有机化学第九章醇和酚
《醇和酚》醇酚的化学反应机理
《醇和酚》醇酚的化学反应机理在有机化学的世界里,醇和酚是两类非常重要的有机化合物,它们具有独特的结构和性质,而其化学反应机理更是丰富多彩。
首先,让我们来了解一下醇。
醇是烃分子中饱和碳原子上的氢原子被羟基(OH)取代后的产物。
根据醇分子中羟基所连接的碳原子类型,可以将醇分为伯醇、仲醇和叔醇。
醇的化学反应主要包括氧化反应、脱水反应、酯化反应等。
醇的氧化反应是一个常见且重要的反应。
伯醇在适当的氧化剂作用下,可以被氧化为醛,进一步氧化则可以得到羧酸。
例如,乙醇在铜或银作催化剂、加热的条件下,可以被氧化为乙醛;而在强氧化剂如高锰酸钾溶液的作用下,则可以被直接氧化为乙酸。
仲醇一般被氧化为酮,叔醇由于没有α氢原子,通常难以被氧化。
醇的脱水反应也有两种主要类型。
一种是分子内脱水,生成烯烃。
例如,乙醇在浓硫酸作催化剂、加热到 170℃时,发生分子内脱水生成乙烯。
另一种是分子间脱水,生成醚。
这通常在较低的温度下,在浓硫酸的催化作用下进行。
酯化反应是醇的另一个重要反应。
醇和羧酸在一定条件下可以发生酯化反应,生成酯和水。
例如,乙醇和乙酸在浓硫酸的催化下加热,可以生成乙酸乙酯和水。
接下来,我们看看酚。
酚是羟基直接连接在苯环上的化合物。
酚的化学性质较为活泼,主要反应包括酚羟基的反应和苯环上的取代反应。
酚羟基具有弱酸性,能够与氢氧化钠等碱发生中和反应。
但酚的酸性比碳酸弱,所以酚钠与二氧化碳反应时,只能生成酚和碳酸氢钠,而不能生成碳酸钠。
酚的苯环上容易发生亲电取代反应。
例如,苯酚与溴水反应,在常温下就能生成白色的三溴苯酚沉淀,这个反应常用于苯酚的定性和定量检测。
此外,酚还容易被氧化。
空气中的氧气就能使苯酚逐渐氧化为粉红色的物质。
在理解醇和酚的化学反应机理时,我们需要从它们的分子结构入手。
醇中的羟基与饱和碳原子相连,其电子云分布相对较均匀,反应活性相对较低。
而酚中的羟基直接连接在苯环上,由于苯环的共轭效应,使得酚羟基的电子云密度降低,反应活性增强。
有机化学-第九章
甲醇(球棒模型) CH3OH 甲醇(球棒模型)
乙醇(比例模型) C2H5OH 乙醇(比例模型)
9.1 醇的结构和分类
由于氧原子的强吸电子作用,使醇羟基上的氢有一定的酸 酸 性,而氧原子上的未共用电子对则有一定的碱性和亲核性 碱性和亲核性 。 受羟基的影响,醇的α-碳和该碳上的氢(α-H)容易发 生氧化或脱氢反应 氧化或脱氢反应,而β-碳上的氢则可参与分子内的脱 氧化或脱氢反应 分子内的脱 水反应。 水反应
醇一般有如下酸性强弱次序: CH3OH > 1o ROH > 2o ROH > 3o ROH
9.2 醇的化学性质
醇的酸性虽然很弱,但也足以使Grignard试剂发生分解。 Grignard试剂 Grignard试剂
9.2 醇的化学性质
醇羟基中的氢可被活泼的金属单质置换,放出氢气并生成 醇金属。
9.2 醇的化学性质
9.2 醇的化学性质
醇氧化与脱氢反应
一、醇的氧化
1.伯醇的氧化 1.伯醇的氧化 由于羟基的影响,醇的α-氢原子比较活泼,容易被氧 化。伯醇被氧化剂(如K2Cr2O7、KMnO4、浓HNO3等)氧化时, 先是生成醛,然后进一步被氧化,生成羧酸。
9.2 醇的化学性质
采用一种称为 PCC 的氧化剂,用于氧化伯醇制取醛是比 较好的氧化方法之一。PCC(pyridinium chlorochromate) PCC( chlorochromate) PCC 在盐酸溶液中的络合盐,又称Sarrett试 Sarrett试 是吡啶和 CrO3 在盐酸溶液中的络合盐 Sarrett 剂,是橙红色晶体,它溶于 CH2Cl2,在室温下便可将伯醇 氧化为醛。
9.3 酚的结构分类以及化学性质
酚羟基上的反应
有机化学课件-醇和酚
醇在清洁用品中的应用
醇是常见的清洁剂成分,用于 去除污垢和杀菌消毒。
比较醇和酚的性质和反应
分子结构 性质 化学性质 应用
醇 含有羟基的碳链 有酒精味 加成、消除、氧化、磺化 清洁剂、溶剂
酚 苯环上有羟基 有特殊香味 亲电取代、缩合、酯化 药物、化妆品
缩合反应类型 酚的烷基化反应 酚的羧酸化反应 酚的醚化反应
反应条件 酚与醇在酸催化下缩合 酚与羧酸在酸催化下缩合 酚与醇在酸催化下缩合
酚的酯化反应
1 定义
酚与酸反应生成酯。
2 反应条件
酚和酸在酸催化下反应。
醇和酚在生活中的应用
醇在化妆品中的应用
醇常用作保湿剂和溶剂,广泛 应用于各种化妆品中。
酚在药物中的应用
有机化学课件-醇和酚
本课件介绍醇和酚的基本概念,包括分子结构、物理性质、化学性质以及在 生活中的应用。我们将深入探讨各种反应,并提供考试中可能出现的相关题 目及解析。
醇与酚的分子结构与化学式
醇
CnH2n+1OH
酚
C6H6O
醇和酚的物理性质
1醇
一般为无色液体或固体,具有特有的酒精味。
2酚
常为无色结晶固体,具有特殊香味。和氧化反应。
2酚
具有芳香性,可进行亲电取代、缩合和酯化反应。
醇和酚的加成反应
1
醇的酸碱反应
与强碱反应生成盐和水。
2
酚的氧化反应
与氧气反应生成酚醛或酚酮。
3
醇和酚的磺化反应
与磺酰氯反应生成磺酸酯。
醇和酚的消除反应
1
酚的缩合反应
2
通过缩合反应,酚可以形成醚。
3
有机化学9---醇和酚
9.1 醇和酚的分类、构造异构和命名 9.2 醇和酚的结构 9.3 醇和酚的制法 9.4 醇和酚的物理性质 9.5 醇和酚的波谱性质 9.6 醇和酚的化学性质
9.1 醇和酚的分类、构造和命名
H O
水
H
R-O-H
醇
Ar-O-H
酚
醇、酚和醚都可以看作水分子中的氢原子被烃基或芳 基取代的化合物。 将硫原子代替氧原子,即得对应的硫醇、硫酚。
CH3CH2CH2CH2OH
75% H2SO4 140 ℃
CH3CH=CHCH3
Al2O3 350-400 ℃
CH3CH2CH=CH2
◇ 醇进行分子内脱水的难易与醇的构造有关, 有顺序:叔醇 > 仲醇 >> 伯醇
9.6 醇和酚的化学性质
◇ 脱水产物符合Saytzeff规则, 主要生成双键上取代基多的烯烃.
(CH3)2CHONa CH2Cl CH2—O—CH(CH3)2
• 如用仲醇、叔醇进行反应时,以分子内脱水生成烯, 尤其是叔醇。
9.6 醇和酚的化学性质
(B)分子内脱水生成烯烃
CH2 H CH2 OH
浓 H2SO4 (98%) 170℃ 或 Al2O3 360 ℃
CH2=CH2
+
H2O
◇ 脱水剂:硫酸(易重排); 氧化铝(温度高,重复使用,较少重排) 如:
Al
CH3-C-O H 3
Al
+
1
1 2
H
2
反应活性:甲醇 > 伯醇 > 仲醇 > 叔醇
9.6 醇和酚的化学性质
(2)酸、碱性
◇ 醇与NaOH反应:
C2H5OH
+
有机化学
有机化学 第九章 醇、酚、醚
我们知道,仲醇与HBr反应是SN1机理:
有机化学
第九章 醇、酚、醚
CH3 C OH CH3
HCl
?
当羟基所在的碳原子上连有环烷基时,重排生成扩环产物。例如:
有机化学
第九章 醇、酚、醚
有机化学
第九章 醇、酚、醚
有机化学
第九章 醇、酚、醚
(二)弱碱性
氧盐
有机化学
第九章 醇、酚、醚
二、羟基的取代反应(C-O键断裂)
醇可以与多种卤化试剂作用,羟基被卤原子取代而中成卤 代烃。 (一)与氢卤酸的反应
R— OH + H— X
(1)反应机理
RX +
H2O
醇与氢卤酸反应涉及C—O键断裂。卤素(X–)取代羟基 ((OH),属于亲核取代(SN),不结构的醇采取不同的机理 (SN1或SN2)。
有机化学
第九章 醇、酚、醚
(三)频哪醇的脱水及频哪醇重排
通常将两个羟基都连在叔碳原子的歧α-二醇称频哪醇(pinaco1)。 在A12O3作用下频哪醇发生分子内脱除两分子水的反应生成共轭二 烯烃:
第三节
醇的化学性质
羟基是醇的官能团,醇的化学性质主要由羟基决 定,大部分反应都涉及O—H键断裂或C—O键断裂。
R CH2 — O — H
在化学习醇的化学性质时,要注意断键的部位,这 对了解它们的反应机理、活性及有关规律是很重要的。
有机化学
第九章 醇、酚、醚
一、酸性和碱性
(一)弱酸性 (羟基中氢的反应,O—H键断裂)
有机化学
有机化学 第九章 醇酚醚
醇 R-OH
酚 醚
醇、酚和醚(P239)
(R-H)
Ar-OH R-O-R′或 R-O-Ar
醇、酚、醚都是烃的含氧衍生物 醇与酚有相同的官能团:羟基(-OH) 醚是醇或酚的衍生物
2014-12-28 1
2014-12-28
2
(一)醇
醇在自然界中含量丰富。例如:
• 乙醇:人类制造并且消费乙醇已经有超过千年的 历史,最初的制备手段来自于酒精饮料的发酵与 蒸馏。乙醇是一种透明可燃的液体,可用于工业 溶剂,汽车燃料及工业原料。 • 甲醇:是自然界中最简单的醇,最早通过蒸馏木 材得到,因此也称作“木醇”。其气味和特性类 似于乙醇,同时也是一种常用溶剂、燃料或工业 原料。不同于乙醇,甲醇具有高度的毒性:约 10mL的甲醇就可通过损坏光学神经而导致永久失 明,30ml甲醇则会导致死亡。
32
B) 弱氧化剂 ①沙瑞特试剂* :CrO3(C5H5N)2 可使伯醇氧化为醛,仲醇氧化为酮。重键不被氧化。
CH3(CH2)4C CCH2OH
沙瑞特试剂 CH2Cl2, 25 ℃
CH3(CH2)4C CCHO 84%
② MnO2
新制得的二氧化锰可选择性地氧化不饱和的伯醇 成醛,仲醇成酮,双键不被氧化破坏。
RO - Na + + HOH
较强碱 较强酸
Na + OH - + ROH
较弱碱 较弱酸
工业上生产醇钠,不使用昂贵的金属钠,而是利用上述平 衡反应。加苯带走水,使平衡朝着生成醇钠的方向进行。
2014-12-28 17
9.3.2
生成卤代烃(P244)
醇可与多种卤化试剂作用,羟基被卤素取代 生成卤代烃。 1、 与氢卤酸的反应
有机化学第9章醇、酚、醚
RO–H + Na
C2H5ONa + 1/2 H2↑
说明醇的酸性比水弱, pKa(即 – ㏒ Ka)值: 醇 > 水
(∵ –R是给电子基团)
而RO–的碱性比OH–强. 因此醇钠遇水立即水解:
C2H5ONa + H2O
C2H5OH + NaOH
:
2. 酯化反应 (属于亲核取代反应)
醇与酸(无机酸和有机酸)之间脱水生成的产物 称为 酯.
R OR + NaX
醇钠
伯卤代烃
混合醚
5. 氧化和脱氢反应
• 常般用将的 伯氧 醇化直试接剂氧:化K为M羧nO酸4溶(很液难或停K留2C在r醛2O的7酸阶性段溶):液, 一
H
O
O
RCH–OH
RC–H
RC–OH
• 仲醇可被上述氧[O化] 剂氧化为酮[O(]酮不易继续被氧化):
OH
O
• R–CH–R′
只适用于碳数不多、结构简单的醇. (例子见书)
② 系统命名法:
命名原则(见书): 选主链、主链的编号
例: CH3CHCH2CHCH3
•不饱和醇的命名:
CH3 OH
4–甲基–2–戊醇
根据其不饱和键称为 某烯醇或某炔醇.
• 例: CH3CH=CHCH2OH 2–丁烯醇 (羟基位置为1时可省略) 多元醇的命名: CH3CHCH2CHCH3
R–C–R′
叔醇强醇的一氧般化不条被件上, 如[O述]与氧酸化性剂K所M氧nO化4溶(∵液无一α–起H加). 热但,如可果使用叔更
• 氧化断链, 生成小分子氧化产物. (反应式见书, 了解) 采氧用化特 停殊 留氧 在化醛剂的阶Cr段O:3–吡啶的CH2Cl2溶液, 可使伯醇的
第九章 醇酚醚
>
CCl3CH2OH
>
CH3CH2OH
pKa=12.4
Cl Cl C CH2OH Cl
pKa=15.9
3. 电负性大的取代基越多取代醇的酸性越强
>
H Cl C Cl
CH2OH
>
H2C Cl
CH2OH
>
H3 C
CH2OH
4.取代基距离羟基越近,取代醇的酸性越强
H CH2 C CH2OH H3C Cl
CH3CHCH2OH C6H5
2-丁醇
2-苯基-1-丙醇 6-甲基-5-乙基-3-氯-2-庚醇 (β-苯基丙醇)
(d)不饱和醇
选择含羟基及不饱和键的最长碳链作为主链,从离羟 基最近的一端开始编号。根据主链上碳原子的数目称为 “某烯醇”或“某炔醇”
1 2 4 CH3-CH-CH2-CH=CH2 OH 1 3 H3CH2CH2C CHCH2CH2OH HC CH2 4 5
H-O-H
CH3-O-H
CH3-O-CH3
9.1 醇的结构、分类和命名
9.1.1 醇的结构
•官能团:羟基(—OH)(又称醇羟基)。
甲醇的结构:
H
未共用 电子对
sp3杂化 C-O σ键
0.143 nm
CC
H H
O
H
H C O H H H 108.5°
两个—OH连在同一碳原子的醇,不稳定。 • —OH连在双键碳原子上的醇(烯醇),不稳定。
硝酸甲酯
CH2 CH CH2 OH OH + 3HO-NO2 OH
CH2 CH CH2
ONO2 ONO2 + 3H2O ONO2
基础有机化学-第九章 醇和酚
OH CH3
CHCH3
4–甲基–1–环己醇
OH 1 (4′ 甲苯基)
1 乙醇
多元醇的命名: ——写出多个羟基所在位置。
HOCH2CHCH3 OH
1,2-丙二醇
HOCH2CH2CH2OH
1,3-丙二醇
(2) 酚的命名 酚的俗名:
OH
HO
OH
COOH
OH 邻苯二酚 (儿茶酚)
OH
3,4,5-三羟基苯甲酸 (没食子酸)
9.3.1 醇的工业合成 (深红色列出的方法必须掌握)
(1) 由合成气(CO + H2 )合成
CO
+ 2 H2
CuO-ZnO-Cr2O3 2100~400 ℃
CH3OH
5~10 MPa
(2) 由烯烃合成
CH3CH
CH2
+
H2O
H3PO4 300℃,~7MPa
CH3CHCH3
OH
(3) 羰基合成
CH3CH
甲醇的结构:
0.143 nm
H
H
CO H 108.5°H
SP3
H
CC
O
HH
H
苯酚的结构:
碳原子 sp2杂化 存在p,π–共轭
0.142 nm
SP2 O 109° H
图 9.1 甲醇和苯酚的结构示意图
酚羟基氧上的孤电子与苯环存在P-π共 轭,酚羟基上的氢易离解,所以酚的酸性比醇 强。
9.3 醇和酚的制法
CH3(CH2)3CHCH3
OH
(9) 醛、酮、羧酸和羧酸衍生物的还原制备
(十一、十二、十三章里介绍)
CH3O
CHO
H2, Pt CH3OH
有机化学中的醇和酚
有机化学中的醇和酚有机化学是研究碳元素及其化合物的科学,醇和酚作为有机化合物的一类,具有重要的化学特性和广泛的应用。
本文将介绍有机化学中的醇和酚的定义、性质、制备方法以及应用领域。
一、醇的定义和性质醇是由碳链上一个或多个氢原子被氢氧根取代而形成的化合物,通式为R-OH。
醇可分为一元醇、二元醇、三元醇等,根据醇中羟基的数量来命名。
醇具有以下特性:1.1 水溶性:低碳链醇具有良好的水溶性,碳链增加则溶解度降低。
这是由于醇分子中羟基的极性导致的。
1.2 反应活性:醇具有亲核取代反应性质,可与酸酐、烷基卤化物等发生酯化、取代反应等。
此外,醇还可进行氧化、脱水和酸碱中和等反应。
1.3 氧化性:醇易受氧化,一元醇可以氧化为醛和酸,二元醇则可氧化为酮。
二、酚的定义和性质酚是由苯环上的一个或多个氢原子被羟基取代而形成的化合物,通式为Ar-OH。
酚具有以下特性:2.1 溶解性:酚具有较好的溶解性,因为苯环的电子云与羟基的极性相吸引,使得酚在水中可溶。
2.2 酸碱性:酚具有一定的酸性,可形成酚酸,而且在碱性条件下,酚可与碱发生酸碱中和反应。
2.3 反应性:酚可通过亲电取代反应发生取代反应,还可以通过自身的自由基反应发生自由基取代反应。
此外,酚可发生氧化反应,生成醌或醇醛。
三、醇和酚的制备方法3.1 醇的制备方法:3.1.1 烷基卤化物与水反应:烷基卤化物与水反应,生成相应的醇和次级或三级胺。
如氯乙烷和水反应生成乙醇。
3.1.2 卤代烷与水合铝酸钠反应:卤代烷与水合铝酸钠(NaNH2O.Al(OH)3)反应,生成相应的醇和卤化铝。
例如,氯乙烷与水合铝酸钠反应生成乙醇。
3.2 酚的制备方法:3.2.1 炔烃与水合铝酸铜反应:炔烃与水合铝酸铜反应,生成相应的酚和铜。
如乙炔与水反应生成苯酚。
3.2.2 醛和羟胺反应:醛与羟胺反应,生成相应的酚和水。
例如,甲醛与羟胺反应生成甲醇酚。
四、醇和酚的应用领域4.1 醇的应用:4.1.1 工业原料:醇广泛用作工业上的溶剂、合成原料和提取剂等。
有机化学上第九章 醇和酚
OH OH OCH3 邻甲氧基苯酚 o-甲氧基苯酚
OH COOH 邻羟基苯甲酸
萘酚 萘酚
OH 对羟基苯甲醛
(二) 醇和酚的结构
醇分子中氧原子采取不等性sp3杂化,具有四面体结构:
2 O£2s 2p £ 4
Ó Ô º s p sp3
H
O R
由于氧的电负性大于碳,醇分子中的C-O键是极性 键,ROH是极性分子。
H2O/H+
OH R'-C R R" ££ OH R'-CH-R R-CH2-OH
££
´ £££££££ ´ £££££££
R-CH2-CH2-OH
例:
O CH3(CH2)3MgCl + CH3-C-CH3
(1) 干醚 (2) H2O/H+
OH CH3CH2CH2CH2-C-CH3 CH3
(4) 醛、酮、羧酸和羧酸酯的还 原
£ °££
NaBH4/H+
CH3CH£CHCH2OH £
£ °££
¥ Ý ³º õ È Ò ± Na+C2H5OHº Ô £ µ ® Ò ´ º » Ç £ ¸ « ª © º ³ß Ó â ¹ O Na+C2H5OH R£C£OR' £ £ R£CH2OH + R'OH £ £ ¨1 ££ £ O H2£Ni R£C£OR' £ £ R£CH2OH + R'OH £ ££ £ ¨1 ££ £
HO OH HO OH HO OH
苯酚(一元酚)
对苯二酚(二元酚) 均苯三酚(三元酚)
②醇还可按与-OH相连的碳原子的类型分:伯、仲、叔醇
CH3CH2CH2CH2OH ¬ » ® ´ OH CH3CH2CHCH3 Ù » Ö ´ CH3 CH3£C£OH £ CH3 å » Ê ´
有机化学-醇和酚
RCl + POCl3 + HCl
ROH + SOCl2
RCl + SO2 + HCl
9.6.3 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:
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)
CH3 H
HCl
CH3
CH3-C— C-CH3
CH3-C-CH2-CH3
H
OH
Cl
重排反应历程:
Why?
CH3 CH3C-CHCH3 HCl
H OH
CH3
CH3
CH3C-CHCH3 -H2O CH3C-C+HCH3 重排
H +OH2
H Cl-
CH3
CH3C-CHCH3
H Cl
CH3 CH3C-CH2CH3
CH3 CH3 CHCH2OH
甲醇(木精)
烯丙醇
异丁醇
(Methyl alcohol) (Allyl alcohol) (Isopropyl alcohol)
CH2OH
Байду номын сангаас
OH
苯甲醇(苄醇)
(Benzyl alcohol)
环己醇
(b) 系统命名法 • 选择含有羟基的最长碳链作为主链 •从靠近羟基的一端编号
醇钠
RCH2ONa + 1/2H2
(CH3)3COK + 1/2H2
有机化学第9章醇-酚-醚
C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 O HC u - C r O 2 C H 3 C H 2 C H 2 C H O + H 2 O 3 5 0 ℃
OH
R'
❖ 羟基连在同一碳原子上的化合物
RCH2C O R'
OH H
H
R C O -H2O R C O
醛
H
OH H R C O -H2O
R'
RC O 酮 R'
OH H R C O -H2O
OH
R C O 羧酸 OH
9.1.2 醇的结构
醇的氧原子为sp3杂化。其中两个sp3杂化轨道分别含有一个电子,与碳 原子的sp3杂化轨道和氢原子的1s轨道重叠。另外二个sp3杂化轨道分别 含有一对未共用电子对,交叉构象为优势构象。
CH3CH2CH2OH 丙醇
(CH3)2CHOH 异丙醇
(CH3)3COH 叔丁醇
OH
OH
C
环已醇
三苯甲醇
系统命名法
即选择含有羟基的最长碳链作为主链,把支链看作取代基,从离 羟基最近的一端开始编号,按照主链所含的碳原子数目称为“某 醇”,羟基在1位的醇,可省去羟基的位次。
例如:
2-丁烯醇(巴豆醇) 3-苯基-2-丙烯醇(肉桂醇) 3 ,4-二甲基-2-戊醇
R O H + S O C l 2 R C l + S O 2 + H C l
反应实际上是先形成氯代亚硫酸酯,再与Cl-进行亲核取 代反应
RCH2OH+SOCl2 -HCl
O CH2O S Cl
《有机化学》第九章醇、酚、醚的结构与性质
第九章醇、酚、醚的结构与性质前言(1) 醇的结构与性质醇分子可以看成是水分子中氢原子被烃基取代的产物或烃分子中氢原子被羟基(﹣OH)取代的产物。
和水分子一样,醇分子中氧原子也是sp3杂化的,sp3杂化的氧原子分别与烃基和氢形成2个σ键,还有两对孤电子对,在两个sp3杂化轨道上,因此醇分子不是直线型,而是角型的,所以醇分子是极性分子。
由于醇中含有羟基,分子间可以形成氢键,因此低级醇的熔点和沸点比分子量相近的碳氢化合物的熔点和沸点高得多。
随着分子量的增加,羟基在醇分子中比例减小,羟基对醇的影响减小,从而使高级醇的物理性质与烷烃近似。
低分子量的醇可以与水形成氢键而互溶。
羟基是醇的官能团,醇的化学性质也是由羟基引起的,主要是羟基的活性;羟基被取代的反应;羟基的氧化反应以及β﹣H的活性等。
(2) 酚的结构与性质酚羟基与芳羟基直接相连,羟基氧原子是sp2杂化的,还有一对孤电子在未杂化的p轨道上,p电子云正好能与苯环的大π键电子云发生侧面重叠,形成p-π共轭效应,其结果p电子云向苯环转移,而羟基氧氢之间的电子云向氧原子转移,使氢容易以离子形式离去,具有部分双键的性质,难以被取代,当氧原子电子云向苯环转移,使苯环电子云密度升高,因此苯环上发生亲电取代反应速度加快。
(3) 醚的结构与性质醚可以看作是水的两个氢原子被烃基取代所得的化合物。
氧原子也是 sp 3 杂化的,因此醚不是直线型结构,而是角形结构,醚是极性分子。
与醇相比,醚分子间不能形成氢键,沸点比同组分醇的沸点低得多,如乙醚沸点是34.6℃ ,而丁醇的沸点为117.8℃ 。
但是醚比分子量相近的烷烃分子的沸点高。
醚分子中的氧可与水形成氢键,所以醚在水中有一定溶解度,乙醚在水中溶解度为 8g/100ml ,对于环状醚,由于成环缘故,氧原子外突,形成氢键的能力较强,因此四氢呋喃, 1,4 ﹣二氧六环与水能混溶。
醚是一类相当不活泼的化合物(环醚除外),醚链对于碱,氧化物,还原剂都是十分稳定。
大学有机化学重点知识总结第九章 醇和酚1
2. 不同有机物酸性强弱
化合物 pKa
HC CH (CH3)3COH CH3CH2OH HOH CH3OH CF3CH2OH
RONa + H2O
酸 性 增 强
25 19 16 15.74 15.54 12.43
ROH + NaOH
3. 可用于销毁残余的金属钠
Na与醇的反应比与水的反应缓慢的多,反应 所生成的热量不足以使氢气自燃。
CH3
H OH2、 与卤化磷的反应
1. 醇与PX3、PX5 反应生成 RX:
PCl3 :反应比较复杂; PCl5 : 产率低
可用I2+P代替PI3 2. 反应特点: • 用于伯醇、仲醇 • 无重排产物
七、 与亚硫酰氯的反应
O ROH + Cl-S-Cl 二氯亚砜 b.p. 780C RCl + SO2 + HCl
95℃
CH2OH (74%)
OH Na2CO3 H 2O
Br + NBS 引发剂 CCl4
四、 由 Grignard 试剂制备
1. 格氏试剂与环氧乙烷作用
CH3
-
MgBr + CH2
+
CH3 CH2
① 纯醚 ② H3O
+
CH2CH2OH
O
-
环氧乙烷
邻甲基苯乙醇(66%)
制备增加2个碳的伯醇的好方法
(丙三醇)
2. 酚:分子中所含羟基的数目
OH OH HO OH OH OH
一元酚 苯酚
二元酚 对苯二酚
三元酚 间苯三酚
二、醇和酚的构造异构
1.醇:碳架异构和羟基位次异构
C4H9OH
CH3CH2CH2CH2OH CH3CHCH2OH CH3
Chapter 09 醇和酚
C H3 C H3 C C H3 OH
+
ClCH3 CH3C-CH2CH3 Cl
『思考题』 当HBr水溶液和3-丁烯-2-醇反应时,不仅生成3-溴-1-丁烯, 还生成1-溴-2-丁烯,试解释之。
OH HBr Br + Br
2)与 PX3 、SOCl2 反应
3 (CH3)2CHCH2OH RCH2OH + Br Br- + RCH2 PBr3 PBr2 SN2 3(CH3)2CHCH2Br + H3PO3 RCH2OPBr2 + HBr RCH2Br + -OPBr2
ROH + HCl RCl + H2O
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;
反应按SN1历程,有碳正离子重排。
CH3 CH3C-CHCH3 HCl H OH CH3 + CH3C-CHCH3 -H 2O CH3C-CHCH3 重排 H +OH2 H ClCH3 CH3C-CHCH3 H Cl CH3 CH3 CH3C-CH2CH3
【练习】
ClH2C H H CH2CHCH3 OH HO CH3 H H3C C CH2 OHOH
(E)-6-氯-4-己烯-2-醇
3-甲基-2-环戊烯-1-醇
1,2-丙二醇
酚的命名首要的是根据“优先次序”确定主官能团,只 有在芳环上羟基是最优先官能团的前提下才能命名为“酚” 。
课件有机化学第9章 醇酚醚
第九章醇酚醚
Alcohols,Phenols
and Ethers
2
醇的分类、结构、命名和物理性质醇的制备和来源醇的化学性质
酚的结构、命名、来源和物理性质(自学)CONTENT
1234酚的化学性质醚
56
1) 普通命名
中文:将相应烷烃名称中的烷→醇
CH3CH2CH2CH2OH(CH3)2CHCH2OH(CH3)3C OH 正丁醇异丁醇叔丁醇
8
9.2 醇的制备和来源
•由烯烃制备——水合,硼氢化-氧化•由羰基化合物制备——Grignard 反应,与炔化物反应,还原
•由卤代烃水解
强酸
9.4 酚的结构、命名、来源
和物理性质(自学)
•分类:根据分子中羟基的数目分为一元酚,二元酚和多元酚
•命名:一般以苯酚为母体命名
•物理性质:具有特殊气味,能形成分子间氢键,沸点较高,水中有一定溶解度。
有机化学第9章 醇、酚和醚
OCH3 + H2 O
硫酸和乙醇作用,也可以得到硫酸氢乙酯和硫酸二乙酯。硫酸二 甲酯和硫酸二乙酯是烷基化试剂,可以用在有机物分子中导入甲基和乙 基的试剂,但是它们的蒸气有剧毒,使用时要特别注意。
( 2) 多元醇与一元酸的反应
CH2OH CHOH + 3 HONO2 ( HNO3 ) CH OH
2
CH2ONO2 CHONO2 CH2ONO2
H H H
烃基的供电子作用使氧 氢键极性下降。 氢原子既不供电子,也不吸电 子,氧氢键极性不变。 孤对电子占据的 P 轨道与苯环间存 在 P-π共轭体系,氧上电子云向苯 环转移,使氧氢键极性增强。
取代酚的酸性:(pKa值)
OH OH OH
吸电子基 酸性增加 斥电子基 酸性下降
OH
OH
OC H 3
C H3
分子间脱水 (伯醇 亲核取代 SN2机理):
总结:醇的分子内脱水和分子间脱水是两种互相竞争的反应。 高温有利于发生分子内脱水生成烯烃,较低温度则有利于分子间脱 水生成醚。 伯醇能进行分子内脱水和分子间脱水;仲醇和叔醇在酸催化作 用下主要是进行分子内脱水,产物是烯烃 。
5) 多元醇的特性 (1) 与氢氧化铜的反应(邻二醇结构)
(CH3)2CHCH2CH2OH + HONO
(CH3)2CHCH2CH2ONO + H2O 亚硝酸异戊酯
亚硝酸异戊酯用作血管舒张药,可缓解心绞痛,但副作用大。
O CH3OH + HOSO3H ( H2SO4 )
O CH3OH + CH3O S O OH CH3O
CH3O
S O
OH
O S O
+ H2 O
OH
有机化学第9章(醇、酚、醚)重、难点提示和辅导
有机化学第9章(醇、酚、醚)重、难点提示和辅导一.命名1.醇普通命名是在醇分子中烃基的名称后面加上“醇”字即可。
系统命名是选择含有羟基的最长碳链为主链,从靠近羟基的一端开始编号,根据主链碳原子数叫做“某醇”,再把取代基的位次和名称及羟基的位次放在醇的名称前面。
2.酚酚的命名是在芳环(苯、萘等)名称后面加上“酚”字,若芳环上有取代基,将取代基的位次和名称写再前面。
3.醚简单醚根据烃基命名单醚:称(二)某烃(基)醚,如甲醚、二苯醚。
混合醚:按照“次序规则”,较小基团放在前面,如甲乙醚;有芳基时,将芳基放在前面,如苯甲醚。
结构复杂的醚当作烃的烷氧基衍生物命名,即复杂的烃基为母体,简单的烃基与氧组成的烷氧基作为取代基。
如:叫3-甲氧基戊烷。
二.化学性质三.鉴别1.醇(1)用金属钠,有气泡产生,(鉴别六个碳原子以下的醇)。
注意排除水、酸、末端炔烃剂低级醛、酮中活泼氢的干扰。
(2)用卢卡斯试剂鉴别伯、仲、叔醇。
在伯、仲、叔醇的试管仲分别加入卢卡斯试剂,很快变浑浊的是伯醇,放置后变浑浊的是仲醇,加热才变浑浊的是叔醇,(此法适于鉴别六个碳原子以下的醇)。
2.酚(1)三氯化铁显色,鉴别酚类化合物。
(2)加溴水,生成白色沉淀,鉴别苯酚。
四.制备方法:(本章没有讲到,根据前面讲过的内容可以总结)1.醇(1)烯烃在酸催化下与水加成,不对称烯烃与水加成符合马氏规则。
(教材39页)(2)卤代烃的碱性水解(教材101页)(3)环氧乙烷与格氏试剂反应,可制备增加两个碳原子的伯醇(教材129页)(4)醛酮与格氏试剂加成后再酸性水解(教材142页)(5)醛酮还原(教材148页)2.醚卤代烃的醇解(教材101页)五.重要的名词、规则卢卡斯试剂:浓盐酸和无水氯化锌的混合液。
查依采夫规则(见8章辅导)六.练习题教材133页:习题二、134页:习题四、五、七、八。
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CH3CHCH2 +CO+H2
钴 催 化 剂 130~175℃
CH3CHCH2 CHO+CH3CHCH2 H
20~30M Pa
H
CHO
H2,Ni或 Cu CH3CHCH2CH2OH + CH3CHCH2H
130~160℃ 3~5M Pa
H
CH2OH
13
9.3.2 酚的工业合成异丙苯法、芳卤衍生源自水解、碱熔法2-乙基环己醇
H
CH(CH3)2
(3S)(4Z)2-甲基-4-异丙基-4-己烯-3-醇
7
芳醇的命名, 芳基作为取代基
CH2CH2OH 2-苯乙醇
CHCH3 OH 1-苯乙醇
酚的命名
CH3
OH
OH
OH CH(CH3)2
CH3 5-甲基-2-萘酚
5-甲基-2-异丙基苯酚
CH=CH2 4-乙烯基苯酚
多官能团按官能团次序确定母体
N H 2 60%
(1)异丙苯法
+C H 3C HC H 2
H 3PO 4, 250℃ 2.41M Pa,94%
CH(CH3)2
O 2,N a2CO 3,H 2O ,pH8.5~10.5 90~130℃ , 0.5~1M Pa
CH 3
C O O H
CH 3
过氧化异丙苯
0 .1 % ~ 2 % H 2 S O 4 6 0 ~ 6 5 ℃
OH HO
OH
对甲苯酚 邻苯二酚 对苯二酚
均苯三酚
3
B、脂肪醇、脂环醇和芳香醇
C H 3C H C H 3 O H
C H 2C H C H 2 O H
O H
C H 2O H
异 丙 醇 烯 丙 醇
环 己 醇 苯 甲 醇
C、伯醇、仲醇和叔醇
CH3CH2CH2CH2OH CH3CHCH2CH3 OH
正丁醇 (1°醇)
9 4 -9 8 % H 2 S O 4 C H 2C H 2
6 0 -9 0 ℃ , 1 .7 -3 .5 M P a
C H 3 C H 2 O S O 2 O HH H 2 2 S O O 4 C H 3 C H 2 O H
乙二醇、丙三醇的制备 12
(3)羰基合成:
烯烃、一氧化碳和氢气在催化剂作用下,加热、加 压生成醛;醛进一步还原得到醇。
2
9.1 醇和酚的分类、构造异构和命名
9.1.1 醇和酚的分类
A、一元醇(酚)和多元醇(酚)
CH3OH
甲醇 (一元醇)
CH2OH
CH2OH 乙二醇 (二元醇)
CH2OH
CH2OH
CHOH HOH2C C CH2OH
CH2OH
丙三醇 (三元醇)
CH2OH
季戊四醇 (四元醇)
OH
OH
OH
OH
OH
CH3
CH 3
CH 3
叔 丁 醇 异 丁 醇
OH
OH
OH
CH3
邻甲酚
CH3 间甲酚
CH3 对甲酚
5
9.1.3 醇和酚的命名
A、习惯命名法
C H 3 O H C H 3(C H 2)12C H 2O H
O H
C HC H C H 2O H
O C H 3
木 精
肉 豆 蔻 醇
肉 桂 醇
愈 创 木 粉
B、醇的系统命名法
N H 2CH 2CH 2O H 2-氨 基 乙 醇
CH 3CH CO O H O H
2-羟 基 乙 醇
H O
CH O
4-羟 基 苯 甲 醛
8
9.2 醇和酚的结构
H
sp2杂化,p-共轭
:
:
C O
H
H
H sp3
H
H 0.1095nm C
H
109°
O 0.096nm
H
0.143nm
H
O
0.136nm
H
9
醇和酚的结构与性质比较
O原子杂化 共轭
C-O键键长 偶极矩
羟基的酸性pKa
醇 sp3 -----0.143nm 5.7*10-10 15.9
酚 sp2
p-π
0.136nm 5.34*10-10
10.0
10
9.3 醇和酚的制法
9.3.1 醇的工业合成 9.3.2 酚的工业合成 9.3.3 卤代烃或重氮盐的水解 9.3.4 由Grignard试剂制备 9.3.5 由烯烃制备 9.3.6 醛、酮、羧酸和羧酸衍生物的还原
11
9.3.1 醇的工业合成
(1) 由合成气合成
C O +2 H 2 2 C 1 0 u ~ O 2 - 7 Z 0 n ℃ O ,-C 5 ~ r2 1 O 0 3 M P a C H 3 O H
(2) 由烯烃合成
H 3P O 4
C H 2 C H 2
C H 3C H 2O H
300℃ , 7-8M P a
第九章 醇和酚
醇和酚都含有官能团羟基(-OH) 醇——羟基与饱和碳相连 酚——羟基与芳环直接相连
CH3OH
醇
甲醇 OH
酚
CH3CH2OH 乙醇
CH2OH 苯甲醇(苄醇)
OH
苯酚
α-萘酚
β-萘酚
1
第九章 主要内容
9.1 醇和酚的分类、构造异构和命名 9.2 醇和酚的结构 9.3 醇和酚的制法 9.4 醇和酚的物理性质 9.5 醇和酚的波谱性质 9.6 醇和酚的化学性质——醇和酚的共性 9.7 醇羟基的反应——醇的个性 9.8 酚羟基的反应——酚的个性
仲丁醇 (2°醇)
CH3
H3C C OH
CH3
叔丁醇 (3°醇)
4
9.1.2 醇和酚的构造异构
醇的构造异构:碳架异构和羟基位次异构 酚的构造异构:烃基的异构和烃基与羟基的相对位次
CH 3CH 2CH 2CH 2O H CH 3CH CH 2CH 3 O H
正 丁 醇 仲 丁 醇
CH 3
H 3C C O H CH 3CH CH 2O H
O H+ C H 3 CC H 3
O
14
(2)芳卤衍生物水解
C l
O N a
N O 2 N aO H ,1 4 0 ~ 1 5 0 ℃ 4 5 0 ~ 5 3 0k P a,5 .5h
N O 2 H 2 S O 4
O H N O 2
C l
O N a
O H
C l N aO H , C H 3O H
C l
C l
酸 化
130~150℃ , 0.5~1.4M Pa
C l
C l
C l
C l
C l
C l
15
(3)碱熔法:
芳磺酸盐和氢氧化钠(钾)在高温下,磺酸基被羟基 取代的反应。
SO 3H
N aO H , 60℃ pH =7~8
N H 2
SO 3N a
N aO H
275℃ N H 2
O N a
O H 酸 化
(a)选择含羟基的最长碳链
(b)羟基编号位次最小
(c)据主链为“某醇”
标出取代基位次、数目、名称、羟基位次和数目
6
OH
CH3 CH CHCH3 CH2CH3
CH2OH CH3 C CH2OH
3-甲基2-戊醇
CH2OH
2-甲基-2-羟甲基-1,3-丙二醇
CH2CH3 OH
H CH(CH3)2
H3C OH