有机化学醇酚醚ppt课件.ppt
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1、为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能有机化学有机化学8 醇(Alcohols)酚(Phenols)醚(Ethers)基本内容和重点要求基本内容和重点要求 醇、酚、醚的结构、分类和异构现象醇、酚、醚的结构、分类和异构现象 醇、酚、醚的化学性质醇、酚、醚的化学性质 重点掌握醇、酚、醚的化学性质;醇重点掌握醇、酚、醚的化学性质;醇的氢键对其物理性质(沸点、水溶性)的影的氢键对其物理性质(沸点、水溶性)的影响。响。8.1 醇醇(Alcohols)8.1.1 8.1.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名 8.1.2 8.1
2、.2 醇的物理性质醇的物理性质 8.1.3 8.1.3 醇的化学性质醇的化学性质 8.1.4 8.1.4 重要代表物重要代表物 醇的构造异构有三种:一是烃基碳链结构的不同(碳链异构),二是羟基位置的不同(官能团位置异构)。另外,醇与同分子量的醚互为官能团异构的同分异构体。1-丙醇丙醇2-丙醇丙醇8.1.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名C3醇的同分异构体:C4醇的同分异构体:1-丁醇(正丁醇)丁醇(正丁醇)2-甲基甲基-1-丙醇(异丁醇)丙醇(异丁醇)2-丁醇(仲丁醇)丁醇(仲丁醇)2-甲基甲基-1-丙醇(叔丁醇)丙醇(叔丁醇)乙醚乙醚(1 1)醇的分类醇的分类 根据醇分子中羟基所连
3、接的烃基不同,分为饱和醇、不饱和醇、脂环醇和芳香醇。如:饱和醇饱和醇不饱和醇不饱和醇脂环醇脂环醇芳香醇芳香醇8.1.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名 根据与羟基相连的碳原子的种类不同,饱和一元醇可分为伯、仲、叔醇。例如:伯伯 醇醇叔叔 醇醇仲仲 醇醇(1 1)醇的分类醇的分类 根据醇分子中所含羟基的数目,可分为一元、二元、三元醇等。一元醇(乙醇)一元醇(乙醇)二元醇(乙二醇)二元醇(乙二醇)三元醇(丙三醇)三元醇(丙三醇)(1 1)醇的分类醇的分类为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能一般情况下一般情况下同碳二
4、醇不稳定,自发失水为醛或酮;同碳二醇不稳定,自发失水为醛或酮;同碳三醇脱水生成羧酸;同碳三醇脱水生成羧酸;烯醇式结构互变异构为酮式结构。烯醇式结构互变异构为酮式结构。(2 2)醇的命名醇的命名 结构简单的一元醇可用习惯命名法命名。方法是在相应的烃基名称的后面加上“醇”字来命名,“基”字一般可忽略。如:正丙醇正丙醇异丙醇异丙醇烯丙醇烯丙醇8.1.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名 醇的系统命名法是将含有羟基的最长碳链作为主链,根据主链中所含碳原子的数目而称为“某”醇;而把支链作为取代基,从靠近羟基的一端开始对主链编号,然后把取代基的位次、名称以及羟基的位次依次写在“某”醇的前面。2-甲
5、基甲基-2-乙基乙基-1-己醇己醇2-甲基甲基-1-环己基环己基-1-丙醇丙醇(2 2)醇的命名醇的命名如果为不饱和醇,应选择含有羟基并含有双键或叁键的最长碳链作为主链,编号时应使羟基的位号最小;在定名称时,表示主链碳原子数的“天干”或汉字应写在“烯”字或“炔”字名称的前面。2-甲基甲基-5-异丙基异丙基-己烯己烯-3-醇醇多元醇常用俗名。结构复杂的醇应选择包含多个羟基在内的最长碳链作为主链,用阿拉伯数字分别表示羟基的位置,用汉字表示羟基的数目。1,2-乙二醇乙二醇(简称乙二醇,俗名甘醇)(简称乙二醇,俗名甘醇)1,2,3-丙三醇丙三醇(简称丙三醇,俗名甘油)(简称丙三醇,俗名甘油)芳醇的命名
6、可把芳基作为取代基,例如:3-苯基苯基-2-丙烯丙烯-1-醇醇(俗名肉桂醇)(俗名肉桂醇)(3 3)醇的结构)醇的结构8.1.1 醇的构造、分类和命名醇的构造、分类和命名为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能乙醇乙醇醇分子中,碳和氧均采取sp3杂化,氧原子以两个sp3杂化轨道分别与氢和碳形成O-H键和C-O键,剩余的两个sp3杂化轨道分别被两个未共用电子对所占据。8.1.2 醇的物理性质醇的物理性质 低级醇为具有酒味的无色液体,正十二醇以上低级醇为具有酒味的无色液体,正十二醇以上为固体。直链饱和一元醇的沸点比相应的烃高得为
7、固体。直链饱和一元醇的沸点比相应的烃高得多。多。低级醇(如甲醇、乙醇、丙醇)在常温下能低级醇(如甲醇、乙醇、丙醇)在常温下能与水混溶,随碳原子数增加,溶解度逐渐降低。与水混溶,随碳原子数增加,溶解度逐渐降低。高级醇和烷烃相似,不溶于水,可溶于某些烃类高级醇和烷烃相似,不溶于水,可溶于某些烃类(如石油醚)溶剂。(如石油醚)溶剂。P132P132表表8-18-1 脂肪醇的相对密度大于烷烃,但小于脂肪醇的相对密度大于烷烃,但小于1 1。芳香。芳香醇的相对密度大于醇的相对密度大于1 1。醇在物理性质上的特点,主要是由分子中的醇在物理性质上的特点,主要是由分子中的羟基引起的。羟基引起的。醇分子和水分子之
8、醇分子和水分子之间也能生成氢键间也能生成氢键:醇分子之间醇分子之间能生成氢键能生成氢键:8.1.3醇的化学性质醇的化学性质 醇的化学性质主要是由官能团羟基所决定,醇的化学性质主要是由官能团羟基所决定,同时也受到烃基的一些影响。从化学键来看同时也受到烃基的一些影响。从化学键来看C-O和和O-H都是极性键;因此,醇容易发生反应的部都是极性键;因此,醇容易发生反应的部位如虚线所示:位如虚线所示:(1)似水性似水性 醇分子中含有羟基,与水相似,醇也显示一定的酸性,可与活泼金属反应生成氢气。反应随着醇分子烃基的加大而反应速率减慢。醇的活性为:反应随着醇分子烃基的加大而反应速率减慢。醇的活性为:甲醇伯醇仲
9、醇叔醇甲醇伯醇仲醇叔醇8.1.3 醇的化学性质醇的化学性质 醇的酸性比水弱,醇钠碱性比氢氧化钠强,醇的酸性比水弱,醇钠碱性比氢氧化钠强,故醇钠遇水即分解成原来的醇和氢氧化钠。故醇钠遇水即分解成原来的醇和氢氧化钠。这是一个可逆反应,平衡有利于醇钠的水解。这是一个可逆反应,平衡有利于醇钠的水解。反应的意义:反应的意义:实验室销毁金属钠;实验室销毁金属钠;异丙醇铝是常用的还原剂,乙醇钠是常用还原异丙醇铝是常用的还原剂,乙醇钠是常用还原剂、强碱。剂、强碱。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 酸性序酸性序:H2O R-OH HC
10、CH 碱性序碱性序:OH-RO-(CH3)2CHCH2CH2ONO 异戊醇 亚硝酸异戊酯 (缓解心绞痛的药物)硫酸二甲酯硫酸二甲酯无机酸酯无机酸酯 818碳 高 级 醇 的 酸 性 硫 酸 酯 的 钠 盐(R-OSO3Na)用作洗涤剂,微生物菌种诱变剂。硫酸二甲酯:极毒无色液体,甲基化试剂。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能H3PO4为三元酸,可形成三类磷酸酯:R-OH +OHO-P-OH OH-H2OR-OH-H2OR-OH-H2O ORO-P-OH OH磷酸烃基二氢酯磷酸烃基二氢酯 ORO-P-OR OH磷酸二烃基
11、一氢酯磷酸二烃基一氢酯 ORO-P-OR OR磷酸三烃基酯磷酸三烃基酯(3)卤代烃的生成卤代烃的生成 醇与氢卤酸作用醇与氢卤酸作用,醇中的羟基被卤素原子取,醇中的羟基被卤素原子取代生成卤代烃和水。代生成卤代烃和水。不同氢卤酸的活泼顺序为:不同氢卤酸的活泼顺序为:氢碘酸氢碘酸 氢溴酸盐酸氢溴酸盐酸 8.1.3 醇的化学性质醇的化学性质这是一个可逆反应,为了有利于卤代烷的生成,通常可这是一个可逆反应,为了有利于卤代烷的生成,通常可使一种反应物过量,或从反应体系中移去一种产物。使一种反应物过量,或从反应体系中移去一种产物。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精
12、神,充分发挥中小学图书室育人功能醇和氢卤酸的反应醇和氢卤酸的反应反应式反应式 ROH +HX RX +H2O醇的活性比较醇的活性比较:苄醇苄醇,烯丙型烯丙型 3oROH 2oROH 1oROH CH3OHHX的活性比较的活性比较:HI HBr HCl(HF一般不反应)由伯醇制备相应的溴代烃和碘代烃,常用比较便宜的溴化钠加硫酸或碘化钠加磷酸作试剂。例如:用浓盐酸与无水氯化锌混合所配制的溶液称作卢卡斯(Lucas)试剂分别与伯、仲、叔醇在常温下作用,叔醇最快,仲醇次之,伯醇最慢。由于反应中生成的卤代烷不溶于水而出现浑浊或分层现象;观察反应物分层或浑浊的快慢,就可区别伯、仲、叔醇。如:5分钟变浑浊分
13、钟变浑浊2020分钟变浑浊分钟变浑浊20(不反应)加热后才反应加热后才反应为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能该反应只适合于鉴别该反应只适合于鉴别六碳六碳以下的以下的一元一元醇醇几乎所有的多元醇亦可反应。几乎所有的多元醇亦可反应。醇醇与与HX的的反反应应可可按按SN1或或SN2机机理理进进行行,但但更更倾倾向向于于SN1。大大部部分分仲仲醇醇、所所有有叔叔醇醇与与HX的的反反应应按按SN1历程进行:历程进行:(CH3)3C-OH (CH3)3C-O-H (CH3)3C+(CH3)3C-Cl-H2O慢慢H+H Cl-盐盐
14、若生成的正碳离子愈稳定,则取代反应愈容易进行。若生成的正碳离子愈稳定,则取代反应愈容易进行。所以反应活性:所以反应活性:叔醇叔醇 仲醇仲醇 伯醇伯醇CH3OH酸可降低离去基团碱性,把酸可降低离去基团碱性,把OH-转化成转化成H2O主要产物主要产物机理:极不稳定极不稳定较稳定较稳定主要产物主要产物 有些醇(除大多数伯醇)与氢卤酸反应,常有有些醇(除大多数伯醇)与氢卤酸反应,常有重排产物生成。重排产物生成。(4)氧化反应氧化反应 8.1.3 醇的化学性质醇的化学性质 常用的氧化剂有H2CrO4(CrO3溶于H2SO4中而成)、KMnO4。(a)伯醇氧化成醛伯醇氧化成醛O H HRCO H伯醇伯醇R
15、C=O H醛醛O ORCOH酸酸,醛易继续被氧化成酸,醛易继续被氧化成酸:为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 CrO3/吡吡啶啶溶液称为Sarett 试试剂剂,可直接将伯醇氧化成醛,仲醇氧化成酮,分子中存在的C=C一般不受影响。CH3(CH2)5CH2OHCrO3/吡啶CH3(CH2)5CHO 庚醛庚醛(93%)Collins 试剂试剂:CrO3吡啶/CH2Cl2 为溶剂.似Sarett 试剂试剂。Jones 试剂试剂:CrO3/稀H2SO4,可将不饱和仲醇氧化成酮,不影响碳碳重键。为深入学习习近平新时代中国特色社会主
16、义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(b)仲醇氧化成酮,常用此法制备酮仲醇氧化成酮,常用此法制备酮。CH3-CH-(CH2)5CH3 OHCH3-C-(CH2)5CH3 O Kr2CrO4-H2SO4D2-辛酮(96%)但在强烈氧化条件下可导致CC键断裂,生成小分子氧化产物。(c)叔醇无叔醇无a a-H,在同样条件下不被氧化。,在同样条件下不被氧化。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能 问题问题:K2Cr2O7的酸性水溶液与叔醇作用为的酸性水溶液与叔醇作用为何变绿?何变绿?答答:叔叔
17、醇醇在在酸酸性性水水溶溶液液中中可可进进行行分分子子内内脱脱水水,生生成成烯烯烃烃,然然后后K2Cr2O7氧氧化化烯烯烃烃后后生生成成绿色的绿色的Cr3+。(5)脱水反应脱水反应 醇的脱水反应有两种方式,一种为分子内脱水,另一种为分子间脱水。例如:消除反应消除反应亲核取代反应亲核取代反应8.1.3 醇的化学性质醇的化学性质催化剂可加速脱水反应的进行。催化剂可加速脱水反应的进行。常用的催化剂有常用的催化剂有H H2 2SOSO4 4、H H3 3POPO4 4、AlAl2 2O O3 3。过量的酸和高温有利于烯烃的生成,过量的醇和较低的温度下有利于醚的生成。叔醇脱水只生成烯烃。例如:46H2SO
18、487浓H2SO4,140或Al2O3,240浓H2SO4,170或Al2O3,360为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能分子间脱水分子间脱水 成醚成醚实验室制乙醚:C2H5-OH C2H5OC2H5+H2O浓H2SO4140 工业制乙醚:C2H5-OH C2H5-O-C2H5+H2OAl2O3300 这是制备对对称称醚醚的方法,适于由低级伯醇制醚。叔醇的主要产物为分子内消去产物烯烃,仲醇成醚的产量也很低。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能CH3
19、CH2OH快H+HOC2H5 HO2慢(SN2)+HCH3CH2OCH2CH3CH3CH2OHCH2CH3机理:机理:CH3CH2OH2为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能C C H H 快H+CHH CHab正碳离子正碳离子 醇的脱水是质子化的醇作为脱水物的单分子消除反应单分子消除反应(E1)。CHH CHOHabCHH CHOH2abH+快慢H2O机理:机理:为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能b)若消去的方向不止一个,主要产物为若消去的方向不
20、止一个,主要产物为Saytzeff烯烃。烯烃。CH3CH3-CH-CCH2 H OH H46%H2SO4 9095 CH3CH3CH=C-CH3 CH3+CH3CH2-C=CH284%16%醇分子内脱水表现以下特征:a)反应活性反应活性:3醇醇 2醇醇 1醇醇生成的中间体正碳离子愈稳定,则愈易脱水。仲醇和叔醇分子内脱水时,遵循查依采夫规则,即脱去的氢原子主要是含氢较少的碳原子上的氢原子。例如:62H2SO487808746H2SO484为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能c)由于反应中有正碳离子生成由于反应中有正碳离子生
21、成,可能的情况下总是伴随重排产物。可能的情况下总是伴随重排产物。CH3 HCH3 C CCH3 CH3 OH 85%H3PO4-H2O CH3 HCH3-C CCH3 CH3 CH3CH3 C CH=CH2 CH3 CH3CH3C =C-CH3 CH3 CH3CH3 CC=CH2 H CH3+A 0.4%B 80%C 20%CH3 HCH3-C CCH3 CH3 CH3 HCH3 C C-CH3 CH3 OH2-H2O-bHA-bHCbb-bHB 用氧化铝作脱水剂时反应温度要求较高(360),但它的优点是脱水剂经再生后可重复使用,且反应过程中很少有重排现象发生。用质子性酸作脱水剂时常有重排现象
22、发生。(主要产物)(无其他产物)为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(6)邻二醇的反应邻二醇的反应 对于多元醇,当两个-OH相对位置较远时,所发生的反应与一元醇差不多。两个-OH相距较近时,由于相互影响而能发生一些特殊的反应。与高碘酸的反应与高碘酸的反应 R1 R2 HRC C CR OH OH OH+2 HIO4 R1RC O+R2O=C OH+HCRO+2 HIO3+H2O 具有邻二醇结构如1,2-丙二醇、丙三醇等,加到Cu(OH)2沉淀中去,沉淀消失,生成深兰色配合物,深兰色配合物,可用于鉴别邻二醇。为深入学习习近
23、平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能醇反应性的总分析醇反应性的总分析氧化反应氧化反应取取代代反反应应脱脱水水反反应应酸性(被金属取代)酸性(被金属取代)形成氢键形成氢键形成形成 盐盐金金 羊羊(1)甲醇甲醇俗名木醇或木精俗名木醇或木精 甲醇为无色透明液体具有类似酒精的气味,沸点65,能与水、乙醇、乙醚等混溶。甲醇具有麻醉作用,且毒性很强,10ml失明,30ml致死。近代主要以水煤气为原料制取。300,20MPa8.1.4 重要代表物重要代表物8.1.4 重要代表物重要代表物(2)乙醇乙醇 乙醇俗称酒精,是具有酒味的无色透明液体,沸点7
24、8.5,相对密度0.789,可与水任意比混溶。工业上用乙烯为原料生产乙醇,也可用发酵的方法生产。乙醇能与CaCl2或MgCl2形成结晶络合物,称为结晶醇。乙醇的用途极广,是重要的工业原料及常用的溶剂,也是制酒工业的原料。(3)乙二醇乙二醇 乙二醇是最简单的二元醇,无色有甜味的液体,俗称甘醇。它的熔点为-11.5,沸点198,相对密度1.1088,能与水、乙醇、丙酮等互溶,微溶于乙醚。工业上由乙烯合成乙二醇。乳化剂、软化剂、防冻剂,有一定毒性23028020801051108.1.4 重要代表物重要代表物(4)丙三醇丙三醇 丙三醇俗名甘油,为无色有甜味的粘稠液体,沸点290,相对密度1.260,
25、能溶于水,但不溶于醚及氯仿等有机溶剂。甘油有吸湿性,能吸收空气中的水分。近代工业利用石油裂解气中的丙烯为原料制备,反应式如下:500253060901001508.1.4 重要代表物重要代表物为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(5)环己六醇)环己六醇 俗名肌醇。其六磷酸酯为植酸,应用技术中俗名肌醇。其六磷酸酯为植酸,应用技术中较多应用。较多应用。(6)苯甲醇)苯甲醇 微弱麻醉作用,用于注射剂止痛剂。微弱麻醉作用,用于注射剂止痛剂。8.1.4 重要代表物重要代表物8.2.1 酚的构造、分类和命名酚的构造、分类和命名8.2
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