第五章 有机化学.ppt
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1、第五章第五章 醇和醚醇和醚目的要求目的要求一、掌握醇、醚的结构特点和命名原则。一、掌握醇、醚的结构特点和命名原则。二二、掌掌握握醇醇、醚醚和和环环氧氧乙乙烷烷的的化化学学性性质质及及在在有有机机合合成成上上的的应用。应用。三、了解醇、醚的分类及结构与性质的关系。三、了解醇、醚的分类及结构与性质的关系。四四、熟熟悉悉醇醇、醚醚常常见见的的制制备备反反应应,应应用用格格利利雅雅试试剂剂合合成成各各种种不不同同类类型型的的醇醇,应应用用威威廉廉森森醚醚合合成成法法制制醚醚和和环环氧氧乙乙烷烷的的制备。制备。五、了解邻二醇的化学性质、了解冠醚的结构和功能。五、了解邻二醇的化学性质、了解冠醚的结构和功能
2、。六六、了了解解常常见见的的醇醇、醚醚和和环环氧氧化化合合物物在在医医学学上上的的应应用用及及功功能。能。醇醇醇醇RRHH(OHOH)而成的化合物而成的化合物而成的化合物而成的化合物 R-OHR-OH酚酚酚酚ArAr HH(OHOH)ArAr-OH-OHCHCH2 2OHOH醚醚醚醚ROROHH(ArAr-O-OHH)被被被被RR、ArAr 取代而成的化合物。取代而成的化合物。取代而成的化合物。取代而成的化合物。ROR ROR 、ArAr O O ArAr、ROAr ROAr 第五章第五章 醇和醚醇和醚第一节第一节 醇醇(alcohol)alcohol)一、醇的分类和命名一、醇的分类和命名一、
3、醇的分类和命名一、醇的分类和命名(一一一一)分类分类分类分类1 1、根据羟基所连烃基不同、根据羟基所连烃基不同、根据羟基所连烃基不同、根据羟基所连烃基不同脂环醇脂环醇脂环醇脂环醇芳香醇芳香醇芳香醇芳香醇OHOH脂肪醇脂肪醇脂肪醇脂肪醇饱和醇:饱和醇:饱和醇:饱和醇:CHCH3 3CHCH2 2OHOH不饱和醇:不饱和醇:不饱和醇:不饱和醇:CHCH2 2=CHCHCHCH2 2OHOH CH CH CCHCCH2 2OHOHCHCH2 2OHOH2 2、根据羟基数目、根据羟基数目、根据羟基数目、根据羟基数目伯醇伯醇伯醇伯醇 RCHRCH2 2OHOH仲醇仲醇仲醇仲醇 RCHRCHOHOHR R
4、叔醇叔醇叔醇叔醇 R R3 3CCOHOH 一元醇一元醇一元醇一元醇二元醇二元醇二元醇二元醇三元醇三元醇三元醇三元醇CHCH2 2OHOHCHCH2 2OHOHOHOHCHCH2 2 CHCH CHCH2 2OHOH OHOH(二)醇的命名(二)醇的命名(二)醇的命名(二)醇的命名1 1、普通命名法如:、普通命名法如:、普通命名法如:、普通命名法如:CHCH3 3CH-CHCH-CH2 2OHOHCHCH3 3OHOHCHCH3 3-OH-OH CH CH3 3CHCH2 2OHOHCHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CH-CH-OHOH异丁异丁醇醇醇醇仲丁仲丁醇醇醇醇CHCH3 3-C
5、H-CHCHCHCH-CHCHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3OHOHCHCH3 32 2、系统命名法、系统命名法、系统命名法、系统命名法命名原则命名原则命名原则命名原则(1 1)选主链(选含羟基在内的最长碳链)选主链(选含羟基在内的最长碳链)选主链(选含羟基在内的最长碳链)选主链(选含羟基在内的最长碳链)1 12 23 34 45 56 67 7(2 2)编号(从靠近羟基的那一端开始)编号(从靠近羟基的那一端开始)编号(从靠近羟基的那一端开始)编号(从靠近羟基的那一端开始)CHCH3 3CH(CHCH(CH3 3)CC(CH)CC(CH3 3)2 2C C2 2HH5 5
6、OHOH CHCH2 2CHCH3 31 12 23 34 45 56 6CHCH3 3CH-C-CHCH-C-CH2 2OHOHCHCH3 3CHCH3 3CHCH3 34 43 32 21 1C(CHC(CH3 3)3 3 CHCH2 2CH CHCHCH CHCH3 3C C2 2HH5 5OHOH1 12 23 34 45 5 6 6(CH(CH3 3CHCH2 2)3 3COHCOHCHCH3 3HHOHOHHH反反反反-1R,3R-3-甲基环己醇甲基环己醇5,5-二甲基二甲基-3-乙基乙基-2-己醇己醇不饱和醇不饱和醇不饱和醇不饱和醇1 1、选主链(选含双键和羟基在内的最长碳链)、
7、选主链(选含双键和羟基在内的最长碳链)、选主链(选含双键和羟基在内的最长碳链)、选主链(选含双键和羟基在内的最长碳链)2 2、编号(尽可能使、编号(尽可能使、编号(尽可能使、编号(尽可能使羟基羟基羟基羟基位次最小)位次最小)位次最小)位次最小)如如如如CHCH3 3CHCHCCHCHCHCCH2 2CHCH3 3CHCH3 3OHOHCHCH2 21 12 23 34 45 5CHCH3 3 CH-CCH-C=CHCH2 2OHOH CHCH2 2CHCH3 31 12 23 3 4 4OHOHCHCH3 31 12 23 34 45 5CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2-CH-CH-
8、CH-CH-CH-CH2 2CHCH3 3OHOHCHCH3 3-CHOH-CHOH1 12 23 34 45 56 6CHCH2 2-CH-CH-CH-CH3 3OHOH OHOH1,2-1,2-丙二醇丙二醇丙二醇丙二醇C C6 6HH5 5-CHCH-CH-CHCH-CH3 3OHOHCHCH3 31 12 23 34 43-乙基乙基-3-丁丁烯烯-2-醇醇醇醇4-甲基甲基-2-乙基乙基-1-戊戊烯烯-3-醇醇醇醇二、结构和物理性质二、结构和物理性质二、结构和物理性质二、结构和物理性质(一)结构(一)结构(一)结构(一)结构CHCH3 3CHCH2 2 OOSPSP3 3HH108.910
9、8.9 =5.01 10=5.01 10-30-30cmcm(二)物理性质(二)物理性质(二)物理性质(二)物理性质1 1、b.pb.pCHCH3 3OHOHCHCH3 3CHCH3 332323030分子量差分子量差分子量差分子量差 2 26565C C-88.6-88.6 153.6 153.6 C C b.p b.p2 2、溶解度溶解度溶解度溶解度 随分子中随分子中随分子中随分子中C C原子数目原子数目原子数目原子数目 水溶性水溶性水溶性水溶性 脂溶性脂溶性脂溶性脂溶性 3 3、红外光谱和核磁共振氢谱红外光谱和核磁共振氢谱红外光谱和核磁共振氢谱红外光谱和核磁共振氢谱1 1)红外光谱)红外
10、光谱)红外光谱)红外光谱R-OHR-OH未形成氢键的伸缩振动未形成氢键的伸缩振动未形成氢键的伸缩振动未形成氢键的伸缩振动3650 3500 3650 3500 峰尖峰尖峰尖峰尖R-OHR-OH形成氢键的形成氢键的形成氢键的形成氢键的伸伸伸伸缩振动缩振动缩振动缩振动3500 3200 3500 3200 峰宽峰宽峰宽峰宽C-O 1260 1000C-O 1260 1000CaCl2 4C2H5OH MgCl2 6C2H5OH由于伯、仲、叔三种醇类在吸收峰上有细微差别,有由于伯、仲、叔三种醇类在吸收峰上有细微差别,有由于伯、仲、叔三种醇类在吸收峰上有细微差别,有由于伯、仲、叔三种醇类在吸收峰上有细
11、微差别,有时可根据特征峰来确定伯、仲、叔醇。时可根据特征峰来确定伯、仲、叔醇。时可根据特征峰来确定伯、仲、叔醇。时可根据特征峰来确定伯、仲、叔醇。伯伯伯伯仲仲仲仲叔叔叔叔C-OC-O吸收吸收频率频率cm-11050cm-11100cm-11150cm-1OHOH面内弯曲面内弯曲cm-1135012601350126014101310醇类或酚类醇类或酚类化合物的红外特征吸收峰是在化合物的红外特征吸收峰是在3300 cm-1左右有一个宽而强的左右有一个宽而强的O-H 吸收带吸收带,这是由氢键的这是由氢键的形成而产生。形成而产生。O-H C-H 正丁醇的红外光谱图正丁醇的红外光谱图 9人民卫生电子音
12、像出版社2 2)核磁共振氢谱)核磁共振氢谱)核磁共振氢谱)核磁共振氢谱醇羟基醇羟基醇羟基醇羟基HH质子化学位移受质子化学位移受质子化学位移受质子化学位移受温度、溶剂、浓度温度、溶剂、浓度温度、溶剂、浓度温度、溶剂、浓度的影响而变的影响而变的影响而变的影响而变化,一般化,一般化,一般化,一般 值为值为值为值为0.5 5.50.5 5.5ppmppm氢键氢键氢键氢键 使使使使 OHOH电子云密度电子云密度电子云密度电子云密度 屏蔽效应屏蔽效应屏蔽效应屏蔽效应 值值值值 溶液被稀释(用非质子溶剂)或升温,向高场移动溶液被稀释(用非质子溶剂)或升温,向高场移动溶液被稀释(用非质子溶剂)或升温,向高场移
13、动溶液被稀释(用非质子溶剂)或升温,向高场移动 值值值值 根据图谱推测化合物的结构根据图谱推测化合物的结构溶剂峰溶剂峰(CH3)3COHCHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CH-OHCH-OHCHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2OH三、三、三、三、化学性质化学性质-OHOH是醇的官能团。是醇的官能团。是醇的官能团。是醇的官能团。C-OC-O和和和和 O-HO-H都都都都是极性共价键是极性共价键是极性共价键是极性共价键(一)(一)(一)(一)、O-HO-H键断裂的反应键断裂的反应键断裂的反应键断裂的反应1 12 2HOHHOH+NaNaNaOHNaOH+HH2 21 1
14、2 2R-OHR-OH+NaNaRONaRONa+HH2 2OO电子云密度电子云密度电子云密度电子云密度吸引电子能力吸引电子能力吸引电子能力吸引电子能力O-HO-H极性极性极性极性R R斥电子能力斥电子能力斥电子能力斥电子能力HH原子活化原子活化原子活化原子活化反应速度反应速度反应速度反应速度伯醇伯醇伯醇伯醇 仲醇仲醇仲醇仲醇 叔醇叔醇叔醇叔醇R-O:HR-O:HR R 电子电子电子电子H OH O:H HR O R O:H H(C2H5 O)2Mg+H2 2C2H5OH+Mg6 CH3CHOH+2A1CH36(CH3)3COH+2A12A1OCH(CH3)2 3+H2 2A1OC(CH3)3
15、 3+H2 CHCH3 3CHCH2 2OH +OH +HONOHONO2 2HH2 2SOSO4 4CHCH3 3CHCH2 2ONOONO2 2 +H +H2 2OOCHCH3 3CHCH2 2OSOOSO3 3 H+HH+H2 2OOCHCH3 3CHCH2 2OHOHCHCH3 3CHCH2 2OSOOSO2 2 CHCH2 2CHCH3 3+H+H2 2OO(二二)、无机、无机酸酸酯的生成酯的生成酯的生成酯的生成CHCH3 3CHCH2 2OH +OH +NaOHNaOHCHCH3 3CHCH2 2ONa+HONa+H2 2OO提问:提问:Pka 1618Pka15.7不能不能异丁异
16、丁醇铝醇铝醇铝醇铝叔叔叔叔丁丁醇铝醇铝醇铝醇铝CHCH2 2OHOHCHOHCHOHCHCH2 2OHOH+3HNO3HNO3 3(C(C4 4HH9 9OO)3 3POPO+3HCl3HCl+P POClOCl3 3C C4 4HH9 9OHOH+3H3H2 2OOCHCH2 2ONOONO2 2CHONOCHONO2 2CHCH2 2ONOONO2 2提问:提问:SOClSOCl2 2CHCH3 3CHCH3 3CH-OHCH-OH+(三三 )、亲核取代反应亲核取代反应亲核取代反应亲核取代反应 1 1、与氢卤酸反应(与氢卤酸反应(与氢卤酸反应(与氢卤酸反应(-OHOH被卤素取代)被卤素取代
17、)被卤素取代)被卤素取代)R-OH+HXR-OH+HXR-X+HR-X+H2 2OO反应反应反应反应速度速度与与与与两种两种因素因素因素因素有关有关1.1.与氢卤酸与氢卤酸与氢卤酸与氢卤酸HHI HHBr HHCl2.2.与与与与醇醇醇醇种种类类类类ClClCH(CHCH(CH3 3)2 2+HCl HCl +SO SO 2 2 :CHCH3 3-C-C-ClClCHCH3 3CHCH3 3+HH2 2OOCHCH3 3-CH-CH-ClClCHCH3 3+HH2 2OOCHCH3 3-CH-OH-CH-OHCHCH3 3LucasLucas试剂试剂试剂试剂5 5分钟分钟分钟分钟CHCH3 3
18、-C-OH-C-OHCHCH3 3CHCH3 3ZnClZnCl2 2-浓浓浓浓HClHCl立即混浊立即混浊立即混浊立即混浊(LucasLucas试剂)试剂)试剂)试剂)CHCH3 3CHCH2 2OHOHLucasLucas试剂试剂试剂试剂1 1小时小时小时小时也不出现混浊也不出现混浊也不出现混浊也不出现混浊醇与卢卡斯试剂反应快慢:醇与卢卡斯试剂反应快慢:醇与卢卡斯试剂反应快慢:醇与卢卡斯试剂反应快慢:CHCH3 3-CO-COCHCH3 3CHCH3 3HHHH+HH2 2OOCHCH3 3-C-CCHCH3 3CHCH3 3+ClCl CHCH3 3-C-C-ClClCHCH3 3CHC
19、H3 3叔丁基氯叔丁基氯叔丁基氯叔丁基氯叔醇叔醇叔醇叔醇 仲醇仲醇仲醇仲醇 伯醇伯醇伯醇伯醇CHCH3 3-C-OH-C-OHCHCH3 3CHCH3 3HH+提问:伯、仲、叔醇与金属钠反应速度快慢:提问:伯、仲、叔醇与金属钠反应速度快慢:提问:伯、仲、叔醇与金属钠反应速度快慢:提问:伯、仲、叔醇与金属钠反应速度快慢:叔醇叔醇叔醇叔醇 仲醇仲醇仲醇仲醇 叔醇叔醇叔醇叔醇 仲醇仲醇仲醇仲醇 伯醇伯醇伯醇伯醇烯丙醇烯丙醇烯丙醇烯丙醇 醇与氢卤酸发生反应,有时会发生分子重排醇与氢卤酸发生反应,有时会发生分子重排醇与氢卤酸发生反应,有时会发生分子重排醇与氢卤酸发生反应,有时会发生分子重排如:如:如:如
20、:CHCH3 3-CH-CHCH-CH-CHCH3 3+HBrHBrCHCH3 3OHOHCHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3BrBr 36%36%+BrBr64%64%(CH(CH3 3)2 2CH-CHCH-CH2 2CHCH3 3已已已已知知知知CHCH2 2+CHCH3 3-C-CCHCH3 3CHCH3 3+CHCH3 3-C-CCHCH3 3HH+CHCH3 3CHCH2 2+R-CH=CH-CHR-CH=CH-CH2 2+CHCH3 3+对对对对SN1SN1反应来说,反应过程中反应来说,反应过程中反应来说,反应过程中反应来说,反应过程中 形成形成形成形成C C
21、+稳定性稳定性稳定性稳定性反应速度反应速度反应速度反应速度反应机理如下:反应机理如下:反应机理如下:反应机理如下:CHCH3 3CH-CHCHCH-CHCH3 3OHOHCHCH3 3HH+CHCH3 3-CH-CHCH-CH-CHCH3 3+OHOH2 2HH3 3C C重排重排重排重排CHCH3 3-C C-CH-CH2 2CHCH3 3CHCH3 3+BrBr(CH(CH3 3)2 2CCHCCH2 2CHCH3 3BrBr伯醇与氢卤酸反应容易按伯醇与氢卤酸反应容易按伯醇与氢卤酸反应容易按伯醇与氢卤酸反应容易按S SN N2 2机理进行,但机理进行,但机理进行,但机理进行,但-位上有侧链
22、位上有侧链位上有侧链位上有侧链的伯醇除外的伯醇除外的伯醇除外的伯醇除外CHCH3 3-C-CH-C-CH2 2CHCH3 3BrBrCHCH3 3-H-H2 2OO+CHCH3 3-C -C C CHCHHCH3 3CHCH3 3HH+CHCH3 3-C-CH-C-CH2 2OHOHCHCH3 3CHCH3 3HBrHBr CCH3CH2+CH3CH3伯正碳离子伯正碳离子重排重排重排重排CHCH3 3-C-CH-C-CH2 2CHCH3 3CHCH3 3+叔正碳离子叔正碳离子2 2、与卤化磷反应与卤化磷反应与卤化磷反应与卤化磷反应3R-OH +PX3R-OH +PX3 33R-X+H3R-X+
23、H3 3POPO3 3R-OH +SOClR-OH +SOCl2 2R-R-Cl Cl+SO+SO2 2 +HCl HCl CHCH3 3CHCH2 2OHOHI2P PCHCH3 3CHCH2 2 I2P+3 I2P+3 I2 22PI2PI3 3CHCH3 3CHCH2 2OH+2PIOH+2PI3 3CHCH3 3CHCH2 2 ICC C2 2HH5 5H3CClClHCC C2 2HH5 5H3COHHHSOClSOCl2 2乙醚乙醚乙醚乙醚SOClSOCl2 2吡啶吡啶 CC C2 2HH5 5CHCH3 3HHClCl(R)(R)(S)CHCH3 3-C-CH-C-CH2 2CH
24、CH3 3OHCHCH3 3CH3C=CHCH3CH3CCH3CH2+CH3CH3伯正碳离子伯正碳离子CCH3CHCH3+CH2-HH叔正碳离子叔正碳离子 (CH3)3C-CH2OH+SOCl+SOCl2 2(CH3)3C-CH2ClCl(CH3)3C-CH2BrNaOH提问:提问:(CH3)3C-CH2BrNaOHC C2 2HH5 5OHOH2 2、3 3、H3COHSOClSOCl2 2吡啶吡啶 1 1、H3CClCl(R)(S)(四四)、消除反应消除反应CHCH3 3CHCH2 2CHCHCHCH2 2CHCH3 3OHOHHH2 2SOSO4 4C=CC=C CH CH3 3 H H
25、 H H CH CH2 2CHCH3 3 (E)2-E)2-戊烯戊烯戊烯戊烯 75%75%C=CC=C CH CH3 3 H H H H CH CH2 2CHCH3 3 (Z)2-Z)2-戊烯戊烯戊烯戊烯 25%25%CHCH3 3CHCH2 2OHOHHH2 2SOSO4 4170CoCHCH2 2=CH=CH2 2+H+H2 2OO分子内脱水成烯分子内脱水成烯OHOHHH2 2SOSO4 4+H+H2 2OOZ:Z:大大大大.大同侧大同侧大同侧大同侧E:E:大大大大.大异侧大异侧大异侧大异侧 分子内分子内脱水反应脱水反应脱水反应脱水反应按按按按E1E1机理进行机理进行机理进行机理进行CHC
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