Chapter 10 醚和环氧化合物

1、第十章第十章 醚和环氧化合物醚和环氧化合物（ethers & epoxides）本章重点：本章重点：1. 醚、环氧化合物和冠醚的结构醚、环氧化合物和冠醚的结构2. 醚和环氧化合物的性质醚和环氧化合物的性质鐊盐鐊盐的形成，醚与金属形成络合物，酸催化条件下的醚的形成，醚与金属形成络合物，酸催化条件下的醚键断裂，酸、碱催化下环氧化合物中醚键的断裂键断裂，酸、碱催化下环氧化合物中醚键的断裂 。本章难点：本章难点： williamson醚合成法，醇羟基的保护。醚合成法，醇羟基的保护。 酸、碱催化下环氧化合物中醚键的断裂酸、碱催化下环氧化合物中醚键的断裂 。10.1 醚和环氧化合物的命名醚和环氧化合物的命

2、名 简单醚简单醚 r-o-rch3ch2och2ch3 混合醚混合醚 r-o-r ch3oc(ch3)3och3ch3chch2ch2ch3och3ch3ch2och3 2-甲氧基戊烷甲氧基戊烷 1-甲基甲基-4-乙氧基苯乙氧基苯10.1.1 无环醚无环醚 对于简单的醚，用习惯命名法：小在前，大在后；芳基对于简单的醚，用习惯命名法：小在前，大在后；芳基放在烷基前命名。放在烷基前命名。 对于比较复杂的醚，用对于比较复杂的醚，用系统命名法系统命名法：取碳链最长的烃基：取碳链最长的烃基为母体，以烷氧基作为取代基。为母体，以烷氧基作为取代基。10.1.2 环醚（其中三元环的环醚称为环氧化合物）环醚（其

3、中三元环的环醚称为环氧化合物） 碳链与氧原子形成环状结构的醚。以碳链与氧原子形成环状结构的醚。以“环氧环氧”作词头或作词头或用杂环命名。用杂环命名。och2ch3choch2chchch2chch2ch3clch3o 1,2-环氧丙烷环氧丙烷 5-甲基甲基-1,3-环氧环氧-2-氯庚烷氯庚烷 四氢呋喃四氢呋喃 冠醚冠醚含有多个氧的大环醚，形状似王冠。含有多个氧的大环醚，形状似王冠。ooooooooo 12-冠冠-4 苯并苯并-15-冠冠-5m-冠冠-nm: 碳、氧原子总数碳、氧原子总数n: 氧原子数氧原子数10.1. 3 多元醚多元醚ch3och2ch2och3ch3och2ch2och2ch

4、2och3 乙二醇二甲醚乙二醇二甲醚 一缩二乙二醇二甲醚一缩二乙二醇二甲醚 环状多元醚：环状多元醚： 冠醚类、冠醚类、1,4-二氧六环等都可以看成是乙二醇的衍生物。二氧六环等都可以看成是乙二醇的衍生物。oo1,4dioxane10.2 醚和环氧化合物的结构与物理性质醚和环氧化合物的结构与物理性质oh3ch3csp3沸点：比同碳原子数的醇类低的多。沸点：比同碳原子数的醇类低的多。c2h5oc2h5 bp 34.6，c4h9oh bp 117.7水溶性：环状醚有较好的水溶性。水溶性：环状醚有较好的水溶性。乙醚的水溶性：乙醚的水溶性：8g/100g水，水， 四氢呋喃：与水混溶四氢呋喃：与水混溶ir:

5、co伸缩：伸缩：10601300cm-1（强，宽）（强，宽）烷基醚：烷基醚：10601150cm-1，芳基醚：，芳基醚：12001275cm-1醚的结构：醚的结构：环氧化合物的结构：环氧化合物的结构：o61.5o0.147nm0.144nm59.2o10.3 醚的化学性质醚的化学性质10.3.1 醚的自动氧化醚的自动氧化ch3ch2och2ch3o2ch3choch2ch3oohnch3choch2ch3ooh-ch3ch2ohnch3choochooch3n醚分子中的醚分子中的a-h容易发生容易发生自由基取代反应自由基取代反应醚和醚和o2反应生成可爆炸的过氧化物。反应生成可爆炸的过氧化物。r

6、choch2rooh例：rch2och2r + oorchoch2r +oohrchoch2r oorchoch2r +oorchoch2r oo+ rch2och2rrchoch2r ooh+rchoch2r . . . . . . . .为什么醚蒸馏前必须纯化？为什么醚蒸馏前必须纯化？rorbf3ror + bf310.3. 2 醚的碱性和配位能力醚的碱性和配位能力lewis碱碱 lewis酸酸ror + hclror h+ cl-鐊盐鐊盐ror2rmgxrmgx+rorror10.3. 3. 醚键的断裂醚键的断裂ch3och2ch2ch3hich3-o-ch2ch2ch3h+ i-ch3

7、-o-ch2ch2ch3h+ i-+sn2ch3i + ch3ch2ch2ohch3ch2ch2i + h2o过量hi(ch3)3coch3 + hi(ch3)3coch3 + i- h+(ch3)3coch3 h+sn1(ch3)3c+ + ch3oh(ch3)3cii-过量hich3i + h2ohi hbr hcl 芳基烷基醚断裂芳基烷基醚断裂, 生成卤代烃和酚。生成卤代烃和酚。ch3i + agno3ch3ch2ohagi甲氧基定量测定法甲氧基定量测定法 酚羟基、醇羟基的保护：酚羟基、醇羟基的保护：hoch3hocoohoch3+ hioh + ch3ioch2ch3+ hioh+ c

8、h3ch2i【例【例1】ohch3(ch3)2so4naohoch3ch3kmno4och3cookhbrohcoohhoch2ch2br hoch2ch2ch2ohhoch2ch2br + (ch3)2c=ch2h2so4(ch3)3coch2ch2brmget2o(ch3)3coch2ch2mgbrhcho h3o+(ch3)3coch2ch2ch2oh浓h2so4hoch2ch2ch2oh + (ch3)2c=ch2ch2orh2pa/cch3 + roh 催化氢解催化氢解【例【例2】10.3.4 不对称不对称1, 2-环氧化合物的开环反应环氧化合物的开环反应1）酸催化开环）酸催化开环o

9、hh3ch+ohh3ch+rohohh3corhhr + +ohch3hhhhor+-h-ohch3hhhros 2）碱催化开环）碱催化开环ch3hch3mgbrh3o+och3ch3och3ch3ch3hch3ch3h3cch3hch3oh - -讨论讨论1.c6h5-hcnochch22.och3+ ch3ch2o- 3. c6h5ch2mgcl + och2chch31) et2o2) h3o+c6h5chch2ohcno hhh3co c h2c h3c6h5ch2ch2chch3oh10.4 醚和环氧化合物的制备醚和环氧化合物的制备10.4.1 醇分子间失水醇分子间失水2 ch3ch

10、2ohh2so4 130occh3ch2och2ch3 （简单醚）10.4.2 willamson(威廉森威廉森)合成法合成法(ar)rona + rxsn2(ar)ror + nax (混合醚)(ch3)3coch2ch3a. (ch3)3cx + ch3ch2onab. (ch3)3cona + ch3ch2xoch2ch3ona + ch3ch2xch3ch2ona + xa.b.【分析以下合成原料的选择】：【分析以下合成原料的选择】： 10.4.3 制环氧化合物制环氧化合物cccl ohoh-ccoccocc+ rco3h工业上制环氧乙烷采用乙烯为原料催化氧化法：工业上制环氧乙烷采用乙

11、烯为原料催化氧化法：h2c ch2+ 1/2 o2ag280-300oc, 1-2mpaoh2c ch210.5 冠醚冠醚 环腔结构。分子呈环形，中间有一个空隙，氧原子向内，环腔结构。分子呈环形，中间有一个空隙，氧原子向内，ch2向外。向外。主客体配合物主客体配合物 主体主体(host) 客体客体(guest) 选择性地络合不同金属离子，用于分离金属离子。选择性地络合不同金属离子，用于分离金属离子。ooooliooooook+ 作相转移催化剂作相转移催化剂kmno418-冠-6hooc(ch2)4cooh 100%+ kcnch3cn25oc 72hch2cl ch2cn (20 % ) + kcnch3cn25oc 0.4 hch2cl ch2cn (100 % ) 18-冠-6 rx + cn- rcn + x-