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醇、酚、醚的结构及命名; 醇、酚、醚的物理性质 醇、酚、醚的化学性质和制备; 消除反应历程及与亲核取代反应的竞争;

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1 醇、酚、醚的结构及命名; 醇、酚、醚的物理性质 醇、酚、醚的化学性质和制备; 消除反应历程及与亲核取代反应的竞争;
教学要求 醇、酚、醚的结构及命名; 醇、酚、醚的物理性质 醇、酚、醚的化学性质和制备; 消除反应历程及与亲核取代反应的竞争; 了解一些重要的醇、酚、醚的用途。 醇、酚、醚的化学性质和制备; 消除反应历程及与亲核取代反应的竞争。

2 H-O-H 醇(alcohol) R-O-H 酚(phenol) Ar-O-H 醚(ether) R-O-R R-O-Ar 醇、酚、醚是含氧衍生物

3 §10-1 醇 醇可以看成是烃分子中的氢原子被羟基(OH)取代后生成的衍生物(R-OH)。 1 分类、命名和结构 (1) 分类
(1) 分类 根据和羟基相连的碳原子的类型: 伯醇 仲醇 叔醇 一级醇(1º醇) 二级醇(2º醇) 三级醇(3º醇)

4 根据分子中烃基的类别: 可分为脂肪醇、脂环醇和芳香醇。 又可分为饱和醇和不饱和醇。 不饱和醇 饱和醇 脂肪醇: 甲醇
2-丙烯-1-醇(烯丙醇) 脂环醇: 2-环己烯-1-醇 环己醇 芳香醇: 苯甲醇 3-苯基-2-丙烯-1-醇

5 烯醇:不稳定,容易转变为较稳定的醛或酮。
根据分子中所含羟基的数目分为: 一元醇、二元醇和多元醇。 乙二醇 丙三醇(甘油) 环己六醇 肌醇

6 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。
(2)醇的命名 1)俗名 如乙醇俗称酒精,丙三醇称为甘油。 2-丁烯醇(巴豆醇),3-苯基-2-烯醇(肉桂醇) 2)简单的一元醇用普通命名法命名。 烃基名称 + “醇” 英文名是在烃基名称的后面加上alcohol。

7 把其他醇看作甲醇的衍生物来命名,常用于三个取代基相同的叔醇。
异丙醇 苄醇 叔丁醇 benzyl alcohol isopropyl alcohol tert-butyl alcohol 3) 衍生物命名法 把其他醇看作甲醇的衍生物来命名,常用于三个取代基相同的叔醇。 三苯甲醇 triphenyl carbinol

8 选择直接含有羟基的最长碳链作主链,从离羟基最近的一端开始编号。
4) 系统命名法 选择直接含有羟基的最长碳链作主链,从离羟基最近的一端开始编号。 英文名是将烃的词尾中的-e改为-ol。 2-苯基乙醇 4-甲基-2-戊醇 2-phenylethanol 4-methyl-2-pentanol 5-甲基-3-己醇 5-methyl-3-hexanol

9 不饱和醇,选择含不饱和键并直接连有羟基的最长碳链作主链,碳原子的编号从离羟基最近的一端开始。
称为某烯醇 名称中羟基在的1-位的可以省略不标。 2-丙烯醇 2-乙基-2-丁烯-1-醇 2-propenol 2-ethyl-2-buten-1-ol

10 多元醇,应选取尽可能多带羟基的碳链为主链。
羟基和碳环相连,应以环醇为母体命名。 2-环己烯醇 顺-2-甲基环己醇 多元醇,应选取尽可能多带羟基的碳链为主链。 2-羟甲基-1,4-丁二醇 2,3-二甲基-2,3-丁二醇 2,3-dimethyl-2,3-butanediol 2-hydroxymethyl-1,4-butanediol

11 顺-1,2-环戊二醇

12 (3) 醇的结构 0.11nm sp3杂化 0.143nm 109º 108.9º 110º 分子中的C—O键和O—H键都是极性键

13 2 醇的物理性质 (1)气味:C1-C4 有酒味的液体;C5-C11 油脂味; >C15无臭无味 (2) 沸点 一元醇的沸点比相应的烷烃高得多, 原因:醇分子之间通过氢键互相缔合; 相同碳原子数的一元醇,直链醇比支链醇沸点高; 碳链相同的一元醇,伯醇沸点最高,仲醇次之,叔醇最低; 随着碳原子数的增加,醇的沸点和烷烃接近。

14 (3) 水溶性 3C以下的醇和叔丁醇,可以与水混溶,丁醇在水中的溶解度为8%,10C以上的醇几乎不溶于水。 原因:低级醇可以与水分子形成氢键,使醇在水分子中间取得位置。 分子中羟基越多,在水中的溶解度越大,沸点越高。 (4) 相对密度 一元醇的相对密度大于烷烃,但小于1,多元醇、芳香醇的相对密度大于1。

15 (5)结晶醇的形成 低级醇能和一些无机盐(MgCl2、CaCl2、CuSO4等) 作用形成结晶醇,亦称醇化物。

16 3 醇的化学性质 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,反应的部位有 C—OH、O—H、和C—H。
羟基氢有弱酸性,可与碱反应 H在离去基团的b位,可消除 b位基团不易离去,不能直接消除 好离去基 羟基氧有亲核性和碱性 α碳有亲电性,但难亲核取代 a碳有亲电性,可亲核取代 C上连有氧, H可被氧化

17 羟基氢的性质(弱酸性) 与活泼金属的反应 烷氧基钠 (强碱、强亲核试剂) 反应活性:甲醇 > 1º醇 > 2º醇 > 3º醇。

18 其他活泼金属也可以和醇反应。 叔丁醇钾是强碱性试剂,亲核性相对弱一些;异丙醇铝用于氧化还原反应中。

19 与强碱的反应 提示: 使用强碱时,注意羟基的保护。 醇羟基氧的碱性和亲核性 醇作为碱 Brönsted碱 好离去基 质子化羟基 SN2 or SN1

20 Lewis碱 SN2 or SN1 好离去基 醇作为亲核试剂 饱和碳上的亲核取代 与卤代烃反应

21 与醇反应 (成醚) 1o醇,制备对称醚 机理: 与环氧乙烷反应(环氧乙烷的酸性开环)

22 机理: 与正碳离子的加成 叔丁基醚

23 机理: 解释下列反应

24 三. 醇羟基的取代 被卤素取代 与HX反应 氢卤酸的活性次序:HI > HBr > HCl; 醇的活性次序: 烯丙式醇,苄基醇 > 3º醇 > 2º醇 > 1º醇。

25 碘代、溴代机理 好离去基 氯代(Lucas试剂反应)机理 好离去基 伯卤代物 叔卤代物 仲卤代物

26 利用反应的快慢,区别伯、仲、叔醇,试剂用浓盐酸和催化剂ZnCl2配成,称为Lucas试剂。
叔醇在室温下很快出现浑浊,并分层; 仲醇要5-10分钟后出现浑浊; 伯醇在室温下放置几小时,也看不到卤代烃生成。 适用范围:六个碳以下的醇。

27 烯丙式醇、叔醇、大多数仲醇,反应是按SN1历程进行的。
β位上有支链的伯醇、仲醇与HX的反应常有重排产物生成。 原因:反应是以SN1历程进行的 。这类重排反应称为瓦格涅尔-麦尔外因(Wagner-Meerwein)重排,是碳正离子的重排。

28 与卤化磷的反应 PCl3反应产率低 好离去基 机理 可进一步参与溴代

29 产物不重排 醇与PX3作用生成卤代烃的反应,通常是按SN2历程进行的。 反应的立体化学特征:构型反转。 与氯化亚砜(SOCl2)的反应

30 SNi机理( Substitution Nucleophlic internal, 分子内取代机理)
反应有两种立体选择性 (与溶剂有关) 构型翻转 构型保持 与SOCl2反应机理 1(醚为溶剂,构型保持) SNi机理( Substitution Nucleophlic internal, 分子内取代机理) 紧密离子对

31 与SOCl2反应机理 2(有吡啶参与,构型翻转)
氯代亚硫酸酯 好离去基

32 醇羟基取代小结 羟基总是先转变为好离去基,才能被取代 差离去基 好离去基

33 四 脱水反应 分子内脱水 高温气相脱水 酸催化脱水 (对甲苯磺酸) 叔醇最容易脱水,仲醇次之,伯醇最难。 反应的主要产物是服从 规则的烯烃。

34 ①反应活性:叔醇>仲>伯 ②消去方向:生成扎衣切夫烯烃 ③酸催化脱水时,有重排产物生成。 有的醇在酸的作用下脱水时,发生重排反应。

35 推测反应机理: 合成

36 两个醇分子之间脱水生成醚。 结论:分子内脱水和分子间脱水相互竞争, 低温有利于生成醚,高温有利于生成烯。 叔醇在酸催化下,主要生成烯烃。

37 五 酯的生成(酯化反应) 硝酸酯 亚硝酸酯 硫酸氢酯 硫酸二酯 磷酸三酯 对甲苯磺酸酸酯

38 硫酸二甲酯和硫酸二乙酯都是重要的烷基化试剂。
醇和硝酸作用生成硝酸酯。 醇与有机酸的酯化反应,将在羧酸衍生物中讨论。

39 六. 氧化反应(羟基α碳上H的反应) 一) 氧化
一) 氧化 用常见的强氧化剂(HNO3, KMnO4 / OH-,K2Cr2O7 / H2SO4)氧化致最终产物

40 此反应可用于检查醇的含量,例如,检查司机是否酒后驾车的分析仪就有根据此反应原理设计的。在100ml血液中如含有超过80mg乙醇(最大允许量)时,呼出的气体所含的乙醇即可使仪器得出正反应。(若用酸性KMnO4,只要有痕迹量的乙醇存在,溶液颜色即从紫色变为无色,故仪器中不用KMnO4)。 伯醇氧化生成醛,醛能进一步氧化生成羧酸,要想得到醛,必须把生成的醛立即蒸出。

41 (选择性氧化烯丙位羟基  α,β-不饱和醛或酮)
一些重要的有选择性的氧化剂 活性MnO2 (选择性氧化烯丙位羟基  α,β-不饱和醛或酮) 1o 醇  醛 2o 醇  酮 CrO3 / H2SO4 / 丙酮 (Jones试剂,酸性体系,不影响双键)

42 (Sarrett试剂 或 Collins试剂,碱性体系,不影响双键)
CrO3 / 吡啶 (Sarrett试剂 或 Collins试剂,碱性体系,不影响双键) 红色晶体, 溶于 CH2Cl2 1o 醇  醛, 2o 醇  酮

43 伯、仲醇的蒸气在高温下通过催化发生脱氢反应,生成醛和酮。 常用的催化剂是铜、银或铬酸铜。
[(CH3)3CO]3Al / 丙酮 或 [(CH3)2CHO]3Al / 丙酮(Oppenauer 氧化) 2o醇  酮,不影响双键 二) 醇的脱氢反应 伯、仲醇的蒸气在高温下通过催化发生脱氢反应,生成醛和酮。 常用的催化剂是铜、银或铬酸铜。

44 七. 多元醇及其性质 重点:邻二醇 邻二醇的制备

45 酮的双分子还原 邻二醇 (Pinacol类化合物) 适合制备对称邻二醇

46 2 多元醇的反应 1)、螯合物的生成 2) 多元醇的选择性氧化

47 多元醇与HIO4反应机理 立体化学:邻二醇同侧 注意: ①.鉴别时注意下列结构也和高碘酸反应

48 ②.反式邻二醇不被高碘酸氧化 ⑶.这个反应是定量地进行的,可用来定量测定1,2-二醇的含量(非邻二醇无此反应 )。

49 3)、片呐醇(四羟基乙二醇)重排 Pinacol重排 Pinacol重排机理 重排动力: 稳定 脱水 迁移 Pinacol
Pinacolone (频哪酮 ) Pinacol重排机理 脱水 迁移 重排动力: 稳定

50 主要产物 次要产物

51 如果反应物不对称,反应进行的方向由生成碳正离子的稳定性决定。
注意:①哪个羟基先质子化? 形成稳定碳正离子 ②哪个基团迁移? 芳基优先迁移 (电子密度大的基团优先迁移)

52 ⑶ 只要在反应中形成 都可发生片呐类型重排。 AgNO3 / CH3CH2OH

53 4 醇的制法 1)、由烯烃制备 ⑴、烯烃的水合 ⑵、硼氢化–氧化反应 ⑶、 羟汞化–脱汞反应 反应特点:1°操作简单,产率高。
2°反马氏规律的加成产物,是用末端烯烃制备伯醇的好方法。 3°立体化学为顺式加成。 4°无重排产物生成 ⑶、 羟汞化–脱汞反应

54 特点:符合马氏加成,不重排。 用于制备仲、叔醇。

55 2)、羰基化合物的还原 醛、酮分子中的羰基用还原剂(NaBH4,LiAlH4)还原或催化加氢可还原为醇。 不饱和醛、酮还原时,若要保存双键,则应选用特定还原剂。如: NaBH4,LiAlH4

56 3) 由Grignard试剂合成醇 注意:1°反应的第一步要绝对无水,因此两步一定要分开。 2°制格氏试剂的底物应无易与格氏试剂反应的基团。

57 ①. 与甲醛 得增长一个碳链的伯醇 与其它醛 得增长一个碳链的仲醇 与酮 得增长一个碳链的叔醇

58 ②. 与环氧乙烷 得增长两个碳链的伯醇 δ- δ- δ+ + δ+ ③.除RMgX外RLi、RC≡CNa也可和醛、酮、环氧乙烷反应 +

59 (4) 卤代烃水解 一般情况下,醇比卤代烃容易得到,通常是用醇合成卤代烃,所以这个方法只在特殊情况下才使用。

60 [设计合成路线] ————————————————————

61

62 重要的醇 一、甲醇 有毒性,甲醇蒸气与眼接触可引起失明,误服10ml失明,30ml致死。 二、乙二醇制法 乙二醇是合成纤维“涤纶”等高分子化合物的重要原料,又是常用的高沸点溶剂。乙二醇可与环氧乙烷作用生成聚乙二醇。聚乙二醇工业上用途很广,可用作乳化剂、软化剂、表面活化剂等。

63 §10-2 消除反应 卤代烷分子脱HX和醇的分子内脱水生成烯烃的反应,称为消除反应,( elimination reaction )

64 一、β-消除反应 1)消除反应的反应历程 E1 EC1 E2

65 双分子消除反应(E2) 亲核取代反应SN2 β- 消除反应E2 上述反应的本质差别在于:按①进行反应,碱进攻的是α-C,发生的是亲核取代反应;按②进行反应,碱进攻的是β-H,发生的是消除反应。 卤代烷的双分子消除反应是通过一个过渡状态,一步完成的。

66 动力学上表现为二级反应,反应速度和反应物的浓度及试剂的浓度都成正比。
v = k[CH3CH2CH2Br] [OH-] 在反应中,试剂可以进攻α-碳原子,生成取代产物,因此E2和SN2反应常同时发生,互相竞争。 伯卤代烷在强碱作用下的消除反应,主要是按E2历程进行的。

67 单分子消除反应(E1) 反应是分二步进行的,生成碳正离子的一步最慢,是决定整个反应速度的步骤。 v = k [(CH3)3CBr] 反应中生成的碳正离子,消除反应,也可以和亲核试剂发生加成反应,或重排为更稳定的碳正离子。

68 伯、仲、叔醇的脱水反应,都是按E1历程进行的,但要在强酸催化下进行。
醇脱水反应活性次序为:叔醇 > 仲醇 > 伯醇。

69 2 消除反应的取向 反应的主要产物是服从 规则的烯烃。 E1消除: 活化能较高,不易形成。 活化能较低,易于形成。 五个σ-π超共轭效应
反应的主要产物是服从 规则的烯烃。 E1消除: 活化能较高,不易形成。 活化能较低,易于形成。 五个σ-π超共轭效应 九个σ-π超共轭效应

70 E1反应决定产物结构的是第二步,因此,第二步过渡状态的稳定性决定反应的取向。
R+ 双键上烷基少 R—X 双键上烷基多 反应进程

71 E2消除: 由此可见,无论是过渡态的稳定性,还是产物的稳 定性,都说明主要产物应是saytzeff产物。

72 当消除的β- H所处位置有明显的空间位阻或碱的体积很大时,其主要产物将是Hofmann产物。例如:
1 离去基团离去倾向大,有利于札依采夫烯 2 碱性增强,体积加大,有利于霍夫曼烯 3 β-氢的空间位阻增强,有利于霍夫曼烯

73 3 消除反应的立体化学 E1反应由于在反应中生成碳正离子中间体,因此没有立体择向性。 E2消除反应的立体化学—— 立体专一性反应 立体专一性反应 (Stereospecific Reaction) 具有一定立体结构的底物通过反应只生成一种类型的立体异构体。 立体有择性反应(Stereoselective Reaction) 底物通过反应可以生成 2 个以上立体异构体,其中有一个占优势。

74 1-溴-1,2-二苯基丙烷的消除反应 消除为立体专一性

75 消除需符合共平面几何要求(H-C-C-X 共平面)
反式共平面消除 顺式共平面消除

76 消去的 H 和 X 必须在同一平面上,才能满足逐渐生成的 p轨道最大限度的交叠。
E2 消除为反式共平面消除(反式消除) sp3  sp2 消去的 H 和 X 必须在同一平面上,才能满足逐渐生成的 p轨道最大限度的交叠。 H与X为反式共平面 负电荷相距较远 交叉式构象

77 考虑顺式共平面消除(顺式消除) H与X为顺式共平面 负电荷相距较近,有排斥作用 重叠式构象,较不稳定。

78 反式消除与顺式消除其过渡态能量比较: 对位交叉构象 重叠构象 结论:顺式消除比反式消除难发生

79 1,2-二苯基-1-溴丙烷的两对对映体的消除反应。
反式共平面消除

80 反式共平面消除

81 卤代环己烷发生消除反应时,处于卤素原子反式位置上的β-氢优先消除。

82 邻二卤代烷失卤素 共平面反式消除。中间体:碳负离子。 1) 碘化物与邻二卤代烷作用 2) 金属锌与邻二卤代烷作用

83 4、影响消除反应机理的一些因素 有利于E2机理的因素: R-X:1o R-X,烷基位阻小 B(碱):强碱、大浓度有利
溶 剂: 弱极性溶剂有利(过渡态电荷分散,极性减小) 有利于E1机理的因素: R-X:3o R-X B(碱):对E1反应影响较小,但弱碱或低浓度碱,可减少E2的竞争 溶 剂:大极性溶剂有利(过渡态电荷密度增加,极性加大)

84 5、与亲核取代反应的竞争 1). 烃基结构的影响 α-C上烃基↑,因空间位阻增大,故对SN2反应不利而对SN1、E1反应有利。 α-C上烃基↑,虽然对进攻α-C不利,但对进攻β-H的影响不大,相对而言,对E2反应有利。

85 β-C上烃基↑,对SN2、 E2都不利,而对SN1、 E1有利,但对E1更有利
伯卤代烷 SN2 E2 90.2% 9.8% 40.5% 59.5% 4.4% 94.6%

86 叔卤代烷有利于单分子反应,但当有强碱存在时,主要发生E2反应。
SN2 E2 7% 93% 烯丙型和苄基型卤代烃容易发生消除反应。

87 (2) 外界因素的影响 试剂碱性强,浓度大,体积大,有利于E2;试剂亲核性强,碱性弱,体积小,有利于SN2。 高浓度的强碱性弱亲核试剂同样对E1有利。

88 极性小的溶剂有利于E2,这是由于极性大的溶剂不利于电荷的分散。
SN2 E2 较高的温度有利于消除反应,这是由于消除反应的活化过程中需要拉长碳氢键,而亲核取代反应则不需要。

89 6 α-消除反应 碳烯是有机反应的活性中间体,它的主要反应有对双键的加成和对σ键的插入反应。

90 §10-3 酚 一 结构和命名 酚是羟基直接和芳环相连的化合物。 根据羟基的数目,分别称为一元酚、二元酚和多元酚。

91 酚的命名,是以酚羟基所取代的芳烃名称后加“酚”字。
苯酚 phenol o-methylphenol 邻甲基苯酚 4-烯丙基-2-甲氧基苯酚 4-allyl-2-methoxyphenol 2,4,6-三硝基苯酚 picric acid 苦味酸

92 二 物理性质 多数酚在室温下是固体,大多数酚有不好闻的气味,有些有香味。 纯酚是无色的,但往往由于氧化而带有红色至褐色。
酚类化合物都有杀菌作用,杀菌能力随羟基数目的增多而增大。 苯酚及其低级同系物微溶于水,可溶于热水。

93 三、 一元酚的化学性质 氧化 酚羟基的酸性 亲核性 芳环上的反应的亲电取代

94 苯酚能溶于NaOH、Na2CO3,而醇只能和Na反应。
1 酚羟基的酸性 p-π 苯酚能溶于NaOH、Na2CO3,而醇只能和Na反应。 + 酸性: 碳酸 > 苯酚 > 醇 pKa 6.38 18 10 反应可用于酚的分离和鉴别。

95 酚的酸性比醇强的原因:p -π共轭体系,使苯氧负离子的电荷分散,较稳定。
酚的苯环上连有强吸电子基团使酸性增强。连有供电子基团使酸性减弱。 pKa 0.71 10.28

96 取代苯酚的酸性强弱: question answer d > b > c > a < >

97 不同的酚所产生的颜色不相同,这个反应常用于各种酚的定性检验。
与FeCl3的显色反应: 紫色 不同的酚所产生的颜色不相同,这个反应常用于各种酚的定性检验。 具有烯醇式结构的化合物都可发生这样的显色反应,苯酚也可看作是烯醇式结构的化合物。

98 2 酚羟基的亲核性 芳醚的生成 aspirin

99 3 芳环上的反应 羟基是强的致活邻、对位基团,所以酚环上很容易发生各种亲电取代反应。 卤代: 在室温下迅速反应,可用于苯酚的定性检验。

100 邻硝基苯酚和对硝基苯酚可用水蒸气蒸馏法分离。
硝化: 邻硝基苯酚和对硝基苯酚可用水蒸气蒸馏法分离。 沸点低 216℃ 沸点高 279℃分解

101 亚硝化: 亚硝基离子NO+是较弱的亲电试剂,羟基使苯环活化,因此能够顺利的进行亲电取代,得到对亚硝基苯酚。

102 磺化:

103 在引入两个磺酸基后使苯环钝化,与浓硝酸作用时不易被氧化,同时由于磺化为可逆反应,两个磺酸基能被硝基置换,生成苦味酸。

104 酰基化 + + (主) 对羟基苯乙酮 + 95%

105 4 氧化反应 酚类很容易氧化,与空气长期接触颜色会逐渐变深; 用重铬酸钾氧化苯酚,可得黄色的对苯醌。

106 重要的酚 (1) 苯酚 又名石碳酸, 在空气中放置或在光照下变红, 有臭味。 熔点为40.91℃,沸点181.84℃。
有毒,对皮肤有腐蚀作用,稍溶于冷水,易溶于乙醇和乙醚。 苯酚是重要的化工原料,工业上合成苯酚主要有 磺化法 异丙苯氧化法 卤苯的水解

107 磺化法:

108 异丙苯法:

109 机理: +

110 卤苯的水解 350℃ 90~120℃ (2) 对苯二酚、萘酚、维生素E

111 §10-4 醚 通式为R—O—R, 醚和碳原子数目相同的醇互为同分异构体。 一、 醚的结构,分类和命名 结构 sp3杂化

112 sp2杂化 苯甲醚

113 分类 简单醚 饱和醚 混合醚 不饱和醚 芳香醚 环醚 大环多醚(冠醚)

114 一般的醚的名称以与氧相连的烃基名称加上“醚”字,这不是系统名称;
醚的命名,常用衍生物命名法: 一般的醚的名称以与氧相连的烃基名称加上“醚”字,这不是系统名称; 英文名是在ether前面加上烃基的名称。 1、 简单醚在“醚”字前面写出两个烃基的名称。 乙醚 diethyl ether 二苯醚 biphenyl ether 2、混醚: 是将小基排前大基排后;芳基在前烃基在后,称为某基某基醚。

115 3、烃基结构复杂的醚使用系统名称,将烷氧基作为取代基命名。
甲乙醚 methyl ethyl ether 乙基叔丁基醚 ethyl t-butyl ether 苯甲醚 anisole 乙二醇二甲醚 1,2-dimethoxyethane 3、烃基结构复杂的醚使用系统名称,将烷氧基作为取代基命名。 4-异丙氧基-1-丁醇

116 环醚是以烃的环氧衍生物命名的。 环氧丙烷 四氢呋喃 tetrahydrofuran(THF) epoxypropane 1,4-二氧六环
1,4-dioxane

117 5、冠醚(Crown Ethers) 含有多个氧的大环醚,形状似王冠。 m-冠-n m: 碳、氧原子总数 n: 氧原子数 12-冠-4
15-冠-5 O 苯并-15-冠-5 O O O O O

118 二、物理性质 物态:甲醚、甲乙醚为气体,大多数醚在室温下为液体,有香味,易燃。
沸点比醇或酚低得多,与分子量相当的烷烃很接近,原因是醚的分子间不能以氢键缔合。 相对密度比醇小,原因也是分子间不能形成氢键。 在水里的溶解度和同碳原子数的醇相近。

119 三、 化学性质 氧有碱性,可与酸结合 C上连有氧, H易被氧化 醚在中性、碱性和弱酸性条件下稳定,常用作溶剂 a碳有亲电性,但难亲核取代

120 1、 醚键氧的碱性: Oxonium salt Brönsted碱 Lewis碱

121 醚键在中性、碱性或弱酸性条件下不会断裂。
2、 醚键的断裂 醚键在中性、碱性或弱酸性条件下不会断裂。 分析:中性、碱性条件下 差离去基 难进行 分析:弱酸性条件下 可离去,离去能力比H2O差 (亲核能力弱及浓度稀时) 难进行

122 醚键可被 HI 和 HBr 在加热下断裂 HX过量时,生成2分子卤代烷

123 不对称醚醚键的开裂取向 基团体积差别不大 1o 较大 2o 如何解释以上反应取向? 3o 很大

124 醚键开裂机理(亲核取代反应机理) SN2 机理 SN2 SN2,位阻影响为主 SN1 机理 SN1 SN1,中间体稳定性为主

125 反应一般按SN2历程进行,较小的烷基变成碘代烷。
一芳基醚生成酚和卤代烷,二芳基醚则不易断裂。

126 (3) 自动氧化 醚α-位上的H容易在C-H之间发生自动氧化,慢慢生成过氧化物。 提示:醚类试剂(乙醚、THF等)久置使用时要当心 先用淀粉-KI(2%的醋酸溶液)试验 蒸馏时勿蒸干 可用还原剂处理除去过氧化物(如FeSO4,LiAlH4,Na等)

127 4 醚的制法 (1) 由醇脱水 此法只适用于制简单醚,且限于伯醇,仲醇产量低,叔醇在酸性条件下主要生成烯烃。 (2) Williamson合成法

128 硫酸二甲酯和硫酸二乙酯常用来代替卤代烃,制备芳香族甲醚及芳香族乙醚。
在Williamson反应中,醇钠和酚钠作为亲核试剂和卤代烷发生SN2反应,同时伴随消除反应。 合成时必须选择伯卤代烷作原料,如果用叔卤代烷只能得到烯烃。

129 Ullmann反应:用卤代苯制取二苯醚。
5 重要的醚 (1) 乙醚 (2) 环氧乙烷 酸催化开环加成:和水、醇、酚、卤代烃等反应。

130 碱性条件下的反应,是典型的SN2反应,反应物的空间位阻影响很大,试剂进攻位阻小的碳原子。

131 碱性条件下开环加成:需要碱性、亲核性都强的试剂,如RO-、C6H5O-、NH3等,才能发生反应。
一般情况下,酸催化时,亲核试剂进攻取代较多的碳原子;碱性条件下时,亲核试剂进攻取代较少的碳原子。 反应都是按SN2历程进行的。

132 环氧乙烷与格氏试剂反应时,也是典型的SN2反应。

133 4 冠醚 合成冠醚,可用Williamson合成法。

134 冠醚对金属离子的络合 合成上的应用举例 冠醚的作用 络合正离子,使负离子“裸露” 相转移催化剂

135 “host-guest chemistry ”
The Nobel Prize in Chemistry 1987                                 "for their development and use of molecules with structure-specific interactions of high selectivity"                                 Donald J. Cram (1919 ~ 2001) Jean-Marie Lehn (1939 ~ ) Charles J. Pedersen (1904 ~ 1989) 提出 “主客体化学” 概念 “host-guest chemistry ” 提出“超 分子化学”概念 “supramolecular” 发现了冠醚


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