有机化学 第9章 醇酚醚

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有机化学-第九章

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 醇酚醚

有机化学 醇酚醚

酸性
ROH < H2O
碱性 RONa > NaOH ROH + NaOH CH3OH > 伯醇(乙醇) > 仲醇 > 叔醇 pKa 15.09 15.93 19
原因:烷基具有供电子的诱导效应+ I,烷基越多则氧原 子上的电子密度越高,氢氧键也越牢固,使酸性越小。
2、 与氢卤酸(羟基的取代):加热脱水得卤代烃,实验室制备卤 代烃的方 法。
第九章 醇、酚、醚
Alcohols, Phenols and Ethers
可以看成是水分子中的氢原子被 烃基取代的衍生物:
醇: 酚: 醚: R-OH (Alcohols) Ar—OH(Phenols) R—O—R’,Ar—O—R, Ar—O—Ar’)(Ethers)
§9.1 醇 官能团是羟基(hydroxyl group) -OH
OH C
-羟基醛或-羟基酮也能被高碘酸氧化
C
R CH O CH R' OH
O
-COOH
R C OH O
或 CO 2
+
HIO4
+
H
C R' O
R CH CH CHO + 2 HIO4 OH OH
R C H + H C OH + H C OH O O O
R CH C OH O
CH2OH + 2 HIO4
R C H + CO2 + H C H O O
不相邻的醇 R-CH-CH2-CH-R
不反应
OH
OH
( 3 )频哪醇 ( 四烃基乙二醇 ) 与硫酸作用,生成片呐 酮。称为片呐醇重排:
(4)和磺酰卤作用,可生成磺酸酯

有机化学 key note ch09 第九章 醇 酚 醚

有机化学 key note ch09 第九章 醇 酚 醚

9.2 基本内容
Ⅰ. 醇
1. 结构和性质 醇分子中的氧原子为 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,另外两个 sp3 杂化轨道分别含有一对未共用电子对。 表示为 R—O—H。由于氧原子的吸电子作用,使得醇羟基中的氢有酸性,醇分子间以及醇 与水之间可以形成氢键,导致醇的沸点较高以及低级醇溶于水;同时α-碳也带有部分正电
O
CH3COCH3 [(CH3)2CHO ] Al
OH R' + CH3 R' CH CH3
R R
C O C O
OH R CH R'
KMnO4
3
Cu , O2
R
C
R'
在叔丁基铝或异丙醇铝的存在下,仲醇和丙酮(或甲乙酮、环己酮)反应,醇被氧化, 失去两个氢原子给丙酮, 丙酮则被还原为异丙醇的氧化方法称为 Oppenauer 氧化。 本反应只 在醇和酮之间发生氢原子的转移, 不涉及分子的其他部分, 所以在分子中有碳碳双键或其他 对酸不稳定的基团时,利用此方法较为适宜。 (c)邻位二醇被 HIO4 氧化
Claisen 重排是指烯丙基芳基醚在高温(200 C)可以转变为邻烯丙基酚:
0
OCH2
α
CH β
CH2
γ
200 C
0
14
OH
14
CH2
γ
CH
β
CH2
α
当两个邻位都被占据时,则得到对位产物:
O CH2CH H3C CH3 CH2CH CHCH3 CHCH3 OH H3C CH3
用亚甲基代替乙烯基烯丙基醚分子中的氧原子后的二烯烃也可以发生类似的重排,这一 重排叫做考普重排: Z Z

有机化学 醇酚醚

有机化学    醇酚醚
R O H H O R H R O H O R H R O
2. 溶解度:低级醇易溶于水.(可与水形成分子间氢键)
H H O H R O H H O H R O H H O
3. 低级醇可与MgCl2,CaCl2,CuSO4等形成结晶醇,此 结晶醇溶于水,不溶于有机溶剂.
9.2 醇的化学性质
H的酸性
H C C O H H
五、氧化成醛、酮或羧酸
O C H H
[O]
C
O
条件:有α-H的醇才能氧化 1.化学氧化
(1)用铬酸氧化
伯醇 仲醇
Na2Cr2O7,H2SO4,H2O Na2Cr2O7,H2SO4,H2O
醛 酮

叔醇
不能被氧化
*选择性氧化剂PCC(氯铬酸吡啶盐):伯醇
C6H5N + CrO3 + HCl
CH3(CH2)6CH2OH PCC CH2Cl 2 CH3(CH2)6CHO
1. 与 HX的反应
ROH
+
HX
RX
+
H2 O
思考:为什么要在酸性条件下进行? (1).反应活性:酸的活性 HI > HBr > HCl >> HF
CH3CH2CH2CH2OH
+ HI(47%)
H2SO4
CH3CH2CH2CH2I
CH3CH2CH2CH2Br
+
H 2O
CH3CH2CH2CH2OH + HBr (48%)
B 催化加氢
MeO CHO
H2 Pt
MeO CH2OH
O H2 (CH3)2C=CHCH2CH2CCH3 Pt
OH (CH3)2CHCH2CH2CH2CHCH3

第九章 醇酚醚

第九章 醇酚醚
酚与酸酐或酰氯作用可得
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

有机化学+第九章醇酚醚2007

有机化学+第九章醇酚醚2007

34
第七节 醚的化学性质
(1)钅羊盐的生成
醚遇到强无机酸(如,浓硫酸、浓氢卤酸等)可形成盐
R O R + HX
H R O R +X
浓酸中才稳定,遇到水马上分解,又析出醚。
35
(2)醚键的断裂
使醚键断裂最有效的试剂为浓氢卤酸或Lewis酸,通 常为HI、 HBr、AlCl3等。
CH3CH2OCH 2CH3 + HI
OH + CH3COCl
BF3.Et2O
OH +
OO CH3COCCH3
无水ZnCl2
OH
COCH3 OH
COCH3
33
III 醚 第六节 醚的结构与物理性质
醚可以看作 是水分子中 的两个氢都 被烃基取代 的衍生物
1.醚的结构
O R 110 。R'
R-O-R‘ Ar-O-Ar Ar-O-R
醚中的氧为sp3杂化,醚键的键 角近似等于110°
(一)、酸性开环
H3C
CH CH2 O
H
H3C
H2O (ROH)
HX H3C
CH CH2OH OH (OR)
CH CH2OH X
38
在酸性条件下,大多数是按SN1反应机制进行的 中 间体碳正离子稳定的(取代基较多的)先生成,所以
亲核试剂进攻含取代基较多的碳原子。
H
H3C CH CH2
H3C CH CH2
12
氢卤酸与大多数苄醇、烯丙醇、叔醇及仲醇按 SN1机理进行
ROH + HX
慢 ROH2
快 R +X
快 ROH2 + X
R + H2O RX
13
(二)和氯化亚砜及卤化磷的反应

高等教育有机化学 第九章

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

有机化学 第九章 醇酚醚
第九章
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
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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
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
Hale Waihona Puke OH环己醇 CH CCH2OH 2-丙炔醇(炔丙醇)
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℃
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
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
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。

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。
_ 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

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

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
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
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
(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
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
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。
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(用于合成)
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。


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

(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
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

(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。
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