大学有机化学重点知识总结第九章 醇和酚1

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2018.新-第九章 醇和酚CH-09_2014

2018.新-第九章 醇和酚CH-09_2014

9.4 醇和酚的物理性质和波谱性质 9.5 醇的化学性质
9.5.1 醇的酸碱性, 9.5.2 醚的生成 9.5.3 酯的生成, 9.5.4卤代烃的 生成1) 与氢卤酸反应2) 与卤化磷的反应3) 与亚硫酰氯的反应 9.5.5 脱水反应 (1)分子间脱水 , (2) 分子内脱水 9.5.6 氧化反应1) 一元醇的氧化(2) 一元醇的脱氢(3)α–二醇的氧化
C C
消除反应
H A O C H
H
H O
弱酸性
C
氧化反应
H
酸性
钅羊 盐 碱性 亲核性 氧化 成醚 成酯 卤代
……
消除
9.5.1 醇的酸碱性
(1) 醇的酸性
酸 ArO–H
酸 性 依 次 减 弱

pKa 9.89
共轭碱 ArO– RO– CH≡C– H–
碱 性 依 次 增 强
15.5
15.74
15.9
由于烷基的给电子效应,使得稳定性 RCH2O- > R2CHO- > R3CO- , 所以与Na反应的活性为 伯 > 仲 > 叔;酸性也为伯 > 仲 > 叔。 当α-C上有吸电子基时,Pka减小,酸性增大。如 F3CCH2OH 其PKa =12.2
15.75 一般情况下平衡向左,工业上用除去反应中生成水的方式,使平 衡右移,制备醇钠。(加入苯,生成三元共沸物,平衡右移。) 工业上为了避免使用昂贵的和有危险性的金属钠,常采用氢氧 化钠与甲醇或乙醇等低级醇反应制备醇钠,同时采取措施除去生成 的水,以使平衡向生成醇钠一方转移。
(b) 羰基合成 烯烃 CO + H2 催化剂 醛
还原

乙醇
(c) 由烯烃合成

9-醇和酚.

9-醇和酚.
( 84 % )
CH3 ( 16 % )
反应按E1历程进行,由于反应中间体为碳正离子,有可能先发生重排, 然后再按Saytzeff规则脱去一个β- H 而生成烯烃
反应生成的氯代烃不溶于盐 酸,出现混浊或分层现象, 观察反应中出现混浊或分层 的快慢就可加以鉴别
各种醇在卢卡斯试剂存在下的反应活性顺序如下:
H CH2OH > H2C C CH2OH > 叔醇 > 仲醇 > 伯醇 >甲醇
醇(除大多数伯醇外)与氢卤酸反应时常有重排产物生成。这是因为该反应 是按SN1机理进行的亲核取代反应,碳正离子中间体可能发生重排,形成更 稳定的碳正离子,从而形成重排产物
?
R OH OH
R O +H O + H 一对SP2 杂化,P电子与芳环发生共轭
O2N
OH
OH
OH
H3C
O2N
O2N
? 谁的酸性强,为什么
向酚钠的水溶液中通入二氧化碳,则可游离出酚(碳酸 pKa = 6.38)。利用该反 应可分离、提纯酚
OH+ NaOH
ONa
问题:
CH3OH pKa 15.5
ONa+ CO2+ H2O
四、醇和酚的物理性质
醇: (1) 沸点较高—醇分子间形成氢键而缔合起来
醇的物理性质多与此有关
(2) 溶解度:低级醇与水混溶,高级醇不溶于水 酚:
酚与醇相似,酚也能形成分子间氢键,影响其物理性质
五、醇和酚的波谱性质
醇的红外光谱和核磁共振的特点:
NMR谱中,羟基质子(O—H)由于受氢键、温度、溶剂性质等影响,化 学位移(δ)值出现在 1~5.5 的范围内
3. α-卤代醇与氢卤酸的反应 邻基效应

第九章 醇和酚

第九章  醇和酚

RMgX 与甲醛得增长一个碳链的伯醇
19
9.3 醇和酚的制法 9.3 醇和酚的制法
RMgX 与酮得增长一个碳链的叔醇
RMgX 与其它醛得增长一个碳链的仲醇
20
9.3 醇和酚的制法 9.3 醇和酚的制法
RMgX与甲酸酯得仲醇
RMgX与其它羧酸酯得叔醇
RMgX与环氧乙烷得增长两个碳链的伯醇
21
9.3 醇和酚的制法 9.3 醇和酚的制法
酚则由烃基和烃基与羟基在芳环上相对位次不同引起。
3
3 3
邻甲苯酚
间甲苯酚
对甲苯酚
7
9.1 醇和酚的分类、构造异构和命名 9.1 醇和酚的分类、构造异构和命名
9.1.3 醇和酚的命名
① 普通命名:
叶醇 顺-3-己烯-1醇
香芹醇 肉桂醇 3-苯基-2-丙稀-1-醇 2-甲基-5-异丙基苯酚
8
9.1 醇和酚的分类、构造异构和命名 9.1 醇和酚的分类、构造异构和命名
1-丁醇的核磁共振谱图
30
9.5 醇和酚的波谱性质 9.5 醇和酚的波谱性质
4-乙基苯酚的核磁共振谱图
31 返回 目录
9.6 醇和酚的化学性质 9.6 醇和酚的化学性质
9.6 醇和酚的化学性质—醇和酚的共性
醇和酚具有相同结构和相近的化学性质。但醇和 酚的羟基分别与sp3和sp2杂化碳原子相连,形成各 自的独特性质。 醇和酚分子中氧原子带有未共用电子对,可以看 作为路易斯碱。
9.1 醇和酚的分类与命名
9.1.1 醇和酚的分类
①按含羟基数目不同分为:一元、二元及三元醇和酚;
乙醇
乙二醇
丙三醇(甘油 )
季戊四醇
3
对甲酚
对苯二酚

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

第九章 醇和酚

第九章 醇和酚

Wagner-Meerwerin重排(1,2-重排):正碳离子 邻近的基团带着一对电子迁移过来,产生新的更稳 定的碳正离子。 思考:用反应机理解释以下反应
CH3 CH3 HBr C CH2OH CH3
CH3 CH3 C CH2Br CH3
+ CH3
CH3 C CH2CH3 Br
CH3 C OH CH3
1、硼氢化-氧化
Br
C H3
OH H
KOH/EtOH
H C H3
解:
Br
C H3
B 2H 6
C H3
顺式加成
BH 2 H H C H3
H 2O 2,O H -
OH H
H C H3
2、羟汞化-脱汞
RCH
NaBH4
CH2
Hg(OAc)2
H 2O
RCH OH
CH2 HgOAc
RCHCH3 OH
3、还原
O R C R' 还原 OH R CH R'
(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+ δ− X 快 H (质子化醇) R δ+ H O H R O H + X-
RX + H2O
CH3CH2OH + Mg
(CH3CH2O)2Mg + H2O
I2
(CH3CH2O)2Mg + H2
CH3CH2OH + Mg(OH)2
2、-OH被卤原子取代 (1)与HX的反应 R OH + HX R 反应活性: 氢卤酸 HI > HBr > HCl > HF 醇

有机化学中的醇和酚

有机化学中的醇和酚

有机化学中的醇和酚有机化学是研究碳元素及其化合物的科学,醇和酚作为有机化合物的一类,具有重要的化学特性和广泛的应用。

本文将介绍有机化学中的醇和酚的定义、性质、制备方法以及应用领域。

一、醇的定义和性质醇是由碳链上一个或多个氢原子被氢氧根取代而形成的化合物,通式为R-OH。

醇可分为一元醇、二元醇、三元醇等,根据醇中羟基的数量来命名。

醇具有以下特性:1.1 水溶性:低碳链醇具有良好的水溶性,碳链增加则溶解度降低。

这是由于醇分子中羟基的极性导致的。

1.2 反应活性:醇具有亲核取代反应性质,可与酸酐、烷基卤化物等发生酯化、取代反应等。

此外,醇还可进行氧化、脱水和酸碱中和等反应。

1.3 氧化性:醇易受氧化,一元醇可以氧化为醛和酸,二元醇则可氧化为酮。

二、酚的定义和性质酚是由苯环上的一个或多个氢原子被羟基取代而形成的化合物,通式为Ar-OH。

酚具有以下特性:2.1 溶解性:酚具有较好的溶解性,因为苯环的电子云与羟基的极性相吸引,使得酚在水中可溶。

2.2 酸碱性:酚具有一定的酸性,可形成酚酸,而且在碱性条件下,酚可与碱发生酸碱中和反应。

2.3 反应性:酚可通过亲电取代反应发生取代反应,还可以通过自身的自由基反应发生自由基取代反应。

此外,酚可发生氧化反应,生成醌或醇醛。

三、醇和酚的制备方法3.1 醇的制备方法:3.1.1 烷基卤化物与水反应:烷基卤化物与水反应,生成相应的醇和次级或三级胺。

如氯乙烷和水反应生成乙醇。

3.1.2 卤代烷与水合铝酸钠反应:卤代烷与水合铝酸钠(NaNH2O.Al(OH)3)反应,生成相应的醇和卤化铝。

例如,氯乙烷与水合铝酸钠反应生成乙醇。

3.2 酚的制备方法:3.2.1 炔烃与水合铝酸铜反应:炔烃与水合铝酸铜反应,生成相应的酚和铜。

如乙炔与水反应生成苯酚。

3.2.2 醛和羟胺反应:醛与羟胺反应,生成相应的酚和水。

例如,甲醛与羟胺反应生成甲醇酚。

四、醇和酚的应用领域4.1 醇的应用:4.1.1 工业原料:醇广泛用作工业上的溶剂、合成原料和提取剂等。

有机化学第9章醇-酚-醚

有机化学第9章醇-酚-醚
将伯醇或仲醇的蒸气和适量的空气或氧气在300-350℃ 通过铜、铜铬或氧化锌等催化剂,它们能脱氢生成醛 或酮,产生的氢气和氧结合成水。
C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 O HC u - C r O 2 C H 3 C H 2 C H 2 C H O + H 2 O 3 5 0 ℃
OH
R'
❖ 羟基连在同一碳原子上的化合物
RCH2C O R'
OH H
H
R C O -H2O R C O

H
OH H R C O -H2O
R'
RC O 酮 R'
OH H R C O -H2O
OH
R C O 羧酸 OH
9.1.2 醇的结构
醇的氧原子为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。另外二个sp3杂化轨道分别 含有一对未共用电子对,交叉构象为优势构象。
CH3CH2CH2OH 丙醇
(CH3)2CHOH 异丙醇
(CH3)3COH 叔丁醇
OH
OH
C
环已醇
三苯甲醇
系统命名法
即选择含有羟基的最长碳链作为主链,把支链看作取代基,从离 羟基最近的一端开始编号,按照主链所含的碳原子数目称为“某 醇”,羟基在1位的醇,可省去羟基的位次。
例如:
2-丁烯醇(巴豆醇) 3-苯基-2-丙烯醇(肉桂醇) 3 ,4-二甲基-2-戊醇
R O H + S O C l 2 R C l + S O 2 + H C l
反应实际上是先形成氯代亚硫酸酯,再与Cl-进行亲核取 代反应
RCH2OH+SOCl2 -HCl
O CH2O S Cl

有机化学基础知识点醇和酚的酸碱性与溶解性

有机化学基础知识点醇和酚的酸碱性与溶解性

有机化学基础知识点醇和酚的酸碱性与溶解性醇和酚是有机化学中常见的一类化合物,它们具有一定的酸碱性和溶解性。

本文将介绍醇和酚的基本概念以及它们的酸碱性和溶解性特点。

一、醇的基本概念醇是由羟基(-OH)取代烃基而成的有机化合物,通式为R-OH。

在醇中,羟基是一个亲电性较强的取代基。

醇按烃基的不同可以分为一元醇、二元醇、三元醇等。

二、酚的基本概念酚是苯环上取代一个或多个羟基(-OH)的有机化合物,通式为Ar-OH。

酚分为单酚和多酚两类,其中多酚分为双酚和三酚。

三、醇和酚的酸碱性1. 醇的酸碱性醇作为羟基化合物,在水溶液中可以发生酸碱反应。

一元醇和二元醇可以被硫酸等强酸脱去羟基上的氢离子(H+),生成相应的醚:R-OH + H2SO4 → R-O-R + H2O醇也可以和金属反应形成相应的醇盐,如与钠反应生成醇酸盐:R-OH + Na → R-O-Na+ + 1/2H2↑醇的酸碱性较弱,比大多数无机酸弱,但比醚和烷类化合物的酸碱性强。

2. 酚的酸碱性酚比醇的酸碱性更强,可以发生更多的酸碱反应。

酚可以与碱反应生成相应的苯酚盐,如与钠反应生成苯酚钠盐:Ar-OH + Na → Ar-O-Na+ + 1/2H2↑酚也可以被酸脱去羟基上的氢离子(H+),生成相应的苯:Ar-OH + H2SO4 → Ar-H + H2O与无机酸相比,酚的酸碱性较弱,但比醇的酸碱性强。

四、醇和酚的溶解性1. 醇的溶解性醇是极性分子,其中羟基的极性较大,因此醇在水中有很好的溶解度。

一般来说,一元醇和二元醇的溶解度都比较好,随着碳链的增加,溶解度逐渐减小。

2. 酚的溶解性酚的溶解性相对于醇来说较差,尤其是多酚的溶解性更差。

这是因为苯环有电子云轮廓平面,对溶剂中的阴离子缺乏包合能力,所以溶解度较低。

但是,酚可以和一些有机溶剂(如乙醚、丙酮等)混溶。

总结:醇和酚是有机化学中重要的化合物,它们具有一定的酸碱性和溶解性。

从酸碱性上看,酚的酸碱性较醇强;从溶解性上看,醇的溶解性较好,而酚的溶解性较差。

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2. 不同有机物酸性强弱
化合物 pKa
HC CH (CH3)3COH CH3CH2OH HOH CH3OH CF3CH2OH
RONa + H2O
酸 性 增 强
25 19 16 15.74 15.54 12.43
ROH + NaOH
3. 可用于销毁残余的金属钠
Na与醇的反应比与水的反应缓慢的多,反应 所生成的热量不足以使氢气自燃。
CH3
H OH2、 与卤化磷的反应
1. 醇与PX3、PX5 反应生成 RX:
PCl3 :反应比较复杂; PCl5 : 产率低
可用I2+P代替PI3 2. 反应特点: • 用于伯醇、仲醇 • 无重排产物
七、 与亚硫酰氯的反应
O ROH + Cl-S-Cl 二氯亚砜 b.p. 780C RCl + SO2 + HCl
95℃
CH2OH (74%)
OH Na2CO3 H 2O
Br + NBS 引发剂 CCl4
四、 由 Grignard 试剂制备
1. 格氏试剂与环氧乙烷作用
CH3
-
MgBr + CH2
+
CH3 CH2
① 纯醚 ② H3O
+
CH2CH2OH
O
-
环氧乙烷
邻甲基苯乙醇(66%)
制备增加2个碳的伯醇的好方法
(丙三醇)
2. 酚:分子中所含羟基的数目
OH OH HO OH OH OH
一元酚 苯酚
二元酚 对苯二酚
三元酚 间苯三酚
二、醇和酚的构造异构
1.醇:碳架异构和羟基位次异构
C4H9OH
CH3CH2CH2CH2OH CH3CHCH2OH CH3
正丁醇
CH3CHCH2CH3 OH CH3
异丁醇
CH3 C OH CH3
RCHR' OH
K2Cr2O7 H2SO4,H2O

RCR' O
OH
Na2 Cr2O7 H2SO4,H2O
O
3. 叔醇无α–氢, 一般条件下不被氧化
4. 一元醇的脱氢 伯醇或仲醇高温时,在金属的催化作用下 发生脱氢反应,生成醛或酮:
CH3CH2OH
R R CHOH
Cu ~300 ℃
R R C
CH3CHO
(CH3CH2O)2Mg + H2O
CH3CH2OH + Mg(OH)2
1. 结构不同的醇的酸性强弱:
CH3OH > 伯醇 > 仲醇 >叔醇 反应速度:
CH3OH > C2H5OH > CH3CH2CH2OH > (CH3)2CHOH > (CH3)3COH
α-C 连吸电子基,酸性增强; 连给电子基,酸性减弱;
特点:
(1)无重排; (2)产率高; (3)易分离。
八、 脱水反应
P349
1. 分子间脱水—两分子醇在酸催化下生成醚
强酸

H
HSO4
R OH
强碱
R O
利用醇的弱碱性,使 ―OH 质子化: 好的离去基团 很不好的离去基团
―OH H2O
2.与氢卤酸反应
R OH + HX R X + H2 O
(1)反应相对活性:
HX: HI > HBr > HCl
> 3°> 2°> 1°> CH3
R OH:
RCH CHCH2 ,
室温
一、醇和酚的分类
根据官能团 所连烃基类型
1. 醇:
伯醇(一级醇):RCH2OH 仲醇(二级醇):R2CHOH 叔醇(三级醇):R3COH 脂肪醇:CH3CH2CH2OH 根据烃基结构 脂环醇: 芳香醇:
OH
CH2OH
根据羟基数目
一元醇:CH3CH2OH 二元醇: CH2 CH2 (乙二醇) OH OH 多元醇: CH2 OH CH CH OH OH
H H
第二步:
H3C C
CH3 O CH3
CH3 H3C C CH3
H H
CH3

H3C C CH3

+ H2O
第三步:
CH3 H3C C Cl CH3
+ Cl
某些情况下,会发生碳正离子重排, 得到骨架改变的产物。
CH3 H OH C C CH3 CH3 H HCl
CH3 H Cl Cl H C C CH3 + CH3 C C CH3 CH3 H CH3 H (重排产物)
CH3
CH3 HBr C CH2OH CH3 CH3 CH3 C CH2Br CH3
+
CH3
CH3 C CH2CH3 Br (重排产物)
CH3
CH3
H OH C C CH3 CH3 H
H+
H Cl Cl H C C CH3 + CH3 C C CH3 CH3 H CH3 H (重排产物) Cl- H - Cl CH3 C C CH3 CH3 H (三级碳正离子) 重排 H C C CH3 CH3 H
吡啶 HCl
O CH3 S O CH2CH3 O
对甲苯磺酰氯 TsCl
吡啶
N
对甲苯磺酸乙酯 TsO―CH2CH3
TsO―是弱碱,很好的离去基团
Nu + R OTs
SN2
Nu R + OTs
磺酸酯
亲核取代反应
四、氧化和脱氢反应
1. 伯醇的氧化 (1)氧化为醛; 进一步氧化为羧酸
O
ROH
[O]
O
H
[O]
卤代烃的鉴别:
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
(3)反应机理 第一步:
SN1 反应机理:
CH3 H 3C C O H + H CH3

CH3 H 3C C O CH3
烈性炸药 治疗心绞痛 和胆绞痛
三硝酸甘油酯(硝化甘油)
2.与有机酸及其衍生物反应:
O ROH + R'C OH
H+
O R'C OR
O ROH + R'C Cl
O R'C OR
酰氯
O O O R'C OR ROH + R'C OCR'
酸酐
碱的作用下,醇与磺酰氯反应生成磺酸酯:
O CH3 S O Cl + CH3CH2 O H
问题:
CH2CH2CH2CH2OH
CH2CH2MgBr
O
CH2CH3
CH2CH2Br
CH
CH2
Br CHCH3
2. 醛、酮与格氏试剂反应
C O + R MgX C R H2O RCOH OMgX
HCHO
1, R''MgX
RCH2OH 伯醇 2, H2O, H+ CH R'' 仲醇 OH R' R C OH 叔醇 R''
O + H2
Cu 325 ℃
金属: Cu, Ag, Ni等
注意:叔醇无α–氢, 不能脱氢
5. α–二醇的氧化 用于区别一元醇和多元醇
α–二醇与HIO4作用, C―C 键断裂,生成 羰基化合物:
O C C OH OH HIO4 + O AgNO3 + HIO3
AgIO3 + HNO3
(白色)
例:CH3CHCH2
4. 醇钠(RONa)是合成中常用的碱性试剂 醇钠碱性强弱: 与其共轭酸的酸性相反: 叔醇钠 > 仲醇钠 > 伯醇钠 > CH3ONa
二、 醚的生成
通常使用醇金属盐与卤代烃或硫酸酯作用,生
成相应的醚:
(CH3)2CHONa + CH2Cl 84% (CH3)2CH O CH2
异丙醇钠
苄氯
异丙基苄基醚
二、酚的结构
O: sp2杂化
1. O的两个sp2杂化轨道与C(sp2杂化)、和H形成σ键; 2. 剩下一个sp2杂化轨道和一个p轨道分别被一对孤对电 子占据; 3. O和苯环共平面,其p轨道与苯环大π键形成p,π–共轭
0.142 nm
O
O
H
109° H
电子效应
p-共轭(+C)
C-O键结合更牢固 极性更小,不易断裂
仲丁醇
叔丁醇
2. 酚:烃基异构; 烃基和羟基在芳环上相对位次不同
OH CH3 OH CH3 OH
CH3
邻甲基苯酚 间甲基苯酚 对甲基苯酚
三、醇和酚的命名
1. 醇的命名 (1) 普通命名法:用于简单的醇。 烃基的名称 + ―醇”
CH2OH 苯甲醇 苄醇
(2) 系统命名法 ① 选择含有羟基的最长的碳链作为主链;
CH2
(CH3)3COH + HCl
(CH3)3CCl + H2O CH3(CH2)3CH2Cl + H2O
ZnCl2 CH3(CH2)3CH2OH + HCl 回流4h
(2)与卢卡斯(Lucas)试剂的反应:
无水ZnCl2+HCl(浓)所配成的溶液,称为卢 卡斯(Lucas)试剂,用于鉴别六个碳以下的醇。 因C6以下的醇溶于Lucas试剂,相应的氯代烷 则不溶。 烯丙型醇、苄醇、叔醇、仲醇按SN1机理反应。 伯醇按SN2机理反应。
② 从靠近羟基的一端编号; ③ 按主链碳原子数称“某醇”,并在名称前标
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