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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第十一周有机化学教案第六章醇酚醚Word文件下载.docx

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:

R-OH>

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。

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