有机化学-醇酚醚课件

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下页退出有机化学醇酚醚有机化学 醇酚醚下页退出上页基本内容和重点要求基本内容和重点要求 醇、酚、醚的结构、分类和异构现象 醇、酚、醚的化学性质 环氧乙烷的开环反应 重点掌握醇、酚、醚的化学性质;醇的氢键对其物理性质(沸点、水溶性)的影响。返回基本内容和重点要求 醇、酚、醚的结构、分类和异构现象 下页退出上页8.1 醇醇(Alcohols)8.1.1 醇的构造、分类和命名 8.1.2 醇的物理性质 8.1.3 醇的化学性质 8.1.4 重要的醇 返回8.1 醇(Alcohols)8.1.1 醇的构造、分下页退出上页(1 1)甲醇的)甲醇的结构构8.1.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名返回动画(1)甲醇的结构8.1.1 醇的构造、分类和命名返回动画下页退出上页醇分子中,碳和氧均采取sp3杂化,氧原子以两个sp3杂化轨道分别与氢和碳形成O-H键和C-O键,剩余的两个sp3杂化轨道分别被两个未共用电子对所占据。返回醇分子中,碳和氧均采取sp3杂化,氧原子以两个sp3杂化轨道下页退出上页醇的构造异构有三种:一是烃基碳链结构的不同(碳链异构),二是羟基位置的不同(官能团位置异构)。另外,醇与同分子量的醚互为官能团异构的同分异构体。1-丙醇丙醇2-丙醇丙醇8.1.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名返回C3醇的同分异构体:醇的构造异构有三种:一是烃基碳链结构的不同(碳链异构下页退出上页C4醇的同分异构体:1-丁醇(正丁醇)丁醇(正丁醇)2-甲基甲基-1-丙醇(异丁醇)丙醇(异丁醇)2-丁醇(仲丁醇)丁醇(仲丁醇)2-甲基甲基-1-丙醇(叔丁醇)丙醇(叔丁醇)乙醚乙醚返回C4醇的同分异构体:1-丁醇(正丁醇)2-甲基-1-丙醇(异下页退出上页(2 2)醇的分醇的分类 根据醇分子中羟基所连接的烃基不同,分为饱和醇、不饱和醇、脂环醇和芳香醇。如:饱和醇饱和醇不饱和醇不饱和醇脂环醇脂环醇芳香醇芳香醇8.1.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名返回(2)醇的分类饱和醇不饱和醇脂环醇芳香醇8.1.1 醇的下页退出上页 根据与羟基相连的碳原子的种类不同,饱和一元醇可分为伯、仲、叔醇。例如:伯伯 醇醇叔叔 醇醇仲仲 醇醇(2 2)醇的分醇的分类返回 根据与羟基相连的碳原子的种类不同,饱和一元醇可分为伯下页退出上页 根据醇分子中所含羟基的数目,可分为一元、二元、三元醇等。一元醇(乙醇)一元醇(乙醇)二元醇(乙二醇)二元醇(乙二醇)三元醇(丙三醇)三元醇(丙三醇)(2 2)醇的分醇的分类返回 根据醇分子中所含羟基的数目,可分为一元、二元、三元醇下页退出上页(3 3)醇的命名醇的命名结构简单的一元醇可用习惯命名法命名。方法是在相应的烃基名称的后面加上“醇”字来命名,“基”字一般可忽略。如:正丙醇正丙醇异丙醇异丙醇烯丙醇烯丙醇8.1.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名返回(3)醇的命名正丙醇异丙醇烯丙醇8.1.1 醇的构造、分下页退出上页醇的系统命名法是将含有羟基的最长碳链作为主链,根据主链中所含碳原子的数目而称为“某”醇;而把支链作为取代基,从靠近羟基的一端开始对主链编号,然后把取代基的位次、名称以及羟基的位次依次写在“某”醇的前面。2-甲基甲基-2-乙基乙基-1-己醇己醇2-甲基甲基-1-环己基环己基-1-丙醇丙醇(3 3)醇的命名醇的命名返回 醇的系统命名法是将含有羟基的最长碳链作为主链,根据主链下页退出上页如果为不饱和醇,应选择含有羟基并含有双键或叁键的最长碳链作为主链,编号时应使羟基的位号最小;在定名称时,表示主链碳原子数的“天干”或汉字应写在“烯”字或“炔”字名称的前面。2-甲基甲基-5-异丙基异丙基-己烯己烯-3-醇醇返回如果为不饱和醇,应选择含有羟基并含有双键或叁键的最长碳链下页退出上页多元醇常用俗名。结构复杂的醇应选择包含多个羟基在内的最长碳链作为主链,用阿拉伯数字分别表示羟基的位置,用汉字表示羟基的数目。1,2-乙二醇乙二醇(简称乙二醇,俗名甘醇)(简称乙二醇,俗名甘醇)1,2,3-丙三醇丙三醇(简称丙三醇,俗名甘油)(简称丙三醇,俗名甘油)返回多元醇常用俗名。结构复杂的醇应选择包含多个羟基在内的最长下页退出上页芳醇的命名可把芳基作为取代基,例如:3-苯基苯基-2-丙烯丙烯-1-醇醇(俗名肉桂醇)(俗名肉桂醇)返回芳醇的命名可把芳基作为取代基,例如:3-苯基-2-丙烯-1-下页退出上页8.1.2 醇的物理性质醇的物理性质低级醇为具有酒味的无色液体,正十二醇以上为固体。直链饱和一元醇的沸点比相应的烃高得多。低级醇(如甲醇、乙醇、丙醇)在常温下能与水混溶,随碳原子数增加,溶解度逐渐降低。高级醇和烷烃相似,不溶于水,可溶于某些烃类(如石油醚)溶剂。脂肪醇的相对密度大于烷烃,但小于1。芳香醇的相对密度大于1。返回8.1.2 醇的物理性质 低级醇为具有酒味的无色液体,下页退出上页醇在物理性质上的特点,主要是由分子中的羟基引起的。醇分子和水分子之醇分子和水分子之间也能生成也能生成氢键:醇分子之醇分子之间能生成能生成氢键:返回 醇在物理性质上的特点,主要是由分子中的羟基引起的。醇下页退出上页8.1.2 醇的化学性质醇的化学性质 醇的化学性质主要是由官能团羟基所决定,同时也受到烃基的一些影响。从化学键来看C-O和O-H都是极性键;因此,醇容易发生反应的部位如虚线所示:返回8.1.2 醇的化学性质 醇的化学性质主要是由官下页退出上页(1)与活泼金属的反应与活泼金属的反应 醇分子中含有羟基,与水相似,醇也显示一定的酸性,可与活泼金属反应生成氢气。反反应随着醇分子随着醇分子烃基的加大而反基的加大而反应速率减慢。醇的活性速率减慢。醇的活性为:甲醇伯醇仲醇叔醇甲醇伯醇仲醇叔醇8.1.2 醇的化学性质醇的化学性质返回(1)与活泼金属的反应反应随着醇分子烃基的加大而反应速率下页退出上页 醇的酸性比水弱,故醇钠遇水即分解成原来的醇和氢氧化钠。这是一个可逆反是一个可逆反应,平衡有利于醇,平衡有利于醇钠的水解。的水解。返回 醇的酸性比水弱,故醇钠遇水即分解成原来的醇和氢氧化下页退出上页8.1.2 醇的化学性质醇的化学性质有机酸有机酸酯(2)酯的生成酯的生成醇与羧酸作用,分子间脱水生成酯的反应叫酯化反应。例如:返回8.1.2 醇的化学性质有机酸酯酯的生成返回下页退出上页硫酸二甲硫酸二甲酯无机酸无机酸酯返回硫酸二甲酯无机酸酯返回下页退出上页 醇与硝酸作用生成硝酸酯。多元醇的硝酸酯受热分解可引起爆炸;因此常用来制造烈性炸药。甘油甘油甘油三硝酸酯(俗称硝化甘油)甘油三硝酸酯(俗称硝化甘油)无机酸无机酸酯返回 醇与硝酸作用生成硝酸酯。多元醇的硝酸酯受热分解可下页退出上页(3)卤代烃的生成卤代烃的生成 醇与氢卤酸作用,醇中的羟基被卤素原子取代生成卤代烃和水。不同不同氢卤酸的活酸的活泼顺序序为:氢碘酸氢碘酸 氢溴酸盐酸氢溴酸盐酸 8.1.2 醇的化学性质醇的化学性质这是一个可逆反应,为了有利于卤代烷的生成,通常可使一种反应物过量,或从反应体系中移去一种产物。返回(3)卤代烃的生成 不同氢卤酸的活泼顺序为:8.1.下页退出上页 由伯醇制备相应的溴代烃和碘代烃,常用比较便宜的溴化钠加硫酸或碘化钠加磷酸作试剂。例如:返回 由伯醇制备相应的溴代烃和碘代烃,常用比较便宜下页退出上页 用浓盐酸与无水氯化锌混合所配制的溶液称作卢卡斯(Lucas)试剂分别与伯、仲、叔醇在常温下作用,叔醇最快,仲醇次之,伯醇最慢。由于反应中生成的卤代烷不溶于水而出现浑浊或分层现象;观察反应物分层或浑浊的快慢,就可区别伯、仲、叔醇。如:10分钟变浑浊分钟变浑浊2020分钟变浑浊分钟变浑浊20(不反应)加热后才反应加热后才反应返回 用浓盐酸与无水氯化锌混合所配制的溶液称作卢卡斯下页退出上页 有些醇(除大多数伯醇)与氢卤酸反应,常有重排产物生成。机理:返回 有些醇(除大多数伯醇)与氢卤酸反应,常有重排产物生成下页退出上页主要产物机理:极不稳定较稳定较稳定主要产物返回主要产物机理:极不稳定较稳定主要产物返回下页退出上页(3)卤代烃的生成卤代烃的生成用亚硫酰氯或三卤化磷与醇作用,也可以以制备卤代烃。例如:不发生重排不发生重排返回(3)卤代烃的生成 用亚硫酰氯或三卤化磷与醇作用,下页退出上页(4)脱水反应脱水反应 醇的脱水反应有两种方式,一种为分子内脱水,另一种为分子间脱水。例如:消除反应亲核取代反应8.1.2 醇的化学性质醇的化学性质催化催化剂可加速脱水反可加速脱水反应的的进行。常用的催化行。常用的催化剂有有H H2 2SOSO4 4、H H3 3POPO4 4、AlAl2 2O O3 3。返回(4)脱水反应消除反应亲核取代反应8.1.2 醇的化学性下页退出上页 过量的酸和高温有利于烯烃的生成,过量的醇和较低的温度下有利于醚的生成。叔醇脱水只生成烯烃。例如:46H2SO487浓H2SO4,140或Al2O3,240浓H2SO4,170或Al2O3,360返回 过量的酸和高温有利于烯烃的生成,过量的醇和较低下页退出上页 用氧化铝作脱水剂时反应温度要求较高(360),但它的优点是脱水剂经再生后可重复使用,且反应过程中很少有重排现象发生。用质子性酸作脱水剂时常有重排现象发生。(主要产物)(无其他产物)返回 用氧化铝作脱水剂时反应温度要求较高(360),但它下页退出上页主要产物极不稳定重排成稳定的正碳离子1,2-迁移是指重排反应中迁移的基团从相邻的一个原子移向相邻的另一个原子。1,2-氢迁移返回主要产物极不稳定重排成稳定的正碳离子1,2-迁移是指重排反应下页退出上页1,2-烷基迁移主要产物重排成更稳定重排成更稳定的叔正碳离子的叔正碳离子仲正碳离子仲正碳离子返回1,2-烷基迁移主要产物重排成更稳定的叔正碳离子仲正碳离子返下页退出上页 仲醇和叔醇分子内脱水时,遵循查依采夫规则,即脱去的氢原子主要是含氢较少的碳原子上的氢原子。例如:62H2SO487808746H2SO484返回 仲醇和叔醇分子内脱水时,遵循查依采夫规则,即下页退出上页(5)氧化与脱氢反应氧化与脱氢反应在有机化合物的分子中加入氧或脱去氢的反应都叫做氧化反应。仲醇氧化生成仲醇氧化生成酮,酮不易被不易被继续氧化氧化。8.1.2 醇的化学性质醇的化学性质伯醇氧化生成伯醇氧化生成醛,醛进一步氧化生成酸。例如一步氧化生成酸。例如:返回(5)氧化与脱氢反应仲醇氧化生成酮,酮不易被继续氧化。8下页退出上页 叔醇在叔醇在强烈的的氧化条件下,可烈的的氧化条件下,可发生碳碳生碳碳键的断的断裂,生成小分子的氧化裂,生成小分子的氧化产物。例如物。例如:返回 叔醇在强烈的的氧化条件下,可发生碳碳键的断裂,下页退出上页 将伯醇或仲醇的蒸汽在高温下通过活性铜(或银、镍等)催化剂,则发生脱氢反应,生成相应的醛或酮。例如:250350400500 若同若同时通入氧气,通入氧气,则氢气被氧化成水,反气被氧化成水,反应可以可以进行行到底。例如到底。例如550(5)氧化与脱氢反应氧化与脱氢反应返回 将伯醇或仲醇的蒸汽在高温下通过活性铜(或银、镍等下页退出上页(1)甲醇甲醇 甲醇为无色透明液体具有类似酒精的气味,沸点65,能与水、乙醇、乙醚等混溶。甲醇具有麻醉作用,且毒性很强。近代主要以水煤气为原料制取。300,20MPa8.1.4 重要的醇重要的醇返回(1)甲醇300,20MPa8.1.4 重要的醇返回下页退出上页8.1.4 重要的醇重要的醇(2)乙醇乙醇 乙醇俗称酒精,是具有酒味的无色透明液体,沸点78.5,相对密度0.789,可与水混溶。工业上用乙烯为原料生产乙醇,也可用发酵的方法生产。乙醇能与CaCl2或MgCl2形成结晶络合物,称为结晶醇。乙醇的用途极广,是重要的工业原料及常用的溶剂,也是制酒工业的原料。返回8.1.4 重要的醇(2)乙醇返回下页退出上页(3)乙二醇乙二醇 乙二醇是最简单的二元醇,无色有甜味的液体,俗称甘醇。它的熔点为-11.5,沸点198,相对密度1.1088,能与水、乙醇、丙酮等互溶,微溶于乙醚。工业上由乙烯合成乙二醇。23028020801051108.1.4 重要的醇重要的醇返回(3)乙二醇2302802080105110下页退出上页(4)丙三醇丙三醇 丙三醇俗名甘油,为无色有甜味的粘稠液体,沸点290,相对密度1.260,能溶于水,但不溶于醚及氯仿等有机溶剂。甘油有吸湿性,能吸收空气中的水分。近代工业利用石油裂解气中的丙烯为原料制备,反应式如下:500253060901001508.1.4 重要的醇重要的醇返回(4)丙三醇5002530609010015下页退出上页8.2.1 酚的构造、分类和命名酚的构造、分类和命名8.2.2 酚的物理性质酚的物理性质 8.2.3 酚的化学性质酚的化学性质 8.2.4 重要的酚重要的酚8.2 酚(Phenols)返回8.2.1 酚的构造、分类和命名8.2 酚(Phenols下页退出上页苯酚苯酚8.1.1 酚的构造、分类和命名酚的构造、分类和命名(1)酚的构造)酚的构造返回动画苯酚8.1.1 酚的构造、分类和命名(1)酚的构造返回动下页退出上页苯酚分子中酚羟基直接与苯环向连接,羟基中的氧原子是以sp2杂化轨道参与成键。酚羟基氧原子的一对未共用电子所在的p轨道与苯环的六个碳原子的p轨道相互组成一个包括六个碳原子和一个氧原子在内的p-共轭体系。返回 苯酚分子中酚羟基直接与苯环向连接,羟基中的氧原子是以s下页退出上页(2)酚的分类)酚的分类 按芳环上所连接的羟基数目,酚可分为一元酚和多元酚。例。例如:一元酚:一元酚:苯酚苯酚对硝基苯酚对硝基苯酚-萘酚萘酚8.1.1 酚的构造、分类和命名酚的构造、分类和命名返回(2)酚的分类一元酚:苯酚对硝基苯酚-萘酚8.1.1 酚下页退出上页多元酚:多元酚:对苯二酚对苯二酚(1,4-苯二酚)苯二酚)均苯三酚均苯三酚(1,3,5-苯三酚)苯三酚)(2)酚的分类)酚的分类返回多元酚:对苯二酚均苯三酚(2)酚的分类返回下页退出上页(2)酚的命名)酚的命名 酚的命名是在芳环名称后面加上“酚”字,芳环上所连接的其它基团作为取代基,其位置和名称写在母体名称前面。例如:对甲苯酚对甲苯酚2,4,6-三硝基苯酚三硝基苯酚5-氯氯-1-萘酚萘酚8.1.1 酚的构造、分类和命名酚的构造、分类和命名返回(2)酚的命名对甲苯酚2,4,6-三硝基苯酚5-氯-1-萘酚下页退出上页 但是当芳环上某些取代基的次序优先于酚羟基时,则按照取代基的排列次序的先后选择母体。例如:邻羟基苯甲酸邻羟基苯甲酸对羟基苯磺酸对羟基苯磺酸(2)酚的命名)酚的命名返回 但是当芳环上某些取代基的次序优先于酚羟基时,则下页退出上页主要官能团的优先次序主要官能团的优先次序类别类别官能官能团团类别类别官能官能团团类别类别官能官能团团羧羧酸酸-COOH醛醛-CHO炔炔烃烃-CC-磺酸磺酸-SO3H酮酮C=O烯烃烯烃-C=C-羧羧酸酸酯酯-COOR醇醇-OH醚醚-OR酰氯酰氯-COCl酚酚-OH氯氯化物化物-Cl酰酰胺胺-CONH2硫醇硫醇-SH 硝基硝基化合物化合物-NO2腈腈-CN胺胺-NH2返回主要官能团的优先次序类别官能团类别官能团类别官能团羧酸-CO下页退出上页大多数酚为固体,少数烷基酚为高沸点液体。酚微溶或不溶于水,而易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。随着羟基数目增多,多元酚在水中的溶解度增大。纯净的酚是无色的,但酚羟基容易被空气中的氧缓慢氧化而带有不同程度的黄色或红色。8.1.2 酚的物理性质酚的物理性质返回大多数酚为固体,少数烷基酚为高沸点液体。酚微溶或不溶于水下页退出上页(1)酚羟基的)酚羟基的酸性酸性 苯酚具有弱酸性(pKa=10),其酸性比水和醇强,而比碳酸(pKa=6.38)弱。苯酚能溶于氢氧化钠水溶液,生成可溶于水的酚钠。8.1.3 酚的化学性质酚的化学性质返回(1)酚羟基的酸性8.1.3 酚的化学性质返回下页退出上页 如果在苯酚钠溶液中加入二氧化碳,可使苯酚重新游离出来可用于酚的鉴别、分离和提纯。可用于酚的鉴别、分离和提纯。返回 如果在苯酚钠溶液中加入二氧化碳,可使苯酚重新游下页退出酚的酸性比水和醇都强。化合物酸性的强弱,主要取决于该化合物电离的难易程度及电离产物的稳定性。pKa=10pKa=15pKa18返回酚的酸性比水和醇都强。化合物酸性的强弱,主要取决于该化合下页退出上页 酚羟基的氧上的孤对电子与苯环形成p-共轭体系,增加了H-O键的极性,化合物易电离出质子。返回 酚羟基的氧上的孤对电子与苯环形成p-共轭体系,增下页退出上页 苯酚电离后生成的苯氧负离子,由于氧上所带的负电荷分散到共轭体系中,使其能量降低,稳定性增大,有利于苯酚的电离。离域的酚氧负离子定域的负离子返回 苯酚电离后生成的苯氧负离子,由于氧上所带的负电荷分苯环上连苯环上连有吸电子有吸电子基团,则基团,则酸性增强酸性增强苯环上连苯环上连有斥电子有斥电子基团,则基团,则酸性减弱酸性减弱下页退出上页返回苯环上连有吸电子基团,则酸性增强苯环上连有斥电子基团,则酸性下页退出上页与三氯化铁的颜色反应与三氯化铁的颜色反应大多数酚能与三氯化铁的水溶液发生颜色反应,不同的酚反应后的颜色不同。例如:紫紫色色苯苯酚酚深深绿色色邻二苯酚二苯酚蓝色色对甲苯酚甲苯酚8.1.3 酚的化学性质酚的化学性质返回与三氯化铁的颜色反应紫 色苯 酚深绿色邻二苯酚蓝下页退出上页 酚醚的形成酚醚的形成酚和醇相似,也能生成醚。但由于p-共轭效应使得酚分子中的C-O键比较牢固,难以通过分子间脱水来制备酚醚。通常是先把酚转变成酚盐,然后再与烷基化试剂作用获得相应的醚。例如:8.1.3 酚的化学性质酚的化学性质返回 酚醚的形成8.1.3 酚的化学性质返回下页退出上页二芳基醚的生成比较困难,通常需在铜催化下加热才能得到。若芳环上卤原子的邻位或对位连有一个或多个强拉电子基团时,反应比较容易进行。例如:210 酚醚的形成酚醚的形成返回 二芳基醚的生成比较困难,通常需在铜催化下加热才能得到下页退出上页 酚酯的生成酚酯的生成在酸催化下,酚与羧酸作用也能生成酯,但要比醇困难得多,且产率不高。所以通常采用酸酐或酰氯与酚盐作用来制备酚酯。例如:8.1.3 酚的化学性质酚的化学性质返回 酚酯的生成8.1.3 酚的化学性质返回下页退出上页(5)芳环上的反应)芳环上的反应卤化反化反应酚很容易进行卤化反应。苯酚与溴水在常温下即可作用,生成三溴苯酚。8.1.3 酚的化学性质酚的化学性质可用于酚的鉴别可用于酚的鉴别返回(5)芳环上的反应8.1.3 酚的化学性质可用于酚的鉴别返下页退出上页如果继续向三溴苯酚中加入溴水,则进一步反应生成黄色的四溴化物沉淀,后者可看作是醌的溴化物,其可还原为三溴苯酚。溴代三溴苯酚溴代三溴苯酚返回 如果继续向三溴苯酚中加入溴水,则进一步反应生成黄色的下页退出上页若溴化反应在低温和非极性溶剂(如:CSCS2 2、CClCCl4 4)中进行时可得一溴代苯酚,且以对位产物为主。(5)芳环上的反应)芳环上的反应返回 若溴化反应在低温和非极性溶剂(如:CS2、CCl4)中进下页退出上页在低温和冰醋酸溶液中,苯酚氯化生成2,4二氯苯酚,后者在氢氧化钠溶液中与氯乙酸作用生成2,4二氯苯氧乙酸;简称2,4D,是一种常用的植物生长调节剂和除草剂。冰醋酸冰醋酸02,4二氯苯氧乙酸返回 在低温和冰醋酸溶液中,苯酚氯化生成2,4二氯苯酚,下页退出上页硝化反硝化反应苯酚在室温下与稀硝酸作用生成邻硝基苯酚和对硝基苯酚的混合物,混合物可用水蒸气蒸馏法分离室温室温(15)(3040)(5)芳环上的反应)芳环上的反应返回硝化反应室温(15)(3040)(5)芳环上的反应下页退出上页邻硝基苯酚在分子内形成氢键,对硝基苯酚不能在分子内形成氢键,可通过分子间氢键缔合起来,其沸点较高,一般不能随水蒸气挥发。分子内形成分子内形成氢键分子分子间形成形成氢键返回 邻硝基苯酚在分子内形成氢键,对硝基苯酚不能在分子内形水蒸气蒸馏装置返回下页退出上页水蒸气蒸馏装置返回下页退出上页下页退出上页磺化反磺化反应酚的磺化与苯相似,也是可逆的。例如:浓浓H2SO4产物中各物中各组份的比例与温度有关,室温下反份的比例与温度有关,室温下反应主要主要产物物为邻羟基苯磺酸;反基苯磺酸;反应在在100100进行行时,主,主要要产物物为对羟基苯磺酸。基苯磺酸。(5)芳环上的反应)芳环上的反应返回磺化反应浓H2SO4 产物中各组份的比例与温度有关,室下页退出上页将邻羟基苯磺酸与硫酸在100 下共热,也可以得到对羟基苯磺酸。100 返回 将邻羟基苯磺酸与硫酸在100 下共热,也可以得到对下页退出上页当苯酚分子中引入两个磺酸基后,可使苯环钝化,此时再与浓硝酸作用,两个磺酸基可同时被硝基取代而生成2,4,6三硝基苯酚(俗称苦味酸)。三个硝基的吸电三个硝基的吸电子作用使酚的酸子作用使酚的酸性大大增加性大大增加返回 当苯酚分子中引入两个磺酸基后,可使苯环钝化,此时再与浓下页退出上页付列德付列德尔克拉夫茨反克拉夫茨反应 酚容易进行付列德尔克拉夫茨烷基化反应,并且一般以对位异构体为主。(5)芳环上的反应)芳环上的反应当对位已有取代基时,则进入邻位。例如:返回付列德尔克拉夫茨反应(5)芳环上的反应当对位已有取代基时,下页退出上页与与羰基化合物基化合物缩合合酚羟基邻、对位上的氢还可以和羰基化合物发生缩合反应。催化剂催化剂(5)芳环上的反应)芳环上的反应与甲与甲醛缩合合苯酚与甲醛作用,首先在苯酚的邻位或对位上引入羟甲基。例如:返回与羰基化合物缩合催化剂(5)芳环上的反应与甲醛缩合 苯酚下页退出上页生成的羟基苯甲醇可以继续与苯酚缩合,在羟基的邻位或对位引入取代的苄基。这些些产物分子物分子间可以可以进一步脱水一步脱水缩合,根据所用原料合,根据所用原料的种的种类,酚与,酚与醛的配比以及不同的催化的配比以及不同的催化剂,可以得到不,可以得到不同的同的产物。物。返回 生成的羟基苯甲醇可以继续与苯酚缩合,在羟基的邻位或对下页退出上页与丙与丙酮缩合合苯酚与丙酮在酸的催化作用下,两分子苯酚可在羟基的对位与丙酮缩合,生成2,2二对羟苯基丙烷,俗称双酚A。双酚双酚A A是一种白色粉末,熔点是一种白色粉末,熔点154154,是制造,是制造环氧氧树脂、聚脂、聚砜、聚碳酸、聚碳酸酯等的重要原料。等的重要原料。40双酚A返回与丙酮缩合 苯酚与丙酮在酸的催化作用下,两分子苯酚可在羟基下页退出上页(6)氧化反应)氧化反应酚类化合物很容易氧化,产物随氧化剂和反应条件的不同而不同。苯酚长期与空气接触,随氧化反应的进行,颜色逐渐变深;与重铬酸钾的硫酸溶液作用,则氧化成对苯醌。对苯醌对苯醌8.1.3 酚的化学性质酚的化学性质返回(6)氧化反应对苯醌8.1.3 酚的化学性质返回下页退出上页多元酚在碱性介质中更易氧化,两个或两个以上羟基互为邻、对位的多元酚最易氧化。例如:邻苯二酚和对苯二酚在室温时即可被弱氧化剂如Ag2O、AgBr等氧化成邻苯醌和对苯醌。返回 多元酚在碱性介质中更易氧化,两个或两个以上羟基互为邻下页退出上页(1)苯)苯 酚酚苯酚俗称石碳酸。纯品为无色结晶,熔点40.8,沸点181.8,因容易氧化而带粉红色乃至深褐色。微溶于冷水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯酚可用作防腐剂和消毒剂。它是重要的有机合成原料,大量用于制造酚醛树脂、环氧树脂以及其它高分子材料、药物、燃料、炸药等。8.1.4 重要的酚重要的酚返回(1)苯 酚8.1.4 重要的酚返回下页退出上页(2)对苯二酚)对苯二酚对苯二酚是无色固体,熔点170,沸点285.2,溶于水、乙醇、乙醚等溶剂中。对苯二酚极易被氧化成醌。它是一个强还原剂,可用作抗氧剂、显影剂、高分子单体的阻聚剂等。对苯二酚可由苯胺氧化成对苯醌后,再经还原而得。108.1.4 重要的酚重要的酚返回(2)对苯二酚108.1.4 重要的酚返回练习:练习:用化学方法分离2,4,6-三甲基苯酚与2,4,6-三硝基苯酚下页退出上页返回练习:用化学方法分离2,4,6-三甲基苯酚与2,4,6-三硝下页退出上页 8.3.1 醚的构造、分类和命名醚的构造、分类和命名 8.3.2 醚的物理性质醚的物理性质 8.3.3 醚的化学性质醚的化学性质 8.3.4 重要的醚重要的醚8.3 醚(Ethers)返回 8.3.1 醚的构造、分类和命名8.3 醚(Ethers下页退出上页(1)醚的分类醚的分类 醚可以看作是醇羟基或酚羟基上的氢原子被烃基取代后的生成物。通式是R-O-R、Ar-O-Ar。与氧相与氧相连的两个的两个烃基相同,称作基相同,称作单醚如如 C2H5-O-C2H5与氧相与氧相连的两个的两个烃基不同基不同时,称作,称作混混醚如如 CH3-O-C2H58.3.1 醚的分类、构造和命名醚的分类、构造和命名返回(1)醚的分类与氧相连的两个烃基相同,称作单醚与氧相连的下页退出上页根据醚键(-O-)所连接的烃基结构的不同,可分为饱和醚、不饱和醚、芳醚和环醚。例如:乙醚(饱和醚)乙醚(饱和醚)乙基乙烯基醚(不饱和醚)乙基乙烯基醚(不饱和醚)苯甲醚(芳醚)苯甲醚(芳醚)环氧乙烷(环醚)环氧乙烷(环醚)(1)醚的分类醚的分类返回 根据醚键(-O-)所连接的烃基结构的不同,可分为饱和下页退出上页(2)醚的构造醚的构造返回动画(2)醚的构造返回动画下页退出上页(3)醚的命名醚的命名对于简单的醚,常采用习惯命名法;通常是先写出与氧相连的两个烃基的名称,再加上“醚”字。例如:二甲醚(甲醚)二甲醚(甲醚)甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚二乙烯基醚(乙烯醚)二乙烯基醚(乙烯醚)返回(3)醚的命名 对于简单的醚,常采用习惯命名法;通下页退出上页结构比较复杂的醚可以看作烃的烃氧基衍生物,用系统命名法来命名。将碳链最长的烃基看作母体,把烃氧基作为取代基,成为“某”烃氧基“某”烃。例如:4-甲氧基甲氧基-2-己烯己烯2-乙氧基乙氧基-3-戊醇戊醇(3)醚的命名醚的命名返回 结构比较复杂的醚可以看作烃的烃氧基衍生物,用系统命名下页退出上页环醚一般叫做环氧“某”烃或按杂环化合物的命名方法命名。例如:1,2-环氧丙烷环氧丙烷3-氯氯-1,2-环氧丙烷环氧丙烷1,4-环氧丁烷(四氢呋喃)环氧丁烷(四氢呋喃)1,4-二氧六环(二噁烷)二氧六环(二噁烷)(3)醚的命名醚的命名返回 环醚一般叫做环氧“某”烃或按杂环化合物的命名方法命名下页退出上页多元醚(多元醇的烃衍生物)命名时,首先写出多元醇的名称,再写出烃基的数目和名称,最后写上“醚”字。例如:乙二醇一甲醚乙二醇一甲醚乙二醇二乙醚乙二醇二乙醚(3)醚的命名醚的命名返回 多元醚(多元醇的烃衍生物)命名时,首先写出多元醇的名下页退出上页 在常温下除甲醚和甲乙醚为气体外,大多数醚为易燃的液体,有特殊气味,相对密度小于1。低级醚的沸点比相对分子质量相近的醇的沸点低得多。醚一般微溶于水,易溶于有机溶剂。由于醚的化学性质不活泼,因此是良好的溶剂,常用来提取有机物或作有机反应的溶剂。8.3.2 醚的物理性质醚的物理性质返回 在常温下除甲醚和甲乙醚为气体外,大多数醚为易燃的液体下页退出上页 醚键(C-O-C)是醚的官能团,比较稳定,所以醚对碱、氧化剂、还原剂都很稳定;在常温下醚也不与金属钠作用。但是在一定条件下,醚也以发生某些化学反应。8.3.3 醚的化学性质醚的化学性质返回 醚键(C-O-C)是醚的官能团,比较稳定下页退出上页(1)醚的弱碱性)醚的弱碱性醚的氧原子上有未共用电子对,是一个路易斯碱,可与强酸作用,接受质子。8.3.3 醚的化学性质醚的化学性质钅羊盐的生成钅羊盐的生成返回(1)醚的弱碱性8.3.3 醚的化学性质钅羊盐的生成返回下页退出上页醚还可以将氧上的未共用电子对与缺电子的试剂如BF3、AlCl3、RMgX等形成相应的络合物。(1)醚的弱碱性)醚的弱碱性返回 醚还可以将氧上的未共用电子对与缺电子的试剂如BF3、A下页退出上页(2)醚键的断裂)醚键的断裂醚与浓氢卤酸(一般用氢碘酸)在常温下作用,醚键可以断裂生成卤代烷和醇。8.3.3 醚的化学性质醚的化学性质 如果氢卤酸过量,生成的醇进一步反应生成卤代烷。返回(2)醚键的断裂8.3.3 醚的化学性质 如果氢卤酸过量下页退出上页混醚与氢碘酸作用时,一般是较小的烃基生成碘代烷,较大的烃基生成醇或酚。返回 混醚与氢碘酸作用时,一般是较小的烃基生成碘代烷,较大的下页退出上页叔烷基醚与氢碘酸作用,生成烯烃和醇。两个两个烃基都是芳基的基都是芳基的醚,其,其醚键非常非常稳定,定,不易断裂。如二苯不易断裂。如二苯醚,可作,可作为载热体。体。返回叔烷基醚与氢碘酸作用,生成烯烃和醇。两个烃基都是芳基的醚,其下页退出上页(3)过氧化物的生成)过氧化物的生成醚对氧化剂较稳定,但长期与空气接触可被空气中的氧氧化为有机过氧化物。氧化过程比较复杂,可能是先生成-氢过氧化物,然后再转变为更复杂的过氧化物。过过氧化物氧化物氧化物氧化物8.3.3 醚的化学性质醚的化学性质返回(3)过氧化物的生成过氧化物8.3.3 醚的化学性质返回下页退出上页(4)环氧乙烷的化学性质环氧乙烷的化学性质 环氧乙烷又叫氧化乙烯,是重要的环醚。它是无色液体,沸点10.7,能溶于水、醇和醚。制备方法:8.3.3 醚的化学性质醚的化学性质催化氧化法催化氧化法氯乙醇法:乙醇法:返回(4)环氧乙烷的化学性质8.3.3 醚的化学性质催化氧化下页退出上页环氧乙烷是三元环,张力大,易开环,性质非常活泼;在酸或碱催化下可以与许多含活泼氢的试剂(如水、氢卤酸、醇、氨等)发生化学反应,用通式表示如下:式中:式中:A A代表代表-OH-OH,-X-X,-OR-OR,-NH-NH2 2等。等。(4)环氧乙烷的化学性质环氧乙烷的化学性质返回 环氧乙烷是三元环,张力大,易开环,性质非常活泼;在酸下页退出上页 与水反应与水反应 在少量酸催化下,环氧乙烷与水作用,开环生成乙二醇。(4)环氧乙烷的化学性质环氧乙烷的化学性质返回 与水反应(4)环氧乙烷的化学性质返回 乙二醇与环氧乙烷继续作用,生成一缩二乙二醇(二甘醇)、二缩三乙二醇(三甘醇),最终生成聚乙二醇。一缩二乙二醇(二甘醇)一缩二乙二醇(二甘醇)二缩三乙二醇(三甘醇)二缩三乙二醇(三甘醇)聚乙二醇聚乙二醇下页退出上页返回 乙二醇与环氧乙烷继续作用,生成一缩二乙二醇(二甘醇)下页退出上页 与醇反应与醇反应在少量酸催化下,环氧乙烷与醇作用生成乙二醇单烷基醚。(4)环氧乙烷的化学性质环氧乙烷的化学性质返回 与醇反应(4)环氧乙烷的化学性质返回乙二醇单烷基醚继续与环氧乙烷作用,逐步生成二甘醇单烷基醚、三甘醇单烷基醚等。二甘醇单烷基醚二甘醇单烷基醚三甘醇单烷基醚三甘醇单烷基醚聚乙二醇单烷基醚聚乙二醇单烷基醚下页退出上页返回 乙二醇单烷基醚继续与环氧乙烷作用,逐步生成二甘醇单烷下页退出上页三乙醇胺三乙醇胺 与氨反应与氨反应环氧乙烷与氨作用,首先生成乙醇胺(或称-羟基乙胺),乙醇胺继续与环氧乙烷作用,生成二乙醇胺和三乙醇胺。乙醇胺乙醇胺二乙醇胺二乙醇胺(4)环氧乙烷的化学性质环氧乙烷的化学性质返回三乙醇胺 与氨反应乙醇胺二乙醇胺(4)环氧乙烷的化学性质下页退出上页 与格氏试剂作用与格氏试剂作用环氧乙烷与格氏试剂反应的产物经水解后可得到增加两个碳原子的伯醇。例如:无水乙醚无水乙醚 此反应在有机合成中用于增长碳链此反应在有机合成中用于增长碳链(4)环氧乙烷的化学性质环氧乙烷的化学性质返回 与格氏试剂作用无水乙醚 此反应在有机合成中用于增长碳链(下页退出上页例例1:在有机合成中的重要用途在有机合成中的重要用途返回例1:在有机合成中的重要用途返回下页退出上页以乙烯为原料合成例例2:返回以乙烯为原料合成例2:返回下页退出上页(1)乙醚)乙醚乙醚是最常见的和最重要的醚。它是易挥发的无色透明液体,沸点34.5,比水轻,微溶于水。易燃,其蒸汽比空气重2.5倍。在工业上,乙醚是用乙醇以硫酸或氧化铝为脱水剂脱水制得。8.3.4 重要的醚重要的醚返回(1)乙醚8.3.4 重要的醚返回下页退出上页(2 2 2 2)冠)冠)冠)冠 醚醚冠醚是含有多个氧原子的大环醚,也可以看作是多分子乙二醇缩聚而成的大环化合物。由于它们的结构形似皇冠,因此称为冠醚。例如:15-冠冠-518-冠冠-68.3.4 重要的醚重要的醚返回(2)冠 醚15-冠-518-冠-68.3.4 重要的醚返下页退出上页18-冠-6的制备:返回18-冠-6的制备:返回 在冠醚的大环结构中有空穴,且由于氧原子上含有未共用电子对,因此,可和金属正离子形成络合离子。各种冠醚的空穴大小不同,只有和空穴大小相当的金属离子才能进入空穴,因而其对金属离子的络合具有很高的选择性。例如:空穴为0.260.32nm钾离子半径为0.133nm返回上页退出 在冠醚的大环结构中有空穴,且由于氧原子上含有未共用电
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