欢迎再次光临 新课马上开始
第八章 醇、酚、醚 题解:醇、酚、醚都可以看作是水分子是的H被取代的产物。 水:H-O-H; 醇:R-OH; 酚:Ar-OH; 醚:R-O-R。此三类物质的共同之处是与C相连的-OH或C—O键。 主要内容: Ⅰ.醇 (结构、分类、命名、理化性质等。) Ⅱ.酚 (结构、分类、命名、理化性质等。) Ⅲ.醚(结构、分类、命名、理化性质及环醚等。)
Ⅰ.醇 一、结构 官能团:—OH 羟基。最简单的醇为甲醇CH3OH。 由于O原子电负性强,就使得C—O键和O—H键出现较强的极性,这就决定了醇的物理性质和化学性质。
二、分类 1. 根据羟基所连碳原子种类分为:一级醇(伯醇)、二级醇(仲醇)、三级醇(叔醇)。 2.根据分子中烃基的类别分为:脂肪醇、脂环醇、和芳香醇(芳环侧链有羟基的化合物,羟基直接连在芳环上的不是醇而是酚)。 3. 根据分子中所含羟基的数目分为:一元醇、二元醇和多元醇。 两个羟基连在同一碳上的化合物不稳定,这种结构会自发失水,故同碳二醇不存在。另外,烯醇是不稳定的,容易互变成为比较稳定的醛和酮。
三、命名 1. 俗名 如乙醇俗称酒精,丙三醇称为甘油等。 2. 简单的一元醇用普通命名法命名。 例如: 3.系统命名 1. 俗名 如乙醇俗称酒精,丙三醇称为甘油等。 2. 简单的一元醇用普通命名法命名。 例如: 3.系统命名 方法:选择含-OH的最长C链作主链,编号近-OH一端开始,以主链C原子总数叫某醇,并标明-OH、取代基及不饱和键等的个数和位置。
四、物理性质 1、物态:饱和一元醇12C以下液体,高级固体。 2、溶解性:甲、乙、丙醇与水互溶,丁醇减弱。含-OH越多,水溶性越强。因醇O可以形成H键。 3、沸点:比相应C原子的烃高,多元醇更高。原因是分子之间也可以形成H键。
五、化学性质 醇的化学性质主要由羟基官能团所决定,同时也受到烃基的一定影响,从化学键来看,反应的部位有 C—OH、O—H、和C—H。 分子中的C—O键和O—H键都是极性键,因而醇分子中有两个反应中心。 又由于受C—O键极性的影响,使得α—H具有一定的活性,所以醇的反应都发生在这三个部位上。
1、似水性: ①与活泼的金属反应
②质子化醇与结晶醇 水可以形成质子化水和结晶水,同样醇也可以形成质子化醇和结晶醇。
2、与无机酸作用(—H2O) 醇+有机酸 有机脂(第十章) 醇+无机酸 无机脂 ①与HNO3作用(一元酸)
②与H2SO4作用(二元酸) ③与H3PO4作用(三元酸)
④与HX作用(无氧酸) 注意:这个反应得到的生物是卤代烃而不是脂,是可逆,是卤代烃水解的逆反应。是酸催化下的亲核取代反应,反应历程同样可分单分历程和双分子历程,叔醇常按单分子历程进行,生成稳定的三级C正离子;伯醇则按双分子历程进行,有一个过渡状态。所以反应速度对醇和酸而言是:
补:伯、仲、叔醇的鉴定 由于上述反应生成的卤代烃不溶于水,有浑浊现象,故可以根据反应时出现浑浊快慢来区别伯、仲、叔醇。通常用一种卢卡斯(Lucas)试剂(浓盐酸和无水氯化锌的混合物)
分子内脱水难易顺序为:叔醇>仲醇>伯醇. 3、脱水反应 ①分子内脱水(-OH与βC上的H脱去一分子水) 注意:脱H时遵守Saytzeff规则。由于此反应是按离子反应历程进行的,某些醇在分子内脱水时,由于要生成更稳定的C正离子,常常会发生分子内重排,会产生不同的异构体。(详见课本P136。) 分子内脱水难易顺序为:叔醇>仲醇>伯醇.
②分子间脱水(两分子醇的-OH与-OH之间脱去一分子水) 注意:这个反应得产物是烯还是醚为主,关键要看反应温度。 另外,这是制备简单醚的方法,如用两种不同的醇分子间脱子,则可以得到三种不同的醚,没有制备意义。
4、氧化或脱氢 注意:因叔醇的αC上无H,所以不被高锰酸钾等中等氧化能力的氧化剂氧化。如用高温和强氧化剂(如HNO3等),则可以使与-OH相连的C-C键断裂,形成羧酸。
5、邻二醇与高碘酸作用 邻二醇指相邻两C上含二-OH的二元醇。 具有一元醇的通性,如:
邻二醇被氧化的情况:
邻三醇及-OH与羰基相邻被氧化的情况:
六、重要代表物(阅读) 1.甲醇 2.乙醇 3.正丁醇 4.乙二醇 5.丙三醇 6.环己六醇 7.苯甲醇
Ⅱ.酚 一、结构 -OH与芳环相连叫做酚。 在醇中-OH与SP3杂化的C原子相连。如-OH和SP2杂化的C原子相连则为烯醇式,烯醇式是不稳定的,主要以分子内重排为稳定的酮式结构存在。
在酚中芳环上的每个C原子都是SP2杂化,-OH也与SP2杂化的C原子相连,为什么能稳定存在呢? 研究证明,酚中的-OH中的O与H2O中的O杂化状态不同,为SP2杂化,有一对未共用的电子占据了P轨道,可以和芳环上闭合的大л键形成P—л共轭关系,因而可以稳定存在。
二、命名 系统命名一般以酚作母体,加上相应的取代基即可。有时也把-OH作取代基。
三、物理性质 1、物态:固体,纯净白色结晶,易氧化而显色(粉红色)。 2、溶解性:水溶性小,随OH增多而增加。 3、毒性:有毒,对皮肤有腐蚀性。
四、化学性质 羟基既是醇的官能团也是酚的官能团,因此酚与醇具有共性。但由于酚羟基连在苯环上,苯环与羟基的互相影响又赋予酚一些特有性质,所以酚与醇在性质上又存在着较大的差别。 1、酸性 ①酸性强弱: 因P—л共轭关系,使O上的电云向芳环转移,O—H结合较醇弱,H易以H+解离,故酸以比醇强,但仍为弱酸,弱于H2CO3。所以:
②影响酚酸性强弱的因素: 当芳环连有吸(亲)电子基,如-NO2,-X等时,酚的酸性增强; 当芳环连有斥(给)电子基,如-R,-NH2等时,酚的酸性减弱。
2、酚醚的生成 酚醚不能用酚分子的—OH间失水来制备,只能间接制得。 这个反应的历程是实际是酚负离子C6H5O-对卤代烃发生的亲核取代。 3、显色反应 -OH与SP2杂化的C原子相连的化合物(含烯醇式结构)可以FeCl3显红、绿、蓝、紫等色,如苯酚显蓝紫色。(显色机理尚不清楚)
4、氧化
5、芳环取代 由于P-л共轭关系,使苯环上的电子云密度升高,有致活作用。 (1)卤代:
(2)硝化
五、重要代表物(阅读) 酚及其衍生物在自然界中广泛分布,麝香草酚、丁香酚、维生素E、芝麻酚、茶多酚等,由于酚易于被氧化,因此它可抑制机体内含氧自由基,常常是天然的抗氧化剂。 1、苯酚 2、甲苯酚 3、苯二酚 4、萘酚
Ⅲ.醚 一.醚的结构、分类和命名 1.结构 醚键: C-O-C 2.分类
二、物理性质 1、物态:甲醚、甲乙醚、环氧乙烷为气体,其余液体,有香味。 2、溶解性:低分量和多元的醚可溶水,(醚的O可与水中H形成H键),随分子是增加和醚键的减少水溶性减弱。 3、沸点:低于相同C原子的醇,因分子间无H键,与烷接近。
三、化学性质 除环醚外,C-O-C键是比较稳定的,不易进行一般的有机反应,所以醚常作溶剂。 1、醚键的断裂
3、形成过氧化物 醚的αC上的氢可以被空气O2氧化成为过氧化物。 重要提示: 乙醚保存:①棕色瓶中(避光) ②闭封; ③加抗氧化剂(苯二酚)。
过氧化物的检查方法:
四、环醚 1、环氧乙烷
本章小结 2、1,4-二氧六环与四氢呋喃(阅读) 3、冠醚(阅读) 1、掌握醇、酚、醚的结构、分类和命名。 2、掌握醇、酚、醚的性质(重点化学性质) 醇:①似水性;②与无机酸作用;③脱水;④氧化;⑤邻二醇与高碘酸作用。 酚:①酸性;②酚醚的生成;③显色反应;④氧化;⑤芳环取代。 醚:醚键的断裂,其它性质了解。 3、了解醇、酚、醚的重要代表物的性质及应用。
作业 课本P152-154, 第1题 第5题(a,b,c,d) 第6题 第9题 第11题。
再见