第九章 醇、酚、醚
第九章 醇酚醚

酚与羧酸直接酯化困难
二、芳环上的反应
1. 卤代 芳卤的生成往往需在FeX3的催化下完成,但 苯酚的卤代不需催化即可立即与溴水作用,生 成 2,4,6 – 三溴苯酚.
OH + Br2
H2O
OH Br Br Br + (白 色) 3 HBr
该反应可用于酚的定性鉴定
9-3
9-3-1 醚的分类和命名
R
O H
Z n C l2 H C l
R C l + H
2
O
3o 醇 、烯丙醇、苄醇 2o 醇 1o 醇
室温下反应液立即混浊、分层 2 ~ 5 min.反应液混浊、分层 加热后反应液混浊、分层
§9-1-5
重要的醇
乙二醇制备:环氧乙烷水合法
9-2
酚
酚系指羟基(―OH)与苯环直接相连的化合物。
9-2-1 分类、命名和结构 酚的分类 — 按照酚类分子中所含羟基的 数目多少,分为一元酚和多 元酚。
。 3 RO H
SN2, 一般不重排 SN1, 有重排
C H3 H3C C C H3 H
+
C H3 C H2O H + HBr H3C C C H3 C H3 H3C C C H2+ H3C C H3 C
+
C H3 C H2Br + H3C C Br Br C H2C H3 C H2C H3
C H3
饱和醇
醇的异构与命名 醇的构造异构包括碳链异构和官能团异构。
碳链异构
CH3(CH2)2CH2OH正丁醇C来自3—CH—CH2OHCH3
异丁醇(2-甲基-1-丙醇)
• 官能团位置异构
CH3CH2CH2OH
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pka 19 25 36 84
从醇来看,α-碳所连烃基增加,由于烷基的
给电子,使α-碳原子电子云密度增加,RO-H键
极性减弱,固羟基上氢难于被取代,所以与金属钠
反应活性随之降低。各级醇与金属钠反应活性顺序:
甲醇 > 一级醇 > 二级醇 > 三级醇
由于叔醇的不活泼性,叔丁醇钾的制备通常采用如
下方法:
丙三醇(甘油)
2,3-二甲基-2,3-戊二醇
顺-1,2-环已二醇
第二节: 醇的物理性质
1、物态 直链饱和一元醇中,C4以下为有酒味的流动液体;
C5~C11的醇具有不愉快的气味,为油状液体;C12 以上为无嗅、无味的蜡状固体。 2、沸点
饱和一元醇的沸点与烷烃一样,随分子量的上升 而沸点有规律上升,每一个系列差(-CH2-)沸 点将增加18~20℃;相同碳数的醇含支链越多,沸 点越低。但低级醇的沸点比和它分子量相近的烷烃 要高得多,其原因是由于醇在液态下与水一样,分 子间可通过氢键缔合:
ph ph C OH
ph
三苯甲醇
triphenyl methanol
2、IUPAC命名法 (1)选含羟基在多的长链为主链,按碳原子数称某醇。 (2)从离羟基最近的一端开始给主链编号。 (3)在写出全名时,把羟基所在的碳原子号数写在某 醇之前,并在某醇与数字之间画一短线(半字符), 支链的位置和名称写在某醇的前面,并分别用短 线隔开。
CH3 C CH CH3 CH3OH
3,3-二甲基-2-丁醇 Bp: 121~123
CH3 CH3 C=C
CH3 CH3
二甲基-2-丁烯 Bp: 73
H+ -H2O
CH3
+
CH3 C CH CH3 CH3
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
高等教育有机化学 第九章

RCOOH
2CH3CH2OH + Cr2O7
橙红
+ Cr3+ 绿色 K2Cr2O7 CH3COOH
仲醇氧化生成酮
RCH 2OH OH
[O]
RCHO K2 Cr2 O7 - 稀H2 SO4
[O]
ROOH =O (85%)
——叔醇无α﹣氢原子,在碱性条件下不易被 氧化,在酸性(例:硝酸)条件下脱水生成烯 烃,然后氧化断链生成小分子化合物(无实用 价值)
CH3OH>RCH2OH>R2CHOH>R3COH
RCH2O-溶剂化作用大、稳定,因此RCH2OH中的
质子易于离解,酸性大;R3CO-溶剂化作用小, 不如RCH2O-稳定,因此R3COH中质子不易离解
醇金属
醇与金属钠反应发生氢氧键的断裂,放出氢
气,生成醇钠
ROH + M → ROM + H2↑ M = K、Na、Mg、Al
命名
酚的物理性质
纯净的苯酚是没有颜色的晶体,具有特殊气
味,熔点是 43℃。常温时,苯酚在水里溶解 度不大,当温度高于70℃时,能跟水以任意 比互溶。 苯酚易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯酚有 毒,它的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性
一元酚的反应
1.弱酸性:
苯酚羟基上氢原子可有少量电离 而呈现弱酸性,其pKa=9.98。 a. 若苯环邻、对位有强吸电子基降低氧原 子电子云密度,酸性增强。 如:邻硝基酚pKa=7.23;2,4—二硝基苯的 pKa为4.0;2,4,6—三硝基苯酚pKa为 0.71,已属于有机强酸了。
CH3CH2OH + Na → CH3CH2ONa + H2↑ (CH3)3COH + K → (CH3)3COK + H2↑ CH3CH(OH)CH3 + Al → ((CH3)2CHO)3Al + H2↑
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
醇、酚、醚

170℃
OH
2
2
CH3
CH
2
H+
140℃
CH3
CH
2
O
CH
2
CH3
当酸过量,且反应温度升高时,有利于发生分子内脱水生 成烯烃,低温有利于分子间脱水生成醚。 若反应物含有二种类型的-H,当发生分子内脱水时服从查 依采夫规则。
H CH
2
OH CH
H CH
2
CH3
△
3HC
HC
HC
3HC
H+
4、氧化反应
H 3C O CH
2
CH3
H 2C
CH
O
CH
2
CH3
甲基乙基醚
O CH3
乙基乙烯基醚
CH3 H 3C O HC CH3
苯基甲基醚(苯甲醚)
甲基异丙基醚
结构复杂的混合醚,可将小的烃基与O原子在一起称
为”烷氧基“,以烃为母体。例:
C H 3 OCH H 3C CH CH
3
C H 3 OCH H 3C CH CH
OH C H 3 CH CH
2
CH C C
2
CH3
H
CH3
5-甲基-4-庚烯-2-醇
若烯烃有顺反异构,但没有写出其立体结构,则不必标 出其构型。例:
CH3 CH3 CH CH CH OH CH CH3 CH CH
2
CH3
3,7-二甲基-5-辛烯-4-醇
对于多元醇,编号时应使羟基的位次和较小,命名时,分别 标出羟基的位次。
H R C H H C H O H
从醇的结构可以看出:OH为极性键,因此H-O键可断裂
第9章醇酚醚的最新用途讲解

第九章醇、酚、醚本章知识要点1. 理解醇、酚和醚的结构;2. 理解醇、酚和醚的物理性质和光谱性质;3. 掌握醇、酚和醚的命名、化学性质及合成方法;4. 了解醇、酚和醚的来源及用途;5. 掌握β-消除。
【背景问题】(1) 酚和醇的结构中都含有羟基(-OH),他们的性质是否一致?(2) 生命体代谢过程中会产生琥珀酸,羟基酸,酮酸,氨基酸等有机酸及取代羧酸。
这些化合物的羧基在生命体中起的作用是什么?苯酚也称为“石碳酸”,它真的有酸性吗?如果有的话,跟碳酸、羧酸相比,哪个酸性更强?醚是由一个氧原子连接两个烃基而成。
常用于有机溶剂与医用麻醉剂。
醚类化合物的应用常见于有机化学和生物化学,它们还可作为糖类和木质素的连接片段。
(1) 醚分子中也有氧,同组分的醇和醚相比较,哪个沸点更高?(2) 从结构上看,醚的化学性质是否稳定?醇、酚、醚可以看作是水分子中的氢原子被烃基取代的衍生物。
水分子中的一个氢原子被脂肪烃基取代的是醇(R-OH),被芳香烃基取代的叫酚(Ar-OH),如果两个氢原子都被烃基取代的衍生物就是醚(R-O-Rˊ,Ar-O-R或Ar-O-Arˊ)。
9.1醇9.1.1 醇的结构、分类和命名1.结构醇(alcohol)中-OH叫羟基,是醇的官能团。
在醇分子中,碳原子和氧原子均处于sp3杂化状态,氧原子中两对未共用电子对分别占据一个sp3杂化轨道,剩下的两个未占满的sp3杂化轨道分别与C及H结合,形成碳氧σ键和氢氧σ键,由于氧原子的两个sp3杂化轨道上有未共用电子对,两对未共用电子对之间产生斥力,使得C-O-H 键角约为109°(见图9-1)。
醇分子中氧原子的电负性比碳原子强,所以氧原子上的电子云密度较高,使分子具有较强的极性。
CH°sp 3原子为sp 3杂化O 由于在杂化轨道上有未共用电子对,∠两对之间产生斥力,使得C-O-H 小于109.5sp 3图9-1 醇的结构2.分类1)根据醇分子中所含羟基的数目分为:一元醇、二元醇和多元醇。
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
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HIO4
4、醇与氢卤酸反应 ——酸催化下亲核取代反应,羟基被卤原 子取代
醇与氢卤酸失水,得卤化烃
R OH + HX
反应活性
R
X + H2O
氢卤酸
醇
HI>HBr>HCl
烯丙式醇>叔醇>仲醇>伯醇>甲醇
47% HI
CH3CH2CH2CH2I
CH3CH2CH2CH2OH
48% HBr CH CH CH CH Br 3 2 2 2 H2SO4 Conc. HCl CH CH CH CH Cl 3 2 2 2 ZnCl2
碳正离子的重排Rearrangement
H OH CH3 C C CH3 CH3 H HCl H Cl Cl H CH3 C C CH3 + CH3 C C CH3 CH3 H CH3 H (重排产物) CH3 CH3 CH3 C CH2Br + CH3 C CH2CH3 CH3 Br (重排产物)
HO HO A OH OH
Cl Cl B
Cl Cl
第二节 酚
酚:OH直接与芳环相连,简写为Ar-OH
OH CH2OH OH OH 苯酚 OH 苯甲醇(苄醇) 邻苯二酚 OH
-萘酚
-萘酚
一、酚的结构及命名 1.命名
一般以苯酚为母体命名。
OH OCH3 Cl Cl 2-甲氧基苯酚 OH Cl Cl OH O2N NO2
仍为强酸
CH3OSO2 OH + HOSO2 OCH3 减压蒸馏 CH3OSO2OCH4 + H2SO4 or (CH3)2SO4 硫酸二甲酯
CH2 + HOSO2OH
应用
n-C12H25OH + H2SO4 NaOH or Na2CO3 44-55 C n-C12H25OSO3H
n-C12H25OSO3Na 十二烷基磺酸钠
RCOR + H2 酮 Cu or Ag CH3CH2OH + O2 CH3CHO + H2O 550 C
3)邻二醇与高碘酸(HIO4)的作用
O C C OH OH HIO4 + O AgNO3 + HIO3
AgIO3 + HNO3
O OH HIO 4 RCOOH + R'COR'' R C C R' R''
1) 分子内脱水
RCHCH2 H OH CH3CH2OH 98%H2SO4 170 C CH2 CH2 + H2O H+ RCH CH2 + H2O
区位选择性:遵从札依切夫规则,从含氢较少 的碳上脱氢
CH3CH2 CH3CH2CH CHCH3 75%H2SO4 100 C H OH C H (主要) CH3CH2C(CH3)2
-H+
2). 两分子醇间脱水,产物是醚
2 ROH H+ ROR + H2O 醚 H2SO4 140 C C2H5OC2H5 + H2O 乙醚
CH3CH2OH
机理:伯醇按SN2、仲醇按SN1
SN2:
CH3CH2 OH H+ CH3CH2 OH2
CH3CH2OH C2H5OC2H5 + H+ CH3CH2OCH2CH3 H
二、物理性质
大多数酚是结晶性固体,少数酚是高沸点液 体。 具有特殊气味 能形成分子间氢键,沸点较高,在水中有一 定溶解度 具有腐蚀性和杀菌能力
三、酚的化学性质
羟基 上的 反应:酸性、 作亲 核试剂
O H
酸性比醇强,比碳酸弱 亲核性比醇弱
苯环上的 亲电取代
比苯更容易
1.羟基上的反应
RONa + H2
反应速度: CH3OH>C2H5OH>CH3CH2CH2OH >(CH3)2CHOH>(CH3)3COH
RONa + H2O
ROH + NaOH
如何制得无水乙醇、绝对无水乙醇?
2、与酸反应生成酯
能与无机酸(H2SO4、HNO3、H3PO4等) 和 有机酸成酯。
CH3CH2OH + HOSO2OH CH2 CH3CH2OSO2OH + H2O 硫酸氢乙酯
根据烃基结构
一元醇:CH3CH2OH
根据羟基数目
一元醇:CH3CH2OH 二元醇:CH CH 2 2 (乙二醇) OH OH 多元醇: CH2 CH CH OH OH OH (丙三醇)
2、命名
1)普通命名法 将相应烷烃名称前的“烷”改为“醇”
CH3CH2CH2CH2OH 正丁醇 OH
(CH3)2CHCH2OH 异丁醇
CH3CH2CHCH2OH H H 顺-1,3-环戊二醇 HO OH 2-氯甲基-1-丁醇
CH3C(CH3)=CHCH2CH2OH
4-甲基-3-戊烯-1-醇
CH3C
CCHOHCH3
3-戊炔-2-醇
B、羟基作取代基:当其它基团优先 于羟基作化合物类名时。
OH CH3CHCH2CHO HO Cl HO CH2OH COOH 3-羟基丁醛 4-羟甲基苯酚 4-氯-3-羟基环己甲酸
C H3
CH3 C OH CH3
Conc. HCl r.t
C H3
CH3 C Cl CH3
醇的卤代可适用于C6以下叔、仲、
伯醇的鉴别。
(CH3)3COH CH3CH2CH OH CH3 CH3(CH2)3OH ZnCl2 /HCl r.t
放热、立即混浊 几分钟后,浑浊
室温无变化;加热后变浑浊
反应机理
1)SN2 (伯醇与HX): ROH + H+ 快 R H (质子化醇) H X R O H O H
X- +
R
O
H H
RX + H2O
2).SN1(叔醇与HX)
R3COH + H+ R3C + X- 快 R3COH2 R3CX 慢 R3C + H2O
快
某些情况下,会发生碳正离子重排,得到 骨架改变的产物。
1)氧化剂氧化:
RCH2OH R2CHOH R3COH [O] RCHO (醛) 氧化剂 R2CO(酮) RCOOH(羧酸)
无反应。剧烈条件下, 发生键断裂生成低级羧酸 氧化剂:KMnO4、H2CrO4、K2Cr2O7/H2SO4、 Na2Cr2O7/H2SO4、CrO3/H2SO4
伯醇,仲醇用氧化剂氧化,或在 催化剂作用下脱氢,能分别形成 醛,酮。用于区别伯、仲、叔醇
CH3CH2C(CH3)2
H C CH3
OHOH
47%H2SO4 CH CH C(CH ) 3 3 2 + 87 C (主) CH3CH2C CH2 CH3 (次)
反应活性 R3COH>R2CHOH>RCH2OH
叔醇的脱水较常用,有时也用仲醇,伯醇较 少用。
CH3CH2CH2CH2OH Al2O3 CH3CH3CH CH2 + H2O
反应机理:醇在酸催化下的脱水反应是按 单分子消除反应机制(E1)
CH3CH2OH + H2SO4 慢 CH3CH2 OH2 CH2 H CH2 快 快 CH3CH2OH2 + HSO4-
CH3CH2 + H2O CH2 CH2 + H+
因为醇的分子内脱水是按照E1历程(碳正离 子中间体)进行的,所以往往会有重排。
CuSO4)形成结晶状分子化合物,也称结晶醇,如 MgCl2.6C2H5OH、CaCl2.4C2H5OH、 CaCl2.4CH3OH。结晶醇不溶于有机溶剂而溶于水。 利用此来除去少量低级醇。
三、醇的化学性质
亲核取代
H
C
O H
酸性
作亲核试剂
1、与碱金属的反应:活泼氢被活泼金属取代,
醇的酸性比水弱
ROH + Na
用于区别一元醇和多元醇
如果三个或三个以上羟基相邻,则相邻羟
基之间的C-C键都可被氧化断裂,当中的 碳被氧化成甲酸
举例
CH3CHCH2 HO OH CH2CHCH2 HIO4 2 HCHO + CO + H O +HIO 2 2 3 OH OHOH CH2CHCH2 OH OH HIO4 CH3CHO + HCHO + HIO3
3、醇的结构
醇(ROH)可以看成是烃(RH)分子中的H原子被
OH(羟基)取代后的生成物;又可以看成是HOH分子
中的H原子被烃基(R)取代的产物。
C是sp3杂化。醇除了C-C、C-H键外,还有C-O 和O-H键。化学反应是容易断裂的化学键,是C-O和 O-H键,常见的化学反应是与活泼金属作用(O-H, 断裂,酸性)、亲核取代反应(OH被取代)、消除反
选择性氧化:PCC (CrO3 -吡啶盐酸盐 Pyridinium chlorochromate)
CrO3 + HCl + N Pyridine N H CrO3Cl-
PCC
PCC CH2Cl2 82% CHO
CH2OH
双键不被氧化,伯醇氧化只停留在醛的阶段 。
2)催化脱氢
Cu, 325 C RCH2OH R2CHOH Cu, 325 C RCHO + H2 醛
Cl 五氯苯酚
NO2 2,4,6-三硝基苯酚 (苦味酸)
2. 结构2 sp2 sp3 O源自Hsp3 sp3 C O H
电子效应:羟基由于共轭效应呈强的给 电子特性,C-O具有双键的特性
C-O键结合更牢固 极性更小,不易断裂
p-共轭(+C)
O-H键 极性大,易离解
性质:弱酸性,OH致活基团。芳环亲电 反应容易,OH不易被取代