08醚和还氧化合物.ppt

1 第八章醚和环氧化合物 醚是两个烃基通过氧原子连接起来的化合物 第八章醚和环氧化合物 ethersandepoxides 环氧化合物多指含有三元环的醚及其衍生物 醚的通式 R O R R Ar 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作气溶胶喷射剂和致冷剂 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 2 第八章醚和环氧化合物 乙醚 乙烯基醚 甲氧氟烷可用作吸入麻醉剂 除草剂 冠醚在有机合成中作为相转移催化剂 还可应用与稀土元素的分离 3 内容提要 第一节醚 一结构和命名 二物理性质 三化学性质 第二节环氧化合物 一结构与命名 二开环反应 四冠醚 三开环反应机制 4 第八章醚和环氧化合物第一节醚 一 结构和命名 第一节醚 一 醚的结构和命名 通式 R O R Ar O R或Ar O Ar 醚键中的氧多为sp3杂化 键角约为110 醚的官能团为醚键 121o 142pm 142pm 136pm 一 结构 5 第八章醚和环氧化合物第一节醚 一 结构和命名 R O R Ar O RAr O Ar R O RAr O Ar 醚 醚的分类 6 二甲基醚 甲醚 甲基叔丁基醚 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 下页 首页 二 命名 1 普通命名法 A基B基醚 单醚一般省略 二 字 混醚按先小后大 先芳基后脂肪烃基排列 二苯基醚 苯醚 苯基异丙基醚 苯异丙醚 7 2 系统命名法 将碳链较长的烃基作母体 较小烃基与氧作为取代基 称 某烃氧基某烃 2 甲氧基戊烷 1 4 环氧丁烷 四氢呋喃 1 4 二氧六环 二噁烷 2 乙氧基 3 戊醇 第八章醚和环氧化合物第一节醚 一 结构和命名 环醚 通常称为环氧某烷 或看成杂环的衍生物 环氧乙烷 1 2环氧丙烷 8 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 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的醇相近 9 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 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 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 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 10 第八章醚和环氧化合物第一节醚 三 醚的化学性质 应用 醚由于生成盐能溶于冷的浓硫酸 而烷烃和卤代烃不溶 利用此性质可鉴别醚与烷烃和卤代烃 例 例 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B 乙醚C 苯酚D 苯乙醚 11 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HI加热处理 醚键断裂 生成卤代烃和醇 若HI过量 醇可继续生成卤代烃 1 反应机理 1 通常伯烷基醚易按SN2机制进行 SN2 12 2 叔烷基醚易按SN1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 含伯烷基的醚较小烃基生成卤代烃 较大烃基生成醇 若含有叔烃基 生成叔烃基卤 若为芳基烷基醚 总是生成酚和碘代烃RI 二芳基醚通常不易与HI发生醚键的断裂反应 特例 13 问题 用无水HBr断裂有旋光性的甲基仲丁基醚时 产生溴甲烷和仲丁醇 仲丁醇的构型和旋光性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 14 三 过氧化物的生成 乙醚过氧化乙醚 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 第八章醚和环氧化合物第一节醚 三 醚的化学性质 过氧化醚的检验 酸性碘化钾 淀粉试纸 变蓝 FeSO4 KSCN 变红 过氧化醚的除去 还原剂硫酸亚铁或亚硫酸钠饱和溶液将醚充分洗涤 然后再进行蒸馏 15 四 冠醚 crownether 冠醚是分子中含有多个 OCH2CH2 结构单元的大环多醚 因其立体结构像王冠 故称冠醚 第八章醚和环氧化合物第一节醚 四 冠醚 18 冠 6 18 crown 6 冠醚的命名以 x 冠 y 表示 x代表构成环的碳和氧原子总数 y代表环中的氧原子数 12 冠 4 12 crown 4 15 冠 515 crown 5 16 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 因此冠醚可用来分离及测定某些金属离子 18 冠 6 配合物K 18 冠 6 第八章醚和环氧化合物第一节醚 四 冠醚 17 第二节环氧化合物 第八章醚和环氧化合物第二节环氧化合物 环氧化合物 epoxides 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 105 149pm 147pm 18 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 根据相应的烯烃称为 氧化某烯 氧化乙烯 环氧乙烷 氧化丙烯 1 2环氧丙烷 氧化异丁烯 2 系统命名法 以 环氧乙烷 为母体 三元环中氧原子编号为 2 甲基 2 乙基环氧乙烷 2 3 二甲基环氧乙烷 2 乙基环氧乙烷 19 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 环氧化物分子中存在张力很大的三元环 化学性质活泼 与酸 碱或其它强的亲核试剂均能直接进行开环反应 一 酸催化开环反应 20 二 碱催化开环反应 环氧化合物在强碱作用下 环被打开 生成相应的加成产物 第八章醚和环氧化合物第二节环氧化合物 二 开环反应 21 非对称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 在酸催化下 亲核试剂主要进攻取代基较多的环氧碳原子 在碱性条件或用强亲核试剂下 进攻取代基较少的环氧碳原子 22 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 酸性条件下 首先生成质子化环氧化合物 然后亲核试剂进攻质子化环氧化合物 迅速开环生成产物 在亲核试剂进攻之前C O键断裂 形成碳正离子 稳定 不稳定 Cl SN1机制 23 2 碱催化开环反应机制 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 亲核试剂优先进攻空间位阻较小的碳 开环带有SN2的性质 24 问题 写出2 乙基环氧乙烷与下列试剂反应的方程式 1 甲醇和硫酸 2 甲醇和甲醇钠 3