第10章_醚和环氧化合物.ppt

第十章第十章 醚和环氧化合物醚和环氧化合物教学目标和要求：教学目标和要求：掌握醚的命名。掌握醚的命名。熟练掌握醚的基本反应与鉴别方法。熟练掌握醚的基本反应与鉴别方法。掌握醚的主要制备方法。掌握醚的主要制备方法。掌握环醚的开环加成反应。掌握环醚的开环加成反应。分子中含有醚键分子中含有醚键(C(CO OC)C)的化合物叫做醚。的化合物叫做醚。R RRR时，叫单（纯）醚；如：时，叫单（纯）醚；如：CHCH3 3O OCHCH3 3 RR RR时，叫混（合）醚；如：时，叫混（合）醚；如：CHCH3 3CHCH2 2O OCHCH3 3、ArArO OCHCH3 3 脂环烃的环上碳原子被一个或多个氧原子取代后形成的化合物称为脂环烃的环上碳原子被一个或多个氧原子取代后形成的化合物称为环醚。环醚。(一一)醚和环氧化合物的命名醚和环氧化合物的命名 习惯命名法：（常用，适用于简单醚）习惯命名法：（常用，适用于简单醚）系统命名法：（不常用，适用于复杂醚）系统命名法：（不常用，适用于复杂醚）将将RORO或或ArOArO当作取代基，以烃为母体：当作取代基，以烃为母体：环醚一般叫做环氧某烃或按杂环化合物命名的方法命名：环醚一般叫做环氧某烃或按杂环化合物命名的方法命名：（二）醚和环氧化合物的结构（二）醚和环氧化合物的结构(三三)醚的制法醚的制法 (1)(1)醚和环氧化合物的工业合成醚和环氧化合物的工业合成 乙醚的工业制法：乙醚的工业制法：环氧乙烷的工业制法：环氧乙烷的工业制法：(2)Williamson(2)Williamson合成法合成法 此法适用于制混合醚和单纯醚。此法适用于制混合醚和单纯醚。若采用相转移催化，或微波辐照，可提高产率，加快速率。若采用相转移催化，或微波辐照，可提高产率，加快速率。注意：注意：不能用叔卤烷做原料制醚不能用叔卤烷做原料制醚，因叔卤烷在碱性条件下易消除：因叔卤烷在碱性条件下易消除：合成环醚：合成环醚：环醚可用分子内的环醚可用分子内的WilliamsonWilliamson合成法制备。合成法制备。（）不饱和烃与醇反应（）不饱和烃与醇反应该反应是可逆反应，可利用异丁烯与醇反应生成的叔该反应是可逆反应，可利用异丁烯与醇反应生成的叔丁基醚保护醇羟基。例如：丁基醚保护醇羟基。例如：由于乙烯醇不存在，乙烯氯不活泼，不能采用由于乙烯醇不存在，乙烯氯不活泼，不能采用WilliamsonWilliamson合成法制备乙烯醚，而是利用乙炔的亲核合成法制备乙烯醚，而是利用乙炔的亲核加成来制备乙烯醚：加成来制备乙烯醚：(三三)醚的物理性质醚的物理性质 相对密度、沸点较低，因为醚分子间不能形成氢键。相对密度、沸点较低，因为醚分子间不能形成氢键。水中溶解度与同碳数醇差不多，因醚分子与水分子可水中溶解度与同碳数醇差不多，因醚分子与水分子可形成分子间氢键：形成分子间氢键：乙醚有弱极性，常用作有机溶剂。乙醚有弱极性，常用作有机溶剂。极性：极性：光谱性质光谱性质 醚的醚的IRIR谱图特征：谱图特征：只有只有C CO O键的振动吸收，峰形较宽。键的振动吸收，峰形较宽。烷基醚烷基醚C CO O：106010601150cm1150cm-1-1 芳基或烯基醚芳基或烯基醚C CO O：120012001275 cm1275 cm-1-1。NMRNMR谱图特征：谱图特征：醚分子中与氧相连的亚甲基质子的醚分子中与氧相连的亚甲基质子的=3.4=3.44.04.0。(六六)醚和环醚的化学性质醚和环醚的化学性质 醚的化学性质醚的化学性质醚醚分分子子中中无无活活泼泼氢氢，不不能能与与金金属属钠钠反反应应，也也不不与与碱碱、氧氧化化剂剂、还还原原剂剂等等反反应应，醚醚的的化化性性比比较较稳稳定定，但醚比烷烃活泼！但醚比烷烃活泼！醚键的氧原子具有未共用电子对，具有碱性，可与醚键的氧原子具有未共用电子对，具有碱性，可与酸作用，但生成的盐不稳定。酸作用，但生成的盐不稳定。(1)(1)盐的生成盐的生成 盐必须在浓盐必须在浓HClHCl、浓硫酸作用下才能生成，因为浓硫酸作用下才能生成，因为 盐在浓酸下才能稳定存在，一遇水即水解！利用盐在浓酸下才能稳定存在，一遇水即水解！利用此性质可分离提纯醚。此性质可分离提纯醚。例：利用简单的化学方法除去正溴丁烷中少量的正丁醇、例：利用简单的化学方法除去正溴丁烷中少量的正丁醇、正丁醚、正丁醚、1-1-丁烯。丁烯。答案：用浓硫酸洗。答案：用浓硫酸洗。醚也可以和醚也可以和lewislewis酸形成络合物：酸形成络合物：(2)(2)醚键的断裂醚键的断裂 醚与醚与HBrHBr、HIHI作用，可使醚链断裂：作用，可使醚链断裂：伯烷基醚与伯烷基醚与HIHI作用时，按作用时，按S SN N2 2机理进行：机理进行：小小烷基生成卤代烷，烷基生成卤代烷，大大烷基生成醇烷基生成醇叔烷基醚与叔烷基醚与HIHI作用时，按作用时，按S SN N1 1机理进行：机理进行：大大烷基生成卤代烷，烷基生成卤代烷，小小烷基生成醇烷基生成醇酚羟基、醇羟基的保护酚羟基、醇羟基的保护（3 3）ClaisenClaisen重排重排苯基烯丙基醚及其类似物在加热的条件下，发生分子内苯基烯丙基醚及其类似物在加热的条件下，发生分子内重排生成重排生成邻烯丙基苯酚邻烯丙基苯酚的反应，称为的反应，称为ClaisenClaisen重排。若邻重排。若邻位已有取代基，则重排发生在位已有取代基，则重排发生在对位对位。发生两次重排发生两次重排()过氧化物的生成过氧化物的生成 所以，使用乙醚前应先检查过氧化物是否存在。所以，使用乙醚前应先检查过氧化物是否存在。除去过氧化物的方法：除去过氧化物的方法：5 5FeSOFeSO4 4、5 5NaHSONaHSO3 3、5 5NaINaI均可洗去过氧化物。均可洗去过氧化物。防止过氧化物的生成：防止过氧化物的生成：将乙醚贮存于棕色瓶中；将乙醚贮存于棕色瓶中；在乙醚中加入铁丝（还原剂）。在乙醚中加入铁丝（还原剂）。环醚的性质环醚的性质三元环，有较大的环张力，不稳定，易开环。三元环，有较大的环张力，不稳定，易开环。例1：例2：例3：例4：聚乙二醇、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乳化剂聚乙二醇、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乳化剂OPOP等在精细化学等在精细化学品配方中均有重要的作用。品配方中均有重要的作用。环氧乙烷与格氏试剂反应，得到多两个碳的伯醇：环氧乙烷与格氏试剂反应，得到多两个碳的伯醇：不对称的环氧化物，在不同条件下进行亲核取代反应时，不对称的环氧化物，在不同条件下进行亲核取代反应时，开环的方向不同，生成不同的产物。例：开环的方向不同，生成不同的产物。例：碱催化开环：碱催化开环：酸催化开环：酸催化开环：讨论讨论(2)(2)冠醚冠醚 (自学自学)冠醚是大环多元醚类化合物，它们的结构特征是分子中含有多冠醚是大环多元醚类化合物，它们的结构特征是分子中含有多冠醚是大环多元醚类化合物，它们的结构特征是分子中含有多冠醚是大环多元醚类化合物，它们的结构特征是分子中含有多个个个个-OCH-OCH-OCH-OCH2 2 2 2CHCHCHCH2 2 2 2-单元。冠醚的重要化学特性之一是它可以对某单元。冠醚的重要化学特性之一是它可以对某单元。冠醚的重要化学特性之一是它可以对某单元。冠醚的重要化学特性之一是它可以对某些金属离子进行络合。例如：些金属离子进行络合。例如：些金属离子进行络合。例如：些金属离子进行络合。例如：所以冠醚可作为相转移催化剂所以冠醚可作为相转移催化剂 。例如：例如：冠醚主要用冠醚主要用WillimsonWillimson法制备：法制备：