有机化学课件醚和环氧化合物.ppt

1、2020/9/23,有机化学课件,一. 醚的定义、分类、结构特征和命名 二. 醚的物理性质和光谱特征 三. 醚的反应 四. 醚的制备 五. 环氧化合物 六. 冠醚 七. 硫醚,本章提纲,2020/9/23,有机化学课件,醚,1. 定义、类 型和命名？,2. 物理性质和 光谱特征？,3. 反应？,4. 制备？,2020/9/23,有机化学课件,第一节 醚的定义、分类、 结构特征和命名,二 醚的分类 (I) (取代基是否相同),醚？,简单醚：ROR,混合醚：ROR,醚的分类(II) (取代基类型),二烷基醚,二芳基醚,烷芳混合醚,乙烯醚,烯丙醚,一 醚的定义,环醚,2020/9/23,有机化学课件

2、,三 醚的结构特征,烷基醚分子中氧原子是sp3杂化，整个分子成交叉构象。,芳基醚分子中氧原子采用sp2，氧原子中的一对 孤电子与苯环中的电子存在p-共轭。,2020/9/23,有机化学课件,四 醚的命名,如果有一个烃基是芳基，例如：,C6H5OCH3,（1）如果两个烃基不同，烃基按照先简单后复杂的顺序书写；,例如： C2H5OCH3,环戊基苯基醚,1. 普通命名法:,写出两个烃基的名称，再加上“醚”字， 即：“烃基烃基醚”,（2）如果两个烃基相同,命名时把芳基写在烷基前面,例如：CH3OCH3：二甲基醚（甲醚），C2H5OC2H5二乙基醚（乙醚）,甲乙醚,苯甲醚,烃基名称用“二基”来表示， “

3、二”字和“基”字可以省略,2020/9/23,有机化学课件,2. 系统命名法 当烃基命名复杂时，醚可当作烃氧基衍生物来命名,2020/9/23,有机化学课件,第二节 醚的物理性质和光谱特征,氧原子上有孤对电子，作为受体能与水分子形成氢键：醚在水中溶解度较大.,醚分子中有氧原子，但无给体奉献氢原子，醚分子间不能形成氢键。,1.物理性质,氧原子在整个分子中相当于一个亚甲基：沸点与烷烃相似,2020/9/23,有机化学课件,2. 醚的波谱特征,(1) IR:,(2) 1HNMR,2020/9/23,有机化学课件,第三节 醚的反应,2020/9/23,有机化学课件,1. 醚的碱性,醚与酸反应形成氧盐的

4、能力取决于孤电子云密度的大小，顺序如下： 烷基醚 烷芳混合醚 芳基醚,2020/9/23,有机化学课件,2. 醚键的断裂反应,醚与强酸反应生成氧盐，但生成的氧盐并不稳定，在加热条件下，易发生醚键的断裂反应，例如：,即在酸过量的条件下：,2020/9/23,有机化学课件,先生成氧盐，然后随烷基类型的不同，发生SN1或SN2反应：一级烷基发生SN2反应，三级烷基发生SN1反应。例如：,反应机理 ？,2020/9/23,有机化学课件,碘负离子与碳正离子结合的速率快，碘负离子与CH3OH发生SN2速率相对较慢。,氧与二个1oC相连，发生SN2， 氧与2oC、 3oC相连，发生SN1。,2020/9/2

5、3,有机化学课件,3.自动氧化,注意：烯丙位、苯甲位、3oH、醚-位上的H均易在C-H之间发生自动氧化。,化学物质和空气中的氧在常温下温和地进行氧化，而不发生燃烧和爆炸，这种反应称自动氧化,3.1 定义：,2020/9/23,有机化学课件,多数自动氧化是通过自由基机理进行的,引发：,链增长：,3.2 反应机理:,2020/9/23,有机化学课件,4. Claisen 重排反应（苯基烯丙醚）,CH2CH=CH2,苯酚的烯丙基醚在加热条件下，烯丙基优先重排到 邻位碳原子上，当邻位被占据后，才重排到对位。,2020/9/23,有机化学课件,问题：烯丙基重排后，与苯环相连的是-碳或是-碳？,重排原理：

6、,2020/9/23,有机化学课件,2020/9/23,有机化学课件,第四节 醚的制备,2020/9/23,有机化学课件,一 威廉森合成法,注意： 亲核试剂底物：卤代烃（RX）、磺酸酯、硫酸酯 (CH3)2SO2等. 2. 常用的甲基化试剂有碘甲烷、硫酸甲酯等； 3. 卤代芳烃不能作为亲核试剂的底物，例如,4. 此反应一般是SN2反应；,碳-氯键极性小，不易断裂,5. 烷氧负离子与仲卤代烷发生SN2反应的同时起E2反应。,2020/9/23,有机化学课件,(CH3)2CHOCH2C6H5,？,？,？,？,Y,Y,选择合适的原料合成下列醚,2020/9/23,有机化学课件,二 醇脱水,醇脱水合成

7、醚的原理：,浓H2SO4,反应机理：,H3O,2020/9/23,有机化学课件,三 烯烃与醇的加成,H2SO4,制取原理：,反应机理：,RCH=CH2,H,2020/9/23,有机化学课件,第四节 环醚,一 环氧化合物（epoxides）,结构数据：C-C 147pm COC 61.6 C-O 147pm OCC 59.2 HCH 116,结构特征：环的张力很大！ 张力能：114.1kg.mol-1,2020/9/23,有机化学课件,1.环氧乙烷的反应,环氧乙烷作为一种特殊的醚，由于环的张力巨大，因此具有很高的反应活性：易于发生开环反应,（1）碱性条件下的开环反应：,2020/9/23,有机化

8、学课件,反应机理是：,2020/9/23,有机化学课件,反应特征：SN2，中心碳原子发生构型反转。由于环氧乙烷与亲核试剂发生SN2，当两个带正电核的碳原子空间位阻不同时，亲核试剂进攻空间位阻较小的碳原子。,2020/9/23,有机化学课件,（2）酸性条件下的开环反应,酸性条件下，环氧乙烷非常容易开环：,2020/9/23,有机化学课件,酸性条件下开环反应的机理：,首先生成氧盐：氧盐具有部分碳正离子的性质,然后亲核试剂进攻较稳定的碳正离子：,2020/9/23,有机化学课件,例如：,酸性条件下开环反应仍然是SN2反应， 产物构型发生反转。,例如,2020/9/23,有机化学课件,（3）环氧乙烷的

9、与氢化铝锂及格氏试剂的反应,环氧化合物与氢化锂铝的反应,环氧化合物与格氏试剂的反应,2020/9/23,有机化学课件,2. 环氧乙烷的制法,（1）烯烃与过氧化物反应,2020/9/23,有机化学课件,注意：如果烯烃有顺反异构，用过氧酸氧化后，取代基的相对位置不变，再如：,（2）-卤代醇的环化（分子内SN2）,2020/9/23,有机化学课件,注意：如同烯烃过氧化取代的相对位置不变一样，烯烃加次卤酸，再脱氢卤酸环化后，取代基的相对位置仍然不变！,2020/9/23,有机化学课件,第四节 冠醚,环腔结构。分子呈环形，中间有一个空隙， 氧原子向内，CH2向外。,主客体配合物 主体(host) 客体(guest),选择性地络合不同金属离子，用于分离金属离子,作相转移催化剂,2020/9/23,有机化学课件,手性冠醚 手性中心的引入，使其对客体分子具有结构选择性 和手性选择性。,冠醚环上连接环糊精，增加对客体分子的多点识别。,2020/9/23,有机化学课件,含冠醚结构的化合物,2020/9/23,有机化学课件,2020/9/23,有机化学课件,第六节 硫醚,通式：RSR,一 硫醚的性质,1. 亲核取代反应,2. 氧化反应,2020/9/23,有机化学课件,3. 脱硫反应,二 亚砜的结构与性质,硫氧双键：一个 键，一个 键,键 键,2020/9/23,有机化学课