的鹵原子而生成醚.這是一個雙分子親核取代反應,叫做威廉森合成法:上述方法主要用來合成單醚或混醚(主要).CH3CH2CH2Cl+(CH3)3C-ONa(CH3)3C-OCH2CH2CH3+NaCl注意:若用叔鹵烷在反應中會發(fā)生脫鹵化氫而生成烯烴的副反應(消除反應),例如:10.8.2從鹵烷與醇金屬作用(威廉森合成法)注意:制備叔烴基的混醚時,應采用叔醇鈉與伯鹵烷作用目前八十四頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例1:例2:如改叔丁醇鈉和CH3I作用,則可制得甲基叔丁基醚易消除得烯烴醚!目前八十五頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點苯甲醚(茴香醚)例3:制備具有苯基的混醚時,應采用酚鈉:目前八十六頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點除甲醚和甲乙醚為氣體外,其余的醚大多為無色、有特殊氣味、易流動的液體。低級醚的沸點比同碳的醇類低得多(無氫鍵締合);但醚與水分子發(fā)生氫鍵締合:醚一般只微溶于水,而易溶于有機溶劑。醚本身是一個很好的有機溶劑。10.9醚的性質(zhì)10.9.1醚的物理性質(zhì)目前八十七頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點唯一可鑒別的特征是1060~1300cm-1范圍內(nèi)有強度大且寬的C-O伸縮振動:(1)烷基醚在1060~1150cm-1;(2)芳基醚和乙烯基醚在1200~1275cm-1[以及在1020~1075cm-1(較弱)]。1500醚類化合物的紅外光譜例1:乙醚的紅外吸收光譜目前八十八頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點例2:正丁醚的紅外光譜目前八十九頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點醚的R-O-R鍵角,如甲醚為110°;與水的H-O-H鍵角104.5°相似,都接近109.5°,故一般認為醚分子中氧原子的價電子也是在sp3雜化軌道上。醚的氧原子與兩個烷基相連,分子的極性很小,所以化學性質(zhì)比較不活潑,在常溫下不與金屬鈉作用,對堿、氧化劑和還原劑都十分穩(wěn)定。(1)鹽的生成和醚鍵的斷裂:分解成醚
利用此性質(zhì),可將醚從烷基或鹵烴等混合物中分離.10.9.2醚的化學性質(zhì)目前九十頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點親核試劑過量
醚鍵斷裂的方式——往往從含碳原子較少的烷基斷裂下來與碘結合(SN2)。(碘甲烷蒸餾出來,通入硝酸銀的醇溶液中,由生成的碘化銀含量來換算測定分子中的甲氧基含量—蔡塞爾法)。對SN1歷程,不同,看碳正離子的穩(wěn)定性?!獎t醚鍵發(fā)生斷裂生成碘烷和醇醚鍵的斷裂——醚和濃酸(常用HI)共熱目前九十一頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點SN1歷程:SN2歷程:目前九十二頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點酚羥基、醇羥基的保護補例:思考:為什么要保護酚羥基?若不保護,氧化時易發(fā)生苯環(huán)的破裂!目前九十三頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點R2O+H2O2ROH醚與稀硫酸在加壓下加熱可生成相應的醇:醚還可與三氟化硼、三氯化鋁、溴化汞、溴化鎂或格利雅試劑等(它們都含有缺電子的原子)生成絡合物,例如:醚作為制備格利雅試劑的溶劑!H2SO4目前九十四頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點醚對氧化劑較穩(wěn)定,但碳氫鍵可被空氣氧化成過氧化物:例1:例2:
過氧化物不易揮發(fā),蒸餾醚時,殘留餾液中過氧化物濃度增加,受熱易爆炸。(2)過氧化物的生成目前九十五頁\總數(shù)一百零七頁\編于八點(1)用KI-淀粉紙檢驗,如有過氧化物存在,KI被氧化成I2而使含淀粉紙變?yōu)樗{紫色;(2)加入FeSO4和KCNS溶液,如有紅色[Fe(CNS)6]3-絡離子生成,則證明有過氧化物存在.
加入還原劑如Na2SO3或FeSO4后搖蕩,以破壞生成的過氧化物.(2)在儲存醚類化合物時,可在醚中加入少許金屬鈉或鐵屑(xie),以避免過氧化物形成.
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