9-醇和酚.

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( 84 % )
CH3 ( 16 % )
反应按E1历程进行,由于反应中间体为碳正离子,有可能先发生重排, 然后再按Saytzeff规则脱去一个β- H 而生成烯烃
反应生成的氯代烃不溶于盐 酸,出现混浊或分层现象, 观察反应中出现混浊或分层 的快慢就可加以鉴别
各种醇在卢卡斯试剂存在下的反应活性顺序如下:
H CH2OH > H2C C CH2OH > 叔醇 > 仲醇 > 伯醇 >甲醇
醇(除大多数伯醇外)与氢卤酸反应时常有重排产物生成。这是因为该反应 是按SN1机理进行的亲核取代反应,碳正离子中间体可能发生重排,形成更 稳定的碳正离子,从而形成重排产物
?
R OH OH
R O +H O + H 一对SP2 杂化,P电子与芳环发生共轭
O2N
OH
OH
OH
H3C
O2N
O2N
? 谁的酸性强,为什么
向酚钠的水溶液中通入二氧化碳,则可游离出酚(碳酸 pKa = 6.38)。利用该反 应可分离、提纯酚
OH+ NaOH
ONa
问题:
CH3OH pKa 15.5
ONa+ CO2+ H2O
四、醇和酚的物理性质
醇: (1) 沸点较高—醇分子间形成氢键而缔合起来
醇的物理性质多与此有关
(2) 溶解度:低级醇与水混溶,高级醇不溶于水 酚:
酚与醇相似,酚也能形成分子间氢键,影响其物理性质
五、醇和酚的波谱性质
醇的红外光谱和核磁共振的特点:
NMR谱中,羟基质子(O—H)由于受氢键、温度、溶剂性质等影响,化 学位移(δ)值出现在 1~5.5 的范围内
3. α-卤代醇与氢卤酸的反应 邻基效应
4. 与卤化磷的反应
除HX外,醇还可与PX3、PX5反应,得到相应的卤代烃,而不发生重排
醇与卤化磷的反应按SN2 机理进行
Br R CH2 OH + BrPBr2
R CH2 O PBr2 H
Br R CH2 Br+ HOPBr2
R CH2 OH+ PBr3
3 R CH2 Br+ H3PO3
(1) 分子间脱水
CH3CH2OH + HOCH2CH3
H2SO4 Al2O3
CH3CH2 O CH2CH3
醇的分子间脱水生成醚的反应是SN2反应
CH3CH2 OH
H+
CH3CH2
+ HO CH2CH3
OH2
SN2
+
CH3CH2 O CH2CH3
H
H+ CH3CH2 O CH2CH3
醇的分子间脱水是制备单醚的重要方法,其中以伯醇效果最好
第九章 醇和酚
醇和酚的分子中都含有羟基(-OH),羟基与饱和碳原子直接相连者称为醇, 而与芳环的的碳原子直接相连者称为酚
OH OH
CH3 CH CH3
2-丙醇
苯酚
一、醇和酚的分类、构造异构和命名
1. 醇和酚的分类 (P318-319)
根据分子中含羟基的数目不同:一元、二元和多元醇和酚 根据分子中羟基所连碳原子不同:伯醇、仲醇和叔醇
(2) 一元醇的脱氢 伯醇或仲醇的蒸汽在高温下通过活性Cu(或Ag、Ni等)催化剂表面,则
脱氢生成醛或酮,这是催化氢化的逆过程
Cu CH3CH2OH 250 ~ 350℃ (3) α-二醇的氧化
CH3CHO
α- 二醇可被高碘酸、四乙酸铅氧化,生成相应的羰基化合物
R" R"' R C C R' + HIO4
(2) 分子内脱水
大多数醇在质子酸的催化下加热,则发生分子内脱水,且主要是按E1机
理进行的
H+
E1
CC
CC
H OH
+
H OH2
CC
+
H
H+
CC
其反应活性顺序为:3°ROH > 2°ROH > 1°ROH
醇分子内脱水的取向:符合Saytzeff规则,即生成取代基多的烯烃
CH3 OH
H3PO4
CH3 +
(1) 一元醇的氧化:受羟基影响,α- 碳上氢原子比较活泼易被氧化。伯醇第一 氧化为醛,进一步氧化为羧酸;仲醇氧化为酮;叔醇不能 为一般的氧化剂所氧化
O NaCr2O7 R CH2OH H2SO4 R C OH
O
Cu
R CH2OH
RCH
325℃
R''
NaCr2O7
R C OH H2SO4 不反应
R'
十二烷基硫酸钠是一种性能优良的阴离子表面活性剂,常用于乳化剂的配制
丙三醇三硝酸酯又称硝化甘油,它因具有极强的爆炸力而用作液体炸药, 它还具有舒张血管、缓解心绞痛的药理作用
磷酸三酯是一类很有用的化合物,它常用于制取农药和用于增塑剂及萃取剂等
醇与有机酸及其衍生物作用:
H+
CH3OH + CH3 C OH
OH OH
R C
R"
R O+ C
R'''
O + HIO3 + H2O AgNO3
AgIO3 白色
HH HOAC
R C C R + Pb(OAC)4
OH OH
2RCHO + Pb(OAC)2 + 2HOAC
(4) 酚的氧化 酚比醇容易氧化,其氧化产物很复杂,无实用价值
OH
O
Cr2O3
对苯醌
O
(5) 与三氯化铁的显色反应
HO
CH3
CH2OH
பைடு நூலகம்
4-甲基环己醇
环己甲醇
(4) 芳醇的命名,以芳环为取代基,然后按脂肪醇来命名
CH2OH 苯甲醇
CHCH3 OH
1-苯乙醇
CH2CH2OH 2-苯乙醇
酚:
(1) 命名时以酚作为母体,在母体之前按“次序规则”惯以取代基的位次、数目
和名称
CH3
OH
OH CH(CH3)2 5-甲基-2-异丙基苯酚
CH=CH2 对乙烯基苯酚
(2) 羟基连在稠环芳烃上的化合物命名与本分类似
OH
OH
2-萘酚
9-菲酚
在醇和酚分子中,如还含有其它的官能团,则按取代基排列次序的先后来选择
母体
OH
OH
CH2CH2OH NH2
2- 氨 基 乙 醇
CH2CHCOOH OH
2-羟 基 丙 酸
OCH3 对甲氧基苯酚
CHO 对羟基苯甲醛
5. 与亚硫酰氯的反应
醇与亚硫酰氯作用生成氯烷的产量较高,而且副产物S02与HCl均为气 体,易于分离
ROH+ SOCl2
RCl+ SO2+ HCl
HCl ROH+ SOCl2
R OS O
Cl
+ R
O
S
O
Cl
RCl+ SO2
6. 脱水反应
立体化学特征:中心碳原子的构型保持
醇的脱水有两种方式,即分子内脱水和分子间脱水。至于按哪种方式 脱水,取决于醇的结构和反应条件
CH3 H3C C OOH
cat. 110~120℃
异丙苯
稀 H2SO4
CH3CH CH2 H
H3C C CH3 H
OH O
H3C C CH3 +
(2) 芳卤衍生物水解
CI
350~370℃,20MPa
+ 2 NaOH
Cu
ONa + NaCI + H2O
CI
CI OH O
O N
O
OH 130℃
N
-CI
COOH
O H3C C
OH +
O
H3C C O
H2SO4
OC O
COOH O C CH3 O
+ HCl aspirin, APC
OCOCH3
25 °C
AlCl3 HO
COCH3 ( 主 )
165 °C
AlCl3
OH COCH3
(主 )
4. 氧化反应
醇和酚均能被氧化,由于分子结构不同,氧化反应的难易和产物不同
CH3CH2OH + Na
CH3CH2OH + NaOH
OH 3CH3 C CH3 + AI
H
CH3CH2ONa + 1/2H2
CH3CH2ONa + H2O
CH3
H3C
C O AI + 3/2H2 H3
OH + NaOH
ONa + H2O
pKa乙醇 = 15.9
pKa水 = 15.0
pKa苯酚 = 10.0
酚的红外光谱和核磁共振的特点: 酚的O—H伸缩振动在3650-3200cm-1区域显示一强而宽的吸收峰,C—O
伸缩振动吸收峰出现在1200 cm-1处,为一宽而强的吸收峰。
NMR谱中,酚羟基质子的化学位移(δ)值出现在 4~9 的范围内
六、醇和酚的化学性质-醇和酚的共性 1. 弱酸性
在醇和酚分子中,由于羟基中由于氧原子的电负性比氢原子大,氧原子 带有部分的负电荷,氢原子带有部分正电荷而显酸性,能与强碱或碱金属等 作用,生成相应的盐。
CO + 2H2
CuO-ZnO-Cr2O3

CH3OH
(2) 由烯烃合成
H3C C
H
CH2
+
H2O(汽)
H3PO4-硅藻土 280~300℃,8MPa
CH3
H3C C
CH2 + H2O
H+
CH3
H
OH
C H
CH3
OH
C H
CH3
2. 酚的工业合成
(1) 异丙苯法
+ CH3CH CH2 H2SO4
CH(CH3)2 O2
O
CI
OH
OH NO2
O2N
NO2 OH
O2N
NO2
NO2
NO2
(3) 碱熔法
SO3H
SO3Na
ONa
OH
NaOH
300~320℃
H
NaOH, 碱融
SO3Na
ONa
NaOH, 碱融
OH H
3. 卤代烃的水解
CH2 CH CH2CI+H2O NaCO3 CH2 CH CH2OH
CH2CI+ H2O NaOH
根据分子中烃基不同:脂肪醇(饱和醇、不饱和醇) 、脂环醇和芳醇
2. 醇和酚的构造异构
醇的构造异构是由碳架异构和羟基位次的异构造成的
OH
OH
CH3 CH CH2 CH3
CH3 C CH3
CH3
酚的构造异构是由羟基的异构和羟基与烃基在芳环上的相对位次不同引起的
OH
OH
OH
CH3
CH3
CH3
3. 醇和酚的命名
一元二元和多元醇和酚p318319醇和酚的构造异构醇的构造异构是由碳架异构和羟基位次的异构造成的chohchchchohch酚的构造异构是由羟基的异构和羟基与烃基在芳环上的相对位次不同引起的ohchohchohch醇和酚的命名简单的一元醇用习惯命名法结构比较复杂的醇用系统命名法选择包括与羟基相连的碳原子在内的最长碳链作为主链从靠近羟基的一端开始对主链编号命名不饱和一元醇时可选择含有双键或三键以及连接羟基碳原子在内的最长碳链为主链编号时尽量使与羟基相连的碳原子位次最小当羟基与脂环上的碳原子直接相连时以脂环为母体从羟基所连接的碳原子开始编号hochoh4甲基环己醇环己甲醇芳醇的命名以芳环为取代基然后按脂肪醇来命名chohchchohchoh苯甲醇1苯乙醇2苯乙醇命名时以酚作为母体在母体之前按次序规则惯以取代基的位次数目和名称chohohchch5甲基2异丙基苯酚对乙烯基苯酚羟基连在稠环芳烃上的化合物命名与本分类似ohoh2萘酚在醇和酚分子中如还含有其它的官能团则按取代基排列次序的先后来选择母体chohnhchcoohohohochohcho氨基乙醇2羟基丙酸对甲氧基苯酚对羟基苯甲醛二醇和酚的结构由于氧原子电负性比碳原子大造成碳原子带有部分正电荷
OH + NaHCO3
CH3CH2OH 15.9
CH3CHCH3 OH 18
CH3
CH3CCH3
OH
19

2. 醚的生成
醇和酚形成金属盐后,与卤代烃作用,生成相应的醚
(CH3)2CHONa +
CH2Cl
CH2OCH(CH3)2
ONa+ CH3(CH2)2CH2I
OCH2(CH2)2CH3
酚的酸性较强,通常在碱性溶液中直接用酚反应即可
Cl
OH + Cl
Cl
NO2
Cl
O Cl
NO2
3. 酯的生成
醇和酚能与酸及其衍生物(如酰氯和酸酐等)反应生成酯
醇与无机酸作用:
CH3OH + HO SO3H 蒸馏
2 CH3 O SO3H
CH3 O SO3H + H2O 硫酸氢甲酯
CH3 O SO2 O CH3 + H2SO4 硫酸二甲酯
有机合成中常用的烷基化试剂
二、醇和酚的结构
醇:
由于氧原子电负性比碳原子大,造
cδ Oδ
H
H 成α碳原子带有部分正电荷;同样
的道理,羟基中的氢原子在适当的
C
O
H
条件下能以质子的形式理解出来;
H
H
SP3
氧原子上的两对孤对电子也会对醇 的性质产生轻微影响
酚:
O H
P,π-共轭
三、醇和酚的制法 1. 醇的工业合成法
(1) 由合成气合成
凡是有烯醇式结构的化合物与三氯化铁都有显色反应。主要用于有机化 合物的结构鉴定
OH
CC
烯醇式结构 6 ArOH + FeCI3
O CH3C H
OH
H2C
C H
OH
[Fe(OAr)6]3 + 6H++ 3CI
兰紫色
OH
七、醇羟基的反应 - 醇的个性
1. 弱碱性
醇分子中氧原子带有未共用电子对,与水相似,能与强酸解离出的质子 结合生成烷氧翁离子
CH3 C O CH3
O
O
O
CH3CH2OH + Cl S
CH3
O 对甲苯磺酰氯
吡啶

TsCl, Ts = CH3
SO2
O
CH3CH2 O S
CH3
O
对甲苯磺酸乙酯
酚的亲核性比醇弱,但在酸的催化下,酚与羧酸虽然可以直接进行酯化反 应,但比醇难。
酚与羧酸酯化困难,改用酸酐或酰氯
OH + Cl C
O
NaOH
简单的一元醇用习惯命名法
结构比较复杂的醇用系统命名法 醇: (1) 选择包括与羟基相连的碳原子在内的最长碳链作为主链,从靠近羟基的一 端开始对主链编号
(2) 命名不饱和一元醇时,可选择含有双键(或三键)以及连接羟基碳原子在内的最长碳 链为主链,编号时尽量使与羟基相连的碳原子位次最小
(3) 当羟基与脂环上的碳原子直接相连时,以脂环为母体,从羟基所连接的碳 原子开始编号
CH3CH2 O H + H2SO4
CH3CH2 O H + HSO4 H
醇的碱性很弱,pKb = 16
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