《有机化学醇和醚》PPT课件.ppt

第一部分醇第二部分醚 第九章醇和醚 AlcoholsandEthers 10 1醇分类和命名 10 2醇的结构 10 3醇的化学性质 10 4醇的物理性质 10 5醇的制法 10 6重要的醇 第一节醇的分类 命名 脂肪烃分子中的氢 芳香族化合物侧链上的氢被羟基取代后的化合物称为醇 如 CH3OHPhCH2OH 一醇的分类 1 伯醇 仲醇 叔醇 OH所连C的级别 2 一元醇 二元醇 三元醇 OH的个数 3 饱和醇不饱和醇芳醇 OH所连C的饱和程度 二醇的命名 1 普通命名法 此法按烷基的普通名称命名即在烷基后面加一个醇字 2 IUPAC命名法 1 主链 选包含羟基所连的碳最长的链为主链按碳原子数称某醇2 编号 从靠近羟基的碳原子一端开始 3 书写 在写出全名时 把羟基所在的碳原子的号数写在某醇之前 对于结构不复杂的醇 可以把甲醇作为母体 把其他醇看作是甲醇的烷基衍生物 第二节醇的结构 1 醇羟基中的O是sp3杂化 2 大部分醇的羟基与sp3杂化的碳原子相连 烯醇中的羟基与sp2杂化的碳原子相连 化学反应 1 与活波金属作用2 亲核取代 生成卤代烃 3 与无机酸作用 生成无机酸酯 4 消除反应 脱水反应 5 氧化反应 脱氢 第三节醇的化学性质 一 与活泼金属的反应 酸性 ROH H2O碱性 RONa NaOH 液态醇的酸性强弱顺序 酸催化使羟基质子化 生成质子化醇 减弱C O键 然后以水的形式离去 二卤代烃的生成 亲核取代 1 SN1机制 多数2o3o醇 机理 2 SN2机制 多数1o醇 问题 下面的反应能否顺利进行 酸催化使羟基质子化 减弱C O键 然后以水的形式离去 上式没有质子化 所以不能进行亲核取代反应 反应按SN1历程 有碳正离子重排 Lucas试剂 浓HCl 无水ZnCl2 1 与Lucas试剂反应 2 与PX3 SOCl2反应 反应不发生重排 三与无机酸反应 四脱水反应 醇脱水成烯的反应速率 3o醇 2o醇 1o醇 E1机理 消除取向 1 反应物 氢从含氢较少的 C碳上脱去 2 产物 生成双键碳上取代基较多的稳定的烯烃 Saytzeff规则 扎衣切夫规则 1 生成烯 分子内脱水 2 生成醚 分子间脱水 五氧化 脱氢 氧化 2 选择性氧化剂 MnO2 C为不饱和键的1o 2o醇 双键保留 产物 醛或酮 第四节醇的物理性质 一状态1 低级的一元饱和醇为无色中性液体 与水以任何比例相溶2 四至十一个碳的醇为油状液体 可部分地溶于水 3 高级醇为无臭 无味的固体 不溶于水 二熔点 沸点低级醇的熔点和沸点比碳原子数相同的烃的熔点和沸点高得多 为什么醇具有较高的沸点 分子间氢键缔合 多元醇 分子中两个以上位置可形成氢键 易溶于水 醇在强酸中的溶解度比在水中大 醇分子中烃基对氢键缔合有阻碍作用 随含碳数的增加氢键形成作用减弱 第五节醇的制法 一 烯烃的水合 1 马氏加成 不发生重排2 产物生成仲醇 2 醇 二硼氢化 氧化反应 产物 生成伯醇 1 醇 比较 三从醛 酮 羧酸及其酯还原 NaBH4对羧酸及衍生物没有还原作用 LiAIH4对不饱和键无还原作用 对羧酸及衍生物有还原作用 四从格利雅试剂制备 3 制3o醇 二醇的制备 五从卤烃水解 1 2 3 第六节重要的醇 一甲醇 甲醇最初是由木材干馏得到的 故称为木精 在工业上用合成气 CO和H2 或天然气为原料在高温和催化剂存在下直接合成 甲醇为无色液体 沸点64 7 易燃有毒 饮用甲醇后可使人失明 10ml 死亡 30ml 甲醇和汽油混合成甲醇汽油甲醇主要用来制备甲醛以及在有机合成工业中用作甲基化试剂和溶剂 在有机合成中有很广泛的用处 二乙醇 乙醇俗称酒精 制备乙醇通常是发酵方法 但由于消耗大量粮食 所以现在一般都以石油裂解得到的乙烯为原料 用水合法制乙醇 乙醇和水是恒沸混合物 恒沸物不能用蒸馏方法分离其中的各组份 所以工业乙醇中总含有4 4 的水 如何制备无水乙醇呢 实验室制无水乙醇 先将工业乙醇与生石灰共热 除去其中一部分水 99 5 然后再用镁除去微量水分 可得到99 95 的无水乙醇 在工业上如何制备无水乙醇 请同学们课自行查阅相关资料 1 乙醇是重要的化工原料 由它可以合成百种以上的有机化合物 2 乙醇是一种常用的溶剂 3 乙醇能使细菌的蛋白质变性 临床上使用70 或75 的水溶液作外用消毒剂 三 乙二醇 乙二醇为具有甜味的粘稠液体 俗称甘醇 可与水混溶 不溶于乙醚 60 乙二醇水溶液的凝固点为 49 是较好的防冻剂 乙二醇一般都由乙烯制备 有两种主要的方法 乙烯次氯酸化法和乙烯氧化法 四 丙三醇 甘油 丙三醇 是具有甜味的粘稠液体 沸点290 与水混溶 在空气中吸水性很强 不溶于乙醚 氯仿等有机溶剂 工业上主要用于制甘油三硝酸酯 炸药 在医药 烟草 化妆品工业中 甘油是很好的润湿剂 五 苯甲醇 苯甲醇俗称苄醇 它是一个最重要最简单的芳醇 存在于茉莉等香精油中 苯甲醇为无色液体 具芳香味 微溶于水 溶于乙醇 甲醇等有机溶剂 工业上可从苯氯甲烷在碳酸钾或碳酸钠存在下水解而得 返回 设计合成路线 10 7醚的分类和命名 10 8醚的结构 10 9醚的性质 10 10醚的制法 10 11重要的醚 醚 Ethers 一醚的分类 醚根据醚键 O 两端烃基的不同 醚可分为 第七节醚的分类和命名 二醚的命名 1 习惯命名法 1 单醚是在烃基名称之后加上醚字 2 混醚中两个不同基团排列顺序通常是先小基团后大基团原则3 芳香醚习惯芳烃基在前 简单醚R O R CH3OCH3 甲醚乙醚 混合醚R O R 甲基叔丁基醚 苯甲醚 2 系统命名法 1 取碳链最长的烃基为母体2 以较小基团烷氧基作为取代基进行命名 称为 某烷氧基某烷 2 甲氧基戊烷1 甲基 4 乙氧基苯 环醚 碳链与氧原子形成环状结构的醚 以 环氧 作词头或用杂环命名 1 2 环氧丙烷5 甲基 1 3 环氧 2 氯庚烷四氢呋喃 冠醚 含有多个氧的大环醚 形状似王冠 12 冠 4苯并 15 冠 5 m 冠 nm 碳 氧原子总数n 氧原子数 醚 1 可以看作是醇羟基的氢原子被烃基取代后的产物 2 水分子中的两个氢原子被烃基取代物 其通RO R 其中 O 称为醚键 第八节醚的结构 通常认为醚键中的氧不杂化 第九节醚的化学性质 醚1 氧原子与两个烃基相连 分子的极性很小 2 化学性质很稳定 仅次于烷烃 对强酸 强碱稀酸 氧化剂及还原剂都十稳定 一 羊盐的生成和醚键的断裂 1 醚键的氧原子具有孤对电子 能与强酸中的氢离子结合形成类似盐类结构的化合物 羊盐 2 羊盐能溶于强酸H2SO4 HCl中 用于醚的提纯 分离 酚羟基 醇羟基的保护 1 用CH3I或 CH3 2SO4处理生成醚2 酸化 芳基烷基醚断裂 生成卤代烃和酚 二过氧化物的生成 爆炸性 醚对氧化剂较稳定 但与空气长期接触 能被空气氧化生成过氧化物 具有爆炸性 为什么醚蒸馏前必须纯化 讨论 如何检验醚中含有过氧化物 如何除去过氧化物 检验醚中有无过氧化物存在的方法 1 用KI 淀粉试纸检验 如有过氧化物存在 KI被氧化成I2而使含淀粉试纸变为蓝紫色 2 加入FeSO4和KSCN溶液 如有过氧化物存在 亚铁离子被氧化成铁离子 后者与KSCN作用生成红色络离子 除去过氧化物的方法 1 加入还原剂如Na2SO3或FeSO4后摇荡 以破坏过氧化物 2 在贮藏醚类化合物时 在醚中加入少量金属钠或铁屑 以防止过氧化物形成 第十节醚的物理性质 一状态 除甲醚和甲乙醚是气体外 其余醚大多是无色液体并有特殊的气味 二 相对密度小于1 三 沸点 醚分子间不能形成氢键 其沸点分子量相近烷烃接近 低于其同分异构的醇 对大多数醚而言 一般只微溶于水 而易溶于有机溶剂 醚本身是一个很好的有机溶剂 第十一节醚的制法 一醇分子间失水 二Willamson 威廉森 合成法 第十二节重要的的醚 一乙醚 乙醚是无色透明液体 具有刺激性气味 沸点是34 6 极易挥发和燃烧 乙醚蒸汽密度比空气重2 5倍 易沉积于地面 当空气中含有1 85 3 65 v v 的乙醚时 即引起燃烧和爆炸 使用乙醚时应保持高度警惕 远离明火 将实验中逸出的乙醚引入水沟排出户外 乙醚的极性小 较稳定 是良好的有机溶剂 乙醚能溶于乙醇 苯 氯仿等有机溶剂中 乙醚具有麻醉作用 在医药上可作为麻醉剂 二环氧乙烷 1 环氧乙烷为无色有毒气体 沸点11 2 可与水混溶 可溶于乙醇 乙醚等有机溶剂 3 爆炸极限是3 6 78 v v