第十一周有机化学教案第六章醇酚醚Word文件下载.docx
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2.脂肪醇、脂环醇和芳香醇
3.一元醇、二元醇和多元醇。
两个羟基连在冋一碳上的化合物不稳定,这种结构会自发失水,
故同碳二醇不存
在。
另外,烯醇是不稳定的,容易互变成为比较稳定的醛和酮。
三、醇的命名
1•俗名:
如乙醇俗称酒精,丙三醇称为甘油等。
2•简单的一元醇用习惯命名法命名。
例如:
CH3CH3
CH3CHCH2OHCH3C—0H
CH3
异丁醇叔丁醇
3.系统命名法
结构比较复杂的醇,采用系统命名法。
选择含有羟基的最长碳链为主链,以羟基
的位置最小编号,称为某醇。
例如:
0H
CH3-CH-CH-CH才CH-CH3
CH3Cl
ch3-ch-ch2-ch=ch2
I
OH
Q
CH-CH3
2-甲基-5-氯-3-己醇
4-戊烯-2-醇
1-苯基乙醇(a苯乙醇)
2-苯基乙醇(3苯乙醇)
多元醇的命名,要选择含-oh尽可能多的碳链为主链,羟基的位次要标明。
8.2醇的性质
8.2.1
醇的物理性质
1.
性状:
(略)
2.
沸点:
3.
溶解度:
4.
结晶醇的形成
低级醇能和一些无机盐(MgCl2、CaCl2、CuSO4等)作用形成结晶醇,亦称醇化
不溶于有机溶剂,溶于水。
可用于除去有机物中的少量醇
如:
MgCb一6CH3OH
CaCl2'
4C2H5OH
CaCl2-4CH3OH
8.1.2醇的化学性质
1•与活泼金属的反应
CH3CH2OH+NaCH3CH2ONa+1/2H2
KK
粘稠固体(溶于过量乙醇中)
Na与醇的反应比与水的反应缓慢的多,反应所生成的热量不足以使氢气自燃,故常利用醇与Na的反应销毁残余的金属钠,而不发生燃烧和爆炸。
CH3CH2O-的碱性比-OH强,所以醇钠极易水解。
CH3CH2ONa+
H2O—
CH3CH2OH
+NaOH
较强碱
较强酸
较弱酸
较弱碱
醇的反应活性:
CHsOH
>
伯醇(乙醇)
仲醇>
叔醇
pKa15.09
15.93
19
醇钠(RONa)是有机合成中常用的碱性试剂。
金属镁、铝也可与醇作用生成醇镁、醇铝。
ch3ch3
III
6CH3—CH—OH+2AI2(CH3—CHO)3Al+3H2
还原剂
有机合成中常用的试剂
与氢卤酸反应(制卤代烃的重要方法)
反应速度与氢卤酸的活性和醇的结构有关。
例如,醇与卢卡斯(
Lucas)试剂(浓盐酸和无水氯化锌)的反应:
ch3c—OH
(浓HCl+无水ZnCI2)
室温
CH3—C—CI+H2O
〔min钟混浊,放置分层
CH3CH2CHCH3
卢卡室温^CH3CH2CHCH3+⑷
10min钟混浊,放置分层
卢卡斯试剂
CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2CI+h2o
放置一小时也不反应(混浊)
加热才起反应(先混浊,后分层)
Lucas试剂可用于区别伯、仲、叔醇,但一般仅适用于3—6个碳原子的醇。
原因:
1—2个碳的产物(卤代烷)的沸点低,易挥发。
大于6个碳的醇(苄醇除外)不溶于卢卡斯试剂,易混淆实验现象。
3•与酸反应(成酯反应)
1)与无机酸反应
醇与含氧无机酸硫酸、硝酸、磷酸反应生成无机酸酯。
ch3ch2oh+hoso2oh——ch3ch2oso2oh+h2o
硫酸氢乙酯(酸性酯)
CH3CH2OSO2OH减压蒸懈”(CH3CH2O)2SO2+H2SO4
硫酸二乙酯(中性酯)
CH3OSO2OCH3
有机合成中的烷基化剂,有剧毒
CH3CH2OSO2OCH2CH3
高级醇的硫酸酯是常用的合成洗涤剂之一。
如Ci2H25OSO2ONa(十二烷基磺酸
钠)。
ch2-oh
CH-OH+
3HNO3
CH2-ONO2
CH-ONO2+3H2O
三硝酸甘油酯
可作炸药
ch2-ono2
HO
3C4H9OH+
\
3H2O
HOP-O
(。
4出0)3卩-O+
磷酸三丁酯(作萃取剂,增塑剂)
2)与有机酸反应
hI
R-OH+CH3COOHCH3COOR+H2O(见第十三章)
4.脱水反应
醇与催化剂共热即发生脱水反应,随反应条件而异可发生分子内或分子间的脱水
CH2-CH2HOH
CH2-CH2
HOH
H2SO4170cch2=ch2+h2oorAI2O3,360C
H2SO4,140CCH3CH2OCH2CH3+H2OorAl2O3,240〜260C
醇的脱水反应活性:
3°
R-OH>
2°
1°
R-OH
CH3CH2CH2CH2OH
75%H2SO4
CH3CH=CHCH3
*-
140°
C
Oh
(CH3)3C-OH
醇脱水反应的特点:
主要生成札依采夫烯,例如:
ch3ch2chch3
60%H2SO4
100C
20%H2SO4
85~90C
80%
CH3-C=CH2
100%
CH3CH=CHCH3
CH=CHCH
5.
+ch3ch2ch=ch2
20%
CH2CH=CH2
+
1)氧化:
伯醇、仲醇分子中的a-H原子,由于受羟基的影响易被氧化。
伯醇被氧化为羧酸。
KqCyO/+H2SO4
RCH2OHRCHO
CH3CH2OH+Cr2O72-
橙红
丄RCOOH
CH3CHO+Cr3+
绿色
K2Cr2O7
—227・CH3COOH
仲醇一般被氧化为酮。
脂环醇可继续氧化为二元酸。
CH3KMnO4,H
CH3-CH-OH
O
CH3-C-CH3
丙酮
CH2CH2COOH
己二酸
叔醇一般难氧化,在剧烈条件下氧化则碳链断裂生成小分子氧化物。
2)脱氢:
伯、仲醇的蒸气在高温下通过催化活性铜时发生脱氢反应,生成醛和酮。
H2
C-CH3
II
8.2酚(1.5学时)
8.2.1酚的结构及命名
1•结构
酚是羟基直接与芳环相连的化合物(羟基与芳环侧链的化合物为芳醇),即酚是
烃的羟基衍生物。
2•命名
酚的命名一般是在酚字的前面加上芳环的名称作为母体,再加上其它取代基的名
称和位次。
特殊情况下也可以按次序规则把羟基看作取代基来命名。
8.2.2酚的化学性质
羟基即是醇的官能团也是酚的官能团,因此酚与醇具有共性。
但由于酚羟基连在
苯环上,苯环与羟基的互相影响又赋予酚一些特有性质,所以酚与醇在性质上又存在
着较大的差别。
1•酚羟基的反应
(1)酸性
Ka
P~10(不能使石蕊试纸变色)
酚的酸性比醇强,但比碳酸弱。
故酚可溶于NaOH但不溶于NaHCO3,不能与Na2CO3、NaHCOa作用放出CO2,反之通入CO2于酚钠水溶液中,酚即游离出来。
利用酚的这种能溶于碱,而又可用酸将它从碱溶液中有离出来的性质,工业上常被用来回收和处理含酚污水。
利用醇、酚与NaOH和NaHCOa反应性的不同,可鉴别和分离酚和醇。
当苯环上连有吸电子基团时,酚的酸性增强;
连有供电子基团时,酚的酸性减弱。
⑵与FeCla的显色反应
酚能与FeCla溶液发生显色反应,大多数酚能起此反应,故此反应可用来鉴定酚。
6ArOH+FeCl3"
[Fe(OAr)6]-+6H+3CI
蓝紫色棕红色
不同的酚与FeCla作用产生的颜色不同。
见P292表10-6。
与FeCla的显色反应并不限于酚,具有烯醇式结构的脂肪族化合物也有此反应。
(3)酚醚的生成
RCH2Br
(CH02SO4-
CH2=CHCH2Br
■
+NaBr
OCH2R
苯甲醚(茴香醚)
OCH2CH=CH2
醚不能分子间脱水成醚,一般是由醚在碱性溶液中与烃基化剂作用生成。
苯基烯丙基醚
在有机合成上常利用生成酚醚的方法来保护酚羟基。
NO
可用水蒸汽蒸馏分开
X
邙阿司匹林)
水杨酸
使苯环上的电子云密度
卤代反应
苯酚与溴水在常温下可立即反应生成
沉淀。
Br
反应
作苯酚的鉴别和定量测定。
(1)
如需要制取一溴代苯酚,则要在非极性溶剂
CS2,CCI4)和低温下进行。
增加,亲电反应容易进行。
2.芳环上的亲电取代反应
2,4,6三溴苯酚白色
+3HBr
+B「2(H2。
)
...Br
很灵敏,很稀的苯酚溶液(10ppm)就能与溴水生成沉淀。
故此反应可用
(2)硝化苯酚比苯易硝化,在室温下即可与稀硝酸反应。
H+
羟基是强的邻对位定位基
+ch3cooh
OCOCH3
COOH+ch3cooh
由于羟基与苯环的P-n共轭
-:
■■--NO2
Br°
、Br
20r
+稀HNO3
+B「2
0r
H2SO4
COOH+(CH3CO)2O
65-80r
乙酰水杨酸
酚也可被卤素取代,但不象醇那样顺利;
酚也可以生成酯,但比醇困难。
邻硝基苯酚易形成分子内氢键而成螯环,这样就削弱了分子内的引力;
而对硝基
苯酚不能形成分子内氢键,但能形成分子间氢键而缔合。
因此邻硝基苯酚的沸点和在水中的溶解度比其异构体低得多,故可随水蒸气蒸馏出来。
3.氧化反应
由无
酚易被氧化为醌等氧化物,氧化物的颜色随着氧化程度的深化而逐渐加深,色而呈粉红色、红色以致深褐色。
A
KMnO4+H2SO4
丨O|
O对苯醌(棕黄色)
多元酚更易被氧化。
2AgBr
Al
+2Ag+HBr
y
nO
对苯二酚是常用的显影剂。
酚易被氧化的性质常用来作为抗氧剂和除氧剂。
四、重要的酚(自学)
8.3醚(0.5学时)
8.3.1醚的结构,分类和命名
sp3杂化
—O、RR'
饱和醚
简单醚CH3CH2OCH2CH3
混和醚CH3OCH2CH3
109.5°
2.分类
不饱和醚CH3OCH2CH=CH2CH2=CHOCH=CH2
芳香醚I-OCH3'
[JiO
环醚、o/厂b匚
大环多醚(冠醚)
3•命名
1)简单醚在“醚”字前面写出两个烃基的名称。
例如,乙醚、二苯醚等。
2)混醚是将小基排前大基排后;
芳基在前烃基在后,称为某基某基醚。
例如:
CH3OCH2CH=CH2■OCH2CH3
甲基烯丙基醚苯乙醚
3)结构复杂的醚用系统命名法命名。
可以看作是烃的衍生物来命名,将较大的烃基作母体,剩下的RO-部分看作取代基。
CH3-choch2ch2ch2ch2oh
4-异丙氧基-1-丁醇
4)环醚:
命名常采用俗名,没有俗名的称为氧杂某烷
弋严环氧乙烷吩H2十丙烷
/V
四氢咲PfcTHF)
(14-环
1+二氣六环(二恶烷)
氧杂丁烷
5).多元醚:
首先写出潜含多元醇的名称再写出另一部分烃基的数目和名称,最
后加上醚”字。
CH3^O-CH2CHi-O-hCHjC2Hg^O-CH2CH2-OH
乙一醉乙劇
CHjOCH2CHi<
)ClhCIIjOCHj
二甲醉
8.3.2醚的化学性质
醚是一类不活泼的化合物,对碱、氧化剂、还原剂都十分稳定。
醚在常温下与金
属Na不起反应,可以用金属Na来干燥。
醚的稳定性仅次于烷烃。
但其稳定性是相
对的,由于醚键(C-O-C)的存在,它又可以发生一些特有的反应。
1•烊盐的生成
醚的氧原子上有未共用电子对,能接受强酸中的H+而生成烊盐。
R-O-R+HCl*ROR+Cl
»
I
R-6-R+H2SO4R-OR+HSO4
烊盐是一种弱碱强酸盐,仅在浓酸中才稳定,遇水很快分解为原来的醚。
利用此性质可以将醚从烷烃或卤代烃中分离出来。
醚还可以和路易斯酸(如
BF3、AlCl3、RMgX)等生成烊盐。
R-O-R+BF3
VI-
H—BIH
烊盐的生成使醚分子中
C-O键变弱,因此在酸性试剂作用下,醚链会断裂。
2.醚链的断裂
在较高温度下,强酸能使醚链断裂,使醚链断裂最有效的试剂是浓的氢碘酸(HI)。
CH3CH2OCH2CH3+HI
CH3CH2OCH2CH3—CH3CH2I
HI(过量).2CH3CH2I+H2O
+CH3CH2OH
醚键断裂时往往是较小的烃基生成碘代烷,例如:
△
CH3CHCH2OCH2CH3+HI——CH3CHCH2OH+CH3CH2I
CH3CH3
芳香混醚与浓HI作用时,总是断裂烷氧键,生成酚和碘代烷。
|O-CH
Pn共轭
键牢固,不易断
57%HI
120〜130°
+CH3I
3.过氧化物的生成
醚长期与空气接触下,会慢慢生成不易挥发的过氧化物。
O丨■RCHOCH2R八
RCH2OCH2R2(过氧化物)
OOH
过氧化物不稳定,加热时易分解而发生爆炸,因此,醚类应尽量避免暴露在空气
中,般应放在棕色玻璃瓶中,避光保存。
蒸馏放置过久的乙醚时,要先检验是否有过氧化物存在,且不要蒸干。
检验方法:
硫酸亚铁和硫氰化钾混合液与醚振摇,有过氧化物则显红色。
过氧化物+Fe2*Fe3+—补Fe(SCN)(T
红色
除去过氧化物的方法:
(1)加入还原剂(5%的FeS04)于醚中振摇后蒸馏。
(2)贮藏时在醚中加入少许金属钠。
教法:
启发、互动教学,培养自主学习能力
1•通过设问、启发来引导学生深入思考、激发兴趣
2•通过讲授、讨论解决问题
3•“教、学、做”相结合
手段:
多媒体课件、板书、课堂练习
作业
书本上的作业:
8.1(a,c,h,i)、8.5(b,d,h)、8.6(b,c)、8.8、8.9(a,c,e,g,h)完成作业看参考书的相关内容
预习第七章醛、酮、醌
主要参考资料
《有机化学》范望喜,张爱东主编华中师范大学出版社,2007
《有机化学》汪小兰主编(第四版)高等教育出版社,2010
《有机化学》王积涛主编(第二版)南开大学出版社,2009
《有机化学》胡红纹主编(第三版)高等教育出版社,2006
《有机化学》邢其毅主编(第三版)高等教育出版社,2005
备注
涉及到醇的酸性可能学生难以理解,要以相对性来解释;
醇和酚的性质上差异和化学
鉴别方法是重点。