有机化学 第9章 醇酚醚

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_ Br + R OH
×
R
_ Br + OH
按SN1机理进行的反应常发生碳正离子重排。
CH3 CH3C H CH3 CH3C H _ CH3 CH3 CH3C H (2° ) H2 C CH3
H C OH
CH3
H+
H C OH2 +
H2O
H C +
CH3
重排
CH3 CH3C +
H2 C
CH3
_ Br

(3)脱水时可能发生碳架结构重排,然后按札依 采夫规则消除。
2.醇蒸气与催化剂高温下脱水
催化剂:氧化铝。 温度:要求较高(~360℃)。
Al2O3 350~360℃
CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH
CH2
(二)分子间脱水

一般而言,在较高温度下,提高酸的浓度有利于分 子内脱水生成烯烃;用过量的醇在较低温度下,有 利于分子间脱水生成醚。
(二)氧化剂氧化 1.KMnO4/H+或K2Cr2O7/H+氧化

——鉴别伯醇与叔醇或仲醇与叔醇。 K2Cr2O7 :橙 色; Cr3+:深绿色。

[说明]:K2Cr2O7——稀H2SO4一般对碳碳双键、三 键无影响。
CH CCH2OH K2Cr2O7-稀H2SO4 △ CH CCHO

多元醇的沸点高于一元醇(形成氢键能力大)。 碳原子数相同的醇,含支链愈多其沸点愈低。

(三)溶解性
醇在水中的溶解度随分子中碳 原子数的增多而下降。C1~C3醇能与水混溶, 从丁醇开始在水中的溶解度显著降低,C10以 上的醇不溶于水。
原因:低级醇能与水形成氢键,故能与水混溶。烃 基愈大,与水形成氢键的能力愈弱。

二、羟基被卤原子取代的反应

(一)醇与氢卤酸反应
ROH + HX SN RX + H2O
活性:氢卤酸的活性:HI>HBr>HCI(HF通常不起 反应)。 醇的活性:烯丙醇、苄醇>叔醇>仲醇>伯醇。 醇与卢卡斯试剂的反应——无水ZnCl2的浓HCl溶液。

鉴定C6以下不同类型的醇。产生浑浊的原因:反应产 生的RCl不溶于Lucas试剂中。 条件:反应必须酸催化,在无强酸存在时,即使是强 的亲核试剂Br --或I--,反应也不能发生。
(四)羧酸酯的生成
醇与有机酸(或酰氯、酸酐)反应生成羧酸酯。
O R C OH + R OH
/
H
+
O R C OR/ + H2O
五、脱氢和氧化
醇分子中与羟基直接相连的α—碳原子上若有氢原 子,由于羟基的影响,α—H较活泼,较易脱氢或氧 化生成羰基化合物。 (一)铜丝加热氧化


叔醇分子中没有α—H,不能脱氢。将其蒸汽于 300℃下通过铜,只能脱水生成烯烃。
3.脂环醇的命名
从连有羟基的环碳原子开始编号。
4 3 5 6 CH2CH3
2 1 OH 6-乙基-2-环己烯-1-醇

[练一练] 习题1。
§9-2 醇的制法

一、烯烃酸催化水合 乙烯水合制得伯醇(乙醇),其它烯烃水合制仲醇 或叔醇。
CH2 CH2 + H2O 磷酸-硅藻土 ~300℃,~7MPa CH3CH2OH CH3CHCH3 OH
C O + RMgX 干醚 H2O C OH R

酯与格利雅试剂反应可制备叔醇和仲醇。
O C OR + 2R MgX
/
干醚
H2O
R/ C OH + ROH R/
[练一练]
习题2。
物理性质

§9-3 醇的性质
(一)状态 直链饱和一元醇中:C4以下:酒精气 味的液体;C5~C11:具有不愉快气味的油状液体; C12以上:无臭无味的蜡状固体。 (二)沸点 低级醇的沸点比相对分子质量相近的 烷烃和卤代烃高得多。

2ROSO2OH 减压蒸馏 ROSO2OR + H2SO4

最重要的中性硫酸酯是硫酸二甲酯(CH3O)2SO2、 硫酸二乙酯(CH3CH2O)2SO2。
(二)硝酸酯的生成
醇与硝酸作用生成硝酸酯。多元醇的硝酸酯是烈性 炸药。CH OH CH ONO
2
CHOH + 3HONO2 CH2OH
H2SO4 10℃
OH
OH Cl 邻氯苯酚
OH
OH CH(CH3)2 H3C 5-甲基-2-异丙基苯酚
OH OH
1-萘酚(α-萘酚)
2-萘酚(β-萘酚)
CHO 对羟基苯甲醛
SO3H 对羟基苯磺酸

多元酚则需要表示出羟基的位次和数目。
OH HO OH OH OH OH OH 1,2,4-苯三酚 (偏苯三酚) HO 4 1 1/ 4/ OH
CH2
6
C H
5
β α 2 1 CH2CH2OH 2-苯乙醇(β-苯乙醇)
5-甲基-4-乙基-3-氯-2-庚醇

2.不饱和醇的命名 选择同时含有羟基和不饱和键的 3 2 1 最长碳链作为主链。 CH CH CH 4 CHCH CH CH OH
3 2 2 2
5CH
6 CH2
2
2
4-丙基-5-己烯-1-醇
但是,总的说来,这不是制备醛的好方法。为使伯 醇氧化终止于醛,可使用特殊氧化剂——三氧化 铬— 吡啶络合物
2.CrO3/吡啶氧化
——选择、控制氧化(用于合ห้องสมุดไป่ตู้)
叔醇分子中无α—H,在碱性条件下不能氧化,在酸 性条件下脱水生成烯烃,然后氧化断链生成小分子 化合物。 [练一练] 习题12。


2
2
CHONO2 + 3H2O CH2ONO2 三硝酸甘油酯(硝化甘油)

它受热或撞击立即引起爆炸。
(三)磷酸酯的生成

磷酸是三元酸,有三种类型的磷酸酯:
O HO P OH OH RO O P OH OH RO O P OH OR RO O P OR OR

磷酸酯大多是由醇与磷酰氯反应制得:
3ROH + POCl3 (RO)3P O + 3HCl
(五)羟基连在芳环的侧链上称为芳醇。
CH2OH CH2CH2OH
苯甲醇(或苄醇)
2-苯乙醇
二、醇的命名法
(一)习惯命名法
CH3 CH3CH2CH2CH2OH 正丁醇 CH3CHCH2OH 异丁醇
称为“烃基醇”。
OH CH3CHCH2CH3 仲丁醇 H3C CH3 C OH CH3 叔丁醇
(二)衍生命名法

醇的化学性质

醇分子中氧的电负性比氢、碳都强,因此氧原子上 电子云密度较高,与其相连的碳原子和氢原子上的 电子云密度较低,使分子呈现较强的极性。

a:酸性;b:碱性;c:C-O键断裂; d:α-H参与反应; e: β-H参与反应。
一、醇的酸碱性

醇的酸性:ROH = RO- + H+ H2O CH3OH 其它醇 pka 15.7 16 ~18
不饱和醇
CH2 CHCH2OH 2-丙烯醇(烯丙醇)

(二)按羟基所连的碳原子类型 OH 醇。
CH3CH2CH2CH2OH CH3CHCH2CH3 正丁醇(伯醇) 仲丁醇(仲醇)
伯醇、仲醇和叔
CH3 H3C C OH CH3 叔丁醇(叔醇)
(四)按分子中所含羟基的数目
一元醇和多元醇。
CH3CH2OH 乙醇 H2C CH2 H2C H C CH2 OH OH 乙二醇 OH OH OH 丙三醇
OH + NaOH H2O ONa + H2O OH + NaHCO3
ONa + CO2 + H2O
1.利用此反应区别、分离、提纯不溶于水的
醇、酚和羧酸。

[问 题]:如何分离苯酚、苯甲醇和苯甲酸?
2.影响酚类化合物酸性的因素
(1)酚羟基氧原子上的孤对电子与苯环π电子形成 p—π共轭,有利于氢以质子形式电离。 (2)苯酚环上吸电子基使酸性增强,推电子基使 酸性减弱。 (3)苯酚的邻、对位上吸电子基愈多,酸性愈强 (-I效应和-C效应); 间位酸性比苯酚强, 但比邻、对位弱。
浓H2SO4 CH3CH2OH 180℃ 浓H2SO4 140℃ CH2 CH2 E反应
CH3CH2OCH2CH3 SN反应

只有伯醇与浓硫酸共热得到醚;仲醇和叔醇主要发 生分子内脱水,生成烯烃。
四、酯化反应

(一)硫酸酯的生成
ROH + HOSO2OH ROSO2OH + H2O
生成的酸性硫酸酯用碱中和后,得到烷基硫酸钠 ROSO2ONa。当R为C12~C16时,烷基硫酸钠常用 作洗涤剂、乳化剂。 酸性硫酸酯经减压蒸馏,可得中性硫酸酯。
一、定义

§9-4 酚的命名法
羟基直接连在芳环上的化合物称为酚。 通式:Ar —OH。
二、命名
在“酚”字前加上芳烃的名称作为母体,按最低系 列原则和次序规则再冠以其它取代基的位次、数目 和名称。当芳环上连有—COOH、—SO3H、羰基 等基团时,则把羟基作为取代基来命名。
OH CH3 间甲苯酚
CH3 CH3C
(3° )
Br 惟一产物
(二)醇与PX3、SOCI2反应
PI3很不稳定,可将红磷、碘及醇直接混合,以制备 碘代烷,氯代烷常用亚硫酰氯制备。 [练一练] 习题9、10。

三、分子内和分子间脱水
(一)分子内脱水(消除反应) 1.醇与强酸共热 常用的酸是H2SO4或H3PO4。

(1)醇的反应活性:叔醇>仲醇>伯醇。 (2)分子中含多种β-H时,反应遵从札依采夫规律: 脱去的是羟基和含氢较少的β—氢原子,即反应主 要趋于生成碳碳双键上羟基较多的较稳定的烯烃。

CH3CH2CHCH3 OH
60%H2SO4 95℃
CH3CH CHCH3 + CH3CH2CH CH2 次要产物 主要产物
酚醚的化学性质较稳定,但与氢碘酸作用可
分解为原来的酚。
OCH3 + HI △ OH + CH3I
在有机合成上,常用酚醚来“保护酚羟基”,
以免羟基在反应中被破坏,待反应终了后, 再将醚分解为相应的酚。
(三)酚酯的生成
酚与羧酸直接酯化比较困难,一般是与酰氯 或酸酐作用来制备酚酯。
以甲醇为母体,其它醇 看作是甲醇的烃基衍生物。
(CH3)3C CH2OH C OH 叔丁基甲醇 三苯基甲醇
(三)系统命名法 1.以醇为母体 选择含有羟基的最长碳链作为主链, 支链为取代基;编号从靠近羟基的一端开始,称为 “某醇”,标出取代基。
CH3 CH3
7
Cl H 4 3 H2 1 C C C CH3 H CH2CH3 OH

醇的碱性:与水相似,醇分子中氧上的孤对电子使 其具有碱性,能从强酸如HCI、H2SO4中接受一个 质子生成质子化的醇(钅羊 离子)。
ROH + H2SO4 R O H H + + HSO4 _
因此不溶于水的醇可溶于这些强酸中。利用此性质 可将不溶于水的醇从烷烃、卤代烷中分离出来。 [练一练] 习题7、8。
OH 对苯二酚
1,2,3-苯三酚 (连苯三酚)
4,4/ _ 连苯二酚
§9-5 酚的化学性质

苯酚具有p-π共轭结构:
与醇相似,酚O-H键更易断裂,比醇表现出
更强的酸性;但酚的C-O键难断裂。
一、酚羟基的反应

(一)酸性(O-H键断裂) 酸性比较: 醇 水 苯酚 碳酸 乙酸 pka 18 15.7 9.96 6.38 4.75 酸性强弱:羧酸 > H2CO3> 酚> H2O > 醇
CH3CH
CH2 + H2O
磷酸-硅藻土 ~250℃,4MPa
二、卤代烃水解
此法应用范围有限,只有在相应的卤代烃容 易得到时才有制备意义。
CH2 CHCH2Cl + H2O CH2Cl + H2O Na2CO3 CH2 CHCH2OH + HCl CH2OH + HCl
12% Na2CO3 105℃

2, 4, 6-三硝基苯酚(苦味酸),pKa=0.25
(二)酚醚的生成(O-H键断裂)

与醇相似,酚也可以生成醚。但酚醚不能通过酚分 子之间脱水制得。通常是通过酚钠与比较强的烃基 化试剂如碘甲烷或硫酸二甲酯反应制得。

二芳基醚可用酚钠与芳卤制得,因芳环上卤原子不 活泼,故需催化加热。
ONa + Br Cu 210℃ O + NaBr
第九章




醇是脂肪烃分子中

R H R OH
一个或几个氢原子 被羟基(—OH)取 代的生成物。 一元醇也可以看作 是水分子中的氢原 子被脂肪烃基取代 的生成物。
H
O
H
R
O
H
§9-1 醇的分类和命名法
一、醇的分类 (一)按烃基

饱和醇
饱和醇和不饱和醇。
CH3OH 甲醇
OH
环己醇 CH CCH2OH 2-丙炔醇(炔丙醇)
三、醛、酮、羧酸、酯的还原
醛、酮还原成相应的伯醇和仲醇,羧酸、酯还原为 伯醇。 [H]
C O C OH H O C OR [H]
CH2OH + ROH
催化加氢:催化剂:Ni、Pt、Pd、Cu—Cr氧化物。 化学还原:还原剂:硼氢化钠、氢化铝锂。

四、格利雅试剂合成
甲醛与格利雅试剂反应可制备伯醇,其它醛可制备 仲醇,酮可制备叔醇。
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