大学化学原理24

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OH + Br2(H2O) Br Br OH Br + 3HBr
反应很灵敏,很稀的苯酚溶液(10ppm)就能与溴水生成沉淀。 故此反应可用作苯酚的鉴别和定量测定。
2. 硝化反应
苯酚比苯易硝化,在室温下即可与稀硝酸反应。
OH + 稀 HNO3 20 ℃ OH NO2 + NO2 可用水蒸汽蒸馏分开
邻硝基苯酚易形成分子内氢键而成螯环,这样就削弱了分子内 的引力;而对硝基苯酚不能形成分子内氢键,但能形成分子间氢 键而缔合。因此邻硝基苯酚的沸点和在水中的溶解度比其异构体 低得多,故可随水蒸气蒸馏出来。
CrO3Cl - 氯化铬酸吡啶
1) 将伯醇氧化为醛 作用:
2) 不影响C=C、C=O、C=N双键
C6H5CH =
CrO3 - C5H5N CHCH2OH CH2Cl2
C6H5CH =CHCHO
(85%)
5、脱水反应
醇与催化剂共热即发生脱水反应,随反应条件而异可 发生分子内或分子间的脱水反应。
CH2-CH2 H OH
检验方法:用淀粉碘化钾试纸检验,若变蓝色, 表明有过氧化物存在 除去过氧化物的方法: (1)加入还原剂5%的FeSO4于醚中振摇后蒸馏。 (2)贮藏时在醚中加入少许金属钠。
醛 酮
醛和酮都是分子中含有羰基的化合物, 统称为羰基化合物. 羰基上连有H的化合物称为醛; 羰基上连有两个烃基的化合物 称为酮, 饱和一元醛或酮的通式为 CnH2nO .醛分子中, 羰基 至少要与一个氢原子直接相连,故醛基一定位于链端.
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: 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:
CH3OCH2CH = CH2 甲基烯丙基醚 OCH2CH3 苯乙醚
3)结构复杂的醚用系统命名法命名。 例如:
CH3-CHOCH 2CH2CH2CH2OH CH3 4 -异丙氧基 -1- 丁醇
室温下1小时也不反应
5分钟内出现混浊 立即发热、混浊或分层
3 酯化反应
醇与羧酸作用,分子间脱水生成酯的反 应叫酯化反应。例如:
有机酸酯
CH3COOH + CH3CH2OH H
+
CH3COOCH2CH3 + H2O
返回
3. 酯化反应
与无机含氧酸反应 (如:HNO3, HNO2, H2SO4, H3PO4等)
CH3CHCH2CH2 + HO-NO CH3
H2C
OH
CH3CHCH2CH2-O-NO + H2O CH
3
CH CH2
OH OH OH
+ 3HONO2
H2C
CH
CH2
ONO 2 ONO 2 ONO 2
甘油三硝酸酯
(可用作缓解心绞痛药物)
+3H2O
另外,磷酸以酯的形式广泛存在于机体中,如:核酸、磷脂和ATP中
醚的化学性质
醚键(C-O-C)是醚的官能团,比较稳定,所 以醚对碱、氧化剂、还原剂都很稳定;在常温下醚 也不与金属钠作用。但是在一定条件下,醚也可以 发生某些化学反应。
返回
醚的化学性质
(1)醚的弱碱性
醚的氧原子上有未共用电子对,是一个路易斯 碱,可与强酸作用,接受质子。
钅羊盐的生成
R
.. O ..
CH3CH2OCH2CH3
+ H2O
(CH3)3COH
(CH3)2C CH2
+ H 2O
返回
三、重要的醇
(一) 甲醇 有毒性,甲醇蒸气与眼接触可引起失明,误服10ml失 明,30ml致死。 (二) 乙醇 临床用75%的乙醇溶液做外用消毒剂;也是重要的有机溶剂 和化工原料,例如制成碘酊(I2+KI+C2H5OH)
pKa
NO 2 7.15
8.40
OH
Cl 9.38
OH
苯环上连 有吸电子 基团,则 酸性增强
OH
苯环上连 有斥电子 基团,则 酸性减弱
9.98 10.08
CH3 CH3 10.14
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(二)与FeCl3的显色反应
酚能与FeCl3溶液发生显色反应,大多数酚能起此反应, 故此反应可用来鉴定酚。
一.醛和酮的分类和命名 (一) 醛和酮的分类
(二) 醛和酮的命名 1.普通命名法 醛的命名与醇的习惯命名法相似,称某醛 ; 脂肪酮则 按酮基(羰基)所连接的两个烃基而称为某某酮, 简单的烃基 或芳基写在前.
2.系统命名法 选择含有羰基的最长碳链作为主链,称为某醛或某酮. 编号时, 醛以醛基碳原子为 1, 由于醛基是一价原子团, 必在 链端, 命名时不必标明其位置. 酮则从距离羰基最近的一端 开始编号, 酮基(羰基)的位置需标明, 写在“某酮”之前, 并标明侧链所在的位置及个数,写在母体名称之前.
芳香醛或酮可以将芳香基作为取代基来命名. 环酮命名 类似脂肪酮, 仅在前面加一“环”字.
醛酮命名时习惯上还采用希腊字母α、β、γ等, α碳指 与醛基或酮基直接相连的碳原子.
二.醛和酮的结构和性质 (一) 醛和酮的结构
醛、酮的性质由羰基决定,羰基中碳原子带部分正电荷, 羰基碳氧双键中的π键易断裂,有较大的活动性, 能发生一 系列的亲核加成反应. 另外, 由于羰基的吸电子诱导效应, 醛 基上的氢及α-氢也有较高的反应活性,能发生某些反应.
催化剂可加速脱水反应的进行。常用的催化剂有H2SO4、H3PO4、Al2O3。
主要生成札依采夫烯(即主要产物是双键碳上连有 最多烃基的烯烃) 例如:
CH3CH2CHCH 3 OH
CH2CHCH 3 OH H
H
CH3CH = CHCH3 + CH3CH2CH = CH2 80% 20%
CH=CHCH 3
仲醇:仲醇氧化生成酮,酮不易被继续氧化
H3C CH OH CH3 [O] CH3 C O CH3
叔醇:在该条件下不被氧化。 (因-碳上没有氢原子)
叔醇在强烈的的氧化条件下,可发生碳碳键 的断裂,生成小分子的氧化产物。例如:
CH3 H3C C CH3 OH
HNO3
O CH3 C
[O]
CH3
+
HCOOH
苯酚具有弱酸性(pKa=10),其酸性比水和醇强,而比碳酸 (pKa=6.38)弱。酚不能溶于NaHCO3溶液,羧酸可以,利 用此性质可以将醇、酚和羧酸进行分离
酸性强弱顺序:
OH
CH3COOH>H2CO3>
>H2O>CH3CH2OH 10 15.7 17
pka: 4.76
6.4
OH
OH
OH
NO 2
(三) 丙三醇(甘油)
具有润肤作用,临床上常用甘油栓或50%甘油溶液灌肠, 以治疗便秘。
酚(Ar-OH)
一、酚的分类与命名:
1、酚的分类:
苯酚
酚 萘酚
OH
HO OH
-萘酚
-萘酚
另外,根据酚羟基的个数,分为:一元酚、二元酚和多元酚。
二、酚类的化学性质
酚的结构:

H O

O
..
H

p-共轭效应
OH
3. 磺化反应
OH
25oC
SO 3H 98%H2SO4 OH
100oC
98%H2SO4 100oC
HO
SO 3H
氧化反应
酚类化合物很容易氧化,产物随氧化剂和反应条件的不 同而不同。苯酚长期与空气接触,随氧化反应的进行,颜色 逐渐变深;与重铬酸钾的硫酸溶液作用,则氧化成对苯醌。
OH
K2CrO7 H2SO4
[O]
CH3COOH + CO2 + H2O
CO2 + H2O
返回
由伯醇制备醛收率很低,因为醛很容易被氧化
成酸。若想得到高收率的醛,可采用较温和的氧化
剂或特殊的氧化剂,进行选择性氧化。
选择性氧化剂:沙瑞特Sarrett试剂
CrO3· 5H5N)2 或 CrO3 -吡啶 (C
又称PCC
N+ H
H2SO 4, 170 ℃
or Al2O3, 360 ℃
H2SO 4, 140 ℃
CH2 = CH2 + H2O
消除反应
CH2-CH2 H OH
or Al2O3, 240~260 ℃
CH3CH2OCH2CH3 + H2O
亲核取代反应
醇的脱水反应活性: 3°R-OH > 2°R-OH > 1°R-OH
6ArOH + FeCl3
[ Fe(OAr)6 ] 蓝紫色
3-
+ 6H + 3Cl
+
-
棕红色
不同的酚与FeCl3作用产生的颜色不同。与FeCl3的显色反应 并不限于酚,具有烯醇式结构的脂肪族化合物也有此反应。


紫 蓝
色 色
邻二苯酚 对甲苯酚
深绿色
(三)芳环上的亲电取代反应 1. 卤代反应
苯酚与溴水在常温下可立即反应生成2,4,6三溴苯酚白色沉淀。
HI
+ CH3CH2 I
CH3CH2I + H2O
返回
醚长期与空气接触下,会慢慢生成不易挥发的过氧化物。
RCH 2OCH 2R O RCH 2OCH 2R O O H (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。
H
R
+
HCl
H2O
+ [ R O R ] Cl
..
H + [ R O R ] Cl
..
R
O
R
+ + H3O + Cl
返回
醚的化学性质
(2)醚键的断裂
醚与浓氢卤酸(一般用氢碘酸)在常温下作用,
醚键可以断裂生成卤代烷和醇。 如果氢卤酸过量,生成的醇进一步反应生成卤代烷。
CH3 CH2 OCH2 CH3 + HI CH3 CH2 OH
p-π 共轭效应的结果:
1、减小了C-O键的极性,使-OH不容易离去。
2、增加了O-H键的极性,使酚表现出弱酸性。
3、苯环上的电子云密度增加,有利于苯环上
的亲电取代反应(邻、对位定位基)。
(一)弱酸性
OH
+ NaOH
OH
ONa
+ H 2O
+ NaHCO3
ONa
不反应
OH
+ CO2 + H2O
+ NaHCO3
(主)
+
CH2CH=CH2
过量的酸和高温有利于烯烃的生成,过量的醇和较低的 温度下有利于醚的生成。叔醇脱水只生成烯烃。例如:
浓H2SO4,170℃ 或Al2O3,360℃ 浓H2SO4,140℃ 或Al2O3,240℃ 46%H2SO4 87℃
CH3CH2OH
2 CH3CH2OH
H2C
CH2 + H2O
醛、酮的亲核加成反应活性. 影响醛和酮亲核加成反应活性的两种因素: 空间效应, 电子效应. 其中, 空间效应为主要因素.
羰基周围的空间拥挤程度对反应活性的影响极大. 随R 的体积增大和给电子能力增加, 醛和酮的反应活性降低.
(二)醛和酮的物理性质
1.状态和气味
甲醛在室温下为气体,十二个碳原子以下的醛、酮都是液 体,高级醛、酮为固体。 低级醛具有强烈刺激气味,而中级醛 (如C8-C13)具有果香味,低级酮具有令人愉快的气味. 2.沸点 醚或烷烃的沸点 < 醛酮的沸点 < 醇的沸点 丁烷 沸点(℃) -0.51 甲乙醚 8 丙酮 56.2 丙醛 49 丙醇 97
3.水溶性
O
对苯醌
O
返回

一、醚的分类和命名
.. O ..
R1
O为sp3杂化
o
1.分类
饱和醚 不饱和醚 芳香醚 环醚
112
R2
简单醚 混和醚
CH 3CH 2OCH 2CH 3 CH3OCH2CH3 CH2=CHOCH=CH2 O O O
CH3OCH2CH = CH2 OCH3 O O
大环多醚(冠醚)
2.命名
(二) 醇的化学性质
1、与活泼的金属反应
2R– OH + 2Na R–ONa+ H2O
2R–ONa + H2 R–OH +NaOH
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反应活性:甲醇﹥伯醇﹥仲醇﹥叔醇
2.与氢卤酸反应(制卤代烃)
R-OH + HX R-X + H2O
反应速度与氢卤酸的活性和醇的结构有关。 HX的反应活性: HI > HBr > HCl 醇的活性次序: 烯丙式醇 > 叔醇 > 仲醇 > 伯醇 > CH3OH 卢卡斯(Lucas )试剂:浓HCl + 无水ZnCl2 可用于鉴别伯、仲、叔醇 伯醇 仲醇 叔醇 卢卡斯试剂
醇酚醚
含-OR(H)结构的化合物 醇 R-O-H 酚 Ar-O-H 醚 R-O-R’

醇的化学性质主要由羟基官能团所决定,同时也受到烃基的一定 影响,反应的部位有 C—OH、O—H、和C—H。
H δ R C δ O δ H 酸性,生成酯
H 氧化反应 形成 C ,发生取代及消除反应
分子中的C—O键和O—H键都是极性键,因而醇分子中有两个反 应中心; 又由于受C—O键极性的影响,使得α—H具有一定的活性, 所以醇的反应都发生在这三个部位上。
都有磷酸酯结构;体内的某些代谢过程是通过具有磷酸酯结构的中间体
来完成的。
4. 氧化反应
常用氧化剂: K2Cr2O7、 KMnO4等。 伯醇:
RCH 2OH K2Cr2O7 + H2SO4 RCHO CH3CHO O RCOOH
2CH 3CH 2OH + Cr2O7
橙红
+ Cr3+ 绿色 K2Cr2O7 CH 3COOH
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