最新十章醇酚醚精品课件.ppt
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1、第一节第一节 醇醇一、一、 醇的结构、分类和命名醇的结构、分类和命名1.结构结构 醇可以看成是烃分子中的氢原子被羟基(OH)取代后生成的衍生物(R-OH)。RCOHHH108.9sp3sp3原子为sp3杂化O由于在 杂化轨道上有未共用电子对,两对之间产生斥力,使得C-O-H小于109.5sp3三、醇的光谱性质三、醇的光谱性质 IR中 -OH有两个吸收峰36403610cm-1未缔合的OH的吸收带,外形较锐。36003200cm-1缔合OH的吸收带,外形较宽。C-O的吸收峰在10001200cm-1: 伯醇在10601030cm-1 仲醇在1100cm-1附近 叔醇在1140cm-1附近 NMR
2、中 OH的核磁共振信号由于受氢键、温度、溶剂性质等影响,可出现值在15.5的范围内。四、醇的化学性质四、醇的化学性质 醇的化学性质主要由羟基官能团所决定,同时也受到烃基的一定影响,从化学键来看,反应的部位有 COH、OH、和CH。 RCOHHH酸性,生成酯形成 ,发生取代及消除反应氧化反应C 分子中的CO键和OH键都是极性键,因而醇分子中有两个反应中心。 又由于受CO键极性的影响,使得H具有一定的活性,所以醇的反应都发生在这三个部位上。 1与活泼金属的反应与活泼金属的反应CH3CH2OH + NaCH3CH2ONa + 1/2 H2KK粘稠固体( 溶于过量乙醇中) Na与醇的反应比与水的反应缓
3、慢的多,反应所生成的热量不足以使氢气自然,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-OH强,所以醇钠极易水解。CH3CH2ONa + H2OCH3CH2OH + NaOH较强键较强酸较弱酸较弱减醇的反应活性: CH3OH 伯醇(乙醇) 仲醇 叔醇 pKa 15.09 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。CH3CHOHCH36+ 2Al2 CH3CHOCH3( )3 Al + 3H2还原剂有机合成中常用的试剂2与氢卤酸反应(制卤代烃的重要方法)与氢卤酸反应(制卤代烃的重要方法)R -O H
4、+ H XR -X + H2O1) 反应速度与氢卤酸的活性和醇的结构有关。 HX的反应活性: HI HBr HCl 醇的活性次序: 烯丙式醇 叔醇 仲醇 伯醇 CH3OH2) 醇与HX的反应为亲核取代反应,伯醇为SN2历程,叔醇、烯丙醇为SN1历程,仲醇多为 SN1历程。3) 位上有支链的伯醇、仲醇与HX的反应常有重排产物生成。例如:CH3CCH3CH3CH2OHCH3CCH3CH3CH2BrCH3CCH3BrCH2CH3+ HBr+重排产物(主要产物)原因原因:反应是以SN1历程进行的。 这类重排反应称为瓦格涅尔-麦尔外因(Wagner-Meerwein)重排,是碳整正离子的重排。3与卤化磷
5、和亚硫酰氯反应与卤化磷和亚硫酰氯反应3ROH + PX3(P + X2)ROH + PCl5R-Cl + POCl3 + HClROH + SOCl2R-Cl + SO2 + HClX = Br I ( )制备溴代或碘代烃、3R-X + P(OH)3此反应产物纯净制氯代烃4与酸反应(成酯反应)与酸反应(成酯反应)1)与无机酸反应与无机酸反应 醇与含氧无机酸硫酸、硝酸、磷酸反应生成无机酸酯。CH3CH2OH +HOSO2OHCH3CH2OSO2OH + H2OCH3CH2OSO2OH(CH3CH2O)2SO2 + H2SO4硫酸氢乙酯(酸性酯)硫酸二乙酯(中性酯)减压蒸馏 高级醇的硫酸酯是常用的
6、合成洗涤剂之一。如 C12H25OSO2ONa(十二烷基磺酸钠)。2)与有机酸反应)与有机酸反应 R-OH + CH3COOHCH3COOR + H2O(见第十三章)H4.脱水反应脱水反应 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反应。 CH2-CH2HOHH2SO4,170 Al2O3,360orCH2 = CH2 + H2OCH2-CH2HOHH2SO4,140 Al2O3,240260orCH3CH2OCH2CH3 + H2O醇的脱水反应活性: 3R-OH 2R-OH 1R-OH醇脱水反应的特点:醇脱水反应的特点:1)主要生成札依采夫烯,例如:CH3CH2C
7、HCH3CH3CH = CHCH380%OH + CH3CH2CH = CH220%HCH2CHCH3OHHCH=CHCH3CH2CH=CH2+(主)2) 用硫酸催化脱水时,有重排产物生成。用硫酸催化脱水时,有重排产物生成。CH3CH2CHCH2OHCH3CH3CH2CHCH2CH3CH2-C-CH3CH3HCH3CH2-C=CH2CH3CH3CH=C-CH3CH3- H- H伯碳正离子叔碳正离子氢重排主要产物CH33)除反应与取代反应互为竞争反应)除反应与取代反应互为竞争反应 6.氧化和脱氢氧化和脱氢 1)氧化: 伯醇、仲醇分子中的-H原子,由于受羟基的影响易被氧化。伯醇被氧化为羧酸。RCH
8、2OHK2Cr2O7 + H2SO4RCHORCOOHOCH3CH2OH+ Cr2O72-CH3CHOCH3COOH+ Cr3+K2Cr2O7橙红绿色 此反应可用于检查醇的含量,例如,检查司机是否酒后驾车的分析仪就有根据此反应原理设计的。在100ml血液中如含有超过80mg乙醇(最大允许量)时,呼出的气体所含的乙醇即可使仪器得出正反应。(若用酸性KMnO4,只要有痕迹量的乙醇存在,溶液颜色即从紫色变为无色,故仪器中不用KMnO4)。2) 脱氢脱氢 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。 RCH2OHCu 325RCHO + H2CHOHRRCHOHRR+ H2Cu 3
9、25Cu 325CHCH3OHC-CH3O7.多元醇的反应多元醇的反应1)螯合物的生成)螯合物的生成CH2-OHCH-OHCH2-OH+ Cu (OH)2CH2-OCH-OCH2-OHCu+ 2H2O新鲜的甘油铜 (蓝色,可溶)此反应用来区别一元醇和邻位多元醇2)与过碘酸()与过碘酸(HIO4)反应)反应 邻位二醇与过碘酸在缓和条件下进行氧化反应,具有羟基的两个碳原子的CC键断裂而生成醛、酮、羧酸等产物。R CRCHROHOH+ HIO4RCORRC OH+ HIO3 + H2ORCRCHHOHOH+ HIO4RCORHC OH+ HIO3 + H2O 这个反应是定量地进行的,可用来定量测定1
10、,2-二醇的含量(非邻二醇无此反应 )。3) 片呐醇(四羟基乙二醇)重排片呐醇(四羟基乙二醇)重排片呐醇与硫酸作用时,脱水生成片呐酮。RCC ROHOHRRRCCRRRO+ H2OH五、醇的制备五、醇的制备1.由烯烃制备由烯烃制备1) 烯烃的水合2) 硼氢化-氧化反应3RCH = CH2(RCH = CH2)3BH2O2, OH-3RCH2CH2OH(BH3)22.由醛、酮制备由醛、酮制备1) 醛、酮与格氏试剂反应用格氏试剂与醛酮作用,可制得伯、仲、叔醇。RMgX与甲醛反应得伯醇,与其它醛反应得仲醇,与酮反应得叔醇。CO+ R-MgXCROMgXCROH+ MgXOH无水乙醚或 THFH2OH
11、3)醛、酮的还原)醛、酮的还原 醛、酮分子中的羰基用还原剂(NaBH4,LiAlH4)还原或催化加氢可还原为醇。例如: CH3CH2CH2CHONaBH4H2OCH3CH2CH2CH2OHCH3CH2-C-CH3ONaBH4H2OCH3CH2-CH-CH3OH85%87%不饱和醛、酮还原时,若要保存双键,则应选用特定还原剂。3由卤代烃水解由卤代烃水解此法只适应在相应的卤代烃比醇容易得到的情况时采用。CH2 = CHCH2ClCH2 = CHCH2OH + HClH2ONa2CO3CH2ClNaOH +H2OCH2OH+ NBSCCl4Na2CO3H2OBrOH引发剂六、重要的醇六、重要的醇(一
12、) 甲醇有毒性,甲醇蒸气与眼接触可引起失明,误服10ml失明,30ml致死。(二) 乙醇 (三)乙二醇制法:CH2 = CH2O2, Ag250Cl2 + H2OCH2 - CH2OCH2 - CH2OHClNaOHCH2 - CH2OH2OCH2 - CH2OHOHCH2 - CH2OHOHH2O 乙二醇是合成纤维“涤纶”等高分子化合物的重要原料,又是常用的高沸点溶剂。乙二醇可与环氧乙烷作用生成聚乙二醇。聚乙二醇工业上用途很广,可用作乳化剂、软化剂、表面活化剂等。(四) 丙三醇(甘油) 第二节第二节 消除反应消除反应 消除反应是从反应物的相邻碳原子上消除两个原子或基团,形成一个键的过程。 消
13、除反应的类型有: 1,2 消除反应(-消除反应)1,1 消除反应(-消除反应)1,3 消除反应(-消除反应)CCRRRRHLCCRRRR+ HLL = X,- NR3,- OH2等CRRABCRR+ A + BRCC C RHH HHH XRR+ HX一、一、-消除反应消除反应1消除反应历程(E1和E2)(1) 单分子消除历程(E1)CCCH3BrCH3HHHCCCH3CH3HH+ OH+ H2O + BrV = (CH3)3-C-Br一级反应两步反应:(1)(2)CCH3CH3BrCH3CCH3CH3CH3+ Br慢CCH3CH2 HCH3+ OHCCH3CH3OHCH3CH3CCH2CH3
14、+ H2O快E1和SN1是同时发生的,例如:CCH3CH3ClCH3CCH3CH3CH3CCH3CH3OHCH3CH3CCH2CH3+ H3O80%乙醇慢H2O,H2O+ HSN1E117%83%E1反应的特点特点:1两步反应,与SN1反应的不同在于第二步,与 SN1互为竞争反应。 2反应要在浓的强碱条件下进行。 3有重排反应发生。 (2)双分子消除反应()双分子消除反应(E2) RCH2CH2Br + OHR-CH = CH2 + H2O + Br( )V = RCH2CH2Br OH二级反应一步反应:B( OH)H CHRCH2BrRCH2BrBHCHBH +CHRCH2+ BrE2反应的
15、特点:反应的特点:1一步反应,与SN2的不同在于B:进攻-H。E2与SN2是互相竟争 的反应。2反应要在浓的强碱条件下进行。3 通过过渡态形成产物,无重排产物。2消除反应的取向消除反应的取向一般情况下是生成札依采夫(Saytzeff)烯例如:CH3CH2CHCH3BrKOHCH3CHCHCH3CH3CH2CHCH2E2醇+81%19% 对E1,主要是生成札依采夫烯,且消除活性是3 2 1 对E2,大多数消除遵守札依采夫规则,但也有例外(即趋向与Hofmann规则): -H的空间位阻增加,则生成Hofmann烯增多。 键的体积增大,则Hofmann烯增多。3.消除反应的立体化学消除反应的立体化学
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