有机。第十章醚和环氧化合物

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第十章_醚和环氧化合物

第十章_醚和环氧化合物
1. 醇的分子间脱水:
H2SO4 170 C
2 CH 2=CH 2 + 2H2O
2CH3CH2OH
H2SO4 140 C
CH3CH2-O-CH2CH3 + H2O
反应特点: 分子间脱水的温度低于分子内脱水; 反应特点:1) 分子间脱水的温度低于分子内脱水; 2) 此法伯醇收率高(SN2机理)。 机理)。 此法伯醇收率高( 机理
环醚一般称为环氧某烃,或氧杂环某烷 环醚一般称为环氧某烃,或氧杂环某烷:
CH2 CH2 CH3 CH CH2 O O
环氧乙烷 1,2-环氧丙烷
CH2 CH CH2 O Cl
3-氯-1,2-环氧丙烷
和环氧化合物的结构 二. 醚和环氧化合物的结构
醚的结构
R-O-R(R’);Ar-O-R或Ar-O-Ar(Ar’) - - ; - - 或 - - ( )
3
CH3OH Protecting group C H
C BrCH2CH2CH2O C H
3
C H
BrCH2CH2CH2OH + CH3 C M g D O
2
2
H 2 S O
4
C H C H
3
3
E t h e r
C C H
3
C H
DCH2CH2CH2O
3
H2 S O
4
C H
3
C H
DCH2CH2CH2OH + CH3-C
冷浓H2SO4
乙醚溶解,呈一相 戊烷不溶解,分层
盐用冰水稀释,则又分解而析出醚。
2、醚中碳氧键的断裂 、
CH3CH2CH2OCH3 HI H CH3CH2CH2OCH3
I

第十章 醚和环氧化合物(修改)

第十章 醚和环氧化合物(修改)

O
O
4.命名
普通命名法: 甲醚 ; 甲乙醚; 乙醚; 烯丙基乙炔基醚.
O
O
O
O
系统命名法
1-甲氧基丁烷; 乙氧基乙烯 1,4-环氧丁烷
O
O
O
二.一般制法
(1)一般用于制备对称醚 产率10>20>30 (30易脱水成烯) (2)可用于制备伯烷基叔烷基醚
OH
+
OH
con.H2SO4 O
叔烷基醚还可以这样制备:
1.乙醚 乙醚通常用于从水中萃取有机物的原因: ① 乙醚微溶于水; ② 乙醚能溶解大多数有机物; ③ 沸点低.
环氧乙烷及其它1,2-环氧化物
制备 ① 烯烃氧化
C C
+
RCO3H Ag
C C O
(过过过过过)
CH2 CH2
+
O2
250℃
CH2 O
CH2
(催过过过)
② β-卤代醇与碱作用
C C X OH
+
CH3 C O C CH3
H
+
CH3 CH3 C CH3
H O
+
CH3 C CH3 CH3
(CH3)3COH CH3 CH3 C CH2
CH3 _ H+
CH3 CH3 C O CH3 CH3
H
+
CH3 CH3 C CH3
H O
+
CH3 CH3 CH3 C+
+
CH3OH CH3 CH3 C CH2
CH3 _ H+
OH
+
H2SO4 O
2. Williamson醚合成法 醚合成法 特点:a.可制混合醚; b.不能用20RX、30RX。

醚和环氧化合物

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。

第10章 醚和环氧习题参考答案

第10章 醚和环氧习题参考答案

第十章 醚和环氧化合物习题(P287)参考答案1、完成下列反应式:(1) CH 3I + NaOCH 2CH 2CH 3CH 3OCH 2CH 2CH 3(2)CH 3CH 2CH 2Cl + CH 3CH CH 2CH 3ONaCH 3CH 2CH 2O CH CH 2CH 3CH 3(3) CH 3C CH 3CH 3Cl + NaOCH 2CH 2CH3CH 2C CH 3CH 3(4)CH 3CH 2CHCH 2BrOH OCH 3CH 2(5)BrONH 3+BrCH 3OHCH 2NH 2 (6)OCH 2CH=CHCH 3OHCH CH 3CH CH 2(7)CH 3C=CH CH 3 + H 2OOC 2H 5CH 3C OCH 2CH 3+CH 3CH 2OH ∆2、下列各醚与氢碘酸反应,生成什么产物?(1) CH 3I+CH3CH 2CH 2CH 2OHHI ( 1 mol)CH 3OCH 2CH 2CH 2CH 3(2) CH 3CHCH 2CH 2CH 3OCH 3CH 3I + CH 3CHCH 2CH 2CH 3I(3)CH 3O CH CH CH 2CH 3CH3CH CH CH 2CH 3CH 3I+CH 3I3、1,2-环氧丙烷分别与下列试剂反应,各生成什么产物?序号试剂反应产物(1) CH3OH,H+CH3CH CH2OHOCH3(2) CH3OH,CH3ONaCH3CH CH2OCH3OH(3) HBr HOCH2CHCH3Br(4) ①C2H5MgBr;②H+,H2O CH3CHCH2CH2CH3 OH(5) ①CH CNa;②H+,H2O CH3CHCH2COHCH4、乙二醇及其甲醚的沸点随相对分子质量的增加而降低,请解释之。

化合物(1) HOCH2CH2OH(2) HOCH2CH2OCH3(3) CH3OCH2CH2OCH3沸点/℃197 125 84解释两个羟基形成分子间氢键一个羟基形成分子间氢键无羟基,不能形成分子间氢键分子间氢键作用减弱,分子间力减弱,沸点降低5、在3,5-二氧杂环己醇OOOH的稳定椅式构象中,羟基处在a键的位置。

第十章 醚及环氧化合物.

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

有机化学第十章醚和环氧化合物

有机化学第十章醚和环氧化合物
* OCH2CH=CH2 200oC OH * CH2CH=CH 2
若邻位已被占领,烯丙基经两次连续重排迁移到对位。
* OCH2CH=CH2 CH3 OH CH3 CH3
CH3
* CH2CH=CH 2
CH3
OCH2CH=CHCH3 CH3
α β γ
OH CH3 CH3 CH2CH=CHCH3
重排机理:经历环状过渡态
第十章
醚和环氧化合物
本章提纲
第一节 醚的命名 第二节 醚的物理性质
第三节 醚的制备
第四节 醚的化学性质
第五节 冠醚
第六节 环氧化合物的反应
什么是醚?
H O H O R(Ar) H O R'(Ar) R(Ar)

醇、酚
醚 混醚: R、R’ 不同
单醚或对称醚:R、R’ 相同;
芳香醚:R中有1个或2个为Ar; 环醚:具有环状结构
催化,负离子进攻正性较大的碳。
1. 环氧化合物在酸性条件下的开环反应
H H O CH 3 CH 2CH 3
H+
H H O+ H
CH3 CH2CH3
H H
18
O H
+
CH3 CH2CH3
H2O18
H
H
18 +
OH2
-H+
OH CH 3 CH 2CH 3
H
H
OH
反式开环
OH
CH 3 CH 2CH 3
O
K+
O O
+ K
O
O
K
O
18-crown-6
18-冠-6与K+的配合物 平面型结构
第六节 环氧化合物

第十章 醚和环氧化合物

第十章 醚和环氧化合物

醚也可以和lewis酸形成络合物:
BF3 R O R' + AlCl3 Mg
lewis 碱
R O R' R O R' R O R'
BF3 AlCl3 Mg R" X
R" X
lewis 酸
10.6.2 酸催化碳氧键断裂
醚与HBr、HI作用,可使醚链断裂:
CH3OCH2CH3 + HI
CH3I + CH3CH2OH (定量进行)
第十章
醚和环氧化合物
水分子中的两个H被烃基R取代形成的化合物叫做醚。
醚键(C-O-C)
C2H5OC2H5
CH3OC2H5 CH2 CH2 O
O CH3
单醚
混醚
环醚
芳醚
10.1
醚和环氧化合物的命名
① 习惯命名法:(常用,适用于简单醚)
¥ ´ Ñ º µ ¿ Ã £ CH3CH2OCH2CH3 (¶ )Ò Ã þ Ò Ñ
(CF3COO)2Hg (CH3)3COH
OC(CH3)3 HgOOCCF3
NaBH4 OH -
OC(CH3)3
(CH3)3C CH=CH2
(1) Hg(OAc)2,CH3OH (2) NaBH4,OH -
(CH3)3C CH CH3 OCH3
P368习题10.2
10.4
① ②
醚的物理性质
相对密度、沸点较低,因为醚分子间不能形成氢键。 水中溶解度与同碳数醇差不多,因醚分子与水分子可形成分子间 氢键:
10.6.4 环氧乙烷与Grignard试剂的反应
环氧乙烷与格氏试剂反应,得到多两个碳的伯醇:


O

有机化学-第十章 醚与环氧化合物-文档资料

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Oxonium salt
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

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”

大学有机化学醚和环氧化合物PPT课件

大学有机化学醚和环氧化合物PPT课件
大学有机化学醚和环氧化 合物ppt课件
• 有机化学醚的介绍 • 环氧化合物的介绍 • 醚和环氧化合物的比较 • 有机化学醚和环氧化合物的实际应用 • 有机化学醚和环氧化合物的未来发展
01
有机化学醚的介绍
醚的定义和结构
醚的定义
醚是一类由醇或酚与卤素或硫酸反 应生成的化合物,其结构通式为RO-R',其中R和R'为烃基。
醚和环氧化合物的应用比较
醚的应用
醚在工业上主要用于溶剂、麻醉剂、农药等。
环氧化合物的应用
环氧化合物主要用于合成树脂、聚合物、涂料等高分子材料。
应用比较
醚和环氧化合物的应用领域不同,醚主要用于化学试剂、农药等; 而环氧化合物主要用于高分子材料合成。
04
有机化学醚和环氧化合物的实际应用
醚在医药领域的应用
THANKS
感谢观看
一些醚类化合物具有杀虫、杀 菌或除草活性,可以直接用作 农药,如杀螨醚、苯氧威等。
醚类化合物还可以作为农药的 增效剂,与其他农药混合使用, 以提高防治效果并减少农药的 使用量。
环氧化合物在材料科学领域的应用
环氧化合物可以通过聚合反应制备高 分子材料,如环氧树脂、环氧橡胶等, 这些材料具有优异的力学性能、电绝 缘性能和耐腐蚀性能。
醚和环氧化合物的性质比较
醚的性质
醚是较为稳定的化合物,对酸、 碱都有较好的稳定性。醚的沸点 较低,容易挥发。
环氧化合物的性质
环氧化合物对酸、碱都敏感,容 易发生开环反应。环氧化合物的 沸点较高,不易挥发。
性质比较
醚和环氧化合物的性质差异较大, 醚较为稳定,沸点低;而环氧化 合物对酸、碱敏感,沸点较高。
详细描述
环氧化合物具有多种化学性质,包括亲核性、亲电性、开环反应等。在一定条件下,环氧化合物可以 与多种试剂发生反应,如醇、酚、胺等。其中,开环反应是环氧化合物最重要的反应类型之一,可以 通过与氢离子、金属离子等反应打开环氧环。

《醚和环氧》课件

《醚和环氧》课件

威廉姆逊合成法
醇盐与卤代烃在碱的作用下发 生取代反应,生成醚。
酚烷基化
酚与卤代烃在酸性条件下发生 烷基化反应,生成醚。
烯烃与卤代烃反应
烯烃与卤代烃在酸性条件下发 生取代反应,生成醚。
醚的反应类型
醚的裂解
醚在酸性条件下发生裂 解,生成醇或烷烃。
醚的氧化
醚在氧化剂的作用下发 生氧化,生成过氧化物

醚的烷基化
环氧的还原
环氧可以通过还原剂如氢气、金属催化剂等还原成醇或烃,其还原产物取决于还原剂和反应条件。
醚和环氧的加成反应比较
醚的加成
醚在加成反应中通常作为溶剂或反应介质,其本身不参与加成反应。
环氧的加成
环氧可以与水、醇、氨等发生加成反应,生成相应的加成产物。
06
醚和环氧的实际应用
醚在工业生产中的应用
醚和环氧在其他领域的应用
醚在化学反应中的应用
醚类化合物可以作为反应溶剂和反应物参与 各种化学反应,如烷基化、酰基化、酯化等 。醚类化合物在有机合成中具有重要的地位 ,为化学工业提供丰富的化合物原料。
环氧在建筑领域的应用
环氧树脂在建筑领域中主要用于地坪涂装、 混凝土加固和粘接材料等方面。其优良的耐 久性和装饰性能使环氧树脂成为现代建筑中 不可或缺的材料之一。
THANKS
感谢观看
醚在酸性条件下发生烷 基化反应,生成新的醚

醚的水解
醚在碱性条件下发生水 解,生成醇。
醚在有机合成中的应用
01
02
03
作为溶剂
醚类化合物常用作有机合 成中的溶剂,如乙醚、四 氢呋喃等。
作为反应介质
醚类化合物可以作为有机 合成中的反应介质,如醇 与卤代烃的取代反应、酚 烷基化等。

有机化学(高鸿宾第四版)第十章醚和环氧化合物

有机化学(高鸿宾第四版)第十章醚和环氧化合物
AgI 沉淀
根据生成碘化银的量,计算出甲氧基含量。此反 应用于天然的复杂有机化合物分子中甲氧基的测定。
当混醚中的一个烃基是芳基时,由于p、π-共轭效应的影响, 芳环与氧原子相连的键比较牢固,与氢碘酸反应时,发生烷氧 键(R-O)断裂,生成碘代烷和酚。
O C H 25H + I S N 2
O H C + H C 3 H 2 I
C H 3 O C H 3
甲醚
O
二苯醚
H 2 C H C O C H C H 2
二乙烯基醚
(2) 混醚:“烃基”+“烃基”+ “醚”,较
优基团
置后,但芳基置前:
C H 3O C 2H 5
O C H 3
甲乙醚
苯甲醚
methyl ethyl ether (茴香醚)
(3)对于结构复杂的醚: 较大的烃基作为母体,烃氧基作为取代基 。
① 乙 醚
M g B r+H 2 C O C HC H 3② H 3 O +
C H 2 C HC H 3 O H
(60%)
例:
C H 2 = C H 2 C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 O H
CH3CH2-MgCl +
O
-Mg(OH)Cl H2O
C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 O M g C l
但可以和水分子形成氢键, 小分子醚有一定水溶性。
易燃易爆 使用小分子醚时,应避免明火。
乙醚,它遇到火星就有发生燃烧爆炸的危险。其蒸气能 从远处将明火引来起火。
醚长期放置受热或碰撞可发生爆炸。
三、醚的化学性质
{稳定,不和除酸之外的试剂反应。
在空气中会慢慢氧化成过氧化物。

10-醚和环氧化合物

10-醚和环氧化合物

O C H 3 + N aC I
C I + C H 3O N a
不反应
制备含苯基的醚时须采用酚钠,否则反应很难发生 (2) 合成环醚
OH (C H 2 ) n CH2 X OH H 2O O (C H 2 ) n X CH2 X (C H 2 ) n + 1 O
k3 > k5 > k6 > k4 > k7 > k8 (kn 为速率常数,n 为生成环醚环的节点数)
D 2O
D C H 2C H 2C H 2O
C CH3

D C H 2C H 2C H 2O H + C H 3
C
CH2
四、醚的物理性质
醚分子极性小,分子间作用力小,沸点低。但醚可与水形成氢键,故醚 微溶于水。
五、醚的波谱性质
IR: C-O 伸缩振动吸收峰在 1200-1050 cm-1
1H
NMR:
CH 3 X + (CH 3 ) 3 CONa
CH3 H 3C C X C H 3 + C H 3O N a
(CH 3 ) 3 C O
CH3 H 3C C
CH 3
C H 2 + N aX + C H 3 O H
制备有叔烃基的混醚时,应采用叔醇钠与伯卤烷作用,否则得不到醚
O N a + C H 3C I
CH
O
质子化学位移在 3.4 - 4.0 ppm
六、醚和环醚的化学性质
1. 佯盐的生成
R O R + HCl R + O H 佯盐
R + Cl
生成的佯盐可溶于浓强酸中,用冷水稀释则重新析出醚层。利用这一性 质可分离提纯醚

理工类专业有机化学教案10醚和环氧化合物

理工类专业有机化学教案10醚和环氧化合物

第十章醚和环氧化合物授课对象:应用化学、化工分析、化学工程、制药工程、药学学时安排:2-4h教材:普通高等教育“十五”国家级规划教材《有机化学》第四版高鸿宾主编2005年5月一、教学目的与要求1、掌握醚和环氧化合物的命名、结构;2、掌握醚和环氧化合物的化学性质:质子化成盐、环氧乙烷与Grignard试剂的反应、Claisen重排、过氧化物的生成;3、熟悉醚的波谱性质;4、熟悉环氧化合物的结构和命名,三元环氧化物的开环(酸催化和碱催化)加成反应;5、熟悉醚和环氧化合物的制备方法(Williamson制醚的方法);6、了解环氧化物的开环机理;冠醚的结构与应用。

二、教学重点1、醚的中、英文命名法;2、醚的化学性质:质子化成盐、环氧乙烷与Grignard试剂的反应、Claisen 重排、过氧化物的生成;3、三元环氧化物的开环(酸催化和碱催化)加成反应;4、醚的结构和命名;5、醚与HX作用;6、三元环氧化物的开环(酸催化和碱催化)加成反应。

三、教学难点1、Claisen重排的机理;2、环氧化物的开环反应机理。

四、教学方法讲授法。

酸催化和碱催化下三元环氧化物的开环加成反应是本章的难点,又是重点,通过多做练习题加以巩固。

五、教具电脑、幻灯投影仪、powerpoint课件、红外线指示笔。

六、教学步骤及时间分配1、引导学生回顾醚和环氧化合物的通式、来源或制备方法;2、已经学过了的醚有哪些主要的性质?4、从生活中的实例引入醚类化合物的重要性,引入本章内容。

一、醚的结构、分类和命名1、醚的结构和分类给出脂肪醚和芳香醚的通式,认识醚键。

以甲醚为例,分析键角和中心氧原子的杂化状态。

两大类:直链醚(单醚和混醚、脂肪醚和芳香醚)、环醚分别举例说明(由powerpoint课件给出结构式)2、命名(1)单醚以烃基的名称命名,如(二)甲(基)醚、二乙烯基醚、(二)苯(基)醚。

由上面分类的例子,让学生来命名。

(2)混醚两个烃基的表达按先小后大的次序,如:甲乙醚、甲(基)烯丙(基)醚。

第十章 醚及环氧化合物

第十章 醚及环氧化合物

-CH3COOH
(CH3)3CCHCH2HgOOCCH3 OC2H5
NaBH4 OH-
(CH3)3CCHCH3 + Hg + -OOCCH3 OC2H5
反应遵循马氏规则:氢加在含氢较多的碳上,烷氧 基加在含氢较少的碳上。 优点:反应快,操作方便,产率高,一般不发生重排和消除。 如果用叔醇和烯烃制备相应的醚,由于空间位阻, 用Hg(OOCCF3)2来代替Hg(OOCCH3)2,效果较好。
α O H3C
α β γ H C 3 CH3 β O γ CH3 H3C O CH3 γ β α
OH H3C CH3 H3C H
O CH3 β α γ
α
β γ
在有机合成上可用于制备邻位带有某些烃基的酚类化合物。
脂肪乙烯基烯丙醚的重排:
1O 2 HC CH2 3 CH2 1 CH 2 CH2 3 O1 HC 2 CH2 3 1 CH2 2 CH CH2 3
-Cl-
O
二、 醇分子间失水---制备简单醚
CH3CH2OH
H+
CH3CH2OH + CH3CH2—OH2
+
+
-H2O
SN2
-H+
CH3CH2OCH2CH3 H
CH3CH2OCH2CH
3
醇在浓H2SO4作用下可以制得对称的醚。 1oROH制醚产率好。
三、 烯烃的烷氧汞化-脱汞法
(CH3)3CCH=CH2 + Hg(OOCCH3)2 + C2H5OH
(CH3)3C
+ O CH3 + H
(CH3)3C
O CH3 H
SN1
(CH3)3C+ + CH3OH I(CH3)3CI

有机化学第十章醚和环氧化合物

有机化学第十章醚和环氧化合物
Organic Chemistry 有机化学
第十章 醚和环氧化合物
1
第十章 醚和环氧化合物
醚和环氧化合物 —— 水分子中的两个氢原子都被烃基取代的化合物称为醚。
脂环烃的环上碳原子被一个或多个氧原子取代后所形成的化合物,称 为环醚;其中三元环醚称为环氧化合物 。
醚和环氧化合物的分类、命名、制法和物理性质 醚键的断裂 环氧化合物的开环
(1,4–二氧六环)
7
10.2 醚和环氧化合物的结构
10.2.1 醚的结构
10.2.2 环氧化合物的结构
O: sp3 杂化
O
R
R'
sp3杂化
8
10.3 醚和环氧化合物的制法
10.3.1 醚和环氧化合物的工业合成
9
10.3.2 Williamson合成法
(1) 醇钠与RX的SN2反应合成醚 剧毒 无毒
互变 异构
六员环过渡态
I
邻位产物
第二次 重排
互变 异构
I
六员环过渡态
对位产物
29
10.5.6 过氧化物的生成
醚的过氧化物受热易爆炸!
机理:
链引发

链增长


30
10.6 冠醚 相转移催化反应
10.6.1 冠醚
18-冠-6 冠醚的合成:
15-冠-5
二环己烷并-18-冠-6
31
10.6.1 冠醚
冠醚形状及性质:
2
10.1 醚和环氧化合物的命名
醚 (Ether)
单醚:
混醚:
环醚:


乙醚
(diethyl ether)
甲基叔丁醚 (tert-butyl methyl ether)
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ROSO2OH + H2O ROR + H2SO4
应用化学系
运城学院 合成— 混合醚(或对醚) 二、Williamson合成—制混合醚(或对醚) 合成 Williamson Ether Synthesis
RX + NaOR’ CH3 CH3CH2 O C CH3 CH3 ROR’ + NaX CH3 CH3CH2Br + CH3 C ONa CH3 CH3CH2ONa + CH3 3 CBr 易消除 C2H5OCH2C6H5 + HCl
CH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3
3-甲氧基己烷
ß,ß’ - 二甲氧基乙醚 (一缩二乙二醇) 应用化学系
运城学院 3.对于环氧化合物( 3.对于环氧化合物(epoxide) 对于环氧化合物 )
CH2 CH2
CH2 Cl CH O CH2
O 环氧乙烷
3-氯-1,2-环氧丙烷
O
O
THF(环氧丁烷)
O
1,4二氧六环(二噁烷) 应用化学系
运城学院
§10.2 醚的制法
一、醇脱水—制简单对称醚: 醇脱水—制简单对称醚: 对称醚
ROH ROH
浓H2SO4
R O R + H2O
产量 1o > 2o >3o
(3o 醇易生成 烯烃 烯烃)
〈 65 C 140 C
o o
R OH + H2SO4 工业制乙醚: ROSO2OH + ROH
O H
2.椅式构象 椅式) 2. 构相(椅式) 构相(
应用化学系
运城学院 3.制备: .制备: a. 由二元醇脱水制备: 由二元醇脱水制备:
H -H
HO OH
H3PO4
O H O O
O
HOCH2CHOH
应用化学系
运城学院 b. 烯烃与过氧酸加成:(顺式亲电加成) 烯烃与过氧酸加成: 顺式亲电加成)
应用化学系
运城学院
§10.4 醚的物理性质和化学性质
10.4.1 物性 分子间不能形成氢键,沸点较低。 分子间不能形成氢键,沸点较低。 氧原子上有未共用电子对, 氧原子上有未共用电子对,可以作为氢键受 体与水分子形成氢键,因此甲醚溶于水, 体与水分子形成氢键,因此甲醚溶于水,乙 醚在100克水中的溶解度为 克(25℃), 克水中的溶解度为10克 醚在 克水中的溶解度为 ℃ 高级醚不溶于水 ,但THF、乙二醇二甲醚 、 溶于水。 (CH3OCH2CH2OCH3)溶于水。 化学惰性,常用作溶剂,医用麻醉剂。 化学惰性,常用作溶剂,医用麻醉剂。
CH3 碱性 : CH3
O C
OCH3 H
CH2 + CH3O CH3 CH3
OCH3
OCH3 O C CH2OCH3
H
位阻小 CH3
2
CH3 CH3
C OH
CH2OCH3
应用化学系
运城学院 §9.6 其它重要的醚 10.6.1 常见的醚 一、乙醚(ether): 乙醚( ) 环氧乙烷( 二、环氧乙烷(epoxyethane): ) 无色有毒的气体,沸点:11℃ 溶于水、 无色有毒的气体,沸点:11℃,溶于水、醇、醚。 其蒸气与空气混合达到一定的比例时,会爆炸。 其蒸气与空气混合达到一定的比例时,会爆炸 制备: 制备:
CH3 C H H C CH3 C H C H CH3 CH3
过氧间氯苯甲酸,00, 10h
H3 C O CH3 H H H3 C O H + H3C H H CH3
二噁烷60%
过氧间氯苯甲酸,00,
10h
H O CH3
二噁烷60%
应用化学系
运城学院 二、环氧化合物(epoxide): 环氧化合物( ): 环氧乙烷(epoxyethane): 环氧乙烷 : 1. 结构: 结构:
C H
2
a. 酸催化: 酸催化: b. 碱催化: 碱催化:
C H
2
C H
2
H
+
C H
2
C H +o H
N u
2
N u
-
C H
2
C H
2
o
O H
N u
C H
2
o
C H
2
+ N u
O
C H
2
C H
2
H
+
C H
2
C H
2
-
O C H
2 5
2
O H
H
+
O H C H
2 5
C H
2
+
O
C2 H5 O N a
-
H O H
H
H
结构特征:环的张力很大! 张力能: 结构特征:环的张力很大! 张力能:114.1kg.mol-1 应用化学系
运城学院 2. 与亲核试剂作用开环: 与亲核试剂作用开环:
H 2O
H+或OHC2H5OH H+或OHHCl
CH2 OH CH2 OH CH2 OH
CH2 OH CH2 OC2H5 CH2 Cl CH2 NH2 CH2 C6H5 CH2 OCOCH3
应用化学系
: C2H5 O C2H5
(二)乙醚 二
O
二苯醚
运城学院 2.对于结构复杂的醚,把烃基作母体,—OR看作 对于结构复杂的醚,把烃基作母体, 对于结构复杂的醚 看作 取代基。 取代基。
H OCH2CH3
CH3OCH2CH2OH
乙氧基环己烷
CH3CH2CH2CH OCH3 CH2CH3
2-甲氧基乙醇
应用化学系
CH3
运城学院 的生成: 三、过氧化物(peroxidate)的生成: 过氧化物 的生成
C2H5 O C2H5
O2
C2H5 O CH CH3 O O H 氢过氧化乙醚 氢过氧化乙醚
防止:加阻聚剂(对苯二醌等) 防止:加阻聚剂(对苯二醌等) 检验: 检验:加还原剂 (FeSO4)
过氧化物 + Fe
ROR + HCl ROR + Cl H

ROR + H
应用化学系
运城学院 2.与缺电子体系形成络合物: 与缺电子体系形成络合物: 与缺电子体系形成络合物
ROR + BF3 R O R F B F F
R’ O Mg X O R
2 ROR + R’ Mg X
R R
R
应用化学系
运城学院 二、醚键的断裂:R—O—R 醚键的断裂: 最有效的试剂为氢卤酸, (最有效的试剂为氢卤酸,HI 或 HBr)
应用化学系
运城学院 10.4.2 化学性质 醚对碱、氧化剂、还原剂都很稳定, 醚对碱、氧化剂、还原剂都很稳定,常温下与 Na不反应 因此可用Na干燥乙醚。 不反应, Na干燥乙醚 Na不反应,因此可用Na干燥乙醚。 一、孤对电子的反应 1.佯盐的生成 佯盐的生成——溶于强浓酸中 佯盐的生成 溶于强浓酸中
NaOH 0 160~180 C
CH2
CH
O
C2H5
应用化学系
运城学院
§10.3 醚的结构
醚的结构: 醚的结构: 醚分子中氧原子采用SP 杂化,键角为110° 醚分子中氧原子采用 3 杂化,键角为 °。 R 可以是烃基,也可以是芳基。 可以是烃基,也可以是芳基。
R O 110 R
SP3 SP3
o
H O H
应用化学系
运城学院 10.6.3 硫醇、硫酚和硫醚 硫醇、
R―O―R’ 醚 ― ―
CH3CH2SCH2 CH3 CH2
R—S—R’硫醚 硫醚
CHCH2 S CH2CH3
乙硫醚
乙基烯丙基醚
一、物性: 物性: 硫醚的沸点大于醚,且不溶于水。 硫醚的沸点大于醚,且不溶于水。 不溶于水。 不溶于水。
应用化学系
+
C H
C H
2
O C2 H
O C2 H
应用化学系
运城学院 c. 不对称环氧乙烷的开环方向: 不对称环氧乙烷的开环方向 方向:
CH3 酸性: CH3 C O CH2
H
CH3 C CH3
H O
CH2
CH3 C CH3
OH CH2
CH3
CH3OH
CH3
C
CH2OH
H
CH3 2C
O C CH2
....
CH2OH
应用化学系
运城学院 §10.1 醚的分类、异构和命名 醚的分类、 一、醚的分类: 醚的分类:
单醚: 单醚: 单醚 C2H5 O C2H5
(二)乙醚
混合醚: 甲基叔丁基醚 混合醚: 混合醚 CH3 O C CH3 3 (小的烃基在前,
O
二苯醚 diphenyl ether
CH2 CH2
O O
C2H5 C2H5
OC2H5
苯乙醚 ethoxybenzene
乙二醇二乙醚 ethylene glycol diethyl ether
应用化学系
运城学院 二、醚的命名: 醚的命名 1.对于结构简单的醚 1.对于结构简单的醚 a. 单醚:(二)某基醚 单醚 b. 混醚:某基某基醚 混醚: 脂肪醚: 脂肪醚:较劣取代基在前 芳香醚: 芳香醚:芳基靠前
CH3 BrCH2CH2CH2OH + CH3 C CH2 CH3 BrMgCH2CH2CH2O C CH3 CH3
H2SO4 D2O H2SO4
CH3 BrCH2CH2CH2O C CH3 CH3 CH3 DCH2CH2CH2O C CH3 CH3 CH2
Mg
DCH2CH2CH2OH + CH3 C
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