大學(xué)有機(jī)化學(xué)醇酚醚

大學(xué)有機(jī)化學(xué)醇酚醚二、物理性質(zhì)b、p、比分子量相近得烷烴高得多易溶于水:C3以下得醇與水混溶波譜性質(zhì):IR:νO-H3500~3650cm-1(游離);3200~3400cm-1(締合)νC-O1050~1200cm-13/22/2025三、化學(xué)性質(zhì)結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性:a、O-H鍵極性——酸性H反應(yīng)b、C-O鍵極性——親核取代c、涉及β-H斷裂——消除d、涉及α-H斷裂——氧化似水性可用于鑒別或分離醇3/22/20251、斷裂RO-H得反應(yīng)1)與活潑金屬得反應(yīng)相對(duì)酸性:

H2O>ROH>HC三CR>NH3>RH醇得相對(duì)酸性:MeOH>EtOH>(CH3)2CHOH>(CH3)3C-OHpKa15193/22/20252)酯化反應(yīng)與無(wú)機(jī)酸得酯化:與有機(jī)酸得酯化:3/22/2025三磷酸酯在生物化學(xué)方面更為重要。比如二磷酸腺苷(adenosinediphosphate,ADP)吸收氧化反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)能與磷酸氫根(Pi)反應(yīng)生成三磷酸腺苷(adenosinetriphosphate,ATP):3/22/2025ATP水解,可提供如肌肉收縮所需得能量,也可用于合成其她大分子:3/22/20252、醇羥基得取代反應(yīng)1)與HX得反應(yīng)反應(yīng)活性3/22/2025盧卡斯(Lucas)試劑(濃HCl+ZnCl2)用于1o,2o,3o醇得鑒別原理:C6以下得醇溶于盧卡試劑,RX不溶—混濁。3o醇——震蕩立即出現(xiàn)混濁分層2o醇——慢慢混濁分層1o醇——加熱慢慢出現(xiàn)少許混濁3/22/2025大家學(xué)習(xí)辛苦了，還是要堅(jiān)持繼續(xù)保持安靜盧卡斯(Lucas)試劑與醇得反應(yīng)機(jī)理3/22/2025SN1得重排現(xiàn)象:3/22/20252)與無(wú)機(jī)酰鹵得反應(yīng)3/22/20253/22/2025醇與SOCl2得反應(yīng)機(jī)理:3/22/20253、脫水——消除反應(yīng)1)分子內(nèi)脫水:反應(yīng)活性:3o>2o>1o(大多為E1歷程,因?yàn)镠2O+易離去)3/22/2025消去得取向:(查依采夫規(guī)則)也有重排(E1歷程)注意重排:重排時(shí),遷移基團(tuán)可以就是H、R、Ar等醇在Al2O3作用下脫水,不重排3/22/20251°醇得脫水(E2反應(yīng))

由于1°醇在質(zhì)子化后,如果形成正C離子,所得到得應(yīng)為1°正C離子,非常不穩(wěn)定,因此更傾向于進(jìn)行E2消除反應(yīng)。3/22/2025當(dāng)1°醇得γ位C原子上有H原子時(shí),生成得端基烯會(huì)進(jìn)一步在酸性條件下發(fā)生重排,以取得更穩(wěn)定得多取代結(jié)構(gòu):3/22/20252°醇和3°醇得酸催化脫水(E1反應(yīng))3/22/2025其中2°醇在酸催化脫水時(shí)容易發(fā)生重排:3/22/20252)分子間脫水

分子間脫水成醚比脫水成烯得溫度要低,生成得醚可用蒸餾得方法分離以利于反應(yīng)進(jìn)行。3/22/20252°和3°醇在上述酸性條件下,更易成烯;用2種伯醇合成不對(duì)稱醚時(shí),得到得就是3種醚得混合物。例外得就是,在室溫下,將叔丁醇加入到含有硫酸得伯醇中,能合成不對(duì)稱醚。3/22/20254、醇得氧化脫氫反應(yīng)3o醇一般不反應(yīng),條件激烈時(shí),氧化同時(shí)裂解3/22/2025選擇性氧化3/22/2025Themechanismforthesecondreaction,namelyMeerwein-Ponndorf-Verleyreduction

(MPV)orOppenauerOxidation(OPP)dependingontheisolatedproduct,asthefollows、3/22/2025伯醇經(jīng)氯鉻酸吡啶鎓鹽(PCC)氧化成醛3/22/2025伯醇除了被鉻酸(H2CrO4)[可由CrO3或Na2Cr2O7溶于稀硫酸中制得]也可被KMnO4氧化成羧酸3/22/2025鉻酸氧化仲醇成酮3/22/2025采用CrO3在丙酮/水中進(jìn)行得氧化反應(yīng)通常稱為瓊斯氧化(Jonesoxidation),其氧化機(jī)理:3/22/2025最后一步有特別重要得意義。由于醛在水溶液中很易生成水合醛,形成得羥基可繼續(xù)與鉻酸反應(yīng)成鉻酸酯,由于醛得氫在與羥基相連得C上,也即可進(jìn)行上述最后一步,使得醛進(jìn)一步氧化成羧酸,這也就是在水溶液中不能氧化停留在醛得原因。同樣道理,由于叔醇與鉻酸成酯后,α-C上沒(méi)有H,因此不能繼續(xù)進(jìn)行如最后一步得反應(yīng),所以,鉻酸無(wú)法氧化叔醇。采用瓊斯氧化(Jonesoxidation)可將伯醇、仲醇和醛與其她有機(jī)化合物區(qū)別開(kāi)來(lái),就是判別伯醇、仲醇和醛得有效方法。3/22/20253/22/20255、多元醇得反應(yīng)1)與Cu(OH)2得反應(yīng)3/22/20252)高碘酸氧化HIO4氧化羥基相距較近得鄰二醇成酮或醛,反應(yīng)通過(guò)環(huán)狀高碘酸酯進(jìn)行3/22/2025Pb(OAc)4

可能經(jīng)過(guò)開(kāi)鏈得過(guò)渡態(tài),可氧化羥基相距較遠(yuǎn)得鄰二醇成酮或醛3/22/20253)多元醇得脫水—頻哪醇重排3/22/2025規(guī)律:(1)優(yōu)先形成較穩(wěn)定得(芐基)型碳正離子3/22/2025(2)基團(tuán)得遷移能力Ar－＞R－3/22/20253/22/20253/22/2025四、醇得制備1)由烯烴制備2)由格氏試劑制備3)由RX水解4)由醛酮還原3/22/2025II酚一、命名命名:在酚名字前加上芳環(huán)得名字作為母體,前面加上其她取代基得名稱和位次。3/22/20253/22/20253/22/2025米諾環(huán)素[4,7-雙(二甲氨基)-1,4,4a,5a,6,11,12a-八氫-3,10,12,12a-四羥基-1,11-二氧-2-駢四苯甲酰胺]具有以下結(jié)構(gòu):2005年Zink及其同事(ofJohnsHopkinsUniversity)得研究發(fā)現(xiàn),抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥不足以保護(hù)HIV病人得中樞神經(jīng)系統(tǒng),而米諾環(huán)素對(duì)ALS、多發(fā)性硬化癥和其她腦病動(dòng)物模型有神經(jīng)保護(hù)性,她有強(qiáng)大得抗炎特性,可有效穿過(guò)血腦屏障(M、ChristineZink,JenniferUhrlaub,JesseDeWitt,TauniVoelker,BrandonBullock,JosephMankowski,PatrickTarwater,JaniceClements,SheilaBarber、Neuroprotectiveandanti-humanimmunodeficiencyvirusactivityofminocycline、TheJournaloftheAmericanMedicalAssociation,April27,2005,293:2003-2011、)3/22/2025二、化學(xué)性質(zhì)(一)酚羥基得反應(yīng)1、酸性注意:鄰、間、對(duì)位甲氧基對(duì)酚酸性得影響(鄰、間加強(qiáng),對(duì)位減弱-thebinationofinductiveandconjugativeeffects)3/22/2025吸電子基團(tuán)使酸性增強(qiáng)給電子基團(tuán)使酸性減弱烷基得給電子超共軛作用3/22/2025環(huán)戊二烯得sp3碳上得氫得pKa為16,其酸性與醇相當(dāng),說(shuō)明芳香環(huán)戊二烯負(fù)離子十分穩(wěn)定,進(jìn)一步佐證了芳香結(jié)構(gòu)得穩(wěn)定性。

3/22/20252、酚醚得形成3/22/2025Claisen重排經(jīng)過(guò)一個(gè)不穩(wěn)定中間產(chǎn)物和酮-烯醇互變異構(gòu)得質(zhì)子遷移過(guò)程,并已獲14C同位素驗(yàn)證:3/22/2025當(dāng)烯丙基乙烯基醚加熱時(shí)也能發(fā)生Claisen重排:Claisen重排包括具有6軌道和6電子得環(huán),6電子得過(guò)渡態(tài)遵循Hückel[4n+2]規(guī)則,具有芳香性。另一類(lèi)似周環(huán)反應(yīng)為Cope重排反應(yīng):3/22/20253、成酯反應(yīng)3/22/2025(二)芳環(huán)上得親電取代反應(yīng)1、鹵代羥基致活,得三鹵代產(chǎn)物,可用來(lái)鑒別。要想得到一取代產(chǎn)物,采用非極性溶劑如二硫化碳、四氯化碳等并降低溫度或?qū)⒘u基活性降低。3/22/20252、硝化可得鄰對(duì)位兩種產(chǎn)物,用水蒸氣蒸餾法分離(掌握實(shí)驗(yàn))3/22/20253/22/20253、磺化3/22/20254、Friedel-Crafts反應(yīng)酚進(jìn)行傅－克反應(yīng)可用BF3和HF作催化劑5、柯?tīng)柊?kolbe)反應(yīng)酚氧離子更易于進(jìn)行親電取代反應(yīng),Kolbe反應(yīng)即利用了酚氧離子得這一特點(diǎn)。酚鈉吸收二氧化碳,然后在幾個(gè)大氣壓得二氧化碳存在下將產(chǎn)物于120oC加熱,不穩(wěn)定得中間產(chǎn)物發(fā)生質(zhì)子遷移(酮-烯醇互變異構(gòu)),得到水楊酸鈉,酸化即得水楊酸:3/22/2025Kolbe反應(yīng)得機(jī)理可表示為:

3/22/2025將得到得水楊酸與醋酸酐反應(yīng),可獲得廣泛應(yīng)用得鎮(zhèn)痛劑-阿司匹林:

3/22/20256、瑞穆?tīng)枴萋磻?yīng)(Reimer-Tiemannreaction)-discoveredbyKarlLudwigReimerandFerdinandTiemann3/22/2025Thelasttwostepsinthemechanismmayalsobeexpressedas3/22/2025(三)其她反應(yīng)1、與三氯化鐵得顯色反應(yīng)具有羥基與sp2雜化碳原子得結(jié)構(gòu)與FeCl3顯色(可鑒別酚、烯醇)

2、氧化反應(yīng)可被K2Cr2O7,Ag2O,AgBr氧化為醌3/22/20253、酚醛樹(shù)脂3/22/2025四、酚得制備1、酚得實(shí)驗(yàn)室合成在實(shí)驗(yàn)室合成酚得最重要方法就是芳香重氮鹽得水解:3/22/20252、氯苯得水解(DowProcess)

反應(yīng)機(jī)理可能包括苯炔得形成3/22/20253、苯磺酸鈉得堿熔法

這就是最早得合成酚得商業(yè)化工藝,首先于1890年在德國(guó)實(shí)現(xiàn)。將苯磺酸鈉與氫氧化鈉在350C熔融成酚鈉,后者酸化得苯酚:3/22/2025這種方法也被用于合成4-甲基苯酚:3/22/20254、經(jīng)氫過(guò)氧化枯烯(異丙基苯)合成酚

可由苯通過(guò)3步反應(yīng)制得:3/22/2025其中第2步反應(yīng)就是自由基鏈反應(yīng):3/22/2025而第3步在酸性條件下得水解重排涉及到苯基向正氧離子得遷移:

3/22/20255、格氏試劑---硼酸酯法3/22/2025Ⅲ醚一、命名3/22/20253/22/2025二、化學(xué)性質(zhì)1、醚鍵得斷裂3/22/2025SN2歷程小基團(tuán)背面進(jìn)攻控阻3/22/2025如果就是不對(duì)稱醚,則根據(jù)烴基得特性差異生成碘代物或醇:前者進(jìn)行得就是SN2反應(yīng),后者就是SN1反應(yīng)。3/22/2025HI＞HBr＞HCl

氧上連有叔碳時(shí),主要得烯烴3/22/20252、形成氧鎓鹽與絡(luò)合物

醚就是一個(gè)路易斯堿,可以與路易斯酸成配合物3/22/20253、醚形成過(guò)氧化物醚得過(guò)氧化物加熱易爆炸,因此醚類(lèi)試劑長(zhǎng)期存放后,須經(jīng)處理后才能使用,可用KI-淀粉試紙檢驗(yàn),先用5%FeSO4振搖,干燥,重蒸再用3/22/2025三、醚得制備1、伯醇分子間酸催化脫水成單醚2、Williamson法合成混合醚(R為1o,2o,3o,底物為1°或2°烴基得溴代物、碘代物、磺酸酯或硫酸酯)3/22/20253、伯醇與異丁烯在酸催化下可形成叔丁醚保護(hù)基

將伯醇溶于如硫酸得強(qiáng)酸中,再向混合物中加入異丁烯,可生成叔丁醚:該反應(yīng)可用作保護(hù)伯醇得羥基以進(jìn)行其她反應(yīng),用稀酸處理可容易地除去叔丁基保護(hù)基團(tuán),如:3/22/20254、烯烴得醇溶劑汞化-脫汞反應(yīng)3/22/20255、醇與氯硅烷反應(yīng)也可形成硅基醚保護(hù)基團(tuán)

雖然三乙基硅基、三異丙基硅基、叔丁基二苯基硅基也有使用,但最常用得就是叔丁基二甲基硅基醚:硅基保護(hù)基可用F-離子(四丁基氟化銨或氫氟酸)除去:3/22/2025四、環(huán)氧化物(epoxide)1、環(huán)氧化物得反應(yīng)酸催化開(kāi)環(huán):堿催化開(kāi)環(huán)3/22/2025開(kāi)環(huán)反應(yīng)得方向:堿條件下進(jìn)攻位阻較小得碳酸條件下進(jìn)攻取代基多得碳3/22/2025

2、環(huán)氧化物得合成最為常用得合成環(huán)氧化物得方法就是過(guò)氧酸與烯烴進(jìn)行環(huán)氧化反應(yīng):烯烴得環(huán)氧化機(jī)理:3/22/2025O原子在雙鍵上得加成就是順式加成,在雙鍵得一個(gè)側(cè)面與雙鍵得2個(gè)C原