醚和环氧化合物
第十章 醚和环氧化合物
H CH3 HO
OCH 3 H H
不对称的取代环氧乙烷,在碱性条件下,是按SN2机制进 行的。亲核试剂主要进攻含取代基较少(空间位阻小)的碳 原子。立体化学:反式开环。
H2O, H + CH3OH, H + OH
HO CH2 CH2 OH CH3O CH2 CH2 OH O CH2 CH2 OH
OH
200 C
o
14
OH
CH2CH=CH2
200oC
14
CH2CH=CH2
克莱森重排机理(P373)
• Claisen 重排是个协同反应,中间经过一个环状 过渡态,所以芳环上取代基的电子效应对重排无 影响。
• 邻位已被取代基占据,无法发生互变异构,接着 又发生一次[3,3]σ迁移到对位,然后经互变异构 得到对位烯丙基酚。
• (CH3)2COCH3 + O2
优先形成稳 定的自由基。
(CH3)2COCH3 OO •
(CH3)2COCH3 + (CH3)2CHOCH3 OO • • (CH3)2COCH3 + (CH3)2COCH3 OOH
关键中间体
第七节 冠醚 含有多个氧的大环醚
15 16 17 14 18 O 13 O1 2 O 12 11 O 10 9 O 8 7 6 O4 3 5
应用实例:
• Claisen 重排具有普遍性,在醚类化合物中,如 果存在烯丙氧基与碳碳双键相连的结构,就有可 能发生Claisen 重排。
四 自动氧化(过氧化物的生成)
1 定义:
化学物质和空气中的氧在常温下温和地进行氧化, 而不发生燃烧和爆炸,这种反应称为自动氧化。
醚和环氧化合物
Organic Chemistry University of South China
Organic Chemistry University of South China
定义:两个烃基通过氧原子链接起来的化合物。 定义:两个烃基通过氧原子链接起来的化合物。 醚的通式: 醚的通式:R—O—R(R′) Ar—O—Ar或 Ar—O—R ( 或 环氧化合物: 环氧化合物:环醚
CH3CHCH2CH2CH3 OCH3
2–甲氧基戊烷 甲氧基戊烷 (2-methoxypentane)
CH3CH2O
CH3
4–乙氧基甲苯 乙氧基甲苯 (4-ethoxy methylbenzene)
CH3 CH3CH2 CH CH3 C OCH3 CH3
Organic Chemistry University of South China
二乙醚(乙醚) 二乙醚(乙醚)
C6H5 O C6H5
二苯醚(苯醚) 二苯醚(苯醚)
Organic Chemistry University of South China
混合醚:芳基放在烷基前面(无芳基时, 混合醚:芳基放在烷基前面(无芳基时,次序排在后的的 烃基放在前面);英文命名则按字母顺序。 烃基放在前面);英文命名则按字母顺序。 );英文命名则按字母顺序
Organic Chemistry University of South China
(3)在空气中自动氧化(过氧化物的生成) )在空气中自动氧化(过氧化物的生成)
O2
CH3CH—O—CH2CH3 O—O—R 过氧化物
过氧化物遇热爆炸,吸入人体造成肺水肿。 过氧化物遇热爆炸,吸入人体造成肺水肿。 检验方法:淀粉变蓝) 检验方法:淀粉-KI (变蓝) KCNS(变红) FeSO4-KCNS(变红) 除去方法: 洗涤、干燥。 除去方法:FeSO4或Na2SO3洗涤、干燥。
第八章醚和环氧化合物(etherandepoxides)
第一节醚(ether)一、醚的结构、分类与命名二、醚的物理性质三、醚的化学性质四、冠醚五、硫醚混醚对于 Ar—O—R 型芳香醚,芳香烃基名称在前,脂肪烃基名称在后。
苯甲醚多元醚首先写出多元醇的名称,再写出另一部分烃基的数目和名称,最后写 “醚”字。
CH3OCH2CH2O CH3乙二醇二甲醚CH3OCH2CH2O CH2CH3乙二醇甲乙醚较复杂的醚以较大的烷基、不饱和烃基或芳香烃基所对应的烃作为母体,另一烃基与氧组成的烃氧基作为取代基。
HOCH2CH2OCH2CH3 2-甲氧基戊烷2-乙氧基乙醇环醚多用俗名;或按杂环化合物命名的方法命名。
(1)命名或写结构式(2)(3)CH 3CHCHCH 2CH 2CH 3OC 2H 5CH 32-甲基-3-乙氧基己烷CH 3CH 2OCH(CH 3)2O 乙基异丙基醚苯基环丙基醚一些常见醚的物理性质0.994158.3-37.3苯甲醚35CH 2═CHOCH ═CH 2二乙烯基醚0.769141-97.9(CH 3CH 2CH 2CH 2)2O 正丁醚0.72568-86(CH 3)2CHOCH(CH 3)2异丙醚0.73690.5-122(CH 3CH 2CH 2)2O 正丙醚0.71434.6-116CH 3CH 2OCH 2CH 3乙醚0.69710.8CH 3OCH 2CH 3甲乙醚0.661-24.9-138CH 3OCH 3甲醚密度/(g·cm -3)沸点/℃熔点/℃结构式化合物(续表)0.86383-68CH 3OCH 2CH 2OCH 3乙二醇二甲醚1.033101111,4-二氧六环0.88865.4-108四氢呋喃0.88211环氧乙烷 1.07425927二苯醚密度/(g·cm -3)沸点/℃熔点/℃结构式化合物三、醚的化学性质RCH 2 -O-CH 2R●●1、 盐的生成2、醚键的断裂3、过氧化物的生成H +(一) 盐的生成醚分子中氧原子上的孤对电子能接受质子而生成 盐。
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。
醚和环氧化合物
OR
H3C
HO HO H
NHR H3C
OH OR NHR
11
醚的制备
• 1.醇的脱水——简单醚
• 2.醇钠与卤代烷反应(Williamson反应)——混醚,
SN2历程
CH3
+ H3C C OK H3C
Br CH3
CH3 C2H5 H3C C O
CH3
ONa I
+
CH3 CH3COCH3 56oC
OCH 3
OH+ C2H5
- H+
CH3
HO CH3 OH+ C6H5
- H+
HO CH3
OH OC 2H5
CH3 OC 6H5
CH3
OH
10
环氧化合物(碱催化)
1. H3C 2. H3C 3. H3C
HO- O-
O H3C
R O- O-
O H3C
ORNH 2
O H3C
HO HO H
OH
H3C
HO HO H
第八章 醚和环氧化合物
醚(ROR)——
醇或酚的羟基中氢原子被烃基取代后生成的 化合物
环氧化合物——
含三元环的醚及其衍生物。 官能团:醚键(C—O—C)
1
8.1 醚
• 8.1.1 分类和命名
单醚
直链醚 混醚
• 分类(醚键是否成环)
芳香醚
• 命名
环醚:四氢呋喃(THF, ) O
普通命名——简单的,烃基后加醚
CH3 1,2-二甲氧基乙烷
OCH 3
1-(对甲氧基)苯基丙烯
14
环醚命名
• 环醚通常用习惯命名
O
醚和环氧化合物
SN1历程的特点:(1) 反应分两步进行 (2) 有正碳离子生成 (3) 为一级反应 (4) 构型外消旋化
13
醚键断裂反应属于亲核取代反应。通常,伯烃基 醚易按SN2机制进行。
H O C H-I
H δ++ H δOC
Nu
CC
H+
CC
Nu
CC
O
OH+
OH
32
主要受电子效应控制。
O CH2CH3 + HCl
HOCH2CHCH2CH3 Cl
HO H
H O H
CH3CH2
CH3CH2 C l
H CH3CH2
OH Cl
33
2. 碱催化开环反应机制
SN2机制
在强碱或强亲核试剂条件下,亲核试剂直接进
攻环氧化合物中取代基较少的环氧碳原子。
O O H
乙醚
过氧化乙醚
过氧化醚受热易分解爆炸,蒸馏醚时应避免蒸干 过氧化醚的检验:酸性碘化钾-淀粉试纸 过氧化醚的除去:还原剂硫酸亚铁或亚硫酸钠
18
四、冠醚 (crown ether)
冠醚 是分子中含有多个 —OCH2CH2— 结构单 元的大环多醚, 因其立体结构像王冠, 故称冠醚。
OO
O
O
O
OO
2-甲基环氧乙烷
2-氯-1-丙醇 1-氯-2-丙醇
27
(二) 碱催化开环反应
在强碱条件下,三元环被打开,生成相应 的加成产物。
OH , H2O H2C CH2 OHOH
乙二醇
NH3
H2C CH2 2-氨基乙醇
醚和环氧化合物
第7章 醚和环氧化合物本章重点介绍醚和环氧化合物的结构和化学性质;醚键断裂的机制;环氧乙烷开环反应的机制;取代环氧化合物在酸和碱催化下的开环取向;以及醚在医药学上的应用。
醚(ether)是含氧的有机物,可以看成是醇或酚分子中羟基的氢原子被烃基取代而成的化合物,醚的化学性质不活泼,是常用的有机溶剂。
环氧化合物(epoxide )是指含有三元环的醚及其衍生物。
它属于环醚,但性质与一般的醚不同,高度活泼,是合成反应重要的中间体。
学完本章后,你应该能够回答以下问题: 1. 醚的结构如何?它怎样分类和命名? 2. 醚键断裂有何规律?反应机制是什么? 3. 环氧化合物特指哪一类环醚?它如何命名? 4. 环氧乙烷开环反应的机制是什么?5. 取代环氧化合物在酸性和碱性条件下的开环取向是否一样?为什么? 6. 冠醚是什么样的化合物?有哪些重要用途?7.1 醚的结构、分类和命名温习提示:醇的结构,醇分子间脱水反应。
醚的结构通式为R-O-R 、Ar-O-R 或Ar-O-Ar ,分子中的C-O-C 键称为醚键,是醚的官能团。
甲醚分子中C-O-C 键角为111.7°,氧原子为sp 3不等性杂化,两对孤对电子位于sp 3杂化轨道。
H 3C3图7-1 甲醚的结构按醚键所连接的烃基不同,醚可以是饱和醚、不饱和醚和芳香醚等: 饱和醚: CH 3OCH 3 CH 3CH 2OCH 2CH 3 CH 3OCH 2CH 3 不饱和醚: CH 3CH 2OCH=CH 2 芳醚:两个烃基相同的为单醚,两个烃基不同的为混醚。
如果氧原子与烃基连成环则为环醚。
分子中含有多个氧原子的大环醚,因为结构象皇冠而被称为冠醚。
单醚命名时,如果是两个饱和烃基,在烃基名称后面加上醚字,通常“二”字可省略;CH 33如果是不饱和烃基或芳烃基,“二”字不可省略。
英文名称醚为ether ,例如:CH 3CH 2-O-CH 2CH 3 CH 2=CH-O-CH=CH 2(二)乙醚 二乙烯基醚 二苯醚diethyl ether diethenyl ether diphenyl ether混醚命名时,分别写出两个烃基的名称,加上醚字,如果是两个脂肪烃基,较优基因放在后面;如果有芳烃基,则芳烃基放在前面,英文命名醚中烃基按第一个字母顺序排列。
有机化学 醚和环氧化合物
环氧化合物的普通命名通常称为 “环氧某烷”:
H2C CH2 O
环氧乙烷
H2C
CH CH3
O
1,2-环氧丙烷
系统命名是以“氧杂环丙烷”为母体, 三元环中氧原子的编号为1。
1
O
H3CHC CHCH3
32
2,3-二甲基氧杂环丙烷 (2,3-dimethyl oxirane)
1
O
H2C醚
CH3 CH3 O CH 2CHCH3
甲基异丁基醚 (甲异丁醚)
O CH3 苯甲醚
O CH CH3 CH3
苯基异丙基醚 (苯异丙醚)
芳醚命名时把芳香烃基写在前面
② 系统命名法:将醚看作是烃的烷氧基的衍 生物,小基团烷氧基作为取代基,大基团烃基 作为母体来命名。例如:
H3C CH2CH2CH CH3
1. 醚的结构 O
CH3
112o
CH3
sp3杂化
2. 醚的分类
单 醚 CH3CH2OCH2CH3 醚
混 醚 CH3OCH2CH2CH3
脂肪醚 CH3CH2OCH2CH3
醚
芳香 醚
O CH3
3. 醚的命名 ① 普通命名法
先命名两边的烃基 + “醚”。例如:
CH3CH2OCH2CH3
二乙醚(乙醚)
O
OH
+ CH3I
O
HI 难开裂 由于存在P-共轭,苯基的碳氧键难断裂。
(三)过氧化物的生成
H3C CH2 O CH2CH3 + O2
H3C CH2 O CH CH3 O OH
过氧化乙醚
过氧化物 (peroxide)受热容易分解而 发生爆炸。
过氧化醚的检验:酸性碘化钾-淀粉试纸
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
第十章 醚和环氧化合物
NH3 ① CH
CH3 CH CH2NH2 OH + CNa ② H3O CH3 CH CH2C CH OH
OH
冠醚
O O O O O
O O O O O O
O O O O O O
15-冠-5
O O K+ O O
18-冠-6
二环己并-18-冠-6
O O
O Li+ O
O O
冠醚通常用Williamson法制备
-
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。 醚可以和lewis酸形成加合物或络合物。 R R
O R
R O R
BF3
R R'MgX R
O R
O R Mg X
BF3
R O R
2、 醚键的断裂:
CH3CH2CH2OCH3 HI
H CH3CH2CH2OCH3
环氧乙烷由于存在较大角张力,性质活泼, 容易与亲核试剂(如H2O、HX、ROH、 NH3、RMgX等)发生亲核取代反应而开环。
① n C6H13MgBr,乙醚 n C6H13CH2CH2OH + ② H 3O CH2 CH2 O H+/H2O or HO /H2O H+/ROH or RO-/ROH
Pederson 1904年生于韩国,1927年在马萨诸塞州工科 大学硕士,1927-1969年杜邦公司研究员。 Cram1919年生于佛蒙特州,1942年Nebraska大 学学士,1947年哈福大学博士。1956年起任加利福尼 亚大学教授。 Lehn 1939年生于法国,于斯特拉斯堡大学获博士学 位,后为该校教授。
环氧化合物 (Epoxides)
第八章 醚和环氧化合物
+
C C O
H CH3CH2 O
C C O+ H
H δ CH3CH2 O H
Nu
Nu C C OH
OH H CH3CH2 Cl
H
2. 碱催化开环反应机制
碱催化的开环反应, 碱催化的开环反应 是亲核试剂直接进攻环氧 化合物本身, 而不是先生成质子化环氧化合物, 化合物本身 而不是先生成质子化环氧化合物 因 此开环需要在强碱条件下或强亲核试剂。 此开环需要在强碱条件下或强亲核试剂。
2
OH NH
2
R-C-CH-R 1 R3
O CH3CH CH2 + CH3NH-H O CH3CH CH2 + H-CN O CH3 CH3 + CH3OH
CH3ONa
? ?
?
二、环氧化合物开环反应机制
1. 酸催化开环反应机制
环氧化合物的开环反应属于亲核取代反应。酸性条件下 环氧化合物的开环反应属于亲核取代反应。酸性条件下, 首 先生成质子化环氧化合物(protonated epoxide), 然后亲核试剂进 先生成质子化环氧化合物 攻质子化环氧化合物, 质子化环氧化合物迅速开环生成产物。 攻质子化环氧化合物 质子化环氧化合物迅速开环生成产物。
CH3I + C2H5OH HI 过过 C2H5I + H2O
反应机制: 反应机制:
H+
CH3CH2 O C2H5
CH3CH2 O C2H5
质 质 质质
H+
I
-
I
H+
[ CH3CH2 O C2H5 ] SN2 过 过 过 CH3CH2I + CH3CH2OH
伯烷基混醚: 伯烷基混醚:
有机化学-第十章 醚与环氧化合物-文档资料
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
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”
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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 3
CH 3OCH 2CH = CH 2
CH 2=CHOCH=CH 2
OCH 3
O O O
O
O
CH 3OCH 2CH = CH 2OCH 2CH 3
甲基烯丙基醚
苯乙醚
CH 3-CHOCH 2CH 2CH 2CH 2OH
CH 3
异丙氧基丁醇
4 -
-1-R
O
R'
°
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。
醚在常温下与金属Na 不起反应,可以用金属Na 来干燥。
醚的稳定性仅次于烷烃。
但其稳定性是相对的,由于醚键(C-O-C )的存在,它又可以发生一些特有的反应。
1. 烊盐的生成
醚的氧原子上有未共用电子对,能接受强酸中的H + 而生成烊盐。
烊盐是一种弱碱强酸盐,仅在浓酸中才稳定,遇水很快分解为原来的醚。
利用此性质可以将醚从烷烃或卤代烃中分离出来。
醚还可以和路易斯酸(如BF 3、AlCl 3、RMgX )等生成烊盐。
见P 299。
烊盐的生成使醚分子中C-O 键变弱,因此在酸性试剂作用下,醚链会断裂。
2.醚链的断裂
在较高温度下,强酸能使醚链断裂,使醚链断裂最有效的试剂是浓的氢碘酸(HI )。
R-O-R
R-O-R + HCl
+ H 2SO 4
H R O R H
+ Cl + HSO 4
R O R
R-O-R + BF 3
R
O
R B H H
H
醚键断裂时往往是较小的烃基生成碘代烷,例如:
芳香混醚与浓HI 作用时,总是断裂烷氧键,生成酚和碘代烷。
1.过氧化物的生成
醚长期与空气接触下,会慢慢生成不易挥发的过氧化物。
过氧化物不稳定,加热时易分解而发生爆炸,因此,醚类应尽量避免暴露在空气中,一般应放在棕色玻璃瓶中,避光保存。
蒸馏放置过久的乙醚时,要先检验是否有过氧化物存在,且不要蒸干。
检验方法:硫酸亚铁和硫氰化钾混合液与醚振摇,有过氧化物则显红色。
除去过氧化物的方法:(1)加入还原剂5%的FeSO 4于醚中振摇后蒸馏。
(2)贮藏时在醚中加入少许金属钠。
四、醚的制备
1.醇脱水
此法只适用于制简单醚,且限于伯醇,仲醇产量低,叔醇在酸性条件下主要
CH 3CH 2OCH 2CH 3 + HI
CH 3CH 2OCH 2CH 3
H
I
+ CH 3CH 2OH
CH 3CH 2I HI (过量)
2 CH 3CH 2I + H 2
O
CH 3CHCH 2OCH 2CH 3
CH 3
+ HI
CH 3CHCH 2OH CH 3
+ CH 3CH 2
I
O CH 3
57%HI 120~130℃
OH + CH 3I
P 共轭π键牢固,不易断
RCH 2OCH 2R
O
RCH 2OCH 2R
O O H (过氧化物)
R-O-H + H-O-R H 2SO 4
R-O-R + H 2O
+ Fe
2
Fe 3
SCN
Fe(SCN)6
3+
过氧化物红色
生成烯烃。
2.威廉姆逊合成法(A.W.Williamson )
威廉姆逊合成法是制备混合醚的一种好方法。
是由卤代烃与醇钠或酚钠作用而得。
例如:
威廉姆逊合成法中只能选用伯卤代烷与醇钠为原料。
因为醇钠即是亲核试剂,又是强碱,仲、叔卤代烷(特别是叔卤代烷)在强碱条件下主要发生消除反应而生成烯烃。
例如,制备乙基叔丁基醚时,可以有如下两条合成路线。
路线1:
路线2:
五、重要的醚 1.乙醚 (略) 2.环氧乙烷
环氧乙烷是最简单的环醚,是一个很重要的有机合成中间体。
故给予重点讨论。
(1) 制法 (2) 物理性质
沸点11℃,无色有毒气体,易液化,与水混溶,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。
一般贮存于钢瓶中。
CH 2=CHCH 2Br + CH 3CH 2ONa CH 2=CHCH 2OCH 2CH 3 + NaBr CH 3CH 2Br + NaO -C CH 3
CH 3
CH 3
CH 3CH 2-O -C CH 3CH 3
CH 3
+ NaBr
RX + NaOR ROR + NaX RX + NaO-Ar R-O-Ar + NaX
′
′CH 3CH 2Cl
C CH 3CH 3ONa CH 3
+C CH 3
CH 3
O CH 3
CH 2CH 3+ NaCl 85%C CH 3
CH 3
Cl CH
3
CH 3CH 2ONa
+C CH 3
CH 3
O CH 3
CH 2CH 3+ NaCl CH 3
C CH 2CH 3
+ CH 3CH 2OH + NaCl
(3)化学性质
环氧乙烷化学性质活泼,在酸或碱催化下能与多种试剂反应,形成一系列重要工业原料。
1°在酸催化下,环氧乙烷可与水、醇、卤化氢等含活泼氢的化合物反应,生成双官能团化合物。
这些产物同时有醇和醚的性质,是很好的溶剂,常称溶纤素,广泛用于纤维素酯和油漆工业。
在碱催化下,环氧乙烷可与RO-,NH
3,RMgX等反应生成相应的开环化合物。
O + H+
O
H
H2O
ROH
HBr
CH2CH2
OH OH2
CH2CH2
OH OH2
+ H+
CH2CH2
OH HOR
CH2CH2
OH OR
H+
CH2CH2
Br OH2
CH2CH2
Br OH
H
+
O
CH2CH2
OH
OH
CH2CH2-O-CH2CH2
OH OH
CH2CH2-O-CH2CH2-O-CH2CH2
OH OH
O
O
CH2CH2 O-CH2CH2-O n CH2CH2
OH OH
+
n
二乙二醇醚
三乙二醇醚
多缩乙二醇醚
良好溶剂
农药去泡
去泡剂
剂
C2H5O-+
O
OH -
C2H5OCH2CH2OH
+
O
OH -
NH3NH2CH2CH2OH
O
HO CH2CH2
HO CH2CH2
NH
HO CH2CH2
HO CH2CH2
HO CH2CH2N
O
β羟乙胺
β羟乙基胺
()
β羟乙基胺
()
二
三
环氧乙烷与RMgX 反应,是制备增加两个碳原子的伯醇的重要方法。
例如:
不对称的三元环醚的开环反应存在着一个取向问题,一般情况是:酸催化条件下亲核试剂进攻取代较多的碳原子;碱催化条件下亲核试剂进攻取代较少的碳原子。
六、大环多醚(冠醚)
+
O
RCH 2CH 2OMgX
MgX R H +
RCH 2CH 2
OH
CH 2MgBr
O
+
CH 2CH 2CH 2OMgBr
CH 2CH 2CH 2OH
H +
无水乙醚O
H H
H 3C H
CH 3OH
H +
CH 3ONa 酸催化碱催化
CH 3CH
CH 2OH OCH 3CH 3CH
CH 2OCH 3
OH。