有机化学第十章醚和环氧化合物
醚的化学通式-概述说明以及解释
醚的化学通式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述醚是一类重要的有机化合物，具有许多独特的化学性质和广泛的应用。
其分子结构中含有一个氧原子与两个有机基团相连，通式为R-O-R'。
醚在化学反应中通常表现出较弱的活性，但在有机合成、药物制备、溶剂和润滑剂等领域有着重要的应用价值。
本文将对醚的定义、性质和应用进行深入探讨，旨在全面了解醚在化学领域中的重要性和潜在发展方向。
1.2 文章结构文章结构部分主要包括以下内容:1. 引言部分：包括对醚的概述、文章结构和目的的介绍，为读者提供文章的背景和主要内容概述。
2. 正文部分：详细介绍醚的定义、性质和应用，通过分析醚的化学特性和用途，让读者对醚有更深入的了解。
3. 结论部分：总结醚的重要性，并展望醚在未来的发展前景。
最后提出结论，总结整篇文章的内容并强调醚在化学领域的重要性和潜力。
通过以上三大部分的内容，读者可以全面了解醚的化学通式，掌握其概念、特性和应用，从而对醚这一化学物质有更深入的认识。
1.3 目的本文旨在通过对醚的化学通式的详细介绍，使读者对醚这一化合物有一个全面的了解。
通过深入探讨醚的定义、性质和应用，希望能够帮助读者更好地理解醚在化学领域中的重要性和广泛应用。
同时，通过展望醚在未来的发展，本文也将为读者提供对醚这一化合物未来发展方向的一些思考和展望。
最终，通过总结醚的重要性和应用领域，使读者能够深刻认识到醚在化学研究和工业生产中的不可替代地位。
2.正文2.1 醚的定义醚是一类含有氧原子的有机物，其中氧原子连接两个碳原子。
在化学结构中，醚的通用式通常表示为R-O-R'，其中R和R'代表有机基团。
醚分为两种类型：对称性醚和非对称性醚。
在对称性醚中，两个有机基团相同；而在非对称性醚中，两个有机基团不同。
醚的结构使其具有一些特殊的化学性质，如惰性和不导电性。
此外，醚还具有一定的溶解性，在有机和无机化合物中都可以起到溶剂的作用。
醚的化学反应包括裂解、缩合和氧化等，这些反应使得醚在有机合成和工业生产中具有重要的应用价值。
天津大学化学系有机化学复习资料
CH2OH CH2COOC2H5
OH
6). 与Wittig试剂反应
(Ph)3P + CH3CH2Br
(Ph)3PCH2CH3Br
PhLi (Ph)3P=CHCH3
O CH2CH3
NH2OH NH2NH2
NH2NH
CH3OC(CH3)3 CH3OCH2CH3
O O
H2C CH CH2Cl O
• 制备方法:
醇脱水及Williamson醚合成：
CH3CH2OH ONa
H2SO4 140oC
CH3CH2OCH2CH3
+ (CH3O)2SO2
ONa
+
Cl
OCH3 O
环氧化合物制备：
RCH=CH2
O RCOOH
H2C CH R O
醇羟基的反应特性
• 苯环上卤化,请注 意反应条件不同, 溴化的产物不同.
OH
O
+ H+
OH OH
OH
Br2 Br H2O
Br2 H2O, HBr
Br2 CCl4
OH Br
Br OH Br
Br OH
Br
醇羟基的反应特性
• 苯环上的磺化
OH H2SO4
OH
OH
+
SO3H H2SO4
SO3H
OH SO3H
RCR"
(2) H3O
R"
酚的合成
•异丙苯法 •磺化碱熔法 •芳卤的水解 •由重氮盐制备
•异丙苯法
+
CH2=CHCH3
H3PO4, 250oC 2.41MPa
O2, Na2CO3, H2O 90~130 oC
有机化学第10章 醇、酚、醚
①醇可依分子中所含羟基数目分为一元醇、二元醇及三元醇等，二
元及二元以上的醇称为多元醇。例如：
CH3CH2OH CH2CH2 OH OH
乙醇（一元醇） 乙二醇（二元醇）
CH2CH CH2 OH OH OH
丙三醇（三元醇）
3
②醇也可依分子中烃基的不同而分为脂肪醇（包括饱和醇及不饱和 醇）、脂环醇和芳香醇。 例如：
C(CH3)2或 C(CH3)3
23
在醇的核磁共振谱图中，羟基质子(O—H)由于受
分子间氢键的影响，其化学位移(δ)出现在1～5.5范围 内，在核磁共振谱中产生一个单峰。由于氧的电负性 较大，羟基所连碳原子上的质子的化学位移一般在 3.4～4.0。
24
10.1.4 醇的化学性质
羟基是醇的官能团，作为反应中心羟基决定了醇的化学性质。
2，3-二甲基-3-戊醇
12
不饱和醇的命名，除应选择同时连有羟基和不饱和键的最长碳 链作为主链外，其它原则与饱和醇相同。
CH3CH2CH2CHCH2CH2CH2OH CH CH2
5 6
4
3
2
1
4-丙基-5-己烯-1-醇
CH CHCH3 CH3CH2CHCHCH2CHCH3 CH3 OH
4-甲基-5-乙基-6-辛烯-2-醇
32
醇和氢卤酸反应的速率与醇的结构的关系： 醇的活性顺序是：烯丙型醇、苄基型醇>叔醇>仲醇>伯醇。 例如：
33
利用不同醇与盐酸反应速率的不同，可以区分伯、仲、叔醇。无
水氯化锌与浓盐酸配制的溶液，叫做Lucas试剂。因为水溶性较好的
醇与Lucas试剂反应后，生成与水不互溶的氯代烃，形成乳状的混浊 溶液或分层，所以可利用Lucas试剂鉴别低碳(C6以下)一元伯、仲、叔 醇(C6以上的一元醇水溶性较差，难于用Lucas试剂鉴别)。例如：
环氧基反应
环氧基反应环氧基反应是一种常见的有机反应，在有机合成中具有广泛的应用。
本文将介绍环氧基反应的基本原理、反应机理、应用领域以及一些典型的环氧基反应。
环氧基反应是指环氧化合物（环氧环）与其他化合物发生反应，使环氧环打开，并形成新的化学键。
环氧化合物是一类具有环氧环结构的有机化合物，通常由醇或醚类化合物经过环氧化反应得到。
环氧基反应包括环氧环的开环反应和环氧环的环化反应两种类型。
环氧基反应的机理较为复杂，但可以总结为以下几个步骤：1、环氧环的开环：环氧环中的氧原子受到亲核试剂的攻击，打开环氧环形成一个负离子中间体；2、中间体的重排：负离子中间体发生重排，重新排列化学键，形成新的化合物；3、中间体的消除：负离子中间体失去一个质子或其他离子，形成最终的产物。
环氧基反应在有机合成中具有广泛的应用。
首先，环氧基反应可以用于合成具有特殊结构和功能的化合物。
通过选择不同的亲核试剂和溶剂，可以合成不同的产物。
例如，环氧基反应可以用于合成含有羟基或胺基的化合物，这些化合物在药物研发和生物医学领域具有重要的应用价值。
环氧基反应也可以用于合成具有环结构的化合物。
环结构化合物在天然产物合成和材料科学中具有重要的地位。
通过环氧基反应，可以将直链化合物转化为环状化合物，从而获得具有特殊性质的产物。
例如，环氧基反应可以用于合成环状聚合物，这些聚合物在材料科学中具有广泛的应用。
环氧基反应还可以用于合成含有官能团的化合物。
官能团是化学物质中具有特定化学性质和反应性的基团。
通过环氧基反应，可以将环氧环转化为其他官能团，从而扩展化合物的化学性质和反应性。
例如，环氧基反应可以用于合成含有羰基、羧基或烯基的化合物，这些化合物在有机合成和材料科学中具有重要的应用。
除了上述应用之外，环氧基反应还有其他一些重要的应用领域。
例如，环氧基反应可以用于合成聚合物，从而获得具有特殊性质的高分子材料。
环氧基反应还可以用于药物研发、农药合成和染料合成等领域。
第八章--醚和环氧化合物
郑州大学化学系
Professor: Zhang Yan-Bing, E-mail: zhangyb@
第八章 醚和环氧化合物
醚(ethers)是两个烃基通过氧原子连接的化合物: ROR' 环氧化合物(epoxides)多指含有三元环的醚 (epoxides) 含有三元环的醚及其 含有三元环的醚 衍生物:
第二节环氧化合物
一. 环氧化合物的结构和命名
分子中含有三元环的醚的结构. 环氧化合物的命名是以环氧乙烷为母体,氧原子 的编号为1.
O O O
2,3-二甲基环氧乙烷
2-甲基-3-乙基环氧乙烷
2-甲基-2-乙基环氧乙烷
Professor: Zhang Yan-Bing, E-mail: zhangyb@
O
醚可用作溶剂,冷冻剂,香精等.
Professor: Zhang Yan-Bing, E-mail: zhangyb@
第一节 醚
一.醚的分类,结构和命名 1.醚的分类
Professor: ZhaFra bibliotekg Yan-Bing, E-mail: zhangyb@
2.醚的结构
Professor: Zhang Yan-Bing, E-mail: zhangyb@
3.醚的命名
Professor: Zhang Yan-Bing, E-mail: zhangyb@
二.醚的物理性质
常温下,甲醚和乙醚为气体,其它多为液 体. 低级醚易挥发,易燃. 因醚不形成氢键,所以醚的沸点与相应的 烷烃相似. 醚一般难溶水.
Professor: Zhang Yan-Bing, E-mail: zhangyb@
三.醚的化学性质
醚是一类较稳定的化合物,其稳定性类似 烷烃. 不于强碱,稀酸,氧化剂,还原剂或活泼 金属反应.
《有机化学1A》和《有机化学1B》教学大纲
《有机化学1A》和《有机化学1B》教学大纲课程编号：2100300，2100301学时：96学时(讲课：96 学时，实验：0 学时)学分：6授课学院：天津大学理学院, 药学院，化工学院，材料学院，环境学院适用专业：化学、药学、应用化学、材料化学、环境科学教材：《有机化学》(第四版)主编：高鸿宾出版社：高等教育出版社出版时间：2005年5月主要参考资料：[1]Solomons T W G,Fryhle C B．Organic Chemistry[M]．10th ed．Hoboken:John Wiley &Sons,Inc,2011．[2]Carey F A, Giuliano R M．Organic Chemistry[M]．8th ed．New York:McGraw-HillCompanies,Inc,2010．[3]McMurry J．Organic Chemistry[M]．7th ed．Belmont:Brooks/Cole Publishing Company,2008．[4]Peter K,V ollhardt C,Schore N E．Organic Chemistry: Structure and Function．4th ed．戴立信,席振峰,王梅祥,等译．有机化学:结构与功能[M]．北京:化学工业出版社,2006．[5]邢其毅,裴伟伟,徐瑞秋,等．基础有机化学上下册[M]．3版．北京:高等教育出版社,2005．[6] 张文勤, 郑艳, 马宁, 赵温涛. 《有机化学》（第五版）．北京:高等教育出版社,2014．一．课程性质、目的和任务有机化学是化学、化工类及其相关专业本科生的必修基础课，主要讲授有机化合物的结构、性质及其相互转化的规律。
通过本门课程的学习，使学生掌握有机化学的基本概念、基本理论、基本有机反应及有机化合物结构与性能之间的关系，了解常见有机化合物在化工生产中以及人们日常生活中的地位和作用，提高学生的认知能力，培养学生的创新思维能力。
大学有机化学第十章醇酚醚
② 与金属离子的络合
MgCl2•6ROH CaCl2•4ROH
结晶醇 (溶于水\不溶于有机溶剂)
因此：
不能用无水CaCl2干燥ROH
2. 醇与活泼金属的反应 ——弱酸性
+ CH3CH2OH Na
+ CH3CH2ONa H2
+ (CH3)3COH K
+ (CH3)3COK H2
醇金属: 强碱性试剂和强亲核性试剂
OH
R'
OH
R
30 叔醇( R' C OH ): (CH3)3COH R''
② 按羟基所连的烃基分：
饱和醇：
OH
CH3CH2OH (CH3)3COH
不饱和醇：
OH
CH2=CHCH2OH CH3C≡ CCH2OH
芳香醇：
CH OH 2
CH OH 2
③ 按羟基的数目分类：
一元醇： CH3CH2CH2OH
② RX的制备：10 醇，可采用 HX作卤化剂；
不是10 醇，不采用 HX作卤化剂,否则易得到重排产物。 可采用SOCl2 , PX3 , PX5作卤化剂
i) 与SOCl2反应
ROH SOCl2 RC+l SO2 + HCl
优点：1) 不重排,且产物构型保持
2) 副产物均为气体，易于除去 3) 产率高，产物容易分离
i. 伯醇氧化成醛和羧酸
[O]
[O]
RCH2OH
RCHO
RCOOH
[O]：KMnO4/H+、HNO3、 CrO3/ H2SO4、 K2Cr2O7/H2SO4、Na2Cr2O7/H2SO4 等
e.g.
CrO3 / H2SO4
高鸿宾《有机化学》教材精讲及典型真题解析考研考点讲义
碳原子 ｓｐ２、ｓｐ杂化轨道及乙烯乙炔的空间结构 — １—
ｓｐ２ｓｐ杂化轨道 乙烯、乙炔分子模型
３．有机化学反应
有机化合物的性质通过有机化学反应来体现，并取决于有机物结构中的特殊官能团
４．有机化学反应类型
有机化学反应分为自由基型取代和加成，离子型亲电取代、加成和亲核 取代与加成，氧化与还原， 降解，重排，缩合，消去反应，周环反应等
③把双键碳或参键碳看成以单键和多个原子相连。
例如：—Ｃ≡Ｎ＞ —Ｃ≡ＣＨ＞ —ＣＨＣＨ２ （５）写出全称，用 １，２，３…表示取代基的位次，用一、二、三……表示取代基的个数，用“，”将阿拉
伯数字隔开，用半字线“－”将阿拉伯数字与汉字隔开。
師 師
例：Ｃｌ師 帪ＳＯ３Ｈ
Ｂｒ
ＣＨ３ＣＨＣＨＣＨ２ＯＨ ＣＨ３ ＯＨ
Ｈ
（ＣＨ２）３ＣＨ３
ＣＣ
ＣＨ３ＣＨ２
Ｈ
２．烯炔的亲电加成概论
（１）环正离子中间体机理（反式加成）适用于加溴、氯、次卤酸 （２）碳正离子中间体机理（反式或顺式加成） （３）烯烃亲电加成试剂：Ｘ２，ＨＸ，Ｈ２ＳＯ４，ＨＯＸ，ＢＨ３／Ｈ２Ｏ２，Ｈ２Ｏ， Ｈｇ２ ＋／Ｈ２ＳＯ４ 重点在于分清试剂中的正电部分和负电部分。产物分布符合马氏规则。注意加成过程中的碳正 离子重排对产物结构的判断。 烯烃亲电加成（立体化学）
３．小环烷烃的开环反应
环烷烃活性分析：小环不稳定易开环，中环稳定，大环较稳定，性质与链烃同。
开环反应为离子型反应机理。
环丙烷与 Ｈ２，Ｂｒ２，ＨＢｒ，ＨＩ，Ｈ２ＳＯ４等开环反应。 环丁烷只与 Ｈ２，Ｂｒ２开环， 环戊烷在较高温度下加氢开环。
多环物质注意开环位置
Ｈ３ＣＣＨＣＨ２ ＋ＨＢｒ→ ＣＨ３ＣＨＣＨ２ＣＨ２
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第十章 醚和环氧化合物
1
第十章 醚和环氧化合物
醚和环氧化合物 —— 水分子中的两个氢原子都被烃基取代的化合物称为醚。
脂环烃的环上碳原子被一个或多个氧原子取代后所形成的化合物,称 为环醚；其中三元环醚称为环氧化合物 。
醚和环氧化合物的分类、命名、制法和物理性质 醚键的断裂 环氧化合物的开环
(1,4–二氧六环)
7
10.2 醚和环氧化合物的结构
10.2.1 醚的结构
10.2.2 环氧化合物的结构
O: sp3 杂化
O
R
R'
sp3杂化
8
10.3 醚和环氧化合物的制法
10.3.1 醚和环氧化合物的工业合成
9
10.3.2 Williamson合成法
(1) 醇钠与RX的SN2反应合成醚 剧毒 无毒
互变 异构
六员环过渡态
I
邻位产物
第二次 重排
互变 异构
I
六员环过渡态
对位产物
29
10.5.6 过氧化物的生成
醚的过氧化物受热易爆炸！
机理：
链引发
链增长
30
10.6 冠醚 相转移催化反应
10.6.1 冠醚
18-冠-6 冠醚的合成：
15-冠-5
二环己烷并-18-冠-6
31
10.6.1 冠醚
冠醚形状及性质：
2
10.1 醚和环氧化合物的命名
醚 (Ether)
单醚:
混醚:
环醚：
水
醇
乙醚
(diethyl ether)
甲基叔丁醚 (tert-butyl methyl ether)
四氢呋喃(THF)
环氧化合物： (Epoxide)
1,4-二氧六环
二烷
环氧乙烷
(ethylene oxide)
3
10.1 醚和环氧化合物的命名
实例
24
碱性条件下的环氧开环
位阻小有利
•反应取向：在取代基少的一端开环，具有SN2性质。 •立体化学：反式开环
25
不对称环氧化物开环比较
•反应取向：在取代基少的一端开环，具有SN2性质。 •立体化学：反式开环
对比酸性条件下机理：
•反应取向：在取代基多的一端开环，具有SN1性质。
•立体化学： 反式开环。
26
10.5.4 环氧化合物与Grignard试剂的反应
该反应属于碱催化下的开环反应 例
27
10.5.5 Claisen重排
苯基烯丙基醚及其类似物在加热的条件下,发生分子内重排生成邻烯丙基 苯酚(或其它取代苯酚)的反应,称为Claisen重排。
28
10.5.5 Claisen重排——机理
第一次 重排
19
醚键开裂机理
SN2机理
位阻影 响为主
SN1机理
中间体稳 定性为主
20
两类较易水解的醚类化合物
• 叔丁基醚
•烯基醚
用于醇的保护和脱保护
21
烯基醚水解机理
试写出烯基醚水解机理 机理：
22
10.5.3 环氧化合物的开环反应
23
酸性下开环
•反应取向：在取代基多的一端开环，具有SN1性质。 •立体化学： 反式开环。
单醚： “二”＋“烃基 ＋ 醚” 单醚命名为二烃基醚,其中“二”字和“基”字有时可 省略,但不饱和醚习惯上保留“二”字。
(二)乙(基)醚 乙醚
二苯(基)醚
4
10.1 醚和环氧化合物的命名
混醚： “烃基” ＋ “烃基” ＋ “醚”
“优先”的烃基放在后面 芳基放在前面
甲乙醚 (ethyl methyl ether)
β,β’ –二甲氧基乙醚
二甘醇二甲醚 (diglyme)
6
10.1 醚和环氧化合物的命名
环氧化合物： 环氧某烃
环氧乙烷 (ethylene oxide)
1,2–环氧丙烷
3–氯–1,2–环氧丙烷
(propylene oxide)
环氧氯丙烷
环醚：
按杂环化合物命名。
氧杂环丁烷
氧杂环戊烷 (四氢呋喃)
1,4–二氧杂环己烷
32
10.6.2 相转移催化反应
33
原理：
产物进 入水相
参与反应
水溶性反应物 进入有机相
界面
发生离子交换
34
思考题： 写出下列情形下的主要产物及反应机理。 1、在2-甲基-1,2-环氧丙烷中加入一滴浓硫酸。 2、在温热的稀硫酸中慢慢滴加2-甲基-1,2-环氧丙烷。 3、在乙醇钠的乙醇溶液中滴加2-甲基-1,2-环氧丙烷。 习题：
该反应是可逆反应,可利用异丁烯与醇反应生成的叔丁基醚保护醇羟基。
13
10.4 醚的物理性质和波谱性质
IR: C–O
1200 ~ 1050cm-1
14
10.4 醚的物理性质和波谱性质
1H NMR:
δ 3.4 ~ 4.0
15
10.5 醚和环氧化合物的化学性质 醚在中性、碱性和弱酸性 条件下稳定，常用作溶剂。
a碳有亲电性， 但难亲核取代
δ+
a碳有亲电性， 可亲核取代
C上连有氧， H易被氧化
氧有碱性， 可与酸结合
较好的 离去基
16
10.5.1 钅羊盐的生成
Brönsted碱
碱性，pkb ≈ 17.5
Lewis碱
钅羊 盐 Oxonium salt
酸碱复合物
17
10.5.2 酸催化醚键断裂
过量
例：
18
不对称醚醚键的开裂取向 : 3o>illiamson合成法
(2) 合成环醚
反应速率与环的大小 相关：反应速率依次减小
影响反应的因素： X与–OH的距离愈小，愈易反应； 环张力愈小，愈易反应。
11
10.3.2 Williamson合成法
(3) 立体专一性反应——邻基参与作用
12
10.3.3 不饱和烃与醇的反应
乙基乙烯基醚
甲基叔丁醚 (tert-butyl methyl ether)
苯甲醚 (茴香醚, anisole)
5
10.1 醚和环氧化合物的命名
结构复杂的醚： 较大的烃基作为母体，烃氧基作为取代基 。
2–甲氧基戊烷 (2-methoxypentane)
1–乙氧基–4–甲基苯 (1-ethoxy-4-methylbenzene)