有机化学第七章醇酚醚

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-COOH, -SO3H, -COOR, -COX, -CONH2, -CN, -CHO, >C=O, -OH(醇), -OH(酚), -SH, -NH2, R烷基, -OR, -SR
OH
如:
称为对羟基苯磺酸
CH2OH OH
SO3H
邻羟基苯甲醇(水杨醇)
二、 酚的物理性质
• 酚大多数为结晶固体。 • 酚的沸点和溶点高于质量相近的烃——氢键。 • 酚微溶于水,能溶于酒精,乙醚等有机溶剂。
一般认为反应生成了络和物
6、 酚的氧化
•醚 ether
一、 醚的构造和分类
•醚可看成醇-OH的氢原子被烃基取代后的生成物; • 醚的通式:R-O-R’、Ar-O-R或Ar-O-Ar; • 醚分子中的氧基—O—也叫醚键。
分类:
二、 醚的命名
1、一般都用习惯命名法命名:即将氧(硫)原子所 连接的两个烃基的名称,按小的在前,大的在后,写 在“醚”字之前; 2、芳醚则将芳烃基放在烷基之前命名; 3、单醚可在相同烃基名称之前加“二”字(“二” 字可以省略); 4、比较复杂的醚,可用系统命名法命名,取碳链最 长的烃基作为母体,以烷氧基作为取代基,称为某烷 氧基(代)某烷:
• -二醇—相隔两个碳原子的醇.
例1:
1,2-乙二醇 简称:乙二醇 俗名:甘醇 ( -二醇)
1,2-丙二醇 ( -二醇)
1,3-丙二醇 ( -二醇)
例2:
1,2,3-丙三醇 简称:丙三醇 ( 俗称: 甘油 )
2,2-双(羟甲基)-1,3-丙二醇 (俗名: 季戊四醇)
顺-1,2-环戊二醇
五、 醇的物理性质
例1:
66%H2SO4
CH3
100℃ CH3
例2:
仲丁醇
2-丁烯(主要产物) 80%
1-苯基-2-丙醇
1-苯基丙烯(共轭烯, 唯一产物)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
硫酸脱水反应历程:
例1:
+ H+
伯碳正离子
-H2O
1,2-氢跃迁
3
仲碳正离子
- H+
- H+
CH3CH=CHCH3
5 、氧化和脱氢 (1)伯醇、仲醇的氧化 •氧化剂:高锰酸钾、铬酸 • 伯醇氧化—醛—羧酸;仲醇氧化—酮。 例1:
• 该反应可以定量进行,可用来测定巯基化合物的含量. • 在石油工业中,利用该反应生成的二硫化物无酸性以 避免酸性的腐蚀,并可除去恶臭味. ② 硫醇与强氧化剂(如:HNO3、KMnO4)作用,可被氧 化成磺酸:
(3) 酯化反应 (4) 分解反应——脱硫
•酚 phenol
一、 酚的结构和命名
• 酚 —羟基(-OH)直接连在苯环上的化合物称为酚。
由苯酚合成:2,6-二溴苯酚
(4)烷基化和酰基化反应 由于酚羟基的活化,酚比芳烃容易进行傅-克反应。注
意:在此一般不用AlCl3作催化剂(易形成络合物).
1. 醇或稀烃 为烷基化剂
2. 羧酸为 酰基化剂
对羟基苯乙酮
5、 与FeCl3的显色反应-可检验酚羟基的存在
•不 同 的 酚 呈 现不同的颜 色。 •凡 具 有 烯 醇 式的化合物 也有这种显 色反应。 •但 苦 味 酸 , 对羟基苯甲 酸不显色。
CH2OH
CH2ONO2
CHOH + 3HONO2 CH2OH
CHONO2 + 3H2O CH2ONO2
甘油三硝酸酯
• 磷酸三丁酯可用作萃取剂和增塑剂:
O ROH + HOPOH
OH
-H2O
O
O
O
ROPOH ROH
-H2O
ROPOH ROH
-H2O
ROPOR
OH
OR
OR
烷基磷酸酯
二烷基磷酸酯
三烷基磷酸酯
吸电子基团(硝基)使 羟基氧上负电荷更好地 离域移向苯环(诱导和 共轭效应),生成更稳 定的对硝基苯氧负离子, 酸性增强。
pKa
吸电子基团的硝基愈 多,酸性愈强。
pKa
2、酚醚的生成(—威廉森合成) • 酚金属与烷基化剂在弱碱性溶液中作用可得
• 二苯基醚可用酚金属与芳卤衍生物作用而得
• 酚醚与氢碘酸作用,分解而得到原来的酚
七、硫醇*(本节一般了解)
• 醇分子中的氧原子为硫原子所代替而形成的化合物。 • 硫醇(R-SH)也可以看成是烃分子中的氢原子被氢硫 基-SH(通称巯基)所取代的化合物。 • 命名: 与醇相似,将“醇”字改称为“硫醇”:
CH3SH 甲硫醇
C2H5SH 乙硫醇
CH3—CH—CH3
SH 异丙硫醇
CH3CH2CH2SH 正丙硫醇
酚与水分子之间的氢键
酚与酚分子之间的氢键
三、 酚的化学性质
1、酚的酸性 极高的亲电反应活性——O-H基对苯环的供电性。
苯酚:pKa=10 乙醇:pKa=17 环己醇:pKa=18 碳酸:pKa=6.4
工业上利用苯酚能溶 于碱,而又可用酸分 离的性质来处理和回 收含酚废水。
•苯环上取代基对苯酚酸性的影响
CH 3 CH3 C Cl H2O
CH3
(马上出现浑浊)
CH3CH2 CH CH3 OH
HCl
ZnCl2 室温
CH3CH2CHCH3
H2O
Cl
(2~5min后出现浑浊)
CH3CH2CH2CH2 + HCl ZnCl2 OH
CH3CH2CH2CH2 + H2O Cl
(加热才出现浑浊)
• 由于卤烷不溶于水,可通过此反应观察反应中出现浑 浊或分层的快慢区别伯,仲,叔醇、苄醇和烯丙醇.
4 、脱水反应 •按反应条件不同,可以发生分子内脱水而生成烯烃;也 可以发生分子间脱水而生成醚类: 例1:
乙烯
例2:
乙醚
• 温度的影响——低温有利于取代反应而生成醚;高 温有利于消除反应,即分子内脱水生成烯烃。
• 醇结构的影响——一般叔醇脱水不生成醚,而生 成烯烃。
• 醇脱水反应取向——符合查依采夫规则。
•醇 alcohol
一、 醇的结构
•官能团:羟基(—OH)(又称醇羟基)。 不等性sp3杂化
(a) 甲醇的成键轨道
(b)甲醇分子中氧原子正四面体结构
二、 醇的分类
一元醇:
1、 按-OH数 目分类: 二元醇:
伯醇:RCH2-OH 仲醇:R2CH-OH 叔醇:R3C-OH
伯醇(第一醇)(1°醇) 仲醇(第二)醇(2°醇) 叔醇(第三醇)(3°醇)
CH3OH + H2SO4
O CH3OSOH CH3OH
O
硫酸氢甲酯
(酸性酯)
O
CH3OSOCH3 O
硫酸二甲酯
(中性酯)
• 硫酸与乙醇作用:硫酸氢乙酯和硫酸二乙酯。 (烷基化剂:硫酸二甲(乙)酯,有剧毒)
• 高级醇的酸性硫酸酯钠盐,如:C12H25OSO2ONa,是一 种合成洗涤剂. • 甘油三硝酸酯是一种炸药;
2-苯乙醇 (-苯乙醇)

2
1
CH2-CH2-OH
6、 多元醇: 结构简单的常以俗名称呼,结构复杂的,应尽 可能选择包含多个羟基在内的碳链作为主链,并把羟基的 数目(以二、三、…表示)和位次(用1,2,…表示)放在醇名 之前表示出来.
• -二醇—两个羟基处于相邻的两个碳原子上的醇.
• -二醇—两个羟基所在碳原子间相隔一个碳原子的醇.
•各种醇与浓HCl在ZnCl2(卢卡斯试剂)催化下的反应活性: 苄醇和烯丙醇 > 叔醇 > 仲醇 > 伯醇 > 甲醇
3o 醇 、烯丙醇、苄醇 室温下反应液立即混浊、分层;
2o醇 1o醇
2 ~ 5 min. 反应液混浊、分层; 加热,反应液混浊、分层;
3、与无机酸的反应 •与硫酸、硝酸、磷酸等也可反应,生成无机酸酯:
HI > HBr > HCl
如:RCH2-OH + HI
RCH2I + H2O
RCH2-OH + HBr H2SO4 RCH2Br + H2O
RCH2-OH + HCl ZnCl2 RCH2Cl + H2O
•卢卡斯试剂分别与伯,仲,叔醇在常温下作用:
CH3 CH3 C OH
CH3
HCl
ZnCl2 室温
有机合成中用来保 护酚羟基
3、酯的生成 • 酚与酸酐或酰氯作用可得
酚与羧酸直接 酯化困难
4、 芳环上的亲电取代反应 • 羟基是强的邻对位定位基,使苯环活化。 (1)卤化反应—酚很容易发生卤化。
•苯 酚 与 溴 水 作 用 , 生 成 2,4,6-
三溴苯酚白色 沉淀
白色沉淀 (~100%)
•溴水过量,生成黄色 的四溴苯酚析出
因酚羟基和环易被浓硝酸氧化,产率很低,所以在氧化 时要对酚羟基进行保护
•邻硝基苯酚和对硝基苯酚可 用水蒸气蒸馏 方法分开
注意这 种结构
•邻 硝 基 苯 酚 分 子 形成分子内六元环 的螯和物,对硝基 苯酚只能通过分子 间的氢键缔和。
(3)磺化反应
羟基苯磺酸
4-羟基-1,3-苯二磺酸 2,4,6-三硝基苯酚
CH3—CH—CH3
OH
异丙醇
R—OH R—O—R’


四、 醇的命名
1、习惯命名法: 低级的醇可以按烃基的习惯名称后 面加一“醇”字来命名
2、衍生物命名法: 对于结构不太复杂的醇,可以甲醇
作为母体,把其它醇看作是甲醇的烷基衍生物来命名.
3、系统命名法: 选择含有羟基的最长碳链作为主链, 而把支链看作取代基;主链中碳原子的编号从靠近羟 基的一端开始,按照主链中所含碳原子数目而称为某 醇;支链的位次、名称及羟基的位次写在名称的前面。
构造式
习惯命名法 衍生物命名法 系统
4、 不饱和醇的系统命名:应选择连有羟基同时含有重 键(双键和三键)碳原子在内的碳链作为主链,编号时尽 可能使羟基的位号最小:
4-(正)丙基-5-己烯-1-醇
5、 芳醇的命名,可把芳基作为取代基:
1-苯乙醇 (-苯乙醇)

1
2
CH2-CH3
OH
3-苯基-2-丙烯-1-醇 (肉桂醇)
CH3CH2CH2CH2SH 正丁硫醇
1 、硫醇的制法 (1) 卤烷与氢硫化钾作用
RX + KSH △ RSH + KX
(2) 醇与硫化氢混合后在400℃下,通过氧化钍:
R—OH + H—SH
ThO2 400℃
RSH + H2O
2、 硫醇的性质
(一) 物理性质 •硫醇难形成氢键,不能缔合,不溶于水,沸点低于相应的醇.
• 低级硫醇有恶臭味(添加于煤气中,检查是否漏气).
(二) 化学性质
(1) 弱酸性—比醇大,能与氢氧化钠(钾)成盐,
称为硫醇盐:
• 硫醇还可与重金属汞、铜、银、铅等形成不溶于水 的硫醇盐: 例1:
例2:
例3:
可鉴定硫 醇和作为 重金属的 解毒剂。
(2) 氧化反应 ① 硫醇易被温和的氧化剂(如:H2O2,NaIO,I2或O2)氧化 成二硫化物.
• 不饱和醇
CH2=CH-CH2-OH CHC-CH2-OH
烯丙醇 炔丙醇
• 芳醇
CH2-OH
苯甲醇 (苄醇)
三、 醇的异构
• 碳链异构:
CH3CH2CH2CH2OH
正丁醇
CH3—CH—CH2OH
CH3
异丁醇(2-甲基-1-丙醇)
• 官能团位置异构: CH3CH2CH2OH
正丙醇
• 官能团异构:
黄色沉淀
•邻、对位上有磺酸基 团时,可同时被取代
• 一元取代物对溴 苯酚的生成
(低温,非极性溶剂)
•2,4,6 -三氯苯酚的 生成
•三氯化铁存在下 2,4,6 -三氯苯酚能 进一步氯化成五 氯苯酚
(水溶液)
五氯苯酚是橡胶制品 的杀虫剂,药物
(2)硝化反应——酚很容易硝化
• 稀硝酸,室温
•浓硝酸,室温
• 低级醇为具有酒味的无色透明液体。 • C12以上的直链醇为固体。 • 低级直链饱和一元醇的沸点比相对分子质量相近的 烷烃的沸点高得多。
•直链伯醇的沸点最高,带支链的醇的沸点要低些, 支链越多,沸点越低。
R
O H
R
H O
R
O H
H O
R
(醇分子间氢键缔合)
六、 醇的化学性质
1、 与活泼金属的反应
RCH2OH + Na (CH3)3COH + K
醇钠
RCH2ONa + 1/2H2
(CH3)3COK + 1/2H2
醇钾
作碱性试剂 或亲核试剂
作消除反应试剂
异丙醇铝 可作催化剂和还原剂
2、 卤烃的生成
(1)醇与HX作用(可逆反应)
—这是制备卤烷的重要方法:
R OH + HX
R
X + H2O
• 氢卤酸的反应活性:
例2:
(2)叔醇分子,只有在剧烈条件下发生氧化,则碳 链断裂,生成含碳原子较少的产物:
例3:
(3)脂环醇氧化—先生成酮—再生成二元羧酸 例4:
合成尼龙-66的原料 (与乙二胺)
(4)伯醇和仲醇的脱氢—生成醛、酮 例5:
例6:
• 由于伯、仲、叔醇氧化后生成的产物不同,因此 可以根据氧化产物的结构区别它们。
CH2—CH2 乙二醇 OH OH
多元醇: CH2—CH—CH2 丙三醇 OH OH OH
2、按烃基结 构分类:
脂肪醇: 饱和醇:RCH2-OH 不饱和醇:CH2=CHCH2OH
芳香醇:
-CH2-OH
脂环醇: -OH
例如: • 饱和醇
CH3CH2OH CH3—CH—CH3
OH
乙醇
异丙醇
新戊醇
OH
环己醇
• 酚的分类 —按照酚类分子中所含羟基的数目多少,分 为一元酚和多元酚。
•酚的命名 —以苯酚作为母体,苯环上连接的其他基团 作为取代基。根据分子中羟基的数目,分为:一元酚、 二元酚、三元酚等。
一元酚
二元酚 三元酚
*带有优先序列取代基的命名:
当取代基的序列优于酚羟基时,按取代基的排列次 序的先后来选择母体。取代基的先后排列次序为:
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