有机化学课件醚和环氧化合物
第八章醚和环氧化合物（etherandepoxides）
第一节醚（ether）一、醚的结构、分类与命名二、醚的物理性质三、醚的化学性质四、冠醚五、硫醚混醚对于 Ar—O—R 型芳香醚，芳香烃基名称在前，脂肪烃基名称在后。
苯甲醚多元醚首先写出多元醇的名称，再写出另一部分烃基的数目和名称，最后写 “醚”字。
CH3OCH2CH2O CH3乙二醇二甲醚CH3OCH2CH2O CH2CH3乙二醇甲乙醚较复杂的醚以较大的烷基、不饱和烃基或芳香烃基所对应的烃作为母体，另一烃基与氧组成的烃氧基作为取代基。
HOCH2CH2OCH2CH3 2-甲氧基戊烷2-乙氧基乙醇环醚多用俗名；或按杂环化合物命名的方法命名。
（1）命名或写结构式（2）（3）CH 3CHCHCH 2CH 2CH 3OC 2H 5CH 32-甲基-3-乙氧基己烷CH 3CH 2OCH(CH 3)2O 乙基异丙基醚苯基环丙基醚一些常见醚的物理性质0.994158.3-37.3苯甲醚35CH 2═CHOCH ═CH 2二乙烯基醚0.769141-97.9(CH 3CH 2CH 2CH 2)2O 正丁醚0.72568-86(CH 3)2CHOCH(CH 3)2异丙醚0.73690.5-122(CH 3CH 2CH 2)2O 正丙醚0.71434.6-116CH 3CH 2OCH 2CH 3乙醚0.69710.8CH 3OCH 2CH 3甲乙醚0.661-24.9-138CH 3OCH 3甲醚密度/(g·cm -3)沸点/℃熔点/℃结构式化合物(续表)0.86383-68CH 3OCH 2CH 2OCH 3乙二醇二甲醚1.033101111,4-二氧六环0.88865.4-108四氢呋喃0.88211环氧乙烷 1.07425927二苯醚密度/(g·cm -3)沸点/℃熔点/℃结构式化合物三、醚的化学性质RCH 2 -O-CH 2R●●1、 盐的生成2、醚键的断裂3、过氧化物的生成H +(一) 盐的生成醚分子中氧原子上的孤对电子能接受质子而生成 盐。
第十章醚和环氧化合物
H 2O CH2 CH2 + C2H5OH O HBr
H+
CH2 OH
CH2 +OH 2
+
-H +
HOCH2CH2OH
乙二醇
CH2 CH2 -H+ OH HOC2H5 HOCH2CH2Br
2- 溴乙醇
HOCH2CH2OC2H5
乙二醇单乙醚
例2：
CH2 CH2 + H2O O
OH -
HOCH2CH2OH
乙二醇
OH -
O
HOCH2CH2OCH2CH2OH
二乙二醇 O O O O O O
n
O
OH -
HOCH2CH2O(CH2CH2O)n CH2CH2OH
聚乙二醇
O
例3：
CH2 CH2 + NH3 O O
OH OH -
HOCH2CH2NH2
乙醇胺
O
OH -
HOCH2CH2NHCH2CH2OH
分离与提纯醚
10.4.2 酸催化碳–氧键断裂
醚在HI或HBr的作用下，C–O键断裂， 生成醇与卤代烷等：
H CH3CH2CH2OCH3 + HI CH3CH2CH2O CH3
首先生成 盐
CH3CH2CH2O
–
CH3 I H
CH3I + CH3CH2CH2OH
I 与 盐发生SN2反应
•醚键的断裂——醚和浓酸（常用HI）共热
反应具有SN1 的性质
O H (CH3)2C
CH2OH
反式开环
OCH3
10.4.3 碱催化碳–氧键断裂
醚和环氧化合物
第7章 醚和环氧化合物本章重点介绍醚和环氧化合物的结构和化学性质；醚键断裂的机制；环氧乙烷开环反应的机制；取代环氧化合物在酸和碱催化下的开环取向；以及醚在医药学上的应用。
醚(ether)是含氧的有机物，可以看成是醇或酚分子中羟基的氢原子被烃基取代而成的化合物，醚的化学性质不活泼，是常用的有机溶剂。
环氧化合物（epoxide ）是指含有三元环的醚及其衍生物。
它属于环醚，但性质与一般的醚不同，高度活泼，是合成反应重要的中间体。
学完本章后，你应该能够回答以下问题： 1． 醚的结构如何？它怎样分类和命名？ 2． 醚键断裂有何规律？反应机制是什么？ 3． 环氧化合物特指哪一类环醚？它如何命名？ 4． 环氧乙烷开环反应的机制是什么？5． 取代环氧化合物在酸性和碱性条件下的开环取向是否一样？为什么？ 6． 冠醚是什么样的化合物？有哪些重要用途？7．1 醚的结构、分类和命名温习提示：醇的结构，醇分子间脱水反应。
醚的结构通式为R-O-R 、Ar-O-R 或Ar-O-Ar ，分子中的C-O-C 键称为醚键，是醚的官能团。
甲醚分子中C-O-C 键角为111.7°，氧原子为sp 3不等性杂化，两对孤对电子位于sp 3杂化轨道。
H 3C3图7-1 甲醚的结构按醚键所连接的烃基不同，醚可以是饱和醚、不饱和醚和芳香醚等： 饱和醚： CH 3OCH 3 CH 3CH 2OCH 2CH 3 CH 3OCH 2CH 3 不饱和醚： CH 3CH 2OCH=CH 2 芳醚：两个烃基相同的为单醚，两个烃基不同的为混醚。
如果氧原子与烃基连成环则为环醚。
分子中含有多个氧原子的大环醚，因为结构象皇冠而被称为冠醚。
单醚命名时，如果是两个饱和烃基，在烃基名称后面加上醚字，通常“二”字可省略；CH 33如果是不饱和烃基或芳烃基，“二”字不可省略。
英文名称醚为ether ，例如：CH 3CH 2-O-CH 2CH 3 CH 2=CH-O-CH=CH 2（二）乙醚 二乙烯基醚 二苯醚diethyl ether diethenyl ether diphenyl ether混醚命名时，分别写出两个烃基的名称，加上醚字，如果是两个脂肪烃基，较优基因放在后面；如果有芳烃基，则芳烃基放在前面，英文命名醚中烃基按第一个字母顺序排列。
有机化学 醚和环氧化合物
环氧化合物的普通命名通常称为 “环氧某烷”：
H2C CH2 O
环氧乙烷
H2C
CH CH3
O
1,2-环氧丙烷
系统命名是以“氧杂环丙烷”为母体， 三元环中氧原子的编号为1。
1
O
H3CHC CHCH3
32
2,3-二甲基氧杂环丙烷 (2,3-dimethyl oxirane)
1
O
H2C醚
CH3 CH3 O CH 2CHCH3
甲基异丁基醚 （甲异丁醚）
O CH3 苯甲醚
O CH CH3 CH3
苯基异丙基醚 （苯异丙醚）
芳醚命名时把芳香烃基写在前面
② 系统命名法：将醚看作是烃的烷氧基的衍 生物，小基团烷氧基作为取代基，大基团烃基 作为母体来命名。例如：
H3C CH2CH2CH CH3
1. 醚的结构 O
CH3
112o
CH3
sp3杂化
2. 醚的分类
单 醚 CH3CH2OCH2CH3 醚
混 醚 CH3OCH2CH2CH3
脂肪醚 CH3CH2OCH2CH3
醚
芳香 醚
O CH3
3. 醚的命名 ① 普通命名法
先命名两边的烃基 + “醚”。例如：
CH3CH2OCH2CH3
二乙醚(乙醚)
O
OH
+ CH3I
O
HI 难开裂 由于存在P-共轭，苯基的碳氧键难断裂。
（三）过氧化物的生成
H3C CH2 O CH2CH3 + O2
H3C CH2 O CH CH3 O OH
过氧化乙醚
过氧化物 (peroxide)受热容易分解而 发生爆炸。
过氧化醚的检验：酸性碘化钾-淀粉试纸
有机化学第九章醚
四氢呋喃 tetrahydrofuran
四氢吡喃 tetrahydropyran
二噁烷（1,4-二氧六环） 1,4-dioxane
1,2-环氧丙烷（氧化丙烯） 1,2-epoxypropane
四氢吡喃的 椅式构象
有机化学 （第9版）
一、环氧化合物
（一）结构和命名
系统命名：三元环氧化合物以“氧杂环丙烷”（oxirane）为母体，四元环 氧化合物以“氧杂环丁烷”（oxetane）为母体。
第九章
醚
第一节 醚 第二节 环醚
重点难点
掌握 掌握醚的命名、结构和化学性质；掌握环氧化合物 的命名、结构和化学性质
熟悉 冠醚的结构和命名
了解 冠醚的性质
第一节
醚
有机化学 （第9版）
一、结构和命名
1.醚的结构
甲醚分子的结构
醚键中的氧原子为sp3杂化，其中两个sp3杂化轨道分别与两个烃基碳原子 形成σ键，键角约112°，未成键的两个sp3杂化轨道含两对孤对电子。
有机化学 （第9版）
二、冠醚
含有多个氧原子的大环多醚。通常分子中具有—OCH2CH2—重复单元。立体结构 状似王冠，故称冠醚。冠醚命名时称“m-冠-n”，m代表构成环的碳原子和氧原 子的总数，n代表环中氧原子数。 冠醚的结构特点是随环的大小不同而与不同金属离子形成络合物，从而可以选择
性地识别金属离子。如18-冠-6的空穴直径和K+的直径相近，所以它能与K+离子
（二）开环反应
1. 酸催化开环反应 酸性条件下为具有SN1性质的SN2反应，亲核试剂进攻取代基较多的环碳原 子，这个碳由于取代基的供电效应使正电荷分散而稳定。
更稳定
有机化学 （第9版）
一、环氧化合物
有机化学醚
3oROH不能制得醚，而只能得到烯烃。
二、 Williamson 合成法（混醚）
RONa ArONa
+ +
R'X RX
SN2
ROR' Ar-O-R
+ +
NaX NaX
12
SN2
例：
CH3CH2CH2CH2O—Na + I—CH2CH3 CH3CH2CH2CH2OC2H5 71%
(CH3)2CHO—Na + Cl—CH2-C6H5
(CH3)2CH—O—CH2-C6H5 84%
(CH3)2SO4 ONa +
或
O—CH3
CH3—I
13
由于该反应是SN2反应，为尽量减少E2消除，卤代 烷部分尽可能避免采用仲卤代烷和叔卤代烷。例：
CH3 CH3—C—ONa + BrCH2CH3 SN2 CH3 CH3 CH3—C—O—C2H5 CH3
R R O + BF3
气态 bp:-1010C
R O + RMgX R X
R R O BF3
溶液
R R O Mg O R
R 2 R
如：格氏试剂在金属镁的表面生成，与醚形成络合物 后脱离金属镁的表面进入溶液，使得格氏试剂的制备 得以进行。
16
二、醚键断裂的反应
醚与浓的HCl、HBr、HI作用，醚键可发生断裂。 HX的反应活性：HI > HBr > HCl 醚键断裂的顺序：30烷基＞20烷基＞10烷基＞芳烃基 1、 若两个是10烷基则发生SN2，小烃基生成碘代烷， 大烃基生成醇。若氢碘酸过量则均生成碘代烷。
OCH2CH3
间乙氧基苯酚
4
醚和环氧化合物(3)
整理课件
9
（1）铁羊盐的形成
醚链中氧原子上的孤电子对可作为一种路易斯 碱，接受强酸中的质子形成铁羊 盐而溶于强酸。
C 2 H 5 O 2 H 5 C 浓 H H 2 2 O S4O [C 2 H 5O H C 2 H 5] + H4 -SO
由于氧对孤电子对的吸引较强，因此醚的氧只 能与强酸的质子形成 铁羊盐，用水稀释，铁羊盐
O C 2H 5
HI △
OH + C 2H 5I
二苯基醚的醚键很稳定，通常不易与HX发 生醚键的断裂反应。
整理课件
13
（三） 醚的过氧化物的形成
醚对氧化剂是稳定的，但在空气中久置，会
慢慢发生自动氧化，α碳上的氢可被氧化生
成过氧化物。
CH3CH2OCH2CH3
O2 CH3CH-OCH2CH3 O OH
整理课件
19
第二节 环氧化物
一个氧原子与相邻的两个碳原子相连构成 的三元环醚，不稳定，性质特殊，在有机 化学中特称为环氧化物(epoxides)。
整理课件
20
一 环氧化合物的结构和命名
C
C
O
整理课件
21
普通命名法：根据相应的烯烃称为氧化 某烯。
O
O
O
C2HC2H C2HCH 3 CC H 2HC(3 )2 CH
(ethyl methyl ether)
O
(二)苯(基)醚 (phenyl ether)
O CH2CH3
苯乙醚 (ethyl phenyl ether)
整理课件
6
烃基结构比较复杂的醚，以烃为母体，烃氧基 为取代基来命名。
CH3CH2 CH CH3
CH3 CCH3 OCH3
有机化学课件第七章醚
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第八章 醚和环氧化合物
第一节 醚 (三、醚的化学性质)
(三) 过氧化物的生成
烷基醚在空气中久置，α-碳上 的氢可被氧化, 生成醚的过氧化物。
CH3CH2 O CH2CH3 + O2 CH3CH2 O CHCH3 O O H
乙醚
过氧化乙醚
过氧化醚受热易分解爆炸，蒸馏醚时应避免蒸干 过氧化醚的检验：酸性碘化钾-淀粉试纸 过氧化醚的除去：还原剂硫酸亚铁或亚硫酸钠
C C O
H3C H3C O
OCH3
+
Nu
O OCH3
Nu C C O
OH
H3C H3C
H OCH3 H3C H3C
+ CH3O OCH3
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第八章 醚和环氧化合物
第二节 环氧化合物 (三、开环反应机制)
不对称环氧化物开环, 当用酸催化时, 亲核试剂有 利于进攻连有较多取代基的环碳原子；用碱催化时， 亲核试剂主要进攻连有较少取代基的环碳原子。
11
第八章 醚和环氧化合物
第一节 醚 (一、结构和命名)
苯甲醚
甲醚 (methyl ether) Methyl phenyl ether 在醚的分子中, 与氧原子相连的两个烃基相同 时为单醚；两个烃基不同时为混醚；两个烃基中有 一个或两个是芳香烃基的为芳香醚。氧原子和碳原 子结合成的环状化合物，通常称为环醚。
CH3CH2MgBr 25℃
H2C CH2 OH OH H2C CH2 OH NH2
乙二醇 2-氨基乙醇
H2C CH2 2-甲氧基乙醇 OH OCH3
-
O
CH2－CH2
CH3CH2CH2CH2O 烃氧负离子中间体
H2O
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12
反应机理 ？
先生成氧盐，然后随烷基类型的不同，发生SN1或SN2 反应：一级烷基发生SN2反应，三级烷基发生SN1反应。 例如：
H 3 C O C H 3 +H +
CH3
O
CH3
I-
SN 2
H
C H 3I +C H 3O H
03.01.2021
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C (H 3 C )3 O C H 3+H +
H
O
到碳先的 对原重烯
H
Δ
位子排丙 。上到基 CH2CH=CH2 ， 醚
当在
邻加
O CH2CH=CH2
OH
位热 被条
H 3C
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CH3
Δ
H 3C
CH3
占件
据下
H
03.01.2021
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CH2CH=CH2
后， ，烯 才丙
17
问题：烯丙基重排后，与苯环 相连的是α-碳或是γ-碳？
重排原理：
αβ γ
O
（CH3)2C—O—CH3
OOH
醚-位上的H
注意：烯丙位、苯甲位、3oH、醚-位上 的H均易在C-H之间发生自动氧化。
03.01.2021
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3.2 反应机理:
多数自动氧化是通过自由基机理进行的
引发：
R• + O2
ROO•
ROO• + (CH3)2CHOCH3
ROOH + (CH3)2C•OCH3
S N 1
(C H 3 )3 C ++ C H 3 O H
(C H 3 )3 C O C H 3
H
I+
(CH3)3C OCH3 + HI(1mol)
(CH3)3CI
(CH3)3CI + CH3OH
+ I- + (CH3)3C– OHCH3
SN1 I- + (CH3)3C+ + CH3OH
氧与二个1oC相连，发生SN2，
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8
2. 醚的波谱特征
(1) IR:
(2) 1HNMR
1275-1020cm-1
R
O
R
C
C
H2
H2
03.01.2021
1.11
O
1.11
3.41
3.41
3
2
1
PPM
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0
9
第三节 醚的反应
1. 碱性
H+ RCH O R
H
3. 氧化反应
03.01.2021
2. 醚键断裂
RCH2
O C H 2C H =C H 2
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5
四 醚的命名
R
1. 普通命名法:
O
写出两个烃基的名称，再加上“醚”字，
即：“烃基烃基醚”例, 如： C2H5OCH3 甲乙醚
R
（1）如果两个烃基不同，烃基按照先简单后复杂的顺序书写；
如果有一个烃基是芳基，例如： 命名时把芳基写在烷基前面
C6H5OCH
3
苯甲醚
O
环戊基苯基醚
（2）如果两个烃基相同 例如：CH3OCH3：二甲基醚（甲醚），C2H5OC2H5二乙基醚（乙醚）
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7
第二节 醚的物理性质和光谱特征
1.物理性质
氧原子在整个分 子中相当于一个 亚甲基：沸点与O
烷烃相似
H 3C CH2
醚分子中有氧原子，但无 给体奉献氢原子，醚分子
间不能形成氢键。
O
CH2 H 3C
氧原子上有孤对电子， 作为受体能与水分子 形成氢键：醚在水中
溶解度较大.
03.01.2021
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OR H
4. Claisen 重排反应
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1. 醚的碱性
C2H5OC2H5 + HCl
C2H5OC2H5Cl-
R O R + B F 3
H R 2 O B F 3
R O R + A lC l3
R 2 O A lC l3
R O R +R M gX
R 2OM g R
R 2O
X
醚与酸反应形成氧盐的能力取决于孤电子云密度的大小， 顺序如下： 烷基醚 ＞烷芳混合醚 ＞芳基醚
4. 制备？
03.01.2021
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3
第一节 醚的定义、分类、 结构特征和命名
一 醚的定义 H
R
醚？
O
O
H
R
二 醚的分类 (I)
醚的分类(II)
(取代基是否相同)
(取代基类型)
简单醚：ROR
混合醚：ROR’ 环醚
二烷基醚 二芳基醚 烷芳混合醚
乙烯醚 烯丙醚
03.01.2021
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4
三 醚的结构特征
03.01.2021
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2. 醚键的断裂反应
醚与强酸反应生成氧盐，但生成的氧盐并不稳定， 在加热条件下，易发生醚键的断裂反应，例如：
ROR ＋ HＩ
R O H I- ∆ RＩ＋ ROH
R
即在酸过量的条件下：
过量HI RＩ＋H2O
∆
ROR＋2HＩ
2RＩ＋H2O
03.01.2021
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C H 2C H =C H C H 3
O
Δ
OH
H
γ
α
C H C H =C H 2
CH3
03.01.2021
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γ
α
CHCH=CH2
CH3
18
α βγ O CH2CH=CHCH3
H3C
1. 烷基醚分子中氧原子是sp3杂化， 整个分子成交叉构象。
CH3
141.0pm
O 111.7o
H H
H H
HH
H H
O
H H
H
O 105o
H
2. 芳基醚分子中氧原子采用sp2，氧原子中的一对 孤电子与苯环中的π电子存在p-π共轭。
136pm
CH3
H
O 108.9o
CH3
O
CH3
121o
03.01.2021
第九章 醚和环氧化合物
03.01.2021
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1
本章提纲
一. 醚的定义、分类、结构特征和命名 二. 醚的物理性质和光谱特征 三. 醚的反应 四. 醚的制备 五. 环氧化合物 六. 冠醚
七. 硫醚
03.01.2021
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2
1. 定义、类 型和命名？
醚
3. 反应？
2. 物理性质和 光谱特征？
烃基名称用“二…基”来表示， “二”字和“基”字可以
省略 03.01.2021
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6
2. 系统命名法 当烃基命名复杂时，醚可当作烃氧基衍生物来命名
OCH3
CH3O
CH3
2-甲氧基戊烷 C H 3O C H 2C H =C H 2 3-甲氧基-1-丙烯
（甲基烯丙醚）
对甲氧基甲苯
O 环戊氧基苯
03.01.2021
氧与2oC、 3oC相连，发生SN1。
03.01.2021
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碘负离子与碳正离子结合的
速率快，碘负离子与CH3OH 发生SN2速率相对较慢。 14
3.自动氧化
3.1 定义：
化学物质和空气中的氧在常温下温和地进行氧化， 而不发生燃烧和爆炸，这种反应称自动氧化
（CH3)2CH—O—CH3
O2 自动氧化
链增长：
(CH3)2C• OCH3 + O2
(CH3)2COCH3 OO •
(CH3)2COCH3 + (CH3)2CHOCH3 OO •
(CH3)2COCH3 + (CH3)2C• OCH3 OOH
03.01.2021
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4. Claisen 重排反应（苯基烯丙醚）
重邻基苯 排位优酚
O CH 2C H =C H 2