第十章 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醚醚(ethers):水中的两个氢原子都被烃基取代水中的两个氢原子都被烃基取代单醚单醚:两个烃基相同两个烃基相同乙醚乙醚(diethyl ether)混醚混醚:两个烃基不同两个烃基不同 甲基叔丁醚甲基叔丁醚(tert-butyl methyl ether)1,4二氧六环二氧六环 二二 烷烷 环醚：脂环烃环上碳原子被一个或两环醚：脂环烃环上碳原子被一个或两个氧原子取代。个氧原子取代。四氢呋喃四氢呋喃(THF)环氧化合物：三元环的醚环氧化合物：三元环的醚(epoxides)环氧乙烷环氧乙烷(ethylene oxide)醚键：醚键：10.1 醚和环氧化合物的命名醚和环氧化合物的命名单醚单醚：“二二”“烃基烃基”“醚醚”二甲醚二甲醚甲醚甲醚(dimethyl ether)二苯醚二苯醚(diphenol ether)“二二”字和字和“基基”字可省略字可省略对于烃基部分简单的对于烃基部分简单的混醚混醚：烃基烃基 烃基烃基 “醚醚”“优先优先”的烃基放在后面的烃基放在后面 芳基放在前面芳基放在前面甲乙醚甲乙醚(ethyl methyl ether)甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚(tert-butyl methyl ether)乙基乙烯基醚乙基乙烯基醚苯甲醚苯甲醚茴香醚茴香醚(anisole)对于对于结构复杂的醚结构复杂的醚：较大的烃基作为母体，较大的烃基作为母体，烃氧基烃氧基作为取作为取代基代基。2甲氧基戊烷甲氧基戊烷(2-methoxypentane),二甲氧基乙醚二甲氧基乙醚二甘醇二甲醚二甘醇二甲醚(diglyme)环氧化合物：环氧某烃环氧化合物：环氧某烃1,2环氧丙烷环氧丙烷(propylene oxide)环氧乙烷环氧乙烷(ethylene oxide)3氯氯1,2环氧丙烷环氧丙烷 环氧氯丙烷环氧氯丙烷10.2 醚和环氧化合物的结构醚和环氧化合物的结构乙醚分子的球棍模型乙醚分子的球棍模型10.2.1 醚的结构醚的结构O:sp3 杂化杂化10.2.2 环氧化合物的结构环氧化合物的结构三元环具有较大的环张力三元环具有较大的环张力10.3 醚和环氧化合物的制法醚和环氧化合物的制法10.3.1 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：乙醚：醇在硫酸的作用下脱水生成醚醇在硫酸的作用下脱水生成醚单单醚醚的制的制备备。环氧乙烷：环氧乙烷：10.3.2 Williamson 合成法合成法用于混醚、环醚、芳香醚的合成用于混醚、环醚、芳香醚的合成(1)醇钠对醇钠对RX的的SN2反应合成醚反应合成醚反应特点：反应特点：SN2 反应。反应。原料最好使用原料最好使用RCH2X（伯卤代烷伯卤代烷），），仲仲卤代烷卤代烷次之，次之，叔卤代烷叔卤代烷在强碱的作用下，在强碱的作用下，只能得到烯烃。只能得到烯烃。芳香醚的合成：芳香醚的合成：茴香醚：茴香醚：(2)合成环醚合成环醚生成环的大小与反应速生成环的大小与反应速率的关系率的关系环醚可通过分子内的环醚可通过分子内的Williamson反应制备：反应制备：影响反应的因素：影响反应的因素：X与与OH的距离愈小，愈易反应；的距离愈小，愈易反应；环张力愈小，愈易反应。环张力愈小，愈易反应。反应速率依次减小反应速率依次减小反应速率与环的大小相关：反应速率与环的大小相关：环氧化合物的制法：环氧化合物的制法：(3)立体专一性反应立体专一性反应邻邻基参与作用基参与作用（不讲）（不讲）10.3.3 不饱和烃与醇的反应（不讲）不饱和烃与醇的反应（不讲）10.4 醚的物理性质（不讲）醚的物理性质（不讲）10.5 醚的波谱性质（不讲）醚的波谱性质（不讲）一种一种Lewis碱碱 pKb 17.510.6 醚和环氧化合物的化学性质醚和环氧化合物的化学性质10.6.1 盐的生成盐的生成与强酸作用生成与强酸作用生成 盐：盐：分离与提纯醚：生成分离与提纯醚：生成 盐可溶于浓盐可溶于浓强酸，用冷水稀释则重新析出。强酸，用冷水稀释则重新析出。10.6.2 酸催化碳酸催化碳氧氧键键断裂断裂 生成生成 盐后，碳氧键变弱，易断裂。盐后，碳氧键变弱，易断裂。醚在醚在HI或或HBr的作用下，的作用下，CO键键断裂，断裂，生成醇与生成醇与卤卤代代烷烷等：等：伯烷基醚伯烷基醚首先生成首先生成 盐盐发生发生SN2反应反应 生成的卤代烷一般为小分子。生成的卤代烷一般为小分子。醇可以继续反应。醇可以继续反应。甲基醚优先得到碘甲烷，鉴定甲基醚甲基醚优先得到碘甲烷，鉴定甲基醚或定量测定甲氧基含量（蔡塞尔法）。或定量测定甲氧基含量（蔡塞尔法）。(CH3)3COCH3叔烷基醚叔烷基醚 SN1反应反应 在酸催化下，环氧化合物发生亲核取在酸催化下，环氧化合物发生亲核取代反应，开环生成代反应，开环生成 2取代乙醇：取代乙醇：环氧乙烷在硫酸中水解，工业上制备环氧乙烷在硫酸中水解，工业上制备乙二醇的方法乙二醇的方法 不对称的环氧化合物在酸催化下，不对称的环氧化合物在酸催化下，SN1机理反应，机理反应，Nu:优先进攻取代较多的优先进攻取代较多的C原子：原子：10.6.3 碱催化碳氧键断裂碱催化碳氧键断裂 醚分子中的碳氧键遇碱一般不发生反应。醚分子中的碳氧键遇碱一般不发生反应。在碱催化下，环氧化合物发生在碱催化下，环氧化合物发生SN2反应，反应，开环：开环：一乙醇胺一乙醇胺二乙醇胺二乙醇胺三乙醇胺三乙醇胺 不对称的环氧化合物在碱催化下，发生不对称的环氧化合物在碱催化下，发生SN2反应，反应，Nu:优先进攻取代较少的优先进攻取代较少的C原子：原子：-R CHCH2OROHRCHCH2OHX-OR,ROHHXOR10.6.4 环氧化合物与环氧化合物与Grignard试剂的反应试剂的反应 环氧化合物与环氧化合物与Grignard试剂发生亲核试剂发生亲核取代反应，生成增加取代反应，生成增加2个个C原子的伯醇：原子的伯醇：不对称的环氧化合物与不对称的环氧化合物与Grignard试剂试剂作用，属于碱催化下的开环反应，试剂进作用，属于碱催化下的开环反应，试剂进攻取代较少的攻取代较少的C原子：原子：(60%)10.6.5 Claisen 重排（不讲）重排（不讲）10.6.6 过氧化物的生成（不讲）过氧化物的生成（不讲）10.7 冠醚（不讲）冠醚（不讲）习习 题题（一）（一）（二）（二）（1）（）（4）（）（5）（四）（四）（1）（）（3）（）（4）（）（5）（五）（五）（七）（七）（1）（）（2）例例 用适当的原料合成下列化合物：用适当的原料合成下列化合物：解：解：化合物为混醚，可利用化合物为混醚，可利用Williamson合合成法制得。值得注意的是不能以叔卤代烷成法制得。值得注意的是不能以叔卤代烷做为原料，否则在强碱条件下叔卤代烷将做为原料，否则在强碱条件下叔卤代烷将转变为烯烃。转变为烯烃。(1)CH3CH2OC(CH3)3CH3CH2Br+(CH3)3CONaCH3CH2OC(CH3)3(1)例例 用化学方法区别下列各化合物：用化学方法区别下列各化合物：CH2CH3OHOCH2CH3CH2CH2OH例例 推断化合物结构：推断化合物结构：有一芳香族化合物有一芳香族化合物(A)，分子式为，分子式为C7H8O，不与钠发生反应，但能与浓，不与钠发生反应，但能与浓HI作作用生成用生成(B)和和(C)两个化合物；两个化合物；(B)能溶于能溶于NaOH并与并与FeCl3作用显紫色。作用显紫色。(C)能与能与AgNO3溶液作用生成黄色碘化银。写出溶液作用生成黄色碘化银。写出(A)(B)(C)的构造式。的构造式。
