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文檔簡介
第九章
醇、酚和醚
Alcohols,PhenolsandEthers第九章醇、酚和醚Alcohols,PhenolsOHR108.9°
Osp3未共享電子對
電負(fù)性:O>C>HO上電子云密度較高
分子有極性
[A]醇
第一節(jié)
醇的結(jié)構(gòu)、分類及命名
一、結(jié)構(gòu)
OHR108.9°Osp3未共享電子對電負(fù)性:1大部分醇的羥基與sp3雜化的碳原子相連。烯
醇中的羥基與sp2雜化的碳原子相連。
2根據(jù)甲醇分子的鍵長、鍵角分析,醇羥基中
的氧是sp3雜化。
3醇的偶極距在2?10-3c.m左右。
4一般地說,相鄰兩個碳上最大的兩個基團處于對交叉最穩(wěn)定,但當(dāng)這兩個基團可能以氫鍵締合時,則這兩個基團處于鄰交叉成為優(yōu)勢構(gòu)象。
1大部分醇的羥基與sp3雜化的碳原子相連。烯二、分類
1.根據(jù)醇所含羥基的數(shù)目分為:
CH2-CH-CH2OHOHOHOH乙二醇二元醇丙三醇三元醇CH3CH2OH
乙醇一元醇OHCH2-CH2二、分類1.根據(jù)醇所含羥基的數(shù)目分為:CH2-CH-CHCH3CH2CH2CH2CH3CH2CHCH3CH3-C-CH3CH3OHOHOH正丁醇仲丁醇叔丁醇3、根據(jù)烴基的類別,可分為脂肪醇,芳香醇
OHCH2OH環(huán)己醇脂肪醇苯甲醇芳香醇2、根據(jù)羥基所連碳原子的級數(shù),可分為伯、仲、
叔醇
CH3CH2CH2CH2CH3CH2CHCH3CH3-C-C三、命名
1、普通命名法
簡單的一元醇可用普通命名法命名,即在烷
基后面加一個醇字,英文加alcohol:CH3CH2(CH3)2CH2OH
乙醇ethylalcoholOH
異丙醇isopropylalcohol三、命名1、普通命名法簡單的一元醇可也可把醇看作是甲醇的衍生物來命名:
phphphCOH三苯甲醇triphenylmethanol也可把醇看作是甲醇的衍生物來命名:phphphCOH三苯甲2、IUPAC命名法
(1)選含羥基在多的長鏈為主鏈,按碳原子數(shù)稱某醇。
(2)從離羥基最近的一端開始給主鏈編號。
(3)在寫出全名時,把羥基所在的碳原子號數(shù)寫在某
醇之前,并在某醇與數(shù)字之間畫一短線(半字符),
支鏈的位置和名稱寫在某醇的前面,并分別用短
線隔開。
2、IUPAC命名法(1)選含羥基在多的長CH3CH2-C-C-CH3CH3CH3OHOH2,3-二甲基-2,3-戊二醇例如:
CH3CCH3OHCH3CH3CC6H5OHCH2CH2CH32-甲基-2-丙醇
(叔丁醇)2-苯基-2-戊醇
反-2-甲基環(huán)戊醇
H3CCH3OHCH3CH3CC6H5OHCH2CH2CH3OHCH3CH3CCH3OHCH3CH3CC6H5OHCH2CH2CH3OHCHCH3CH2-C-C-CH3CH3CH3OHOH2,3-二甲HO-CH2-C-CH2-OHCH2OHCH2OH季戊四醇HO-CH2-C-CH2-OHCH2OHCH2OH季戊四醇CH3CH=CHCH2CH2OH3-戊烯-1-醇
不飽和醇的命名:
選擇含-OH和重鍵的最長碳鏈為主鏈,從靠近-OH一端編號,根據(jù)主鏈所含碳數(shù)叫某烯(炔)醇,表示重鍵位置的數(shù)字放在烯(炔)前,在醇字前用數(shù)字表明羥基位置,得到母體名稱;再在母體名稱前加上取代基的名稱和位置.654321CH3CCHCH2CHCH3OHCH3CH3CCCH2OH5-甲基-4-己烯-2-醇
2-丁炔-1-醇
CH3CH=CHCH2CH2OH3-戊烯-1-醇不飽和醇多元醇:
選擇含多個羥基的碳鏈作主鏈,在醇字前用二、
三等數(shù)字表示羥基數(shù)目,用2,3,4等表示羥基的
位置。例如:
H2CHCH2OHOHHCCCH2CH3OHOHH3COHOCH3CH3丙三醇(甘油)2,3-二甲基-2,3-戊二醇
順-1,2-環(huán)已二醇
CH2CH2OHOHCCCH2CH3OHOHH3CCH3CH3H2CHCH2OHOHHCCCH2CH3OHOHH3COHOHCH3CH3多元醇:選擇含多個羥基的碳鏈作主鏈,在醇字前用二、三第二節(jié):
醇的物理性質(zhì)
1、物態(tài)
直鏈飽和一元醇中,C4以下為有酒味的流動液體;
C5~C11的醇具有不愉快的氣味,為油狀液體;C12以上為無嗅、無味的蠟狀固體。
2、沸點
飽和一元醇的沸點與烷烴一樣,隨分子量的上升而沸點有規(guī)律上升,每一個系列差(-CH2-)沸點將增加18~20℃;相同碳數(shù)的醇含支鏈越多,沸點越低。但低級醇的沸點比和它分子量相近的烷烴要高得多,其原因是由于醇在液態(tài)下與水一樣,分子間可通過氫鍵締合:
第二節(jié):醇的物理性質(zhì)1、物態(tài)直鏈飽和一元醇中,RHOOHORHORHR氫鍵
醇分子中烴基對締合作用有阻礙,烴基越大,位阻作用越大(即支鏈增加,沸點下降);飽和一元醇(直鏈)隨分子量增加,其沸點與相應(yīng)的烷烴越來越接近。
RHOOHORHORHR氫鍵醇分子中烴基對例如:
烷烴醇CH3OHCH3H沸點-16464.96CH3(CH2)3CH3CH3(CH2)4OH36.1137正十二烷正十二醇216.3255.9烷烴烷烴醇醇例如:烷烴醇CH3OHCH3H沸點-16464.96CH3
低級醇與水能形成氫鍵,故與水混溶;隨碳鏈
的增加,高級醇與烷烴性質(zhì)相近,所以不溶于水。
3、溶解度
第三節(jié)
化學(xué)性質(zhì)
醇的官能團:
R-O-H極性鍵
這兩個部位易于發(fā)生反應(yīng)。在反應(yīng)中究竟以哪種方式斷裂,則主要取決烴基本身的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)條件。
低級醇與水能形成氫鍵,故與水混溶;隨碳鏈的RCHCHOHHH1Nu234酸性
親核取代
a-消除(氧化)b-消除
RCHCHOHHH1Nu234酸性親核取代a-消除(氧化一、與活波金屬作用
熟知:
HO-H+NaNaOH+H221同理,醇羥基上的氫也可以被金屬鈉取代生成氫氣
和醇鈉。
RO-H+NaNaOR+H221生成的醇鈉溶解于過量的乙醇中,若反應(yīng)在醚中進(jìn)行,則可得到固體的醇鈉。
醇羥基具有一定酸性,但與水相比酸性更弱一些,則有:
HO-H+NaORROH+NaOH一、與活波金屬作用熟知:HO-H+NaN例:一些化合物的
pka數(shù)值
從醇來看,α-碳所連烴基增加,由于烷基的
給電子,使α-碳原子電子云密度增加,RO-H鍵
極性減弱,固羥基上氫難于被取代,所以與金屬鈉
反應(yīng)活性隨之降低。
各級醇與金屬鈉反應(yīng)活性順序:
甲醇
>
一級醇
>
二級醇
>
三級醇
H2OCH3OHC2H5OH(CH3)2CHOH(CH3)3COHHCCHNH3CH4化合物pka化合物pka14(15.9)16171819253684例:一些化合物的pka數(shù)值從醇來看,α由于叔醇的不活潑性,叔丁醇鉀的制備通常采用如
下方法:
叔丁醇鉀、異丙醇鋁等均是有機合成中常用的試劑。
二、與HX的作用
醇與鹵氫酸反應(yīng)可表示為:
進(jìn)行反應(yīng)的難易與所用鹵氫酸有關(guān),HX反應(yīng)活性
如下:
HI>HBr>HClROHHXROH2-H2OXRXRX(SN1)(SN2)XCOH2-H2ORX(CH3)3C-OH+KHO(CH3)3C-OK+H221由于叔醇的不活潑性,叔丁醇鉀的制備通常采用如下方法:叔丁(1)與HBr反應(yīng)
大多數(shù)第一級溴代烷都可用以下兩種方法制備:
例1:
CH3(CH2)2CH2OH+KBrH2SO4/H2OCH3(CH2)2CH2Br90%例2:CH2(CH2)2CH2+HBrH2SO4/回流48%OHOH6h80%CH2(CH2)2CH2BrBr(1)與HBr反應(yīng)大多數(shù)第一級溴代烷都可用以下兩種
由于第二級和第三級醇在硫酸作用下(即使是
50%H2SO4)容易發(fā)生失水消除反應(yīng)生成烯烴,所
以一般以一級或二級醇制備第二或第三級溴代烷。
例1:
(CH3)2CHOH+HBr回流,分餾48%80%(CH3)2CHBr例2:
OHHBr48%+70%Br由于第二級和第三級醇在硫酸作用下(即使是50%H2SO(2)與HCl反應(yīng)
3。
級丁醇與38%HCl(濃)在室溫下混合,可在數(shù)
分鐘內(nèi)反應(yīng),
生成相應(yīng)的氯代烷。
(CH3)3C-OH+HCl94%25℃(CH3)3C-ClCH3CH2CHCH3+HClOHZnCl2CH3CH2CHCH3Cl
級丁醇均不發(fā)生反應(yīng)。如果
在同樣的條件下,2,1在體系中加入無水ZnCl2,二級丁醇在少許加熱的條
件下也可發(fā)生反應(yīng):
。
。
(2)與HCl反應(yīng)3。級丁醇與38%HCl而第一級醇只有當(dāng)溫度>110℃時,反應(yīng)才能進(jìn)行:
HCl65%ZnCl2CH3(CH2)2CH2+OHCH3(CH2)2CH2Cl110℃;(CH3)2CH2CH2OHHClZnCl2+110℃(CH3)2CH2CH2Cl;15%例1:例2:而第一級醇只有當(dāng)溫度>110℃時,反應(yīng)才能進(jìn)行:HCl65(3)
醇與HCl
反應(yīng)的反應(yīng)歷程
CHHROH2+XCRXHHOH2+CHRHX-H2OCHRR'CH2OH2-H2O慢CHRR'CH2X(SN1)快(E1)快-HCHRR'CH2XRCH=CHR'(60%)〔a〕第一級醇
離子的反應(yīng)
(屬SN2反應(yīng)歷程)〔b〕第二級醇
離子的反應(yīng)
(3)醇與HCl反應(yīng)的反應(yīng)歷程CHHROH2+X為避免發(fā)生E1消除反應(yīng),反應(yīng)一般在室溫下進(jìn)行:
CRR'屒OH2H2O慢CRR'屒XSN1CRR'屒X+CRR'RX〔c〕第三級醇
離子的反應(yīng)
為避免發(fā)生E1消除反應(yīng),反應(yīng)一般在室溫下進(jìn)行:CRR'屒Oa.PI3(三碘化磷)CH3OH+PI3HlCH3OPI2SN2CH3l+HOPl2(4)自醇制備鹵代烷的其它方法
b.SOCl2(氯化亞砜)Cl+HClSN2ROHSClOROSClON+RCl+SO2HClNNHCl+SN2CH3CHCH2OHN+CH3SOCl267%CH3CHCH2ClCH3a.PI3(三碘化磷)CH3OH+PI3HlCH3OP三、醇的脫水反應(yīng)
(1)酸催化和加熱條件下的反應(yīng)
例1:CH3CH2OH濃H2SO4,170℃或Al2O3,360℃CH2=CH2OH濃H2SO4,130℃或Al2O3,380℃由于醇的級數(shù)不同,則C-O鍵電子云密度不同:
α-碳原子電子云密度下降
R3C-OH>R2CH-OH>RCH2-OH>CH3-OHα
例2:三、醇的脫水反應(yīng)(1)酸催化和加熱條件下的反應(yīng)例1:C所以,第三級醇
離子最易失水而生成穩(wěn)定的第三
級正碳離子:
盡管正碳離子的穩(wěn)定性有差別,但總的來說正碳離
子均屬于不穩(wěn)定的。正電荷的碳原子要吸引鄰近碳
原子上的電子,于是β-碳原子的氫原子易以質(zhì)子形
式失去,其σ電子轉(zhuǎn)移與C+共用生成烯烴。
CCH3C+HHH-H+CH3CH3CCHHCH3CRRROH2-H2O+CRRR+所以,第三級醇離子最易失水而生成穩(wěn)定的第三級正碳離第
,
級醇脫水生成烯烴的反應(yīng),除按查依采夫消
除方向失水外,在反應(yīng)產(chǎn)物中還混雜一些其它產(chǎn)物:
1。2。RCH2CH2CH2OHHRCH2CHOH2CH2H2ORCH2CHCH2H同步ERCH=CHCH3查依采夫H加成RCH2CH=CH2-RCHCHCH2H-HHH+第,級醇脫水生成烯烴的反應(yīng),除按查依采夫消CH3CH3CCH3CHOHCH3CH3CH3CCH3CHCH3CH3CH3CCH3CHCH3CH3CCH3CCH3CH3++=例1:3,3-二甲基-2-丁醇
Bp:121~123
二甲基-2-丁烯
Bp:73H+-H2O重排
-H+
CH3CH3CCH3CHOHCH3CH3CH3CCH3CHC例2:
嚬吶醇
嚬吶酮
Bp:106.2CH3OHCCH3COHCH3CH3OCCH3CH3CH3OCCH3CCH3CH3+HCCH3CH3-H70%12%H2SO4水蒸汽蒸餾例2:嚬吶醇嚬吶酮Bp:為了防止分子發(fā)生重排反應(yīng),在Al2O3催化下,高溫
氣相消除反應(yīng)是工業(yè)制備烯烴的好方法。
例1.CH3CH3-C-CH-CH3CH3CH3CH3-C-CH=CH2CH3OHCH3CH3-C-CH-CH3CH3OHOHCH3CH2=C-C=CH2CH3Al2O3﹥400℃
72%420~470℃
79~86%Al2O3
3,3-二甲基-1-丁烯
Bp:41.2二甲基-1,3-丁二烯
Bp:69.6
例2.為了防止分子發(fā)生重排反應(yīng),在Al2O3催化下,高溫氣相消除四、酯的生成
醇與含氧無機酸或有機酸以及它們的酰鹵作用,都能生成酯,
酯可看作是醇、酸分子之間脫水的產(chǎn)物。
R-OHHO-S-OH+OO-H2ORO-S-OHOORO-S-OROOR-OH
硫酸二某酯
例1:
CH3O-S-OCH3OOCH3OH+H2SO4減壓蒸餾
硫酸二甲酯
硫酸二甲酯對呼吸道及皮膚具有強烈的刺激作用,劇毒;它
與硫酸二乙酯都是有機合成中重要的烷基化試劑。
四、酯的生成醇與含氧無機酸或有機酸以Cl-S-OHOOCH3OHCH3O-S-OHOOPOCl3(CH3O)3POCl-S-OOCH3CH3O-S-OOCH3CH3-C-OHOCH3-C-OCH3O例2:
磷酸三甲酯
硫酸單甲酯
對甲基苯
磺酸甲酯
乙酸甲酯
硫酰氯
Cl-S-OHOOCH3OHCH3O-S-OHOOPOCl3例3:
CH2CHCH2OHOHOHHNO33CH2CHCH2ONO2ONO2ONO2
甘油三硝酸酯
(炸藥)
例4:
CH3OHHONO2/H+HONO/H+CH3-ONO2CH3-ON=O硝酸甲酯
亞硝酸甲酯
亞硝酸甲酯在有機合成上常用于引入亞硝基試劑。
例3:CH2CHCH2OHOHOHHNO33CH2CHCH五、氧化和脫氫
1、氧化
由于三級醇α碳原子上無氫原子,所以在上述條件下不易被氧化。
R-CH2CH2OHR-CH-OHR'R-C-OHR'屒K2Cr2O7H+R-CH2C-HR-C-R'xOO(不反應(yīng))
醛
酮
五、氧化和脫氫1、氧化由于三級醇α碳原子上無氫原在強氧化劑的作用下,叔醇也可被氧化:
CH3-C-OHCH3CH3KMnO4/H+回流CH3-C-CH3O+H-C-HO[O][O]CH3-C-OHO++CO2H2O+CO2H2O在強氧化劑的作用下,叔醇也可被氧化:CH3-C-OHCH3氧化劑
一級醇
二級醇
三級醇
特點和說明
KMnO4
冷,稀,中性,
酸性,堿性
醛
酸
酮
小分子酸,酮
酸性條件
稀
HNO3
濃
醛
酸
酸
酮
小分子酸,酮
酸性條件
環(huán)醇
環(huán)酮
環(huán)醇
酮
、酸
酸
酮
小分子酸,酮
醇各類氧化反應(yīng)的總結(jié)-1K2Cr2O740~50%H2SO4氧化劑一級醇二}醛
醛(產(chǎn)率不高,不用。)
醛
醛(會發(fā)生醇醛縮
合付反應(yīng),不用)。
中性
不飽和鍵不受影響
酮
酮
酮
酮
弱堿,反應(yīng)條件溫和,不飽和鍵不受影響。
稀酸,反應(yīng)條件溫和,不飽和鍵不受影響。
醛(產(chǎn)率很高)
酸性(H3PO4),
其它基團不受影響。
堿性,可逆,分子內(nèi)雙鍵不受影響。
新制MnO2沙瑞特試劑
CrO3+稀H2SO4CrO3?吡啶
費慈納-莫發(fā)特試劑
丙酮、甲乙酮等(歐芬腦爾氧化)
二環(huán)己基碳二亞胺二甲亞砜
氧化劑
一級醇
二級醇
三級醇
特點和說明
烯丙位苯甲位一級醇
醇各類氧化反應(yīng)的總結(jié)-2二級醇
驚斯試劑
酮
}醛醛(產(chǎn)率不高,不用。)醛醛(會發(fā)生醇醛縮合付反H2O2
或Ag+空氣
也能氧化1oROH2oROH。
CH2OHCH2OHAg,
空氣
300oCCHOCHOCH2OHCH2OHCHOHCHOCH2OHCHOHCH2OHCH2OHC=OH2O2Fe3+甘油醛
二羥基丙酮
CHOHCH2OHCOHH2O2或Ag+空氣也能氧化1o2、脫氫
第一級、第二級醇的蒸氣,在高溫下通過活性
銅催化劑,即發(fā)生脫氫反應(yīng),生成相應(yīng)的醛和酮,
這種方法普遍用于工業(yè)
生產(chǎn)。
R-CH2OHR-CH-R'OHCuR-C-HOR-C-R'O350℃
醛
酮
2、脫氫第一級、第二級醇的蒸氣,在高溫下通過1oROH脫氫得醛。
2oROH脫氫得酮。
3oROH不發(fā)生脫氫反應(yīng)。
脫氫試劑:CuCrO4PdCu(orAg)
脫氫條件:反應(yīng)溫度一般較高。
應(yīng)
用:主要用于工業(yè)生產(chǎn)。(300oC,醇蒸氣通過
催化劑)
總
述
1oROH脫氫得醛。2oROH脫氫得酮。3oRO實
例
CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO300-345oCCuCrO4CuCrO4250~345oCOOH例2:
例1:
實例CH3CH2CH2CH2OHCH3OH+1/2O2CH2O+H2OCu(orAg)450-600oC反應(yīng)不可
逆,放熱。
反應(yīng)可逆,吸熱。
甲醇體積30-50%,轉(zhuǎn)化率65%,(產(chǎn)率85~95%)
Cu(orAg)450-600oCCH3OHCH2O+H2
例3:
CH3OH+1/2O2六、二元醇及多元醇的反應(yīng)
1,2-二醇的制法
CH2=CH2冷KMnO4NaHCO3/H2OO2/Ag1HOClH3O2+12CH2-CH2OHOHCH2-CH2OHOHCH2-CH2OHOH六、二元醇及多元醇的反應(yīng)1,2-二醇的制法CH2=CH2環(huán)氧化合物水解生成反式1,2-二醇,例如:
OHH+H2OHClO4(痕量)OHHOHH
環(huán)氧化合物可用過酸(如過氧苯甲酸PhCO3H)氧化烯烴得到:
CHCHRRPhCO3HCHCHR'RO環(huán)氧化合物水解生成反式1,2-二醇,例如:OHH+H2OH因此,常用KIO4的氧化來測定鄰位二元醇的結(jié)構(gòu)。
OCO2CH2-CH2OHOHNaKIO4O高碘酸CH2-CH2ONaONaH-C-C-HOOH-C-OHO++H2OCH2CH2OOOIO-OHOHPb(CH3CO)4CH2OCH2O+O+HIO31,2-二醇的反應(yīng)
因此,常用KIO4的氧化來測定鄰位二元醇的結(jié)構(gòu)。OCO2C丙三醇(甘油)的制備方法:
CH3CH=CH2Cl2℃>500CH2CH=CH2ClHOClCH2-CH-CH2ClClOHCa(OH)2CH2-CH-CH2ClONa2CO3100
150~℃CH2-CH-CH2OHOHOH例:
丙三醇(甘油)的制備方法:CH3CH=CH2Cl2℃>50第四節(jié)
醇的制法
一、烯烴水合
OHRCH=CH2磷酸硅藻土H2SO4+H2ORCH-CH3二、鹵代烷水解
H2OX-R-X+H2OR-OHOH-+第四節(jié)醇的制法一、烯烴水合OHRCH=CH2磷酸三、格氏試劑與羰基的加成
OR'-MgXH-C-HOR-C-HO??屒R-CH2-OMgXR-CH-OMgXR'R-C-OMgXR'屒H2OR-CH2OHR-CHOHR'R-C-OHR'屒(伯醇)(仲醇)(叔醇)三、格氏試劑與羰基的加成OR'-MgXH-C-HOR-C-
格氏試劑與環(huán)氧乙烷反應(yīng)得到伯醇,相對于在
格氏試劑的烴基R上增加兩個碳原子:
H3O+RMgX+H2CCH2OEt2ORCH2CH2OMgXRCH2CH2OH+CH3CH2CH2CH2MgBr(2)H3O+(1)Et2OOCH3CH2CH2CH2CH2CH2OH格氏試劑與環(huán)氧乙烷反應(yīng)得到伯醇,相對于在格氏試劑的四、羰基化合物的還原
H2/NiOR-C-HOR-C-R'R-CH2OHR-CHOHR'(伯醇)
(仲醇)
醛、酮經(jīng)催化氫化可制備醇。
(1)催化氫化
CH3CH=CHCHONi,H2CH3CH2CH2CH2OH例1:
例2:
但分子中存在不飽和鍵時,在還原羰基的同時,不飽和鍵也被還原,如:
四、羰基化合物的還原H2/NiOR-C-HOR-C-R(2)金屬氫化物的還原
醛、酮,羧酸、酯的還原:
醛、酮用NaBH4在甲(乙)醇溶液中還原為醇:
4RCH=O+NaBH4+4CH3OH4RCH2OH+NaOCH3+B(OCH3)3H3COCHONaBH4CH3OHH3COCH2OH(CH3)3CH2CCH3NaBH4C2H5OHO(CH3)3CH2CHCH3OH85%(2)金屬氫化物的還原醛、酮,羧酸、酯的還原:醛、酮
用NaBH4還原時,醛酮分子中的孤立雙鍵或
-NO2不受影響。如:
82%CHONaBH4CH3OHCH2OHO2NO2N醛酮可被LiAlH4還原,反應(yīng)需在無水溶劑(如無水乙
醚)中進(jìn)行。
用NaBH4還原時,醛酮分子中的孤立雙鍵或
羧酸只能用LiAlH4還原為伯醇(NaBH4不能還原
羧酸),例如:
CO2H(1)LiAlH4,Et2O(2)H2OCH2OH78%COC2H5O(1)LiAlH4,Et2O(2)H2O90%CH2OH羧酸酯也可用LiAlH4還原為伯醇,例如:
羧酸只能用LiAlH4還原為伯醇(NaBH4不能還原五、硼氫化-氧化
+RCH=CH2H2OH2O2/OHH(BH3)2RCHCH2BRCH2CH2OH12H2OH2O2/OH(BH3)2CH3OHCH3HOH3C+21;CH3OH3OH+五、硼氫化-氧化+RCH=CH2H2OH2O2/OHH[B]酚
第一節(jié):酚的結(jié)構(gòu)及命名
羥基直接與苯環(huán)相連的化合物
稱為酚。酚羥基氧原子為sp2雜化,
氧上兩對孤對電子,一對占據(jù)
sp2雜化軌道,另一對占據(jù)未參與雜化
的
p軌道,p電子云正好能與苯環(huán)
的大π鍵電子云發(fā)生側(cè)面重疊,形
成
p–
π共軛體系。
H一、結(jié)構(gòu)
p–
π共軛體系:
(1)增加苯環(huán)上的電子云密度;
(2)增強了羥基上氫的理解能力。
[B]酚第一節(jié):酚的結(jié)構(gòu)及命名羥基直二、命名
1、酚羥基為化合物的主官能團,則將酚羥基與苯環(huán)一起作為母體,含一個羥基稱為酚,含二個羥基稱為二酚,含三個羥基稱為三酚等,其它基團作為取代基處理。
苯酚
β-萘酚
2,4,6-三硝基苯酚
(苦味酸)
例1:一元酚
OHOHNO2NO2O2NOH二、命名1、酚羥基為化合物的主官能團,則將酚羥基例2:多元酚
普通
命名
俗名
鄰苯二酚
間苯二酚
對苯二酚
氫醌
普通
命名
俗名
連苯三酚
間苯三酚
偏苯三酚
焦棓酚
根皮酚
例2:多元酚普通命名俗名鄰苯二酚間苯二酚對苯二酚2、酚羥基不作為化合物的主官能團時,則羥基作
為取代基處理。
例:
鄰羥基苯甲酸
(水楊酸)
3,4-二羥基苯甲醛
5-羥基-1-萘磺酸
OHCOOHOHHOHOCHOSO3H2、酚羥基不作為化合物的主官能團時,則羥基作為第二節(jié):酚的物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)
(自學(xué))
第三節(jié):酚的化學(xué)性質(zhì)
一、酚羥基的反應(yīng)
1、酚的酸性
由于p–
π共軛,使得酚羥基上的氫更易以
離子的形式解離,所以與醇相比較,酚比
醇具有更高的酸性。
大多數(shù)酚的pka都在10左右;酚能夠溶解于NaOH溶液中生
成鹽,而醇在相同條件下則不反應(yīng)。
OHROHNaOHH2OONa不反應(yīng)第二節(jié):酚的物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)(自學(xué))第三節(jié):酚的
由于H2CO3的
pka≈6.3左右,比酚的酸性高,酚不能溶
解于NaHCO3的水溶液中,所以在酚鈉的水溶液中通入CO2,酚
又可游離出來。
OHONa++CO2H2O+NaHCO3問題:酚的酸性為什么比醇高?
解釋:
(a)
酚所生成的氧負(fù)離子,其負(fù)電荷可在共軛體系中得到
分散,所以酚的氧負(fù)離子穩(wěn)定;而醇的負(fù)電荷得不到
分散。
(b)
生成離子需要一定能量,由于酚的氧負(fù)離子易形成,
則需能量較低,而醇則需較高的活化能。
由于H2CO3的pka≈6.3左右,
如果在酚的苯環(huán)上帶有鄰-對位取代基時,由于鄰-對位取代基是供電子基團,氫難以離子形式解離,所以使得酚類酸性下降。
當(dāng)苯環(huán)帶有強的吸電子基團(如:-NO2),
其誘導(dǎo)和共軛效應(yīng)使氧上負(fù)電荷更好地離域而移向
苯環(huán),生成更穩(wěn)定的負(fù)離子,與苯酚相比酸性更高。
問題:
硝基(-NO2)
取代在鄰-對位與取代在間位
的酚,其酸性哪種強?為什么?
如果在酚的苯環(huán)上帶有鄰-對位取代基時,由于鄰2、與FeCl3的反應(yīng)
6O紫色OH+FeCl3H3[Fe()6]+HCl黃色
酚與5%FeCl3的水溶液作用,能生成帶顏色的
絡(luò)離子,不同的酚所產(chǎn)生的顏色不同,常見的有紫、
蘭、綠、棕等。這個特性常常用來鑒別酚。
2、與FeCl3的反應(yīng)6O紫色OH+FeCl3H3[Fe(3、成醚反應(yīng)
酚與醇相似,能夠烷基化成醚。由于酚羥基很
難直接分子間脫水,所以,一般是由酚在堿性溶液
中生成酚鈉,再與鹵代烷作用生成醚。
酚的甲醚一般常用硫酸二甲酯作為烷基化試劑。
ONaH2ONaOHOHC2H5BrOC2H5(CH3)2SO4OCH33、成醚反應(yīng)酚與醇相似,能夠烷基化成醚。由
酚甲醚與HI作用,又能使其分解而得到原來
的酚,在有機合成中常用于保護(hù)酚羥基,以避免
酚羥基在反應(yīng)中受破壞。
+OCH3HIOHCH3I酚甲醚與HI作用,又能使其分解而得到原來的4.酯的生成
酚與酰氯或酸酐作用可生成酯,而與羧酸直接
酯化反應(yīng)較困難。
OHCH3C-CIOCH3COCH3COO或O-C-CH3O
4.酯的生成酚與酰氯或酸酐作二、芳環(huán)上的反應(yīng)
由于芳環(huán)與羥基直接相連,氧上P-電子與芳環(huán)的P-π
共軛效應(yīng),導(dǎo)致苯環(huán)電子云密度增高,使得芳環(huán)的親電取代
反應(yīng)非常容易進(jìn)行。
1.鹵代反應(yīng)
OHBr2/H2O室溫OHBrBrBr(白色沉淀)OHBrOHBr+Br2/CS20℃三溴苯酚在
水中的溶解
度很小,所
以可用以鑒
別酚。
(主)
二、芳環(huán)上的反應(yīng)由于芳環(huán)與羥基直接相連,氧上2、硝化反應(yīng)
2、硝化反應(yīng)OONOHOONOHOONOH對-硝基苯酚和間-硝基苯酚均能在分子間形成氫鍵:
所以它們本身不僅具有較高的沸點,而且易溶于水。
OONOH但是,鄰-硝基苯酚由于易形成分子內(nèi)氫鍵,形成了螯合環(huán),所以減少了分子間的引力,使其揮發(fā)性、
水溶性減小。
OONOHOONOHOONOH對-硝基苯酚和間-硝基苯酚均能3、磺化反應(yīng)
OH20OHOH濃HNO3NO2NO2O2NH2SO4℃100℃98%OHSO3HSO3HH2SO4(SO)3OHSO3HSO3H3、磺化反應(yīng)OH20OHOH濃HNO3NO2NO2O2NH4、傅氏反應(yīng)
(a)傅氏烷基化
CHOH25OH℃CH3CH3HF;
94.5%yd:OHCH(CH3)2(CH3)2CHCH(CH3)2
由于酚羥基的影響,酚在進(jìn)行烷基化時一般
以醇或烯烴為烷基化試劑,而催化劑一般選擇質(zhì)
子酸,如:硫酸、氫氟酸等。
4、傅氏反應(yīng)(a)傅氏烷基化CHOH25OH℃CH3CH例2:
CHOH25OH℃CH3CH3HF;
94.5%yd:OHCH(CH3)2(CH3)2CHCH(CH3)25、亞硝化反應(yīng)
OH稀HNO3℃OHN=OOHNO27~8NaNO2;H2SO4yd:80%以此方法減少鄰位產(chǎn)物,從而證明對位比鄰位反應(yīng)活性高。
例2:CHOH25OH℃CH3CH3HF;94.5%yd[C]
醚
第一節(jié)
醚的結(jié)構(gòu)和命名
醚可以看作是水的兩個氫原子被烴基取代所得到的化合
物也可以說是兩分子醇之間失去一分子水生成的化合物,分
子結(jié)構(gòu)如下:
R和R'
可以相同,稱簡單醚;也可以不同,
稱混合醚。氧和碳可以共同形成環(huán)狀結(jié)構(gòu),
稱環(huán)醚。
醇與醚互為官能團異構(gòu)體。
1、結(jié)構(gòu)
[C]醚第一節(jié)醚的結(jié)構(gòu)和命名醚可2、命名
(1)
無環(huán)醚
a.普通命名法:
簡單醚只要在相同的烴基名稱前面“二”
字,然后寫上醚。(習(xí)慣上“
二”
字可以省略不寫)混合醚則按順序規(guī)則將兩
個烴基分別寫出,然后寫上醚字,如:
二甲(基)醚
甲(基)乙(基)醚
烯丙(基)乙炔(基)醚
CH2=CHCH2-O-CCHCH3-O-CH3CH3-O-C2H5dimethyletherethylmethyletherallylethynylether
英文名稱醚為ether,混合醚中列出順序按烴基中第一
個字母的順序排列。
2、命名(1)無環(huán)醚a.普通命名法:b.IUPAC命名法:
取較長的烴基作為母體,把余下的碳數(shù)較少的烷氧基作
為取代基,如有不飽和烴基存在時,選不飽和程較大的烴基
作為母體:
CH2-CH2(CH3)2CH-O-C3H7-O-CH3OOCH31-(1-甲乙氧基)丙烷
1,2-二甲氧基乙烷
環(huán)戊氧基苯
b.IUPAC命名法:取較長的烴(2)環(huán)醚
(a)環(huán)氧化合物:當(dāng)一個氧原子和烴基上相鄰的兩個碳原子或
鏈上非相鄰的兩個碳原子相連接而形成環(huán)形體系,稱環(huán)氧化合物,
命名時用環(huán)氧作詞頭,寫在母體烴名之前,稱作環(huán)氧某烷,較大
的環(huán)氧化合物,可看作含氧雜環(huán)的環(huán)醚,習(xí)慣按雜環(huán)規(guī)則命名:
CH2-CH2OCH3CH-CHCH3OOOOO環(huán)氧乙烷
2,3-環(huán)氧丁烷
1,3-環(huán)氧丙烷
1,4-二氧六環(huán)
四氫呋喃
(2)環(huán)醚(a)環(huán)氧化合物:當(dāng)一個氧(b)冠醚:
含多個氧的大環(huán)醚,其結(jié)構(gòu)很向王冠,稱為冠醚命名
時用“
冠”
表示冠醚,在“
冠”
字前面寫出環(huán)中的總原子數(shù)
(碳和氧),并用“
半字符”
隔開;在“
冠”
字后寫出環(huán)中
氧原子
數(shù),也用“
半字符”
隔開。
OOOOOOOO18OO12-冠-4二苯駢-18-冠-6(b)冠醚:含多個氧的大環(huán)醚,其結(jié)第二節(jié)
醚的物理性質(zhì)
(自學(xué))
第三節(jié)
醚的化學(xué)性質(zhì)
醚由于氧原子上帶有孤電子對,作為堿醚能和濃硫酸、氯化
氫或路易斯酸(如:BF3、AlCl3)等作用,形成
鹽。
所形成的
鹽使C-O-C鍵變?nèi)?,在酸性條件下醚鏈會斷裂。
鹽極易溶于水。
一、
鹽的形成
第二節(jié)醚的物理性質(zhì)(自學(xué))第三節(jié)醚的化學(xué)性二、醚的碳氧鍵斷裂
在較高的溫度及酸性介質(zhì)中,醚鏈會斷裂。最有效的試劑是
HI和HBr;烷基醚鏈斷裂后生成鹵代烷和醇,而醇又可與過量的HX作用生成鹵代烷。與氧原子相連的烷基結(jié)構(gòu)不同,斷裂所遵循的歷程也不同。伯烷基發(fā)生SN2反應(yīng),而叔烷基則發(fā)生SN1反應(yīng)。例1:
二、醚的碳氧鍵斷裂在較高的溫度及酸性介質(zhì)中,醚鏈例2:
對于混合醚,碳氧鍵斷裂的順序是:
三級烷基
>
二級烷基
>
一級烷基
>
芳基
例如:
得到的酚一般不繼續(xù)被X-負(fù)離子取代,這是由于氧原子P-電子與苯環(huán)共軛,使C-O鍵鍵能增加所至。而二苯醚不發(fā)生醚鏈斷裂。(為什么?)
例2:對于混合醚,碳氧鍵斷裂的順序是:三級烷基>二級三、
過氧化物的形成
許多烷基醚長期放并和空氣接觸下,會慢慢生成不易
揮發(fā)的過氧化物。
CH3HnC2H5OC2H5O2nC2H5OC2H5O-OHCH3CHO-O..C-O-On氫過氧化乙醚過氧化醚
過氧化物是不穩(wěn)定的,受熱時容易分解而發(fā)生強烈的爆炸,因此應(yīng)盡量避免醚在空氣中暴露的時間,儲存時應(yīng)置于
棕色瓶中避光保存。
對儲存過久的醚在使用前,應(yīng)用KI-淀粉試紙進(jìn)行檢驗,若過氧化物存在,則試紙變?yōu)樗{(lán)紫色;在蒸餾醚前,一定要
對過氧化物進(jìn)行處理,一般加入
5%FeSO4
或
Na2SO3,分解醚
中的過氧化物。
三、過氧化物的形成許多烷基醚長期放并和第四節(jié):
醚的制備
一、醇分子間脫水
醇在H2SO4作用下加熱,可分子間脫水制備對稱脂肪族醚:
-H2OH2SO4R-OHH-ORR-O-R例:1.2.-H2OH2SO4CH2CH2-CH2CH2OHOHO
這種方法制備醚,伯醇產(chǎn)率最高,仲醇產(chǎn)率很低,而
叔醇則大部分得到烯烴;對于酚在此種方法下,一般不能
脫水。
第四節(jié):醚的制備一、醇分子間脫水醇在H2SO4作用下二、威廉森(Williamson)合成法
威廉森合成法是制備混合醚和芳香醚的一個重要方法,
它是以醇鈉或酚鈉與鹵代烷反應(yīng)而制得:
R-O-R'R'-X-NaClR-OHR-O-Na+NaAr-OHAr-O-Na+NaOHR'-X-NaClAr-O-R'例:
1.2.
威廉森合成屬SN2歷程。值得注意的是,在制備叔丁基
混合醚時,一般是把叔丁醇制成醇鈉,以防止在取代反應(yīng)中
發(fā)生消除反應(yīng)。
二、威廉森(Williamson)合成法威冠醚的制備也是通過威廉森合成法合成的:
若分子中同時存在鹵原子和烷氧負(fù)離子,在可生成環(huán)氧化合物:
HHO-BrCH3CH3SN2OCH3CH3HH冠醚的制備也是通過威廉森合成法合成的:若分子中同時制備二苯醚時,則需在反應(yīng)中加入銅粉作催化劑:
這一反應(yīng)我們稱為沃爾曼反應(yīng)(Ullmamn),其反應(yīng)機理見
《有機合成化學(xué)》-黃憲
制備二苯醚時,則需在反應(yīng)中加入銅粉作催化劑:第五節(jié):
環(huán)醚的合成
最重要的環(huán)醚為環(huán)氧乙烷:
環(huán)氧乙烷在酸催化下可發(fā)生多種反應(yīng),甚至在
堿試劑,如:NH3、NaOR等存在下,環(huán)醚也可遭
受破壞,所以環(huán)氧乙烷是一個很重要的有機中間體。CH2-CH2OCH2=CH2O2/Ag第五節(jié):環(huán)醚的合成最重要的環(huán)醚為環(huán)氧乙烷:一:酸性條件
通過樣鹽,醚鍵易斷裂;
CH2-CH2C2H5OHOH+HBrH2OCH2-CH2OHOHCH2-CH2OHOHCH2-CH2OHBrCH2-CH2OC2H5OHCH2CH2-O-CH2CH2OHOH具有醇醚的性質(zhì),常
用于溶纖維素酯和油
漆工業(yè)。
多量環(huán)氧乙烷作用下,生成多縮乙二醇醚,可做農(nóng)藥的乳化劑及去泡劑。
一:酸性條件通過樣鹽,醚鍵易斷裂;CH2二:堿性條件
由于反應(yīng)不通過
鹽,而是三元環(huán)本身受進(jìn)攻,所以用
的堿及親核試劑要強,如:RO-、C2H5O-、NH3等等。
2-乙氧基乙醇
2-氨基乙醇
三-(β–
羥乙胺)CH2-CH2C2H5O-OOH-NH3CH2-CH2OHNH2CH2-CH2OHNH2CH2-CH2OC2H5OHNHHO-CH2CH2HO-CH2CH2CH2-CH2ONHO-CH2CH2HO-CH2CH2HO-CH2CH2二-(β–
羥乙胺)羥乙胺可用做溶劑、乳化劑和合成洗滌劑的原料。
二:堿性條件由于反應(yīng)不通過鹽,而OCH3CH3ONaCH3OHCH3CHCH2OHOHCH2CHCH3£HOH1818OHH££££·££·£££££££££ò£££££··££ò£·£££££££OCH2CHCH3CH3CHCH2O£á£££££×£££££££ú££à£££×££££££££×£££££££ú£££££×££OCH3CH3ONaCH3OHCH3CHCH2OHOHCH2第六節(jié)
冠醚
OOOOOOOO18OO12-冠-4特點:
1、具有
OCH2CH2n的重復(fù)單位。
2、分子內(nèi)具有孔穴,孔穴的大小與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。
用途:
可以用作絡(luò)合劑、相轉(zhuǎn)移催化劑、離子選擇電極等。
第六節(jié)冠醚OOOOOOOO18OO12-冠-第九章
醇、酚和醚烴作業(yè)
P3072題.(4)(10)3題.(1)(8)
4題.(4)(6)
5題.(1)(5)(8)(11)(12)
P3088題.(3)(4)(6)(8)(9)
9題.(3)
12題.(5)
13題.(3)(7)(8)
P30915題.(3)1第九章醇、酚和醚烴作業(yè)P3072題.(4)(10)第九章
醇、酚和醚
Alcohols,PhenolsandEthers第九章醇、酚和醚Alcohols,PhenolsOHR108.9°
Osp3未共享電子對
電負(fù)性:O>C>HO上電子云密度較高
分子有極性
[A]醇
第一節(jié)
醇的結(jié)構(gòu)、分類及命名
一、結(jié)構(gòu)
OHR108.9°Osp3未共享電子對電負(fù)性:1大部分醇的羥基與sp3雜化的碳原子相連。烯
醇中的羥基與sp2雜化的碳原子相連。
2根據(jù)甲醇分子的鍵長、鍵角分析,醇羥基中
的氧是sp3雜化。
3醇的偶極距在2?10-3c.m左右。
4一般地說,相鄰兩個碳上最大的兩個基團處于對交叉最穩(wěn)定,但當(dāng)這兩個基團可能以氫鍵締合時,則這兩個基團處于鄰交叉成為優(yōu)勢構(gòu)象。
1大部分醇的羥基與sp3雜化的碳原子相連。烯二、分類
1.根據(jù)醇所含羥基的數(shù)目分為:
CH2-CH-CH2OHOHOHOH乙二醇二元醇丙三醇三元醇CH3CH2OH
乙醇一元醇OHCH2-CH2二、分類1.根據(jù)醇所含羥基的數(shù)目分為:CH2-CH-CHCH3CH2CH2CH2CH3CH2CHCH3CH3-C-CH3CH3OHOHOH正丁醇仲丁醇叔丁醇3、根據(jù)烴基的類別,可分為脂肪醇,芳香醇
OHCH2OH環(huán)己醇脂肪醇苯甲醇芳香醇2、根據(jù)羥基所連碳原子的級數(shù),可分為伯、仲、
叔醇
CH3CH2CH2CH2CH3CH2CHCH3CH3-C-C三、命名
1、普通命名法
簡單的一元醇可用普通命名法命名,即在烷
基后面加一個醇字,英文加alcohol:CH3CH2(CH3)2CH2OH
乙醇ethylalcoholOH
異丙醇isopropylalcohol三、命名1、普通命名法簡單的一元醇可也可把醇看作是甲醇的衍生物來命名:
phphphCOH三苯甲醇triphenylmethanol也可把醇看作是甲醇的衍生物來命名:phphphCOH三苯甲2、IUPAC命名法
(1)選含羥基在多的長鏈為主鏈,按碳原子數(shù)稱某醇。
(2)從離羥基最近的一端開始給主鏈編號。
(3)在寫出全名時,把羥基所在的碳原子號數(shù)寫在某
醇之前,并在某醇與數(shù)字之間畫一短線(半字符),
支鏈的位置和名稱寫在某醇的前面,并分別用短
線隔開。
2、IUPAC命名法(1)選含羥基在多的長CH3CH2-C-C-CH3CH3CH3OHOH2,3-二甲基-2,3-戊二醇例如:
CH3CCH3OHCH3CH3CC6H5OHCH2CH2CH32-甲基-2-丙醇
(叔丁醇)2-苯基-2-戊醇
反-2-甲基環(huán)戊醇
H3CCH3OHCH3CH3CC6H5OHCH2CH2CH3OHCH3CH3CCH3OHCH3CH3CC6H5OHCH2CH2CH3OHCHCH3CH2-C-C-CH3CH3CH3OHOH2,3-二甲HO-CH2-C-CH2-OHCH2OHCH2OH季戊四醇HO-CH2-C-CH2-OHCH2OHCH2OH季戊四醇CH3CH=CHCH2CH2OH3-戊烯-1-醇
不飽和醇的命名:
選擇含-OH和重鍵的最長碳鏈為主鏈,從靠近-OH一端編號,根據(jù)主鏈所含碳數(shù)叫某烯(炔)醇,表示重鍵位置的數(shù)字放在烯(炔)前,在醇字前用數(shù)字表明羥基位置,得到母體名稱;再在母體名稱前加上取代基的名稱和位置.654321CH3CCHCH2CHCH3OHCH3CH3CCCH2OH5-甲基-4-己烯-2-醇
2-丁炔-1-醇
CH3CH=CHCH2CH2OH3-戊烯-1-醇不飽和醇多元醇:
選擇含多個羥基的碳鏈作主鏈,在醇字前用二、
三等數(shù)字表示羥基數(shù)目,用2,3,4等表示羥基的
位置。例如:
H2CHCH2OHOHHCCCH2CH3OHOHH3COHOCH3CH3丙三醇(甘油)2,3-二甲基-2,3-戊二醇
順-1,2-環(huán)已二醇
CH2CH2OHOHCCCH2CH3OHOHH3CCH3CH3H2CHCH2OHOHHCCCH2CH3OHOHH3COHOHCH3CH3多元醇:選擇含多個羥基的碳鏈作主鏈,在醇字前用二、三第二節(jié):
醇的物理性質(zhì)
1、物態(tài)
直鏈飽和一元醇中,C4以下為有酒味的流動液體;
C5~C11的醇具有不愉快的氣味,為油狀液體;C12以上為無嗅、無味的蠟狀固體。
2、沸點
飽和一元醇的沸點與烷烴一樣,隨分子量的上升而沸點有規(guī)律上升,每一個系列差(-CH2-)沸點將增加18~20℃;相同碳數(shù)的醇含支鏈越多,沸點越低。但低級醇的沸點比和它分子量相近的烷烴要高得多,其原因是由于醇在液態(tài)下與水一樣,分子間可通過氫鍵締合:
第二節(jié):醇的物理性質(zhì)1、物態(tài)直鏈飽和一元醇中,RHOOHORHORHR氫鍵
醇分子中烴基對締合作用有阻礙,烴基越大,位阻作用越大(即支鏈增加,沸點下降);飽和一元醇(直鏈)隨分子量增加,其沸點與相應(yīng)的烷烴越來越接近。
RHOOHORHORHR氫鍵醇分子中烴基對例如:
烷烴醇CH3OHCH3H沸點-16464.96CH3(CH2)3CH3CH3(CH2)4OH36.1137正十二烷正十二醇216.3255.9烷烴烷烴醇醇例如:烷烴醇CH3OHCH3H沸點-16464.96CH3
低級醇與水能形成氫鍵,故與水混溶;隨碳鏈
的增加,高級醇與烷烴性質(zhì)相近,所以不溶于水。
3、溶解度
第三節(jié)
化學(xué)性質(zhì)
醇的官能團:
R-O-H極性鍵
這兩個部位易于發(fā)生反應(yīng)。在反應(yīng)中究竟以哪種方式斷裂,則主要取決烴基本身的結(jié)構(gòu)及反應(yīng)條件。
低級醇與水能形成氫鍵,故與水混溶;隨碳鏈的RCHCHOHHH1Nu234酸性
親核取代
a-消除(氧化)b-消除
RCHCHOHHH1Nu234酸性親核取代a-消除(氧化一、與活波金屬作用
熟知:
HO-H+NaNaOH+H221同理,醇羥基上的氫也可以被金屬鈉取代生成氫氣
和醇鈉。
RO-H+NaNaOR+H221生成的醇鈉溶解于過量的乙醇中,若反應(yīng)在醚中進(jìn)行,則可得到固體的醇鈉。
醇羥基具有一定酸性,但與水相比酸性更弱一些,則有:
HO-H+NaORROH+NaOH一、與活波金屬作用熟知:HO-H+NaN例:一些化合物的
pka數(shù)值
從醇來看,α-碳所連烴基增加,由于烷基的
給電子,使α-碳原子電子云密度增加,RO-H鍵
極性減弱,固羥基上氫難于被取代,所以與金屬鈉
反應(yīng)活性隨之降低。
各級醇與金屬鈉反應(yīng)活性順序:
甲醇
>
一級醇
>
二級醇
>
三級醇
H2OCH3OHC2H5OH(CH3)2CHOH(CH3)3COHHCCHNH3CH4化合物pka化合物pka14(15.9)16171819253684例:一些化合物的pka數(shù)值從醇來看,α由于叔醇的不活潑性,叔丁醇鉀的制備通常采用如
下方法:
叔丁醇鉀、異丙醇鋁等均是有機合成中常用的試劑。
二、與HX的作用
醇與鹵氫酸反應(yīng)可表示為:
進(jìn)行反應(yīng)的難易與所用鹵氫酸有關(guān),HX反應(yīng)活性
如下:
HI>HBr>HClROHHXROH2-H2OXRXRX(SN1)(SN2)XCOH2-H2ORX(CH3)3C-OH+KHO(CH3)3C-OK+H221由于叔醇的不活潑性,叔丁醇鉀的制備通常采用如下方法:叔丁(1)與HBr反應(yīng)
大多數(shù)第一級溴代烷都可用以下兩種方法制備:
例1:
CH3(CH2)2CH2OH+KBrH2SO4/H2OCH3(CH2)2CH2Br90%例2:CH2(CH2)2CH2+HBrH2SO4/回流48%OHOH6h80%CH2(CH2)2CH2BrBr(1)與HBr反應(yīng)大多數(shù)第一級溴代烷都可用以下兩種
由于第二級和第三級醇在硫酸作用下(即使是
50%H2SO4)容易發(fā)生失水消除反應(yīng)生成烯烴,所
以一般以一級或二級醇制備第二或第三級溴代烷。
例1:
(CH3)2CHOH+HBr回流,分餾48%80%(CH3)2CHBr例2:
OHHBr48%+70%Br由于第二級和第三級醇在硫酸作用下(即使是50%H2SO(2)與HCl反應(yīng)
3。
級丁醇與38%HCl(濃)在室溫下混合,可在數(shù)
分鐘內(nèi)反應(yīng),
生成相應(yīng)的氯代烷。
(CH3)3C-OH+HCl94%25℃(CH3)3C-ClCH3CH2CHCH3+HClOHZnCl2CH3CH2CHCH3Cl
級丁醇均不發(fā)生反應(yīng)。如果
在同樣的條件下,2,1在體系中加入無水ZnCl2,二級丁醇在少許加熱的條
件下也可發(fā)生反應(yīng):
。
。
(2)與HCl反應(yīng)3。級丁醇與38%HCl而第一級醇只有當(dāng)溫度>110℃時,反應(yīng)才能進(jìn)行:
HCl65%ZnCl2CH3(CH2)2CH2+OHCH3(CH2)2CH2Cl110℃;(CH3)2CH2CH2OHHClZnCl2+110℃(CH3)2CH2CH2Cl;15%例1:例2:而第一級醇只有當(dāng)溫度>110℃時,反應(yīng)才能進(jìn)行:HCl65(3)
醇與HCl
反應(yīng)的反應(yīng)歷程
CHHROH2+XCRXHHOH2+CHRHX-H2OCHRR'CH2OH2-H2O慢CHRR'CH2X(SN1)快(E1)快-HCHRR'CH2XRCH=CHR'(60%)〔a〕第一級醇
離子的反應(yīng)
(屬SN2反應(yīng)歷程)〔b〕第二級醇
離子的反應(yīng)
(3)醇與HCl反應(yīng)的反應(yīng)歷程CHHROH2+X為避免發(fā)生E1消除反應(yīng),反應(yīng)一般在室溫下進(jìn)行:
CRR'屒OH2H2O慢CRR'屒XSN1CRR'屒X+CRR'RX〔c〕第三級醇
離子的反應(yīng)
為避免發(fā)生E1消除反應(yīng),反應(yīng)一般在室溫下進(jìn)行:CRR'屒Oa.PI3(三碘化磷)CH3OH+PI3HlCH3OPI2SN2CH3l+HOPl2(4)自醇制備鹵代烷的其它方法
b.SOCl2(氯化亞砜)Cl+HClSN2ROHSClOROSClON+RCl+SO2HClNNHCl+SN2CH3CHCH2
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