有机化学第九章醇和酚

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《醇和酚》醇酚的化学反应机理

《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

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

有机化学课件-醇和酚
酚具有抗菌和消毒作用,被用 于制造医用药物和防腐剂。
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

CnH2n+1OH

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

有机化学9---醇和酚
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

H
R-O-H

Ar-O-H

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
CH3CH—CHCH3 + HBr CH3 OH (CH3)2CCH2CH3 Br 64%(重排产物)
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

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

有机化学第9章醇、酚、醚

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

第九章 醇酚醚
CF3CH2OH
>
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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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

甲醇 OH

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
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