有机化学第8章醇、酚、醚.ppt
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1、 从本章开始讨论烃的含氧衍生物。从本章开始讨论烃的含氧衍生物。醇和酚醇和酚可认为是水分子中的氢原子被可认为是水分子中的氢原子被烃烃基基所取代的化合物。所取代的化合物。无论在有机合成上或者在工农业生产上,无论在有机合成上或者在工农业生产上,醇、酚、醚都占有重要的地位。醇、酚、醚都占有重要的地位。H-O-HR-OHAr-OH 介绍醇介绍醇 第第8 8章章 醇和酚醇和酚1 1、水分子中的一个氢原子被脂肪烃基取代为醇。、水分子中的一个氢原子被脂肪烃基取代为醇。2 2、水分子中的一个氢原子被芳香烃基取代为酚。、水分子中的一个氢原子被芳香烃基取代为酚。羟基羟基直接连在直接连在碳链碳链或或脂环上脂环上的化合
2、物。的化合物。R-OH-OH是醇的是醇的官能团。官能团。绍介醇的分类绍介醇的分类9.1 9.1 醇的分类及命名醇的分类及命名饱和醇的通式:饱和醇的通式:CnH2n+2O 醇醇 按按烃烃基基的的结结 构构按按连连接接碳碳原原子的不同子的不同 按羟基的按羟基的 数目数目 介绍醇的命名介绍醇的命名饱和醇饱和醇芳香醇芳香醇不饱和醇不饱和醇一元醇一元醇多元醇多元醇二元醇二元醇伯醇(伯醇(1 10 0)叔醇(叔醇(3 30 0)仲醇仲醇(20)醇的分类醇的分类主要有普通命名法和系统命名法两种。主要有普通命名法和系统命名法两种。简单的醇可在简单的醇可在“醇醇”字前加上烃基的名称,字前加上烃基的名称,“基基”
3、字可省略。字可省略。异异丙丙醇醇(仲(仲醇)醇)叔叔丁丁醇醇(叔叔醇)醇)仲仲丁丁醇醇(仲仲醇)醇)介绍醇的系统命名介绍醇的系统命名醇的命名醇的命名 普通命名法普通命名法系统命名法系统命名法 注意注意选择选择含有含有羟基羟基在内的最长碳链为主链,在内的最长碳链为主链,不饱和醇应包括不饱和不饱和醇应包括不饱和链链。从靠近。从靠近羟基羟基一端开始一端开始编号,称为编号,称为“某某”醇。醇。1 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 7 8 8 4 4,6-6-二甲基二甲基-2-2-辛辛醇醇 介绍醇的系统命名介绍醇的系统命名4-4-甲基甲基-
4、4-4-己烯己烯-2-2-醇醇2-苯基乙醇6 5 4 3 2 1 (E)2-2-环己烯醇环己烯醇1,2,31,2,3丙三醇丙三醇 13 2 继续继续课堂练习:命名课堂练习:命名2 1(甘油)(甘油)2-2-环己烯环己烯-1-1-醇醇羧磺醛醇氨,炔烯苯卤硝。羧磺醛醇氨,炔烯苯卤硝。4-4-甲基甲基-6-6-溴溴-2-2-庚醇庚醇1 2 3 4 5 6 765 4 3 2 15-5-甲基甲基-2-2-异丙基环己醇异丙基环己醇4-4-甲基甲基-2-2-乙基乙基-1,3-1,3-己二醇己二醇 54 63 1 2课堂练习:命名课堂练习:命名 同分异构同分异构(5-5-甲基甲基-2-2-异丙基异丙基-1-
5、1-环己醇)环己醇)-碳链异构碳链异构构造异构构造异构 CH3-CH2-CH2-CH2-OH CH3-CH-CH2-OH OHCH3-CH2-CH2-CH2-OH CH3-CH2-O-CH2-CH3官能团异构官能团异构 CH3-CH2-CH2-CH2-OH CH3-CH-CH2-CH3位置异构位置异构 CH3 介绍醇的物理性质介绍醇的物理性质醇的同分异构的类型醇的同分异构的类型C4C4以下的直链醇为具有酒味液体。以下的直链醇为具有酒味液体。C12C12以上的直链醇为无色无味的蜡状固体。以上的直链醇为无色无味的蜡状固体。低级直链饱和一元醇的沸点比相对分子质低级直链饱和一元醇的沸点比相对分子质量相
6、近的烷烃的沸点高得多。量相近的烷烃的沸点高得多。9.2 醇的物理性质醇的物理性质 甲醇、乙醇、丙醇都能与水混溶,混溶时甲醇、乙醇、丙醇都能与水混溶,混溶时有热量放出,并使体积缩小。有热量放出,并使体积缩小。自正丁醇开始自正丁醇开始,随着烃基的增大随着烃基的增大,在水中的溶在水中的溶解度降低解度降低,癸醇以上的醇几乎不溶于水。癸醇以上的醇几乎不溶于水。高级醇的溶解性质与烃相似。高级醇的溶解性质与烃相似。多元醇的沸点及水溶性更大。多元醇的沸点及水溶性更大。实验中注意事项实验中注意事项溶解性溶解性亲水基亲水基:-OH,-COOH,-NH2,-SO3H疏水基疏水基:-R,-X常常 识识甲醇甲醇 10m
7、l 双目失明双目失明 30ml致死致死工业乙醇(工业乙醇(95.5%)无水乙醇(无水乙醇(99.5%)绝对乙醇(绝对乙醇(99.95%)变性乙醇变性乙醇 (含少量甲醇的乙醇)(含少量甲醇的乙醇)乙醇的分类乙醇的分类MgCl2 6CH3OH CaCl2 4C2H5OH 注意:注意:许多无机盐不能作为醇的干燥剂。许多无机盐不能作为醇的干燥剂。介绍醇的结构介绍醇的结构 -C原子是SPSP3 3 杂化,-OH表现表现的与H2O相似(似水性)的性质。-OH是醇的是醇的官能团。官能团。+-+介绍醇的性质表现介绍醇的性质表现9.3 醇的化学性质醇的化学性质(官能团结构官能团结构)+-RCH CH O H H
8、 H H-O键断裂键断裂,H被取代被取代C-O键断裂键断裂,-OH被取代被取代C-H断裂发生氧化反应断裂发生氧化反应脱水反应脱水反应 结论结论:1 醇具有醇具有酸酸性,可以和活泼金属反应。性,可以和活泼金属反应。2 羟基可以被消除:和卤素发生羟基可以被消除:和卤素发生取代取代反应,和反应,和 氢发生氢发生脱水脱水反应,和酸发生反应,和酸发生酯化酯化反应。反应。3 氢活泼,可以发生氢活泼,可以发生氧化氧化反应。反应。介绍活泼金属反应介绍活泼金属反应醇的化学性质醇的化学性质(综合综合)*R-OH +Na R-ONa+H2(醇钠,非常活泼)(醇钠,非常活泼)HX的反应的反应 (1)与活泼金属反应,放
9、出)与活泼金属反应,放出H29.3 醇的化学性质醇的化学性质R-R-为斥电子基,所以不如水反应剧烈。为斥电子基,所以不如水反应剧烈。醇的酸性强弱:醇的酸性强弱:*水水甲醇甲醇伯醇伯醇仲醇仲醇叔醇叔醇 (制备(制备卤代烃卤代烃的一种主要方法)的一种主要方法)HI I HBrBr HClCl(反应要加催化剂?反应要加催化剂?)HX 反应活性:反应活性:*举例举例与与HX反应反应*(2)羟基被卤素取代的反应)羟基被卤素取代的反应 HX的反应历程的反应历程浓HCl无水ZnCl2(卢卡斯试剂卢卡斯试剂)举例举例 同种同种HX作用下醇的反应活性:作用下醇的反应活性:*烯丙基型,苄醇烯丙基型,苄醇 叔醇叔醇
10、 仲醇仲醇 伯醇伯醇甲醇甲醇烯丙基型,苄卤烯丙基型,苄卤 叔卤叔卤 仲卤仲卤 伯卤伯卤甲卤甲卤方程式举例:方程式举例:立即变混浊立即变混浊几分钟后变几分钟后变混浊混浊加热才变混加热才变混浊浊卢卡斯(卢卡斯(Lucas)试剂:)试剂:*无水无水 ZnCl2+浓浓HCl用于鉴别用于鉴别6个碳以下的伯、个碳以下的伯、仲、叔醇。仲、叔醇。无水无水 ZnCl2 浓浓HCl无水无水 ZnCl2 浓浓HCl无水无水 ZnCl2 浓浓HCl卢卡斯试剂卢卡斯试剂卢卡斯试剂卢卡斯试剂卢卡斯试剂卢卡斯试剂历程历程反应历程反应历程:(:(亲核取代反应亲核取代反应)(1)(1)生成烊盐生成烊盐快快慢慢(2)(2)生成碳
11、正离子生成碳正离子(3)(3)生成卤代烃生成卤代烃快快反应历程:一般认为烯丙型醇、叔醇、仲醇反应历程:一般认为烯丙型醇、叔醇、仲醇按按SN1的反应进行。的反应进行。其他其他酯化反应酯化反应 与其他卤化物反应与其他卤化物反应亚硫酰氯亚硫酰氯(制备(制备卤代烃卤代烃的一种主要方法)的一种主要方法)脱水脱水(3)酯化反应)酯化反应(三硝酸甘油酯)三硝酸甘油酯)有机醇也可与磷酸发生酯化反应有机醇也可与磷酸发生酯化反应,制备有机磷酸酯制备有机磷酸酯,剧毒剧毒,如如:有有机磷农药。机磷农药。脱水脱水(3)酯化反应)酯化反应强调强调 酸脱羟基,醇脱氢。酸脱羟基,醇脱氢。此反应为可逆反应,可采用蒸馏法将制备的
12、酯蒸出来,此反应为可逆反应,可采用蒸馏法将制备的酯蒸出来,保证反应向正反应方向进行。保证反应向正反应方向进行。采用采用CaCl2除去低级醇,除去低级醇,Na2CO3除去乙酸。除去乙酸。机理机理(4)脱水反应脱水反应 分子内的脱水反应分子内的脱水反应浓浓H2SO4反应条件:催化剂反应条件:催化剂(浓浓H2SO4、Al2O3)和加热和加热分子内脱水的反应属于分子内脱水的反应属于E1历程:历程:反应活性:反应活性:烯丙基型、苄基型醇烯丙基型、苄基型醇 叔醇叔醇 仲醇仲醇 伯醇伯醇 分子内脱水的反应历程:分子内脱水的反应历程:E1夺取质子夺取质子H+举例举例 脱水原则:加多去少脱水原则:加多去少应用:
13、写方程式应用:写方程式,合成合成遵循查依采夫规则遵循查依采夫规则重排重排高温气相条件高温气相条件,不重排不重排.反应中的重排现象:反应中的重排现象:0.4%80%20%历程历程反应历程:反应历程:分子间分子间问题问题(4)脱水反应脱水反应 分子间的脱水反应分子间的脱水反应140简单醚简单醚浓浓H2SO4分子间脱水反应主要以分子间脱水反应主要以SN2机理进行,机理进行,实际中可用来制备简单醚。实际中可用来制备简单醚。分子内脱水的反应历程:分子内脱水的反应历程:E11 1、卤代烃的结构、卤代烃的结构:复杂利用消除复杂利用消除 2 2、试剂的碱性、试剂的碱性:碱性强利于消除:碱性强利于消除 3 3、
14、溶剂的极性:、溶剂的极性:极性强利于取代极性强利于取代 4 4、温度的影响:、温度的影响:温度高利于消除温度高利于消除 亲核取代反应和亲核取代反应和消除反应消除反应的的竞争竞争氧化氧化根据反应历程判断那种反应温度应该更高一些根据反应历程判断那种反应温度应该更高一些?分子间脱水生成醚的反应温度应该更高一些分子间脱水生成醚的反应温度应该更高一些脱氢脱氢9.3 醇的化学性质醇的化学性质(5)氧化反应)氧化反应 氧化氧化常用强氧化剂:常用强氧化剂:KMnO4+/H+,K2Cr2O7/H+伯醇伯醇醛醛 酸酸仲醇仲醇酮酮 叔醇不反应叔醇不反应 总结总结9.3 醇的化学性质醇的化学性质(5)氧化反应氧化反应
15、 脱氢脱氢伯醇伯醇醛醛仲醇仲醇酮酮 主要用于工业生产。(主要用于工业生产。(300oC,醇蒸气通过催化剂)醇蒸气通过催化剂)。练习练习9.3 醇的化学性质醇的化学性质简单总结:简单总结:RCH CH O H H H 1 与活泼金属反应,放出与活泼金属反应,放出H22 与酸发生酯化反应与酸发生酯化反应3 羟基被卤素取代的反应羟基被卤素取代的反应4 脱水反应脱水反应 分子内的脱水反应分子内的脱水反应 分子间的脱水反应分子间的脱水反应5氧化反应氧化反应黑板黑板 羟基羟基直接与芳环相连的化合物。直接与芳环相连的化合物。-OH是酚的是酚的官能团。官能团。酚的分类酚的分类7.2 酚酚1 1、根据芳环的不同
16、可分为、根据芳环的不同可分为:苯酚、萘酚、蒽酚等。苯酚、萘酚、蒽酚等。2 2、根据羟基的数目不同可分为、根据羟基的数目不同可分为:一元酚、二元酚、三元酚一元酚、二元酚、三元酚等。等。7.2 酚酚7.2.1 酚的酚的分类分类和命名和命名命名命名3 3、酚类的命名一般是以羟基所连的芳环为母体。、酚类的命名一般是以羟基所连的芳环为母体。根据下列优先基团的顺序,若其他取代基位于根据下列优先基团的顺序,若其他取代基位于-OH之后,之后,则以芳酚为母体。则以芳酚为母体。若其他取代基位于若其他取代基位于-OH之前,则以优先之前,则以优先基团为母体。基团为母体。大声读:大声读:羧磺醛醇氨,羧磺醛醇氨,炔烯苯卤
17、硝。炔烯苯卤硝。氨醇烃卤 硝氰磺酸练习练习7.2.1 酚的分类和酚的分类和命名命名-COOH -SO3H -CHO -CN -OH -NH2-OR -CCH -CH=CH2 -R -X-NO2-乙基苯酚乙基苯酚-硝基硝基-萘酚萘酚-甲氧基苯酚甲氧基苯酚酚的命名练习酚的命名练习练习练习3-3-羟基苯甲酸羟基苯甲酸4-4-羟基苯磺酸羟基苯磺酸间羟基苯甲酸间羟基苯甲酸对羟基苯磺酸对羟基苯磺酸-氨基苯酚氨基苯酚苯酚 2,4,6-三甲基苯酚三甲基苯酚(BHA)对苯二酚对苯二酚(几奴你)(几奴你)石碳酸石碳酸甲苯酚甲苯酚煤酚,来苏儿煤酚,来苏儿萘酚萘酚蒽酚蒽酚酚的命名练习酚的命名练习结构结构-乙基苯酚乙基
18、苯酚-硝基硝基-萘酚萘酚-甲氧基苯酚甲氧基苯酚酚的命名酚的命名结构结构3-3-羟基苯甲酸羟基苯甲酸4-4-羟基苯磺酸羟基苯磺酸间羟基苯甲酸间羟基苯甲酸对羟基苯磺酸对羟基苯磺酸-氨基苯酚氨基苯酚复复 习习7.2 酚酚7.2.2 酚的酚的结构结构p-共轭共轭 苯环上电子云密度增加;苯环上电子云密度增加;酚羟基氢的离解能力增强。酚羟基氢的离解能力增强。物理性质物理性质1 1、纯净的酚是无色的晶体,易被空气中的氧氧化而、纯净的酚是无色的晶体,易被空气中的氧氧化而带有褐色。带有褐色。2 2、酚含有羟基,分子间或与水分子间形成氢键,沸、酚含有羟基,分子间或与水分子间形成氢键,沸点比相应的芳烃高,羟基越多,
19、沸点越高。点比相应的芳烃高,羟基越多,沸点越高。7.2 酚酚7.2.2 酚的物理性质酚的物理性质继续继续3 3、可以形成氢键的两取代基相隔远的有机物比相隔、可以形成氢键的两取代基相隔远的有机物比相隔近的沸点高。近的沸点高。4 4、酚溶于有机溶剂,微溶于水,并随着羟基的增多、酚溶于有机溶剂,微溶于水,并随着羟基的增多溶解度增大。溶解度增大。5 5、酚具有腐蚀和杀菌作用,有毒,若粘在皮肤上用、酚具有腐蚀和杀菌作用,有毒,若粘在皮肤上用乙醇洗涤。乙醇洗涤。结构结构7.2 酚酚7.2.2 酚的化学性质酚的化学性质 -OH是酚的是酚的官能团官能团-OH 中间的中间的O采用采用SP2杂化方式。杂化方式。O
20、未杂化的电子对与苯环产生未杂化的电子对与苯环产生P-共轭。共轭。+酸性比醇高酸性比醇高-OH取代困难取代困难容易发生取代反容易发生取代反 应应,氧化反应氧化反应共轭效应环上电子云密度增大共轭效应环上电子云密度增大诱导效应环上电子云分配不均诱导效应环上电子云分配不均酸性酸性 10.20 9.95 8.11 7.71 0.38Pka:7.2.2 酚的化学性质酚的化学性质酚羟基的反应酚羟基的反应酸性:苯环上取代基酸性的强弱:酸性:苯环上取代基酸性的强弱:分离的反应分离的反应7.2 酚酚7.2.2 酚的化学性质酚的化学性质酚羟基的反应酚羟基的反应酸性酸性*酚的酸性比醇强,比水也强,酚的酸性比醇强,比水
21、也强,但比碳酸弱。但比碳酸弱。用于酚的用于酚的区别区别及及提纯提纯*苯酚苯酚 碳酸碳酸 水水 Pka:9.95 6.34 15.7醚醚分离提纯下列三种物质分离提纯下列三种物质7.2.2 酚的化学性质酚的化学性质酚羟基的反应:酚羟基的反应:酸性酸性的应用的应用成醚成醚2,4-二氯二氯-4-硝基二苯醚除草醚硝基二苯醚除草醚 酯的反应酯的反应7.2.2 酚的化学性质酚的化学性质酚羟基的反应酚羟基的反应成醚反应成醚反应*(Williamson合成法)合成法)酚的显色酚的显色7.2.2 酚的化学性质酚的化学性质酚羟基的反应酚羟基的反应成酯反应成酯反应*乙酰水杨酸阿司匹林乙酰水杨酸阿司匹林 多数酚多数酚与
22、与FeClFeCl3 3都能生成有色物质,这是由于生都能生成有色物质,这是由于生成酚铁配合物之故。成酚铁配合物之故。常用于特例区别酚类化合物常用于特例区别酚类化合物 凡是含有凡是含有烯醇型烯醇型结构结构 的化合物都能与的化合物都能与FeClFeCl3 3生成有色物质?生成有色物质?6C6H5OH+FeCl3Fe(C6H5O)63-+3H+3HCl 酚的生成酚的生成7.2.2 酚的化学性质酚的化学性质酚羟基的反应酚羟基的反应与与FeCl3的的呈色呈色反应反应*环上取代反应环上取代反应7.2.2 酚的化学性质酚的化学性质 酚羟基的反应酚羟基的反应酚的生成方法酚的生成方法*磺化磺化7.2.2 酚的化
23、学性质酚的化学性质芳环上的亲电取代反应芳环上的亲电取代反应 卤代反应卤代反应 可用于苯酚的可用于苯酚的定性定性和和定量定量测测定定*硝化硝化7.2.2 酚的化学性质酚的化学性质芳环上的亲电取代反应芳环上的亲电取代反应 磺化反应磺化反应氧化氧化7.2.2 酚的化学性质酚的化学性质芳环上的亲电取代反应芳环上的亲电取代反应 硝化反应硝化反应苦味酸苦味酸总结总结7.2.2 酚的化学性质酚的化学性质氧化反应氧化反应 复复 习习1 醇的化学性质醇的化学性质2 酚的化学性质酚的化学性质方程方程 醇的化学性质醇的化学性质简单总结:简单总结:RCH CH O H H H 1 与活泼金属反应,放出与活泼金属反应,
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