第十章_醚和环氧化合物

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第十章 醚和环氧化物

第十章 醚和环氧化物

CHCH3 1) Et2O + 2) H O 3 O
C6H5CH2CH2CHCH3 OH
四、 醚的制备(自学)
1、醇分子间脱水-适用于伯醇制备对称醚
2. Williamson 合成法
R—X + NaOR’——> R—O—R’+ NaX
最好是伯卤代烃 混合醚
3. 烯烃的烷氧汞化-脱汞法
(CH3)3CCH=CH2 + Hg(OOCCF3)2 + C2H5OH
H
+
OH-
CH2 OH-CH2 OC2 H5 2-乙氧基乙醇 O CH2 CH2 OH H N H2 NCH2 CH2 OH CH2 CH2 OH 2-氨基乙醇 二乙醇胺 H+ RCH2 CH2 OMgX RCH2 CH2 OH
增加2个碳的伯醇
QUESTION :完成下列反应。
HCN CH3C≡CH/碱 CH2—CH2 O HOC6H5/H+or OH-
为什么醚蒸馏前必须纯化?
氢过氧化乙醚
过氧化物不易挥发,受热或受摩擦时易爆炸,而且对 人体有毒。在使用乙醚时,应先检查是否存在过氧化物。 过氧化物的检测:过氧化物具有氧化性,能使湿的 KI- 淀粉试纸变蓝,或使碘化钾醋酸溶液析出碘,故常 用KI试验法检测。 过氧化物的除去:用还原剂如 Na2SO3溶液或饱和 FeSO4溶液充分洗涤,蒸馏后将乙醚储于棕色瓶中。
* O C H3 C H3 C H3 C H3
O * C H3 C H3
O
C H3
* O C H3 * C H3 O C H3 H * C H3 OH C H3 C H3 * C H2C H=C H2
乙烯基烯丙醚重排 CH2=CH-O-CH2CH=CH2 加热 CH2-CHO

醚和环氧化合物

醚和环氧化合物

第十章 醚和环氧化合物1、通过本章的学习,掌握醚和环氧化合物的命名;2、掌握醚和环氧化合物的结构特征;掌握醚和环氧化合物的物理性质;3、掌握醚的化学性质;理解醚的波谱性质;理解醚和环氧化合物的制法;4、了解乙醚、环氧乙烷的性质和用途;5、了解冠醚的一般性质和在冶金中的应用。

一、醚的结构,分类和命名1.结构 2.分类3.命名1) 简单醚在“醚”字前面写出两个烃基的名称。

例如,乙醚、二苯醚等。

2) 混醚 是将小基排前大基排后;芳基在前烃基在后,称为某基某基醚。

例如:1)结构复杂的醚用系统命名法命名。

例如:环醚多用俗名饱和醚简单醚混和醚不饱和醚芳香醚环醚大环多醚(冠醚)CH 3CH 2OCH 2CH 3CH 3OCH 2CH 3CH 3OCH 2CH = CH 2CH 2=CHOCH=CH 2OCH 3O O OOOCH 3OCH 2CH = CH 2OCH 2CH 3甲基烯丙基醚苯乙醚CH 3-CHOCH 2CH 2CH 2CH 2OHCH 3异丙氧基丁醇4 --1-ROR'°109.5sp 3杂化二、醚的物理性质常温下,大多数醚为易挥发、易燃烧、有香味的液体。

醚分子中因无羟基而不能在分子间生成氢键,因此醚的沸点比相应的醇低得多,与分子量相近的烷烃相当。

常温下,甲醚、甲乙醚、环氧乙烷等为气体,大多数醚为液体。

醚分子中的碳氧键是极性键,氧原子采用sp 3杂化,其上有两对未共用电子对,两个碳氧键之间形成一定角度,故醚的偶极矩不为零,易于与水形成氢键,所以醚在水中的溶解度与相应的醇相当。

甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃等都可与水互溶,乙醚在水中的溶解度为每100g 水溶解约7克,其它低分子量的醚微溶于水,大多数醚不溶于水。

二、乙醚能溶于许多有机溶剂,本身也是一种良好的溶剂。

乙醚有麻醉作用,极易着火,与空气混合到一定比例能爆炸,所以使用乙醚时要十分小心。

三、醚的化学性质醚是一类不活泼的化合物,对碱、氧化剂、还原剂都十分稳定。

第十章 醚和环氧化合物(修改)

第十章 醚和环氧化合物(修改)

O
O
4.命名
普通命名法: 甲醚 ; 甲乙醚; 乙醚; 烯丙基乙炔基醚.
O
O
O
O
系统命名法
1-甲氧基丁烷; 乙氧基乙烯 1,4-环氧丁烷
O
O
O
二.一般制法
(1)一般用于制备对称醚 产率10>20>30 (30易脱水成烯) (2)可用于制备伯烷基叔烷基醚
OH
+
OH
con.H2SO4 O
叔烷基醚还可以这样制备:
1.乙醚 乙醚通常用于从水中萃取有机物的原因: ① 乙醚微溶于水; ② 乙醚能溶解大多数有机物; ③ 沸点低.
环氧乙烷及其它1,2-环氧化物
制备 ① 烯烃氧化
C C
+
RCO3H Ag
C C O
(过过过过过)
CH2 CH2
+
O2
250℃
CH2 O
CH2
(催过过过)
② β-卤代醇与碱作用
C C X OH
+
CH3 C O C CH3
H
+
CH3 CH3 C CH3
H O
+
CH3 C CH3 CH3
(CH3)3COH CH3 CH3 C CH2
CH3 _ H+
CH3 CH3 C O CH3 CH3
H
+
CH3 CH3 C CH3
H O
+
CH3 CH3 CH3 C+
+
CH3OH CH3 CH3 C CH2
CH3 _ H+
OH
+
H2SO4 O
2. Williamson醚合成法 醚合成法 特点:a.可制混合醚; b.不能用20RX、30RX。

醚和环氧化合物

醚和环氧化合物

2-甲氧基- 2-丙醇 - -
上述开环反应可总结为: 上述开环反应可总结为:
R
酸开环
O
碱开环
形成的过氧化物容易爆炸, 形成的过氧化物容易爆炸,所 以储存时间长的醚在使用前必须加 入锌粉还原
3、醚键的断裂 、
醚与氢碘酸共热,则发生 键断裂, 醚与氢碘酸共热,则发生R-O键断裂,生成 键断裂 一分子碘代烷和一分子醇。例如: 一分子碘代烷和一分子醇。例如:
当使用过量的氢碘酸时, 当使用过量的氢碘酸时,则醇也与氢碘酸作 生成碘代烷, 用,生成碘代烷,即
4、环氧化合物的开环反应 、 酸催化开环: 酸催化开环:
亲核试剂进攻取代基比较多的环 碳原子.例如: 碳原子.例如:
O H3C HC CH2 Cl HCl CH3CHCH2OH
碱催化开环: 碱催化开环:
亲核试剂进攻取代基较少的环氧碳原子
O H3C HC OH NaOCH3 CH2 CH3OH CH3CH CH2 OCH3
氢溴酸和盐酸虽然也能进行醚键的断裂反 但其活性差。所以, 应,但其活性差。所以,常采用氢碘酸来使 醚键断裂。 醚键断的断裂,往往是从含碳原子较少的烷 基断裂下来与碘结合。 基断裂下来与碘结合。
当混醚中的一个烃基是芳基时, 当混醚中的一个烃基是芳基时,由于 p、π-共轭效应的影响,芳环与氧原子相 共轭效应的影响, 、 共轭效应的影响 连的键比较牢固,与氢碘酸反应时, 连的键比较牢固,与氢碘酸反应时,发 生烷氧键( 生烷氧键(R-O)断裂,生成碘代烷和 )断裂, 酚。例如:
醚与强酸形成的烊盐溶于冷的浓酸中, 醚与强酸形成的烊盐溶于冷的浓酸中,它 烊盐溶于冷的浓酸中 不稳定,遇水分解成原来的醚, 不稳定,遇水分解成原来的醚,因此利用此 性质可以鉴别和分离 鉴别和分离醚 性质可以鉴别和分离醚。

第十章 醚及环氧化合物.

第十章 醚及环氧化合物.

Boiling Points of Ethers and the Isomeric 1-Alkanols
Ether CH3OCH3 CH3OCH2CH3 (CH3CH2)2O Name Methoxymethane (Dimethyl ether) b.p. (oC) -23.0 1-Alkanol CH3CH2OH CH3CH2CH2OH CH3(CH2)3OH CH3(CH2)7OH b.p. (oC) 78.5 82.4 117.3 194.5
反应的动力:亲核试剂强的亲核性,开环后张力减小 2 碱性开环方向
SN2:从位阻小的方向进攻
31
3 碱性开环的立体化学
SN2:从离去基团的背面进攻
32
Summary
环氧化合物在酸性与碱性条件下都可以开环: (1) 酸性开环,为SN2机理,但具有部分SN1的性质, 不对称的 环氧化合物开环时, 开环反应的比较复杂。 (2) 碱性下开环,同样为SN2机理,但不对称的环氧化合物开 环时,开环方向由空间效应所决定,亲核试剂加在取代 少的环碳上。 (3) 无论酸性或是碱性开环,亲核试剂从氧桥的反面进攻中 心碳原子,符合SN2反应的立体化学特征。
§5 冠醚(Crown ether)
高度稀释
18-Crown-6
23
选择性识别
相转移催化-PTC(Phase Transfer Catalysis)
24
§6 环氧化合物的反应
分子内部存在张力,易开环
一、酸性开环
25
1 酸性开环机理:一般SN2
削弱C-O键
2 酸性开环方向
SN2机理但具有部分SN1的性质
Why?
10
二、Williamson Ether Synthesis

醚和环氧化合物的命名

醚和环氧化合物的命名

OOH
CH3CH2OCH2CH3 + O2
CH3 CHOCH2 CH3
• 除去过氧化物方法: (A) 加入还原剂如Na2SO3 、FeSO4等,以破坏生成的过氧
化物; (B) 储存时醚中加入少许金属钠或铁屑,以免过氧化物形成。
10.6 醚和环醚的化学性质
•ห้องสมุดไป่ตู้蒸馏乙醚时,不要完全蒸完,以免过氧化物过度受热 而爆炸。蒸馏前必须检验有无过氧化物存在,以防意 外。
(2)合成环醚
OHCC Cl OH
CC O
C C + RCO3H
CC O
用分子内的Williamson合成反应制备
OH
O
OH
(CH2)n
H2O
(CH2)n
X
CH2X
CH2—X
(CH2)n+1 O
10.3 醚和环氧化合物的制法
10.3.3 不饱和烃与醇的反应
ROH
CH3
CH3 C CH2
浓H2SO4
(CH3)3COCH2CH2MgBr HCHO
+
H3O
(CH3)3COCH2CH2CH2OH
浓H2SO4 HOCH2CH2CH2OH + (CH3)2C=CH2
10.4 醚的物理性质
沸点比同碳原子数的醇要低,因为醚分子中没有羟基, 分子之间不能形成氢键;
醚与水能形成氢键,乙醚与丁醇溶解度相同.
MgBr
H2C
CHCH3 纯醚
O
H+ H2O
CH2CHCH3 OH
10.6 醚和环醚的化学性质
10.6.5 Claisen重排
OCH2CH CH2 200℃
OH

有机化学 高鸿宾 第四版 答案 第十章_醚和环氧

有机化学 高鸿宾 第四版 答案  第十章_醚和环氧

第十章醚和环氧化合物习题(一) 写出分子式为C5H12O的所有醚及环氧化合物,并命名之。

解:CH3O CH2CH2CH2CH3CH3O CHCH2CH33CH3O CH2CHCH3CH3甲基丁基醚甲基仲丁基醚甲基异丙基醚CH3O C CH3CH33CH3CH2O CH2CH2CH3CH3CH2O CHCH3CH3甲基叔丁基醚乙基丙基醚乙基异丙基醚(二) 完成下列反应式:(1) Br+ CH3CH2CHCH3O CHCH2CH33(2) CH3CH2I +CNaO2H53COH2H53CH3CH2(3) CH3CH2CHCH2BrOHCH2CHOCH3CH2(4)ONH2H2+(5)BrO3BrC(CH3)CH2NH2(6)CH 2CH OHCl 3CH 2OHCH Cl+CH 2CHO(三) 在3,5-二氧杂环己醇OOOH的稳定椅型构象中,羟基处在a 键的位置,试解释之。

解:羟基处于a 键时,有利于形成具有五元环状结构的分子内氢键:或O OOH(四) 完成下列转变:(1)C OCH 3OCH 2OCH 3解:C OCH 3OCH 2OCH 33NaOHNa + C H OHCH 2OH(2)BrOH O Ph及解:K Cr O 24OHOMgBr2+MgTHFOHBrC H CO HO(TM)(3)Br 及CH 2CHCH 3OHCH 3CHCH 3解:CH 3CHCH 3OHCH CH 2OCH 324CH 2=CHCH 3CF 3CO 3HCH 2CHCH 3MgBr2+MgTHFBr CH CH 2OCH 3(4)CH 2OH CH 3CH 2OHCH 2CH 2CH 2OCH 2CH 3及解:CH 3CH 2Br24o33CH 3CH 2OH CH =CH CH 2CH 2OCH 22+CH 2OH CH 2MgClMg dry etherO2CH 2CH 2CH 2OC 2H 5CH 2CH 2CH 2OH25(5)及CH 3CH 2OH解:24oCH 3CH 2OHCH 2=CH 2CH 2=CH 2+CF 3CO 3H(五) 推测下列化合物A~F 的结构,并注明化合物E 及F 的立体构型。

有机化学-第十章 醚与环氧化合物-文档资料

有机化学-第十章  醚与环氧化合物-文档资料
Oxonium salt
17
10.5.2 酸催化醚键断裂
例如: (1) 对称醚键的断裂: 两侧醚键断裂均等
18
(2) 甲基伯烷基醚:醚键断裂在甲基一侧
(3) 叔烷基醚:醚键断裂在叔丁基一侧
(4) 芳基醚:醚键断裂在烷基一侧
19
醚键开裂机理
甲基伯烷基醚:SN2机理(主要考虑位阻影响为主)
叔烷基醚:SN1机理(主要考虑碳正离子稳定性)
11
(3) 立体专一性反应——邻基参与作用
12
10.3.3 不饱和烃与醇的反应
该反应是可逆反应,可利用异丁烯与醇反应生成的叔 丁基醚保护醇羟基。
13
10.4 醚的物理性质和波谱性质
IR:
C–O
Байду номын сангаас
1200 ~ 1050cm-1
14
10.4 醚的物理性质和波谱性质
δ 3.4 ~ 4.0
1H
NMR:
20
两类较易水解的醚类化合物
• 叔丁基醚
用于醇的保护和脱保护
• 烯基醚
21
烯基醚的水解机理
22
10.5.3 环氧化合物的开环反应
稀酸介质 HX溶液
23
反应机理
不对称环氧化物的酸性下开环
反应取向:在取代基多的一端开环,具有SN1性质。
立体化学: 反式开环。
酸的醇溶液
碱性条件下的环氧化物开环
2

10.1 醚和环氧化合物的分类
单醚:
乙醚 甲基叔丁醚

混醚: 环醚:
四氢呋喃(THF)
1,4-二氧六环
环氧化合物:
环氧乙烷
3
10.1 醚和环氧化合物的命名 1. 单醚: “二”+“烃基 + 醚”

有机化学(高鸿宾第四版)第十章醚和环氧化合物

有机化学(高鸿宾第四版)第十章醚和环氧化合物
AgI 沉淀
根据生成碘化银的量,计算出甲氧基含量。此反 应用于天然的复杂有机化合物分子中甲氧基的测定。
当混醚中的一个烃基是芳基时,由于p、π-共轭效应的影响, 芳环与氧原子相连的键比较牢固,与氢碘酸反应时,发生烷氧 键(R-O)断裂,生成碘代烷和酚。
O C H 25H + I S N 2
O H C + H C 3 H 2 I
C H 3 O C H 3
甲醚
O
二苯醚
H 2 C H C O C H C H 2
二乙烯基醚
(2) 混醚:“烃基”+“烃基”+ “醚”,较
优基团
置后,但芳基置前:
C H 3O C 2H 5
O C H 3
甲乙醚
苯甲醚
methyl ethyl ether (茴香醚)
(3)对于结构复杂的醚: 较大的烃基作为母体,烃氧基作为取代基 。
① 乙 醚
M g B r+H 2 C O C HC H 3② H 3 O +
C H 2 C HC H 3 O H
(60%)
例:
C H 2 = C H 2 C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 O H
CH3CH2-MgCl +
O
-Mg(OH)Cl H2O
C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 O M g C l
但可以和水分子形成氢键, 小分子醚有一定水溶性。
易燃易爆 使用小分子醚时,应避免明火。
乙醚,它遇到火星就有发生燃烧爆炸的危险。其蒸气能 从远处将明火引来起火。
醚长期放置受热或碰撞可发生爆炸。
三、醚的化学性质
{稳定,不和除酸之外的试剂反应。
在空气中会慢慢氧化成过氧化物。

有机化学 第十章 醚

有机化学 第十章 醚

工业上制备乙二醇的方法:
H 2C O CH2 + H 3O + H 2C O H C H 2 + H 2O
H 2C O H
CH2
H 2O
HO
CH2
CH2
OH2
H 2O
HO
CH2
CH2
+ O H + H 3O
王鹏
山东科技大学 化学与环境工程学院
10.6 醚和环氧化合物的化学性质
酸催化下,不对称环氧化合物易发生SN1反应, 亲核试剂优先进攻取代较多的碳原子:
≥ O O > O > O ≥ O > O
反应速率依次减小
王鹏
山东科技大学 化学与环境工程学院
10.3 醚和环氧化合物的制法
影响反应的因素:
• X与–OH的距离愈小,愈易反应; • 环张力愈小,愈易反应。
3. 立体专一性反应——邻基参与作用:
• 由于邻基参与,使得环醚产物具有立体专一性
Br H 3C H 3C OH
C
CH2
H 2S O 4 D 2O
B r C H 2 C H 2 C H 2 O C (C H 3 ) 3 D C H 2 C H 2 C H 2 O C (C H 3 ) 3
B r M g C H 2 C H 2 C H 2 O C (C H 3 ) 3
CH3
H 2S O 4

D C H 2C H 2C H 2O H +
① n C 6 H 1 3 M g B r ,乙 醚 ② H 3O
+
n C 6H 13C H 2C H 2O H
CH2 O
CH2
H /H 2 O o r H O /H 2 O

醚类化合物

醚类化合物
2 CH3CH2OH
2 4
10.3 醚和环氧化合物的制法

CH3CH2OCH2CH3
醇在硫酸的作用下脱水生成醚 ——单醚的制备
环氧乙烷:
CH2 CH2
10.3.2 Williamson 合成法 用于混醚、环醚、芳香醚的合成 (1) 醇钠对RX的SN2反应合成醚
R O Na + R' L
Na
Ag 1O + 2 2 280~300℃,1~2MPa
δ
图 10.3 正丙醚的核磁共振谱图
10.6 醚和环氧化合物的化学性质 10.6.1 盐的生成 一种Lewis碱 pKb≈ 17.5 R O R' 与强酸作用生成 盐: H
R O R' + HCl R O
分离与提纯醚 10.6.2 酸催化碳氧键断裂 醚在HI或HBr的作用下,C–O键断裂, 生成醇与卤代烷等:
10.3.3 不饱和烃与醇的反应 醇与烯烃在酸的催化下,发生亲电加成 反应,生成醚:
CH3 ROH + CH3 C CH2
浓H2SO4
CH3 RO C CH3 CH3
DCH2CH2CH2OH
羟基的 保护基
例如: 2CH2CH2OH BrCH
CH3 BrCH2CH2CH2OH + CH3 C
Mg 纯醚 H2SO4
H2C O
CH2
R O R' + Na L
L: Br, I, OSO2R'' 或 OSO2OR''等
CH3CH2CH2O Na CH3CH2CH2OH 丙醇钠 丙醇 CH3CH2I CH3CH2CH2OCH2CH3 + Na I 乙丙醚(70%)

理工类专业有机化学教案10醚和环氧化合物

理工类专业有机化学教案10醚和环氧化合物

第十章醚和环氧化合物授课对象:应用化学、化工分析、化学工程、制药工程、药学学时安排:2-4h教材:普通高等教育“十五”国家级规划教材《有机化学》第四版高鸿宾主编2005年5月一、教学目的与要求1、掌握醚和环氧化合物的命名、结构;2、掌握醚和环氧化合物的化学性质:质子化成盐、环氧乙烷与Grignard试剂的反应、Claisen重排、过氧化物的生成;3、熟悉醚的波谱性质;4、熟悉环氧化合物的结构和命名,三元环氧化物的开环(酸催化和碱催化)加成反应;5、熟悉醚和环氧化合物的制备方法(Williamson制醚的方法);6、了解环氧化物的开环机理;冠醚的结构与应用。

二、教学重点1、醚的中、英文命名法;2、醚的化学性质:质子化成盐、环氧乙烷与Grignard试剂的反应、Claisen 重排、过氧化物的生成;3、三元环氧化物的开环(酸催化和碱催化)加成反应;4、醚的结构和命名;5、醚与HX作用;6、三元环氧化物的开环(酸催化和碱催化)加成反应。

三、教学难点1、Claisen重排的机理;2、环氧化物的开环反应机理。

四、教学方法讲授法。

酸催化和碱催化下三元环氧化物的开环加成反应是本章的难点,又是重点,通过多做练习题加以巩固。

五、教具电脑、幻灯投影仪、powerpoint课件、红外线指示笔。

六、教学步骤及时间分配1、引导学生回顾醚和环氧化合物的通式、来源或制备方法;2、已经学过了的醚有哪些主要的性质?4、从生活中的实例引入醚类化合物的重要性,引入本章内容。

一、醚的结构、分类和命名1、醚的结构和分类给出脂肪醚和芳香醚的通式,认识醚键。

以甲醚为例,分析键角和中心氧原子的杂化状态。

两大类:直链醚(单醚和混醚、脂肪醚和芳香醚)、环醚分别举例说明(由powerpoint课件给出结构式)2、命名(1)单醚以烃基的名称命名,如(二)甲(基)醚、二乙烯基醚、(二)苯(基)醚。

由上面分类的例子,让学生来命名。

(2)混醚两个烃基的表达按先小后大的次序,如:甲乙醚、甲(基)烯丙(基)醚。

第十章 醚及环氧化合物

第十章 醚及环氧化合物

-CH3COOH
(CH3)3CCHCH2HgOOCCH3 OC2H5
NaBH4 OH-
(CH3)3CCHCH3 + Hg + -OOCCH3 OC2H5
反应遵循马氏规则:氢加在含氢较多的碳上,烷氧 基加在含氢较少的碳上。 优点:反应快,操作方便,产率高,一般不发生重排和消除。 如果用叔醇和烯烃制备相应的醚,由于空间位阻, 用Hg(OOCCF3)2来代替Hg(OOCCH3)2,效果较好。
α O H3C
α β γ H C 3 CH3 β O γ CH3 H3C O CH3 γ β α
OH H3C CH3 H3C H
O CH3 β α γ
α
β γ
在有机合成上可用于制备邻位带有某些烃基的酚类化合物。
脂肪乙烯基烯丙醚的重排:
1O 2 HC CH2 3 CH2 1 CH 2 CH2 3 O1 HC 2 CH2 3 1 CH2 2 CH CH2 3
-Cl-
O
二、 醇分子间失水---制备简单醚
CH3CH2OH
H+
CH3CH2OH + CH3CH2—OH2
+
+
-H2O
SN2
-H+
CH3CH2OCH2CH3 H
CH3CH2OCH2CH
3
醇在浓H2SO4作用下可以制得对称的醚。 1oROH制醚产率好。
三、 烯烃的烷氧汞化-脱汞法
(CH3)3CCH=CH2 + Hg(OOCCH3)2 + C2H5OH
(CH3)3C
+ O CH3 + H
(CH3)3C
O CH3 H
SN1
(CH3)3C+ + CH3OH I(CH3)3CI

10 第十章_醚和环氧化合物

10 第十章_醚和环氧化合物

醚的分类
醚 (Ether)
单醚:
乙醚
环醚:
四氢呋喃(THF)


混醚:
叔丁基甲基醚
环氧化合物:
环氧乙烷
1,4-二氧六环
10.1 醚和环氧化合物的命名
单醚: “二”+“烃基” + “醚” “二”字和“基”字有时可省略,但不饱和醚习 惯上保留“二”字。
(二)乙(基)醚 乙醚
diethyl ether
1,2–二甲氧基乙烷 (乙二醇二甲醚)
1,2-dimethoxyethane
环醚的命名
环醚: 按杂环化合物命名为“氧杂环某烷”, 三元环醚习惯称为“环氧某烷”。
环氧乙烷 (氧杂环丙烷)
1,2-epoxyethane (oxirane)
2–(氯甲基)氧杂环丙烷 (环氧氯丙烷)
2-(chloromethyl)oxirane (1,2-epoxy-3-chloropropane)
有机化学 Organic Chemistry
第十章 醚和环氧 化合物
第十章 醚和环氧化合物
水分子中的两个氢原子都被烃基取代的化合物称为醚 。脂环烃的环上碳原子被一个或多个氧原子取代后所形 成的化合物,称为环醚;其中三元环醚称为环氧化合物 。
醚和环氧化合物的分类、命名、制法 醚和环氧化合物的物理性质和波谱性质 醚键的断裂 环氧化合物的开环反应 环氧化合物与 Grignard 试剂的反应 Claisen 重排 冠醚
醚键开裂机理:
SN2机理
位阻影响
SN1机理
中间体稳定性
10.5.3 环氧化合物的开环反应
环氧乙烷酸性条件下开环:
不对称环氧化合物酸性条件下开环
反应取向: 亲核试剂优先进攻取代较多的碳原子, 类SN1。
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1. 醇的分子间脱水:
H2SO4 170 C
2 CH 2=CH 2 + 2H2O
2CH3CH2OH
H2SO4 140 C
CH3CH2-O-CH2CH3 + H2O
反应特点: 分子间脱水的温度低于分子内脱水; 反应特点:1) 分子间脱水的温度低于分子内脱水; 2) 此法伯醇收率高(SN2机理)。 机理)。 此法伯醇收率高( 机理
环醚一般称为环氧某烃,或氧杂环某烷 环醚一般称为环氧某烃,或氧杂环某烷:
CH2 CH2 CH3 CH CH2 O O
环氧乙烷 1,2-环氧丙烷
CH2 CH CH2 O Cl
3-氯-1,2-环氧丙烷
和环氧化合物的结构 二. 醚和环氧化合物的结构
醚的结构
R-O-R(R’);Ar-O-R或Ar-O-Ar(Ar’) - - ; - - 或 - - ( )
3
CH3OH Protecting group C H
C BrCH2CH2CH2O C H
3
C H
BrCH2CH2CH2OH + CH3 C M g D O
2
2
H 2 S O
4
C H C H
3
3
E t h e r
C C H
3
C H
DCH2CH2CH2O
3
H2 S O
4
C H
3
C H
DCH2CH2CH2OH + CH3-C
冷浓H2SO4
乙醚溶解,呈一相 戊烷不溶解,分层
盐用冰水稀释,则又分解而析出醚。
2、醚中碳氧键的断裂 、
CH3CH2CH2OCH3 HI H CH3CH2CH2OCH3
I
-
SN 2
CH3I CH3CH2CH2OH HI CH3CH2CH2I H2O
CH3 CH3 + H CH3OH H3C C O CH3 H3C C OCH3 H CH3 CH3
第十章 醚和环氧化合物 (Ether and Epoxides)
和环氧化合物的命名 一. 醚和环氧化合物的命名 和环氧化合物的结构 二. 醚和环氧化合物的结构 三. 醚和环氧化合物的制法 和环氧化合物的制法 四. 醚的物理性质 和环醚的化学性质 五. 醚和环醚的化学性质
和环氧化合物的命名 一. 醚和环氧化合物的命名 醚:
CH3 Br H3C C CH3
CH3 H3C C Br CH3
Reactivity order: HI > HBr > HCl (亲核能力:I- > Br- > Cl- ) 亲核能力: 亲核能力
浓的HI是最有效的分解醚的试剂。
QUESTION 1 C7H8O(A)与Na、SOCl2无反应,与HI共热得到 CH3I和C6H6O(B),B溶于NaOH。推测A和B的 结构。
醚的通式: 醚的通式:R-O-R’ 醚键: 醚键:C-O-C
R=R’时为单醚,R≠R’时称为混醚。 时为单醚, 时称为混醚 时为单醚 时称为混醚。
单醚: 单醚: Et2O
混醚: 混醚:CH3-O-C(CH3)3
环醚: 环醚: O
环氧化合物:是指一个氧原子与链上或环上相邻的两 环氧化合物 个碳原子相连所构成的三元环醚或其衍生物 三元环醚或其衍生物。 三元环醚或其衍生物
H 3C
CH3 C OH CH3
CH3CH2OH
H2SO4
H 3C
CH3 C OCH2CH3 CH3
H2O H+ CH3 H3C C CH3
H+
CH3CH2OH
CH3 H3C C O CH2CH3 H CH3
SN1机理,不能用于制备叔丁醚(CH3)3COC(CH3)3 机合成法: 合成法:
SN2反应: 反应: 反应
制备混醚的理想方法
O-Na+ + R' L R
R' + Na+LR O
L = Br, I, OSO2R'', or OSO2OR''
CH3CH2I
NaOCH2CH2CH2CH3
CH3CH2 OCH2CH2CH2CH3 71%
CH3 H3C C ONa CH3
O H2C CH2 O H3CHC CHCH3
O H2C CHCH3
O
醚的命名
命名混醚时, 先小后大, 命名混醚时,按先小后大,先芳基后脂基 排列烃基。
CH 3 O C(CH3) 甲基叔丁基醚 CH 2=CHOCH 2CH 3 乙基乙烯基醚
—O—CH3
苯甲醚
命名单醚时,饱和烃基省去“ 命名单醚时,饱和烃基省去“二”,不饱和烃基则否: 不饱和烃基则否
五.
醚和环醚的化学性质:1 盐的形成 和环醚的化学性质: 的化学性质
HCl R O R H Cl
R O R
-
如浓盐酸、浓硫酸。 醚可以溶于浓的强无机酸形成 盐,如浓盐酸、浓硫酸。 用冷水稀释可以得到醚,可用于醚的分离、纯化。 用冷水稀释可以得到醚,可用于醚的分离、纯化。
例: C2H5OC2H5
n-C5H12
醚键——醚分子中的 -O-C键,是醚的官能团。 醚分子中的C- - 键 是醚的官能团。 醚键 醚分子中的 与醇、水相似,醚分子中氧原子也是sp 杂化。 与醇、水相似,醚分子中氧原子也是 3杂化。 醚不是线性分子,有一定角度,故醚有极性。但极性 比互为异构体的醇或酚低。
O R 110° R'
和环氧化合物的制法 三. 醚和环氧化合物的制法 醚的制备
A:
O-CH3
B:
OH
3、环氧乙烷中碳氧键的断裂 、
由于存在较大角张力,性质活泼 易与亲核试剂 易与亲核试剂( 由于存在较大角张力,性质活泼,易与亲核试剂(如H2O、 、 HX、ROH、NH3、RMgX等)发生亲核取代反应而开环。 、 、 等 、
乙 ① n C6H13MgBr,乙醚 n C6H13CH2CH2OH + ② H3O CH2 CH2 O H+/H2O or HO /H2O H+/ROH or RO-/ROH
CH CH + HOC2H5
NaOH 160~180 C
2
H H
C
C
OC2H5 H
四、醚的物理性质
C2H5-O-C2H5 n-C5H12 n-C4H9OH 分子量 沸点(℃) 水溶度
(g/100g水)
74 34.5 7.5
72 36.1 ×
74 117.7 7.9
72 65.4 互溶
1、醚分子中没有直接与氧相连的氢,故不会形成分 、 子间氢键,使沸点比同分子量的醇为低,而与相应的烷 烃接近。 2、醚分子中的氧在一定程度上可与水形成氢键,故 、 水溶度与同分子量的醇相近而比烷烃为大。
4、过氧化物的生成
CH3CH2OCHCH3 H O O CH3CH2OCHCH3 HO O
CH3CH2OCHCH3
CH3CH2OCHCH3 O O
O O
CH3CH2OCHCH3 O O
CH3CH2OCHCH3 H
CH3CH2OCHCH3
CH3CH2OCHCH3 O OH
THE END !
HOCH2CH2OH
ROCH2CH2OH
QUESTION 2 完成下列反应:
HCN CH3C≡CH/碱 CH2—CH2 O HOC6H5/H+or OHHN(CH2CH2OH)2 KI/H2O CH3CO2H HO-CH2CH2-CN HO-CH2CH2-C≡CCH3 HO-CH2CH2-OC6H5 N(CH2CH2OH)3 HO-CH2CH2-I HO-CH2CH2-OCOCH3
CH3CH2OCH2CH3 CH2 CHOCH CH2
二乙基醚(乙醚) 二乙基醚(乙醚)
二乙烯基醚
复杂的醚,把较简单烃氧基作为取代基: 复杂的醚,把较简单烃氧基作为取代基:
CH3CH2CH2CHCH2CH3 CH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3 H OCH2CH3 OCH3
3-甲氧基己烷 β, β'- 二甲氧基乙醚 (或二甘醇二甲醚) 乙氧基环己烷
CH3 H3C C Br CH3
CH3CH2Br
t BuOH
CH3 H3C C OCH2CH3 CH3
CH3CH2ONa
CH3CH2OH
CH3 H3C C CH2
3、 不饱和烃与醇的反应 、 不饱和烃与醇的反应:
CH3 CH3 C O CH3 CH3
浓H2SO4
CH3 CH3 C
C H
2
+
3
C H
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