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1、第十章:醇、酚、醚有机化学C A I第十章:醇、酚、醚第1页第1页第十章 醇、酚、醚10-1 醇一、醇结构、分类与命名二、醇性质三、醇制备10-2 消除反应一、消除反应二、消除反应10-3 酚一、命名二、酚性质10-4 醚一、命名二、醚性质三、醚制备第2页第2页第十章:醇、酚、醚一、醇结构、分类与命名氧原子电子构型O8: 1S2 2S2 2P4 1. 醇结构ORH: SP3杂化SP3杂化轨道10-1 醇R-OHR-O-R/-OH2S轨道 2P轨道E第3页第3页 醇结构特点: -OH 连接在不饱和碳上,化合物不稳定; 一个碳上假如连有多个-OH,化合物不稳定。如:CH2=CH-OH CH3-C-

2、H=O重排如:R-CH-OH R-C-HOH=O-H2O第4页第4页2. 分类-OH 按-OH数 目分类:一元醇: CH2CHCH2 OH OH OH多元醇:CH2CH2OH OH二元醇:伯醇:RCH2-OH叔醇:R3C-OH仲醇:R2CH-OH 按烃基结 构分类: 脂环醇:脂肪醇:芳香醇:饱和醇:RCH2-OH不饱和醇:CH2=CHCH2OH -CH2-OH第5页第5页3. 命名 普通命名法:- 普通适合于简朴一元醇 (按相应烃来命名)有异构体,按正、异、仲、新、叔等命名甲醇环己醇苄醇CH3CH3CH3C-OHCH3CCH2-OHCH3CH3CH3CH-OHCH3CH3CHCH2CH3OH异

3、丙醇仲丁醇叔丁醇新戊醇CH3-OH-OH-CH2-OH第6页第6页 甲醇衍生物命名法:-以甲醇作母体CH3-C-OHCH2CH3CH2CH3Ph-C-OHPhPh5-甲基-3-己醇三苯甲醇甲基二乙基甲醇 系统命名法:-选择含有-OH最长为主链, 编号从离-OH最近一端开始。2,4-二甲基-3-乙基-3-己醇CH3CHCH2CHCH2CH3CH3OHCH3OHCH2CH3CH2CH3CH3CHCCHCH3CH3CHCH2-OHPh2-苯基-1-丙醇1 2 3 45 66 5 4 3 2 1第7页第7页4-丙基-5-己烯-1-醇3-苯基-2-丙烯醇3 2 1 4 3 2 16 5CH3 C CCH

4、3CH3CH3OHOH2,3-二甲基-2,3-丁二醇假如有不饱和键-以含-OH和不饱和键最长碳 链为母体。假如为多元醇-选择含尽也许多-OH最长碳 链为母体。OHCH3CH2CH2CHCH2CH2CH2CH2=CH-CH=CHCH2-OH第8页第8页2-乙基-2-羟甲基-1,3-丙二醇顺-1,2-环戊二醇OH OHCH3CH2 - C-CH2OHCH2OHCH2OH1 2 31. 物态C1C4 -有酒味无色液体C5C11 -有嗅味油状液体C12 以上-固体二、醇物理性质第9页第9页2. 沸点(b.P.) 比相应烃、卤代烃高甲醇(分子量:32) b.P. 64.9乙烷(分子量:30) b.P.

5、-88.6乙醇(分子量:46) b.P. 78.5丙烷(分子量:44) b.P. -42.1正丁醇 b.P. 117异丁醇 b.P. 108仲丁醇 b.P. 99.5叔丁醇 b.P. 82CH3CH2OH b.P. 78.5HOCH2CH2OH b.P. 198 R-O - H-O - H-ORRH原因-主要是分子间形成氢键。 C , b.P. 碳数相同,支链 , b.P. 碳数相同,-OH , b.P. 第10页第10页3. 水溶性H-O - H-O - H-ORHH4. 与一些无机盐形成结晶醇化合物MgCl2 6CH3OH CaCl2 4C2H5OH 有机物中有少许醇时,可加无机盐提纯。

6、不能用无水MgCl2、CaCl2、CuSO4 等无机盐干 燥醇。 故: 低档醇(C1 C3)能与水混溶 从C4开始,随C 溶解度 第11页第11页1. 红外光谱(IR)O-H 36003200 cm-1C-O 12001000 cm-1伯醇:10601030cm-1叔醇: 1140cm-1仲醇:1100cm-1其中没有缔合醇: 3600 cm-1(尖锋) 其中有缔合醇: 3600 3200cm-1(宽锋) 2. 核磁共振谱(NMR)O-H 15.5 ppm 三、光谱性质浓度 、非极性溶液中浓度 、极性溶液中第12页第12页 2950cm-1为CH3,CH2伸缩振动1470cm-1、 1380c

7、m-1为CH3、 CH2弯曲振动36003200cm-1为缔合O-H伸缩振动1050cm-1伯醇C-O伸缩振动3600cm-1为未缔合O-H伸缩振动3600360032002950147013801050(10%乙醇CCl4溶液)第13页第13页360032002950145013801100 2950cm-1为CH3,CH2伸缩振动1450cm-1、 1380cm-1为CH3、 CH2弯曲振动1100cm-1为仲醇C-O伸缩振动图中:36003200cm-1为缔合O-H伸缩振动第14页第14页36003200cm-1为缔合O-H 伸缩振动3050cm-1为 伸缩振动700cm-1750cm-

8、1为 一取代弯曲振动1460cm-11600cm-1为 伸缩振动 2900cm-1为CH2伸缩振动 1380cm-1为 CH2弯曲振动1020cm-1伯醇C-O伸缩振动36003200305029001460160010207507001380第15页第15页1. 与活泼金属反应四、醇化学性质21快,猛烈H-OH + Na NaOH + H221(共轭碱)慢R-OH + Na RONa + H2H2ONaOH + R-OHR OHCH OHCH3CH3CH3OH 1R-OH 2R-OH 3R-OH反应活性:第16页第16页 从下列数据能够看到醇酸性比水弱,但醇共轭碱RO碱性却比OH还要强。酸性

9、-OH CH3O CH3CH2O (CH3)2CHO (CH3)3CO碱性 钠与其它活泼金属如镁、铝、铝汞齐(Al-Hg)、镁汞齐(Mg-Hg)等在较高温度下作用生成醇镁、醇铝。CH-OH + 2Al 2 ( CH-O)3Al + 3H2异丙醇铝CH3CH3CH3CH33HOH CH3OH CH3CH2OH (CH3)2CHOH (CH3)3COH 15.7 16 18 18 19pka:第17页第17页R-OH + HX R-X + H2O 反应速度与HX相关HI HBr HCl如:RCH2-OH + HI RCH2I + H2O H2SO4RCH2-OH + HBr RCH2Br + H2

10、ORCH2-OH + HCl RCH2Cl + H2OZnCl22. 与氢卤酸反应第18页第18页 反应速度与烃基结构相关:CH3CH2CH3OHCHHClCH3CH2CHCH3lCH2OZnCl2室温(25min后出现浑浊)HCH3COHCH3CH3HClCH3CClCH3C3H2O(马上出现浑浊)ZnCl2室温ZnCl2CH3CH2CH2CH2 + HCl CH3CH2CH2CH2 + H2OOHCl(加热才出现浑浊)R-CH=CH-CH2OH C6H5CH2OH 3R-OH 2R-OH 1R-OH 反应活性HCl + ZnCl2 -卢卡斯试剂(Lucas)可判别伯仲叔醇第19页第19页R

11、CH2-OH + HX RCH2-OH2 + X SN2历程X CH2 OH2 RX+ R-CH2-OH2R-CH2-X + H2ORX + Zn(OH)Cl2 或:RCH2OH + ZnCl2 RCH2OH-ZnCl2 X + RCH2OH-ZnCl2 X CH2 OH-ZnCl2R普通多数伯醇是SN2历程。 反应历程(亲核取代) 第20页第20页 SN1历程+ XCH3CH3C-XCH3快+ X X+ H快-+OH2CH3CH3CCH3+ H2O慢OH2CH3CH3CCH3普通,烯丙式醇、叔醇和大多数仲醇主要为SN1历程。注意:SN1反应中,也许有重排产物 第21页第21页如:CH3-C

12、C-CH3 + HClCH3HHOH 原因:CH3-C C-CH3 CH3HHOH +CH3-C C-CH3 CH3HHOH2H+称为瓦格涅尔麦尔外因重排CH3-CH-CH-CH3 CH3ClCl -CH3-C-CH2-CH3 CH3ClCl - +CH3-C C-CH3 CH3HH重排()-H2O +CH3-C C-CH3 CH3HH()CH3-C-CH2-CH3 CH3ClCH3-CH-CH-CH3 CH3Cl重排产物64%第22页第22页 分子内脱水(消除反应) 通式不同醇反应难易不同CH3CHCH2CH3 CH3-CH=CH-CH3 + H2O OH10060%H2SO43. 脱水反应

13、 假如要产物无重排,能够用PBr3、PI3、SOCl2制备卤代烃。CCH OHH +C=C+ H2O96%H2SO4170CH3CH2OH CH2=CH2 + H2O 第23页第23页反应速度:3R-OH 2R-OH 1 R-OHOH+ H2O85%H3PO416517046%H2SO487CH3CH2-C-CH3 CH3-CH=C-CH3 + H2OCH3CH3OH 反应历程:CH3CH2-OH2 CH3CH2 + H2O慢+CH2CH2 CH2= CH2 + H+HHSO4- H2SO4+CH3CH2-OH + H+ CH3CH2-OH2快+第24页第24页 各种醇脱水反应取向,遵守扎依切

14、夫规律,即主要产物应生成碳碳双键两端带有烃基最多烯烃。 脱水取向CH3CH3-CHC-CH3 CH3-C=CH-CH3HOHCH3H2SO4CH3OH+CH384CH316H3PO4OHCH3CH2CHCH3 CH3CH=CHCH3 + CH3CH2CH=CH2H2SO46580少许第25页第25页 重排反应CH3CH2CHCH2OHCH3CH3CH=C-CH3CH3H2SO4CH3CH3-C CHCH3 CH3-C=C-CH3 + CH2=C-CHCH3OHCH3H2SO4CH3CH3CH3CH37030CH2BrCH2CHCH3CH3CH3CH2CH2OHCHCH3PBr3(避免重排)CH

15、3CH2CH2C=CH2C2H5OHNaOHE2反应历程第26页第26页反应实质是SN2取代历程 分子间脱水CH3CH2OH + HOCH2CH3 CH3CH2OCH2CH3H2SO4130140 反应历程CH3CH2OH + H+ CH3CH2OH2+CH3CH2OH + CH3CH2OH2+CH32OHCHHCH3CH2HO+HCH2CH3OCH3CH2-H2OCH2CH3OCH3CH2-H+醇分子间脱水和分子内脱水是两种互相竞争反应。较低温度-有助于生成醚(140) 较高温度-有助于生成烯烃(170 )取代消除第27页第27页(CH3)2SO4毒性大,但是较好甲基化试剂醇和无机酸、有机酸

16、作用,生成相应酯与有机酸反应: C2H5OH + CH3-C-OH CH3-C-O-C2H5 + H2O H+O=O=硫酸二甲酯(中性硫酸酯)CH3OSO2OCH3 + H2SO4 CH3OSO2OHCH3OSO2OH+减压蒸馏与无机酸反应:CH3OH + HOSO2OH CH3OSO2OH + H2O硫酸氢甲酯(酸性硫酸酯)4. 酯生成第28页第28页酸性硫酸酯用碳酸钠中和时,即得其钠盐。C12H25OSO2OH + Na2CO3 C12H25OSO3Na + CO2(十二烷基硫酸钠)乳化剂CH3OH + HNO3 CH3O-NO2 + H2OH+硝基甲酯HONO23H2O 三硝基甘油酯(烈

17、性炸药、缓和心绞痛药物)CHCHOHOHCHOH22ONO2CHONO2ONO2CHCH22+H2SO410第29页第29页若要制得醛a) 严格控制反应温度b) 及时把生成醛蒸出Cr2O72+O或H 称氧化反应O或+H称还原反应广义上讲,有机化合物 氧化R-CH2OH + K2Cr2O7 RCHORCOHO1177585伯醇氧化生成醛和羧酸5. 氧化和脱氢第30页第30页仲醇氧化生成酮叔醇不易被氧化/CHRROHCRRO (酮)KMnO4H+CCH3CH3OHCH3浓HNO3CCH3CH3OH-COHCH3C-OOHCO2HNO3CO2H2OHNO372OHOCH2CH2CH2CH2COOHC

18、OOHK2Cr2OHSO4KMnO4H+CCH3CH3OHCH3不反应KMnO4H+第31页第31页 脱氢二元醇含有一元醇通性,也含有下列特性:RCH2OHCHROH2Cu ,250CROHRR不反应Cu ,250CHRROHCu ,250CRROH2CH3CH2OHAgO212CHCH3OH2O5506. 二元醇反应第32页第32页使用范围:相邻碳原子上有-OH。 可判别邻二醇。 与高碘酸(HIO4)反应AgNO3HNO3AgIO3白 高碘酸氧化产物判断结构CH2OHCHHORCR/OHCR/RORCHOHCHROHCOOHCHOHR-CHO + HCOOH + HCHO:如R-CH-CH-

19、CH2OHOHOHHIO4碘酸RCHOHCHOHR/H2ORCHOR/CHOHIO3HIO4第33页第33页 与 Cu(OH)2反应 片呐醇重排(Pinacol)四烃基乙二醇叫片呐醇,它在H2SO4作用下生成片呐酮。可鉴别邻二醇CH2CHCH2OHOHOHCu(OH)2OHOOCH2CHCH2Cu2H2O甘油铜(蓝色)鳌合物片呐醇2CH3-C-CH3 CH3-CC-CH3Mg-HgCH3CH3OHOH=O片呐酮H+CH3CH3=OCH3-CC-CH3 第34页第34页 反应历程OH2CH3CH3OHCH3CCH3CCCH3CCH3OHCH3CH3OHH+-H2OCH3CH3OHCH3CCH3C

20、CH3CH3CH3CCCH3OHCH3CH3CH3CCCH3OH+重排CCCH3OHCH3CH3CH3如:?H+HOHOO第35页第35页 试验室制备醇办法1. 卤代烃水解:R-X + HOH R-OH + HXOH-五、醇制备 鱼肝油中维生素A和D 植物香精油中 牛几苗醇 薄荷油中薄荷醇 醇广泛存在于自然界,当前较复杂醇仍主要从动、植物中提取,物龙尚有许多醇是以酯化形式存在于动、植物体内, 如: 油脂、蜂蜡、鲸蜡等CH2=CH-CH2Cl CH2=CH- CH2OHH2ONa2CO3CH2Cl CH2OHH2ONa2CO3第36页第36页2. 格氏试剂合成法:通式:-CORMgXCROMgX

21、)Mg(OHXRCOH无水乙醚H2OH+格氏试剂与酮反应制叔醇/COMgClRMgClRO + CR/R/R/CROH叔醇R/R/R/无水乙醚H2OH+R格氏试剂与甲醛反应制伯醇HOHRCOMgClHHMgClRO + CHCH2伯醇无水乙醚H2OH+格氏试剂与醛反应制仲醇COMgClHRMgClRO +CR/HR/R/CHROH仲醇H2OH+无水乙醚第37页第37页制备:CHOHCH33. 醛酮还原方法一:CH3CHOMgBr无水乙醚H3O+CHOHCH3方法二:无水乙醚CH3MgBrCHOCHOHCH3H3O+催化剂: H2Ni、Pb、Pt、LiAlH4、NaBH4 等C=RHOR-CH2

22、OH 伯醇还原ORC=R/CHOH 仲醇RR/还原第38页第38页4. 硼氢化氧化法 反马顺式硼氢化氧化法两个独特之处: 有“反常”选择性制得反马氏规则产物。 有高度立体选择性反应属顺式加成CC12(BH3)CCBH2硼化氢22HO、OH-氧化CCOHHCH3CH2CHCH2CH3CH2CH2CH2OH92%(BH3)2H2O2HO-98%(BH3)2H2O2HO-(CH3)CCHCH32(CH3)CHCHCH3OH2CH385%(BH3)2H2O2HO-OHCH3第39页第39页BHHH-+B:H:电负性2.002.15立体化学:CH3CHCH2HOHH2O2HO-CHCH3HCH2BCH3

23、CHCH2BH四电子环状四中心过渡态CH3CHHBCH2+-+-H2O2HO-顺式加成CCBHCCHB第40页第40页CHOHCC=C-H2OHXCCC=C-HX 常见消除反应 -消除(1,1 - 消除) -消除(1,2消除) -消除反应 (1,3 消除)RARCRBCRAB卡宾(碳烯)RCHXHHCH2CRRRHXCCLHC=CHLL:X , , 等OH2NR310-2 消除反应第41页第41页 在E2反应过程中,攻打试剂碱在攻打 -氢原子同时,拜别基团带着一对电子拜别,生成碳碳双键。1. 消除反应历程 双分子消除反应(E2)一、- 消除反应 许多反应事实证实,取代反应和消除反应是同时发生。

24、 消除反应历程也有与亲核取代反应SN2、SN1相应历程,分为双分子消除历程(E2)和单分子消除历程(E1)。第42页第42页反应按二级动力学进行,故称为双分子消除反应(E2) V =K C2H5O- CH3CH2CH2BrCH3(CH2)5CH2CH2BrCH3(CH2)5CH=CH285%tBuOK通式:C=CBH L-BLHCCCCHLBC2H5OH CH3CH=CH2 Br25C2HOCH3CHH-BrCHC2H5O- HCH2BrCHCH3第43页第43页HCR2LCR2慢LCR2CR2HHCR2CR2BR2C=CR2HB快+ 反应速率不依赖于碱浓度,而只和反应底物浓度成正比 V =

25、K CHR2-CR2-L COC2H5BrCH3CH3CH3CCH3CH3CH3(CH3)2C=CH27%93%C2H5ONa C2H5OH 当反应底物分子结构有助于生成稳定碳正离子时,消除反应将按照单分子历程进行。这类反应特点是反应底物首先离解为碳正离子和拜别基团负离子,然后碳正离子失去-碳上氢原子而生成烯烃。 单分子消除反应(E1)第44页第44页2. 影响消除反应历程及其活性原因 烃基影响 E1与SN1一样,不同烃基相对反应活性为:3R 2R 1R E2与SN2有些类似,但结构与活性关系却完全不同。SN2: 1R 2R 3RE2: 3R 2R 1RNu 攻打-C与空间原因相关 B- 攻打

26、-H基本不受空间障碍影响,-C连R ,则-H ,B- 攻打机会大,且生成产物双键连R ,而稳定。第45页第45页 烯丙式型、苄基型化合物消除后,普通都能形成稳定共轭烯烃,故含有更高消除活性:总体来说无论E1或E2消除活性都是: 3R 2R 1R 碱试剂ClCHCH3CH=CHCH3CH=CHCH=CH2CH3NaOH乙醇ClCH3CHNaOH乙醇CH=CH2只有E2反应与试剂碱性强弱、浓度相关E1-反应不受试剂碱性和浓度直接影响E2-高浓度强碱试剂可提升反应速度第46页第46页 E1反应中C-X键解离受溶剂影响比较明显,极性较大溶剂可提升E1反应速度,而对E2反应不利。 溶剂 消除反应历程选择

27、上受诸原因影响 试 剂E1不受试剂碱性和浓度影响碱浓度 ,有助于E2 溶 剂极性 ,有助于E1极性 ,有助于E2R 结构1 R 倾向于E2。3 R 倾向于E1。2 R 居中,但较倾向于E2第47页第47页 无论是按E1或E2反应,消除取向都是以生成烯烃最稳定为主。即服从扎衣切夫规律。 E2反应HXHCHCHCH2CH3CHCXBHCH3CH2HHCCH2CH3CHHBXCH3CH=CHCH3(主)CH3CH2CH=CH2(次)3. 消除方向第48页第48页扎依切夫规律总是优先消除含H 较少-C上H,生成双键上烷基较多烯烃。 E1反应CH3HHCH2CCH3CHCCH2HHCH3CHBrCH3C

28、CH3HCHHCH3CH23CHHCH2CH3CHHCCH3CH=CCH3CH3(主)CH3CH3CH2C=CH2(次)与马氏规则同样,对扎依切夫规律也要抓住它本质。CH2CH3CH=CHNaOH25CHOHCHCHCHCH3HXH(主要产物)第49页第49页 进行消除反应普通都遵循扎依切夫规律,但受其它原因影响也有例外情况。 影响E2反应取向原因 拜别基难拜别都不利于按扎依切夫规律方向进行。 -H 位阻增大 亲核试剂体积增大(扎依切夫产物)半径拜别倾向第50页第50页(扎依切夫产物)(扎依切夫产物)体积-H空间位阻第51页第51页 E2主要为反式(共平面)消除E1没有明显规律,在立体化学上没

29、有空间定向性CCC=CLH顺式消除顺式共平面CCC=CLH反式共平面反式消除4. 消除反应立体化学第52页第52页如:CHC6H5BrCH3CHC6H5C6H5CH=CC6H5CH3NaOH25CHOH*反应物有二个手性碳原子,因此有二对对映异构体:C6H5C6H5HHCH3BrC6H5C6H5HHCH3BrC6H5C6H5HHCH3BrC6H5C6H5HHCH3Br赤式异构体苏式异构体-HBr-HBr顺式(Z构型)反式(E构型)C = CCH3C6H5C6H5HC = CCH3C6H5C6H5H第53页第53页C6H5C6H5HHCH3BrHHC6H5C6H5BrCH3HHC6H5C6H5B

30、rCH3C=CC6H5C6H5CH3H(赤式)C6H5C6H5HHCH3BrHHC6H5C6H5BrCH3HHC6H5C6H5BrCH3C=CC6H5C6H5CH3H(苏式)XRHHHR/RH-R/而不是RHR/第54页第54页 卤代环已烷进行E2消除,卤原子总是优先与反式-H消除。在有两种-H情况下,优势产物再由扎依切夫规律决定。 为了满足反式共平面关系,消除基团必须处于a键上,假如它们处于e 键上,则不能共平面。ClHCH(CH3)2HH3CHHHH3CClCH(CH3)2HHHHHClCH(CH3)2H3C转环CH(CH3)2H3CE2-HCl第55页第55页ClHCH(CH3)2HH3

31、CHHHHHHClCH(CH3)2H3CE2-HClCH(CH3)2H3CHHCH(CH3)2H3CH+75%25% 卤代烃既能够发生取代反应,又能够进行消除反应,并且这两种反应普通都是在碱性条件下进行。因此取代和消除往往是同时存在竞争反应。 5. 消除反应与亲核取代反应竟争第56页第56页取代反应(SN)攻打-C 引起消除反应(E ) 攻打-H 引起伯卤代烃倾向于发生取代反应,反应常按双 分子历程(SN2或E2)进行: 卤代烃结构SN2:E2:LCCB:E2SN2HSN1:E1:CCB:E1SN1H+C2H5O- CH3CH2CH2BrCH3CH2CH2OC2H5CH3CH=CH2SN2E2

32、91%9%第57页第57页C2H5BrCH3CH2CH2BrCH3CHCH2BrCH3 99%1%91%9%40%60%例 外 强碱作用下才以消除反应为主 一些含活泼-H化合物以消除反应为主 -C上连有支链时消除倾向增大rCH2CH2B如:CH=CH2H2ONaOH25RBrCHO-取代产物 + 消除产物C2H5OH第58页第58页b) 叔卤代烃倾向于发生消除反应 即使在弱碱条件下( Na2CO4+H2O)也以消除反应为主,只有在纯水或乙醇中发生溶剂解才以取代反应为主。CH3CCH3ClCH3CH2=CCH3CH3H2ONa2CO3CH3CCH3CH3ClCH3CCH3CH3OH(取代为主)H

33、2Oc) 仲卤代烃情况介于叔和伯卤代烃之间 在普通条件下,有较大取代倾向,但消除程度比伯卤代烃大得多,终归以哪种反应为主,主要决定卤代烃结构和反应条件。第59页第59页强碱( NaOH/乙醇) 消除为主-C上有支链增多 消除为主总而言之,对不同卤代烃反应倾向为R-X = CH3X 1 2 3消除倾向增长取代倾向增长RBrCH3COO-取代产物 消除产物丙酮CH3CH2Br100%0(CH3)2CHBr100% 0(CH3)2CHCHCH3Br11%89%(CH3)3CBr0100%+第60页第60页 试剂碱性和亲核性E1历程反应速率与碱浓度无关E2历程反应速率与碱浓度相关R-CH2OH取代反应

34、为主消除反应为主HXH2SO4试剂碱性 ,浓度 对E2有利试剂亲核性 ,碱性 对SN2有利(碱性弱)CH3CHCH3BrCH3CO-CH3COCHCH3CH3O=O=+ Br-100%CH3CHBrCH3CH3CH2OCHCH3CH3CH3CH2O-(碱性强)+ CH2=CH-CH321%79%第61页第61页 攻打试剂碱性和它亲核性能并不完全一致。普通来说,碱性强,则亲核性也强但反之不成立。比如 I- 和 CH3COO- 是弱碱,但是强亲核试剂。 常见试剂碱性强弱NH2- RO- OH- CH3COO- I-试剂体积 对E2有利(不易靠近-C ,而容易与-H靠近)CH3(CH2)15CH=C

35、H21%(E2)CH3(CH2)15CH2CH2OCH399%(SN2)CH3O-CH3(CH2)15CH2CH2Br回流甲醇CH3CCH3CH3O-CH3(CH2)15CH2CH2Br40(CH3)3COHCH3(CH2)15CH=CH2CH3(CH2)15CH2CH2OCH3CH3CCH385% (E2)15% (SN2)第62页第62页 溶剂极性 (主要表现在双分子反应历程)溶剂极性:H2O C2H5OH溶剂极性 有助于E2溶剂极性 有助于SN2RCH2CH2XRCH2CH2OHRCH=CH2 KOH KOH C2H5OHH2O(E2)(SN2)SN2(过渡态): BCX E2(过渡态)

36、: BHCCX 第63页第63页 在消除反应过程中活化能较高,升高温度对消除有利,即使提升温度亦能使取代反应加快,但其影响程度没有消除反应那么大,因此提升反应温度将增长消除产物百分比。 在SN2过渡态中,电荷分散在三个原子上。在E2 过渡态中,电荷分散在五个原子上。 电荷分散程度: E2 过渡态 SN2 过渡态溶剂极性 , 不利于电荷分散故对E2不利。 反应温度影响 温度 有助于消除反应第64页第64页 普通都有助于消除反应,反之有助于取代反应。反应温度溶剂极性试剂碱性-C或-C上支链 小 结R-X或R-OH :1 2 3SN1 、E(包括E1 、E2)SN2CH3CH2OHCH2=CH2CH

37、3CH2OCH2CH3(E2)(SN2)H2SO4H2SO4140170CH3CH2BrCH3CH2OCH2CH3CH2=CH2(E2)(SN2)50C2H5OHC2H5ONaC2H5OHC2H5ONa回流第65页第65页 在同一个碳原子上消除掉二个原子或原子团生成活泼中间体卡宾(Carbene)过程,称为-消除反应。常见卡宾有:CH2 、 CCl2二氯卡宾碳烯:1. 卡宾生成CH2N2:CH2 + N2紫外线或重氮甲烷二、-消除反应-CHCl3 (CH3)3COK :CCl Cl-+2第66页第66页 中心碳原子为SP2杂化,碳原子最外层仅有四个电子,其中二个电子和二个氢原子形成二个共价键,

38、尚有二个未成键电子。这二个未成键电子占据同一个轨道,在其中它们自旋方向相反。没有杂化P 轨道空着。 中心碳原子为SP杂化,二个SP轨道和二个氢原子成键。两个未杂化P 轨道各容纳一个未成键电子。2. 卡宾结构 三线态比单线态卡宾稳定 单线态卡宾HHC103。SP2杂化 三线态卡宾CSP杂化163。HH第67页第67页 插入反应3. 卡宾反应 与双键加成CH3CH2CH3CH3CCH3CH3CHCHCH3CH3CH3CH3CH2CCH3CH2CH3CH3+CH3CH2CHH2CH3CCH3CH3CCH3HCH2CH3:CH2+1.01.511.221.05CH:CH2CCH2H+:CCl2CCl2

39、+CH3HC=CCH3H:CH2+CH3C CHCH3HCH280%第68页第68页 选择性顺序为:3 2 1 3:2:1= 1.5 : 1.2 : 1.0单线态:插入反应百分比为:CH3HC=CCH3H:CH2CH3HCCCH3HCH2+CH3CH2C=CCH3HHCH3C=CHCH3CH2H80%10%10% 3:2:1= 7 : 2 : 1三线态:插入反应百分比为:选择性高选择性低第69页第69页酚-羟基与芳香环直接相连化合物。通式: Ar-OH 酚命名可在“酚”字前面加上芳环名称,其它取代基名称则写在芳环之前。OHOHClCH3OHOHOHOHCHOOHCOOH苯酚(3- 甲基苯酚)间

40、甲基苯酚-萘酚(2-萘酚)(4- 羟基苯甲酸)对羟基苯甲酸10-3 酚(2- 氯苯酚)邻氯苯酚对苯二酚(1,4-苯二酚)间羟基苯甲醛(3-羟基苯甲醛)一、命名:第70页第70页 除少数烷基酚外,酚类普通都为固体。纯正酚类是无色,但易被空气所氧化,经常带有粉红或褐色杂质。普通微溶于水而溶于有机溶剂。二、酚物理性质三、光谱性质1. 红外光谱2. 核磁共振:C-O伸缩振动:酚1230cm-1 (醇:10001200cm-1) H-O 伸缩振动:36403600cm-1 (R -OH: 15.5 ppm) Ar-OH:4.59 ppm第71页第71页1. 酚羟基反应 酸性四、化学性质 酚只能与强碱成盐

41、,而不能与NaHCO3或Na2CO3作用。酚钠盐则能被碳酸所分解而成酚。H2CO3R-OHpka: 6.37 10 17OHNaOHONaH2O(浑浊)(澄清)OHNa2HCO3CO2H2O pka = - lg ka pka , 酸性第72页第72页 取代苯酚酸性随取代基性质不同而苯酚酸性强弱不一。普通: 芳环上连接吸电子基 酸性 芳环上连接供电子基 酸性Pka: 7.15 4.09 0.25OHNOO:NO2OHNO2NO2OHNO2NO2第73页第73页 与三氯化铁反应不同酚所产生颜色不相同:OHOHOHOHOHOHOHOHOHOH紫色红棕色蓝色蓝紫色深绿色 大多数酚或含有 结构脂肪族化

42、合物与三氯化铁水溶液作用,生成有色物质。6ArOH + FeCl3 H3Fe(OAr)6 + 3HCl紫色络合物第74页第74页 酚与醇相同,也可生成醚。但因酚羟基C-O键比醇牢固,因此不能直接失水成醚,而必须用间接办法。 成醚反应ONaCH3IOCH3NaIONaOCH3CH3OSO2OCH3CH3SO4Na硫酸二甲酯第75页第75页 卤代硝化2. 苯环上反应OH3Br23HBr+H2OOHBrBrBr-(白)OHBr2OHBrOHBr+CS2或CCl405OH稀HNO3OHNO2OHNO2+2013%40%邻对位定位第76页第76页 邻硝基苯酚和对硝基苯酚能够用水蒸气蒸馏办法进行分离。对硝

43、基苯酚则只能在分子间形成氢键。邻硝基苯酚能够在分子内形成氢键。这就决定了它们在沸点和水溶性方面差别。 在水溶液中:邻硝基苯酚不能与水分子形成氢键。对硝基苯酚能与水分子形成氢键。O-NHOO=+-ONHOONOOOH=+-NOOOHOHHOHH=-+邻硝基苯酚(形成份子内氢键容易挥发)对硝基苯酚(形成份子间氢键不易挥发)第77页第77页OHNO2OHNO2OHNO2沸点: 100 194 分解水中溶解度: ( g / 100g水) 0.2 1.4 1.7 亚硝化OHOHNO2NO2NO2浓HNO3+苦味酸OHOHNOOHNO27880%对亚硝基苯酚对硝基苯酚NaNO2 + H2SO4稀HNO3第

44、78页第78页3. 氧化反应 利用酚易氧化性,邻苯二酚与对苯二酚惯用作照相底片显影剂,将氧化银还原成金属银。酚比醇容易被氧化,生成苯醌。二元酚和多元酚比苯酚更容易被氧化。OHOOK2Cr2O7/H+对苯二醌(黄色)OHOHOOAg2O邻苯二醌(红色)+ 2Ag + H2O第79页第79页1. 磺酸盐碱熔法该法按三步进行:SO3HNa2SO3SO3NaSO2H2O+中和SO3NaNaOH(固)ONaNa2SO3+325350碱融ONaOHNa2SO3+SO2H2O+酸化五、酚制备第80页第80页2. 氯苯水解法 当氯原子邻、对位连有吸电子基团时,水解比较容易,不需要高压,甚至可用 弱碱。ClNa

45、OHONaCl-H+OH+35040020MPaClNO2ONaNO2OHNO2ClNO2NO2ONaNO2NO2OHNO2NO2H+H+NaOHH2ONa2CO3H2O第81页第81页3. 异丙苯法OHCH3CH3OC+90H+,H2O=CH(CH3)2OHCH3CH3COO2110120+0.4MPa过氧化氢异丙苯第82页第82页1. 简朴醚CH3 O CH3C2H5 O C2H5CH2=CH O CH=CH2二甲醚 ( 简称甲醚 )二乙烯基醚二苯醚乙醚RORCOC -醚键R = R 简朴醚R = R 混合醚一、命名先写出二个烃基名称,再加上“醚”字10-4 醚第83页第83页CH3 O

46、C2H5CH3 O C(CH3)3OC2H5甲乙醚苯乙醚甲基叔丁基醚将小基团或苯基写在前面2. 混合醚 能够看作是烃衍生物来命名,将较大烃基作母体,剩余RO- 部分看作取代基。3. 结构复杂醚RO- 烷氧基CH3CH2CH2CHCH2CH3OCH2CH31234563- 乙氧基已烷对甲氧基丙烯基苯3- 甲氧基- 1- 丙烯(甲基烯丙基醚)123第84页第84页命名常采用俗名,没有俗名称为氧杂某烷CH2 CH2OCH3CHCH2O环氧乙烷氧杂丁烷(1,4- 环氧丁烷)四氢呋喃(THF)OOOO1,2- 环氧丙烷4. 环醚1,4- 二氧六环(二恶烷)5. 多元醚 首先写出潜含多元醇名称再写出另一部分烃基数目和名称,最后加上“醚”字。CH3 O CH2CH2 O CH3C2H5 O CH2CH2 OHCH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3乙二 醇二甲醚乙二醇乙醚二乙二醇二甲醚第85页第85页 醚是一类不活泼化合物,它对碱、稀酸、金属钠、还原剂、氧化剂等都是稳定。二、化学性质ROR

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