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8醇(Alcohols)酚(Phenols)醚(Ethers)基本內(nèi)容和重點(diǎn)要求
醇、酚、醚的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和異構(gòu)現(xiàn)象醇、酚、醚的化學(xué)性質(zhì)
重點(diǎn)掌握醇、酚、醚的化學(xué)性質(zhì);醇的氫鍵對(duì)其物理性質(zhì)(沸點(diǎn)、水溶性)的影響。2021/6/278.1
醇(Alcohols)
8.1.1醇的構(gòu)造、分類(lèi)和命名
8.1.2醇的物理性質(zhì)
8.1.3醇的化學(xué)性質(zhì)
8.1.4重要代表物
2021/6/27
醇的構(gòu)造異構(gòu)有三種:一是烴基碳鏈結(jié)構(gòu)的不同(碳鏈異構(gòu)),二是羥基位置的不同(官能團(tuán)位置異構(gòu))。另外,醇與同分子量的醚互為官能團(tuán)異構(gòu)的同分異構(gòu)體。1-丙醇2-丙醇8.1.1醇的構(gòu)造、分類(lèi)和命名C3醇的同分異構(gòu)體:2021/6/27C4醇的同分異構(gòu)體:1-丁醇(正丁醇)2-甲基-1-丙醇(異丁醇)2-丁醇(仲丁醇)2-甲基-1-丙醇(叔丁醇)乙醚2021/6/27(1)醇的分類(lèi)根據(jù)醇分子中羥基所連接的烴基不同,分為飽和醇、不飽和醇、脂環(huán)醇和芳香醇。如:飽和醇不飽和醇脂環(huán)醇芳香醇8.1.1醇的構(gòu)造、分類(lèi)和命名2021/6/27
根據(jù)與羥基相連的碳原子的種類(lèi)不同,飽和一元醇可分為伯、仲、叔醇。例如:伯醇叔醇仲醇(1)醇的分類(lèi)2021/6/27
根據(jù)醇分子中所含羥基的數(shù)目,可分為一元、二元、三元醇等。一元醇(乙醇)二元醇(乙二醇)三元醇(丙三醇)(1)醇的分類(lèi)2021/6/27一般情況下同碳二醇不穩(wěn)定,自發(fā)失水為醛或酮;同碳三醇脫水生成羧酸;烯醇式結(jié)構(gòu)互變異構(gòu)為酮式結(jié)構(gòu)。(2)醇的命名
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的一元醇可用習(xí)慣命名法命名。方法是在相應(yīng)的烴基名稱(chēng)的后面加上“醇”字來(lái)命名,“基”字一般可忽略。如:正丙醇異丙醇烯丙醇8.1.1醇的構(gòu)造、分類(lèi)和命名2021/6/27
醇的系統(tǒng)命名法是將含有羥基的最長(zhǎng)碳鏈作為主鏈,根據(jù)主鏈中所含碳原子的數(shù)目而稱(chēng)為“某”醇;而把支鏈作為取代基,從靠近羥基的一端開(kāi)始對(duì)主鏈編號(hào),然后把取代基的位次、名稱(chēng)以及羥基的位次依次寫(xiě)在“某”醇的前面。2-甲基-2-乙基-1-己醇2-甲基-1-環(huán)己基-1-丙醇(2)醇的命名2021/6/27
如果為不飽和醇,應(yīng)選擇含有羥基并含有雙鍵或叁鍵的最長(zhǎng)碳鏈作為主鏈,編號(hào)時(shí)應(yīng)使羥基的位號(hào)最小;在定名稱(chēng)時(shí),表示主鏈碳原子數(shù)的“天干”或漢字應(yīng)寫(xiě)在“烯”字或“炔”字名稱(chēng)的前面。2-甲基-5-異丙基-5-己烯-3-醇2021/6/27
多元醇常用俗名。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的醇應(yīng)選擇包含多個(gè)羥基在內(nèi)的最長(zhǎng)碳鏈作為主鏈,用阿拉伯?dāng)?shù)字分別表示羥基的位置,用漢字表示羥基的數(shù)目。1,2-乙二醇(簡(jiǎn)稱(chēng)乙二醇,俗名甘醇)1,2,3-丙三醇(簡(jiǎn)稱(chēng)丙三醇,俗名甘油)2021/6/27芳醇的命名可把芳基作為取代基,例如:3-苯基-2-丙烯-1-醇(俗名肉桂醇)2021/6/27(3)醇的結(jié)構(gòu)8.1.1醇的構(gòu)造、分類(lèi)和命名2021/6/27乙醇醇分子中,碳和氧均采取sp3雜化,氧原子以?xún)蓚€(gè)sp3雜化軌道分別與氫和碳形成O-H鍵和C-O鍵,剩余的兩個(gè)sp3雜化軌道分別被兩個(gè)未共用電子對(duì)所占據(jù)。2021/6/278.1.2醇的物理性質(zhì)
低級(jí)醇為具有酒味的無(wú)色液體,正十二醇以上為固體。直鏈飽和一元醇的沸點(diǎn)比相應(yīng)的烴高得多。低級(jí)醇(如甲醇、乙醇、丙醇)在常溫下能與水混溶,隨碳原子數(shù)增加,溶解度逐漸降低。高級(jí)醇和烷烴相似,不溶于水,可溶于某些烴類(lèi)(如石油醚)溶劑。P132表8-1
脂肪醇的相對(duì)密度大于烷烴,但小于1。芳香醇的相對(duì)密度大于1。2021/6/27
醇在物理性質(zhì)上的特點(diǎn),主要是由分子中的羥基引起的。醇分子和水分子之間也能生成氫鍵:醇分子之間能生成氫鍵:2021/6/278.1.3醇的化學(xué)性質(zhì)
醇的化學(xué)性質(zhì)主要是由官能團(tuán)羥基所決定,同時(shí)也受到烴基的一些影響。從化學(xué)鍵來(lái)看C-O和O-H都是極性鍵;因此,醇容易發(fā)生反應(yīng)的部位如虛線所示:2021/6/27(1)似水性
醇分子中含有羥基,與水相似,醇也顯示一定的酸性,可與活潑金屬反應(yīng)生成氫氣。反應(yīng)隨著醇分子烴基的加大而反應(yīng)速率減慢。醇的活性為:甲醇>伯醇>仲醇>叔醇8.1.3醇的化學(xué)性質(zhì)2021/6/27
醇的酸性比水弱,醇鈉堿性比氫氧化鈉強(qiáng),故醇鈉遇水即分解成原來(lái)的醇和氫氧化鈉。這是一個(gè)可逆反應(yīng),平衡有利于醇鈉的水解。反應(yīng)的意義:①實(shí)驗(yàn)室銷(xiāo)毀金屬鈉;②異丙醇鋁是常用的還原劑,乙醇鈉是常用還原劑、強(qiáng)堿。2021/6/27
酸性序:
H2O>R-OH>HC≡CH
堿性序:
OH-<RO-<HC≡C-
醇與鈉反應(yīng)放出H2,偶爾用作醇的檢出,但難以避免微量水的干擾。活性:正丙醇>異丙醇>叔丁醇?jí)A性:叔丁醇鈉>異丙醇鈉>正丙醇鈉思考:比較CH3CH2CH2OH、(CH3)2CHOH及(CH3)3COH與Na反應(yīng)的活性以及相應(yīng)醇鈉的堿性大小。質(zhì)子化的醇和結(jié)晶醇合物[ROH2]+CaCl2·4CH3OH
不能用無(wú)水氯化鈣作醇的干燥劑。8.1.3醇的化學(xué)性質(zhì)有機(jī)酸酯與無(wú)機(jī)酸作用
醇與羧酸作用,分子間脫水生成酯的反應(yīng)叫酯化反應(yīng)。例如:2021/6/27
醇與硝酸作用生成硝酸酯。多元醇的硝酸酯受熱分解可引起爆炸;因此常用來(lái)制造烈性炸藥。甘油甘油三硝酸酯(俗稱(chēng)硝化甘油)無(wú)機(jī)酸酯(CH3)2CHCH2CH2OH+HO-NO—>(CH3)2CHCH2CH2ONO
異戊醇
亞硝酸異戊酯
(緩解心絞痛的藥物)2021/6/27硫酸二甲酯無(wú)機(jī)酸酯
8~18碳高級(jí)醇的酸性硫酸酯的鈉鹽(R-OSO3Na)用作洗滌劑,微生物菌種誘變劑。硫酸二甲酯:極毒無(wú)色液體,甲基化試劑。2021/6/27H3PO4為三元酸,可形成三類(lèi)磷酸酯:R-OH+OHO-P-OHOH-H2OR-OH-H2OR-OH-H2OORO-P-OHOH磷酸烴基二氫酯ORO-P-OROH磷酸二烴基一氫酯ORO-P-OROR磷酸三烴基酯(3)鹵代烴的生成
醇與氫鹵酸作用,醇中的羥基被鹵素原子取代生成鹵代烴和水。
不同氫鹵酸的活潑順序?yàn)椋?/p>
氫碘酸>氫溴酸>鹽酸
8.1.3醇的化學(xué)性質(zhì)這是一個(gè)可逆反應(yīng),為了有利于鹵代烷的生成,通??墒挂环N反應(yīng)物過(guò)量,或從反應(yīng)體系中移去一種產(chǎn)物。2021/6/27醇和氫鹵酸的反應(yīng)反應(yīng)式
ROH+HXRX+H2O醇的活性比較:芐醇,烯丙型>3oROH>2oROH>1oROH>CH3OHHX的活性比較:HI>HBr>HCl(HF一般不反應(yīng))
由伯醇制備相應(yīng)的溴代烴和碘代烴,常用比較便宜的溴化鈉加硫酸或碘化鈉加磷酸作試劑。例如:
2021/6/27
用濃鹽酸與無(wú)水氯化鋅混合所配制的溶液[稱(chēng)作盧卡斯(Lucas)試劑]分別與伯、仲、叔醇在常溫下作用,叔醇最快,仲醇次之,伯醇最慢。由于反應(yīng)中生成的鹵代烷不溶于水而出現(xiàn)渾濁或分層現(xiàn)象;觀察反應(yīng)物分層或渾濁的快慢,就可區(qū)別伯、仲、叔醇。如:5分鐘變渾濁20℃20℃1分鐘變渾濁20℃(不反應(yīng))加熱后才反應(yīng)2021/6/27該反應(yīng)只適合于鑒別六碳以下的一元醇 幾乎所有的多元醇亦可反應(yīng)。
醇與HX的反應(yīng)可按SN1或SN2機(jī)理進(jìn)行,但更傾向于SN1。大部分仲醇、所有叔醇與HX的反應(yīng)按SN1歷程進(jìn)行:(CH3)3C-OH(CH3)3C-O-H (CH3)3C+(CH3)3C-Cl-H2O慢H+HCl-鹽
若生成的正碳離子愈穩(wěn)定,則取代反應(yīng)愈容易進(jìn)行。所以反應(yīng)活性:叔醇>仲醇>伯醇>CH3OH酸可降低離去基團(tuán)堿性,把OH-轉(zhuǎn)化成H2O主要產(chǎn)物機(jī)理:極不穩(wěn)定較穩(wěn)定主要產(chǎn)物
有些醇(除大多數(shù)伯醇)與氫鹵酸反應(yīng),常有重排產(chǎn)物生成。2021/6/27(4)氧化反應(yīng)
8.1.3醇的化學(xué)性質(zhì)
常用的氧化劑有H2CrO4(CrO3溶于H2SO4中而成)、KMnO4。(a)伯醇氧化成醛[O]HHR—C—OH伯醇R—C=OH醛[O]OR—C—OH酸,醛易繼續(xù)被氧化成酸:2021/6/27
CrO3/吡啶溶液稱(chēng)為Sarett試劑,可直接將伯醇氧化成醛,仲醇氧化成酮,分子中存在的C=C一般不受影響。CH3(CH2)5CH2OHCrO3/吡啶CH3(CH2)5CHO庚醛(93%)Collins試劑:CrO3·吡啶/CH2Cl2為溶劑.似Sarett試劑。Jones試劑:CrO3/稀H2SO4,可將不飽和仲醇氧化成酮, 不影響碳碳重鍵。(b)仲醇氧化成酮,常用此法制備酮。CH3-CH-(CH2)5CH3OHCH3-C-(CH2)5CH3
OKr2CrO4-H2SO4D2-辛酮(96%)
但在強(qiáng)烈氧化條件下可導(dǎo)致C—C鍵斷裂,生成小分子氧化產(chǎn)物。(c)叔醇無(wú)a-H,在同樣條件下不被氧化。
問(wèn)題:K2Cr2O7的酸性水溶液與叔醇作用為何變綠?
答:叔醇在酸性水溶液中可進(jìn)行分子內(nèi)脫水,生成烯烴,然后K2Cr2O7氧化烯烴后生成綠色的Cr3+。(5)脫水反應(yīng)
醇的脫水反應(yīng)有兩種方式,一種為分子內(nèi)脫水,另一種為分子間脫水。例如:
消除反應(yīng)親核取代反應(yīng)8.1.3醇的化學(xué)性質(zhì)催化劑可加速脫水反應(yīng)的進(jìn)行。常用的催化劑有H2SO4、H3PO4、Al2O3。
2021/6/27
過(guò)量的酸和高溫有利于烯烴的生成,過(guò)量的醇和較低的溫度下有利于醚的生成。叔醇脫水只生成烯烴。例如:46%H2SO487℃濃H2SO4,140℃或Al2O3,240℃濃H2SO4,170℃或Al2O3,360℃2021/6/27分子間脫水
——成醚實(shí)驗(yàn)室制乙醚:C2H5-OH————>C2H5OC2H5+H2O濃H2SO4140℃工業(yè)制乙醚:C2H5-OH————>C2H5-O-C2H5+H2OAl2O3300℃
這是制備對(duì)稱(chēng)醚的方法,適于由低級(jí)伯醇制醚。叔醇的主要產(chǎn)物為分子內(nèi)消去產(chǎn)物——烯烴,仲醇成醚的產(chǎn)量也很低。CH3CH2OH快H+HOC2H5
HO2慢(SN2)+HCH3CH2OCH2CH3CH3CH2OHCH2CH3機(jī)理:CH3CH2OH2-C
C
H
H
快H+CHH
CHab正碳離子
醇的脫水是質(zhì)子化的醇作為脫水物的單分子消除反應(yīng)(E1)。CHH
CHOHabCHH
CHOH2abH+快慢H2O機(jī)理:b)
若消去的方向不止一個(gè),主要產(chǎn)物為Saytzeff烯烴。 CH3 CH3-CH-C—CH2————>HOHH 46%H2SO490~95℃ CH3CH3CH=C-CH3 CH3+CH3CH2-C=CH284%
16%醇分子內(nèi)脫水表現(xiàn)以下特征:a)
反應(yīng)活性:3°醇>2°醇>1°醇生成的中間體正碳離子愈穩(wěn)定,則愈易脫水。
仲醇和叔醇分子內(nèi)脫水時(shí),遵循查依采夫規(guī)則,即脫去的氫原子主要是含氫較少的碳原子上的氫原子。例如:62%H2SO487℃80%87℃46%H2SO484%2021/6/27c)由于反應(yīng)中有正碳離子生成,可能的情況下總是伴隨重排產(chǎn)物。CH3H
CH3C
—C—CH3————>CH3OH 85%H3PO4
-H2OCH3H
CH3-C
—C—CH3 CH3CH3 CH3C
—CH=CH2CH3
CH3 CH3C
=C-CH3
CH3CH3 CH3C—C=CH2
H
CH3++A
0.4%
B
80%
C
20%CH3H
CH3-C
—C—CH3CH3CH3H
CH3C
—C-CH3——>CH3OH2
-H2O-bHA-b’HCb’b-bHB
用氧化鋁作脫水劑時(shí)反應(yīng)溫度要求較高(360℃),但它的優(yōu)點(diǎn)是脫水劑經(jīng)再生后可重復(fù)使用,且反應(yīng)過(guò)程中很少有重排現(xiàn)象發(fā)生。用質(zhì)子性酸作脫水劑時(shí)常有重排現(xiàn)象發(fā)生。(主要產(chǎn)物)(無(wú)其他產(chǎn)物)2021/6/27(6)鄰二醇的反應(yīng)
對(duì)于多元醇,當(dāng)兩個(gè)-OH相對(duì)位置較遠(yuǎn)時(shí),所發(fā)生的反應(yīng)與一元醇差不多。兩個(gè)-OH相距較近時(shí),由于相互影響而能發(fā)生一些特殊的反應(yīng)。與高碘酸的反應(yīng)R1
R2HR—C—C—
C—ROHOHOH+2
HIO4R1R—CO+R2O=COH+HC—RO+2HIO3+H2O
具有鄰二醇結(jié)構(gòu)如1,2-丙二醇、丙三醇等,加到Cu(OH)2沉淀中去,沉淀消失,生成深蘭色配合物,可用于鑒別鄰二醇。醇反應(yīng)性的總分析氧化反應(yīng)取代反應(yīng)脫水反應(yīng)酸性(被金屬取代)形成氫鍵形成鹽金羊(1)甲醇俗名木醇或木精
甲醇為無(wú)色透明液體具有類(lèi)似酒精的氣味,沸點(diǎn)65℃,能與水、乙醇、乙醚等混溶。甲醇具有麻醉作用,且毒性很強(qiáng),10ml失明,30ml致死。近代主要以水煤氣為原料制取。300℃,20MPa8.1.4重要代表物2021/6/278.1.4重要代表物(2)乙醇
乙醇俗稱(chēng)酒精,是具有酒味的無(wú)色透明液體,沸點(diǎn)78.5℃,相對(duì)密度0.789,可與水任意比混溶。工業(yè)上用乙烯為原料生產(chǎn)乙醇,也可用發(fā)酵的方法生產(chǎn)。乙醇能與CaCl2或MgCl2形成結(jié)晶絡(luò)合物,稱(chēng)為結(jié)晶醇。乙醇的用途極廣,是重要的工業(yè)原料及常用的溶劑,也是制酒工業(yè)的原料。2021/6/27(3)乙二醇
乙二醇是最簡(jiǎn)單的二元醇,無(wú)色有甜味的液體,俗稱(chēng)甘醇。它的熔點(diǎn)為-11.5℃,沸點(diǎn)198℃,相對(duì)密度1.1088,能與水、乙醇、丙酮等互溶,微溶于乙醚。工業(yè)上由乙烯合成乙二醇。乳化劑、軟化劑、防凍劑,有一定毒性230~280℃20~80℃105~110℃8.1.4重要代表物2021/6/27(4)丙三醇
丙三醇俗名甘油,為無(wú)色有甜味的粘稠液體,沸點(diǎn)290℃,相對(duì)密度1.260,能溶于水,但不溶于醚及氯仿等有機(jī)溶劑。甘油有吸濕性,能吸收空氣中的水分。近代工業(yè)利用石油裂解氣中的丙烯為原料制備,反應(yīng)式如下:500℃25~30℃60~90℃100~150℃8.1.4重要代表物2021/6/27(5)環(huán)己六醇俗名肌醇。其六磷酸酯為植酸,應(yīng)用技術(shù)中較多應(yīng)用。(6)苯甲醇微弱麻醉作用,用于注射劑止痛劑。8.1.4重要代表物8.2.1酚的構(gòu)造、分類(lèi)和命名8.2.2酚的物理性質(zhì)8.2.3酚的化學(xué)性質(zhì)8.2.4重要代表物8.2酚(Phenols)2021/6/27(1)酚的分類(lèi)、命名
按芳環(huán)上所連接的羥基數(shù)目,酚可分為一元酚和多元酚。酚的命名是在芳環(huán)名稱(chēng)后面加上“酚”字,芳環(huán)上所連接的其它基團(tuán)作為取代基,其位置和名稱(chēng)寫(xiě)在母體名稱(chēng)前面。例如:一元酚:苯酚對(duì)硝基苯酚β-萘酚8.2.1酚的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和命名
羥基直接與芳香環(huán)相連的化合物叫酚。通式:Ar-OH。2021/6/27多元酚:對(duì)苯二酚(1,4-苯二酚)均苯三酚(1,3,5-苯三酚)2021/6/27OHOHCH2-OH苯酚2-萘酚苯甲醇間-甲苯酚3-甲苯酚1-萘酚(a-萘酚)2,4,6-三硝基苯酚(苦味酸)OHCH3OHOHNO2O2NNO2對(duì)甲苯酚5-氯-1-萘酚8.1.1酚的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)和命名2021/6/27
但是當(dāng)芳環(huán)上某些取代基的次序優(yōu)先于酚羥基時(shí),則按照取代基的排列次序的先后選擇母體。例如:鄰羥基苯甲酸對(duì)羥基苯磺酸2021/6/27(2)酚的結(jié)構(gòu)-OH與sp2雜化的C=C相連,則叫烯醇。一般的烯醇不穩(wěn)定,主要以羰基化合物存在:C
CRO-H烯醇—C——C—R
H
O醛或酮
但在酚中,-OH所連接的sp2-C由于形成了環(huán)閉的共軛體系,故這種“烯醇”是穩(wěn)定的。OHHOHH苯酚(2)酚的結(jié)構(gòu)2021/6/27
在酚中O采取sp2雜化,未雜化的p軌道上的一對(duì)電子參與了苯環(huán)的共軛,形成p,p-共軛體系。HOCH3120o139pmOCH3H109o143pmOCCH3H121pm
1.
C—O鍵具有部分雙鍵的性質(zhì),較難斷裂;
2.
O—H鍵極性增加,酚羥基具有酸性,并比醇易于氧化;
3.
O上p電子向苯環(huán)轉(zhuǎn)移,使苯環(huán)電子密度增高,易發(fā)生親電取代。
p,p-共軛
大多數(shù)酚為固體,少數(shù)烷基酚為高沸點(diǎn)液體。酚微溶或不溶于水,而易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。隨著羥基數(shù)目增多,多元酚在水中的溶解度增大。純凈的酚是無(wú)色的,但酚羥基容易被空氣中的氧緩慢氧化而帶有不同程度的黃色或紅色。8.1.2酚的物理性質(zhì)2021/6/27(1)酚羥基的酸性苯酚具有弱酸性(pKa=10),其酸性比水和醇強(qiáng),而比碳酸(pKa=6.38)弱。苯酚能溶于氫氧化鈉水溶液,生成可溶于水的酚鈉。8.1.3酚的化學(xué)性質(zhì)2021/6/27
如果在苯酚鈉溶液中加入二氧化碳,可使苯酚重新游離出來(lái)可用于酚的鑒別、分離和提純。2021/6/27
酚羥基的氧上的孤對(duì)電子與苯環(huán)形成p-π共軛體系,增加了H-O鍵的極性,化合物易解離出質(zhì)子。2021/6/27
苯酚解離后生成的苯氧負(fù)離子,由于氧上所帶的負(fù)電荷分散到共軛體系中,使其能量降低,穩(wěn)定性增大,有利于苯酚的解離。離域的酚氧負(fù)離子定域的負(fù)離子2021/6/27酚的酸性比水和醇都強(qiáng)?;衔锼嵝缘膹?qiáng)弱,主要取決于該化合物解離的難易程度及解離產(chǎn)物的穩(wěn)定性。pKa=10pKa=14pKa≈18幾類(lèi)物質(zhì)的酸性比較:有機(jī)酸>碳酸>苯酚>醇
pKa ~5 6.4 10 16~18
常用苯酚的這種適中的酸性分離提純苯酚。酚Ar-OHR-OHNaOH溶液R-OH水溶液:CO2酚
取代酚類(lèi)的酸性與取代基的種類(lèi)、數(shù)目等有關(guān)。吸電子基使酚的酸性增強(qiáng);斥電子基使酚的酸性減弱。
2021/6/27按酸性強(qiáng)弱順序排列下列化合物。酸性:對(duì)硝基苯酚>對(duì)氯苯酚>苯酚>對(duì)甲苯酚?(2)酚醚的形成
酚和醇相似,也能生成醚。但由于p-π共軛效應(yīng)使得酚分子中的C-O鍵比較牢固,難以通過(guò)分子間脫水來(lái)制備酚醚。通常是先把酚轉(zhuǎn)變成酚鹽,然后再與烷基化試劑作用獲得相應(yīng)的醚。例如:8.1.3酚的化學(xué)性質(zhì)2021/6/27
二芳基醚的生成比較困難,通常需在銅催化下加熱才能得到。
若芳環(huán)上鹵原子的鄰位或?qū)ξ贿B有一個(gè)或多個(gè)強(qiáng)拉電子基團(tuán)時(shí),反應(yīng)比較容易進(jìn)行。例如:210℃⑶酚醚的形成2021/6/27(3)與三氯化鐵的顏色反應(yīng)
大多數(shù)酚能與三氯化鐵的水溶液發(fā)生顏色反應(yīng),不同的酚反應(yīng)后的顏色不同。例如:紫色苯酚深綠色鄰二苯酚藍(lán)色對(duì)甲苯酚8.1.3酚的化學(xué)性質(zhì)2021/6/27OHOHOHOHOHHOOHOHOHOHOHCH3FeCl3紫色綠色蘭色
用此顯色反應(yīng)可鑒別酚或具有烯醇式結(jié)構(gòu)—C=C—OH的化合物。但有些酚(如硝基苯酚、間-或?qū)?羥基苯甲酸等)不與FeCl3顯色。反應(yīng)機(jī)理及有色物質(zhì)的組成尚不完全清楚,可能形成如下的配合物:6Ar-OH+Fe3+ [(Ar-O)6Fe]3-+6H+(4)氧化反應(yīng)
酚類(lèi)化合物很容易氧化,產(chǎn)物隨氧化劑和反應(yīng)條件的不同而不同。苯酚長(zhǎng)期與空氣接觸,隨氧化反應(yīng)的進(jìn)行,顏色逐漸變深;與重鉻酸鉀的硫酸溶液作用,則氧化成對(duì)苯醌。對(duì)苯醌8.1.3酚的化學(xué)性質(zhì)
苯酚一般為無(wú)色,打開(kāi)瓶蓋后常常呈微紅→暗紅,為什么?2021/6/27
多元酚在堿性介質(zhì)中更易氧化,兩個(gè)或兩個(gè)以上羥基互為鄰、對(duì)位的多元酚最易氧化。例如:鄰苯二酚和對(duì)苯二酚在室溫時(shí)即可被弱氧化劑如Ag2O、AgBr等氧化成鄰苯醌和對(duì)苯醌。2021/6/27(5)芳環(huán)上的反應(yīng)鹵化反應(yīng)
酚很容易進(jìn)行鹵化反應(yīng)。苯酚與溴水在常溫下即可作用,生成三溴苯酚。8.1.3酚的化學(xué)性質(zhì)可用于酚的鑒別2021/6/27
若溴化反應(yīng)在低溫和非極性溶劑(如:CS2、CCl4)中進(jìn)行時(shí)可得一溴代苯酚,且以對(duì)位產(chǎn)物為主。(5)芳環(huán)上的反應(yīng)2021/6/27硝化反應(yīng)
苯酚在室溫下與稀硝酸作用生成鄰硝基苯酚和對(duì)硝基苯酚的混合物,混合物可用水蒸氣蒸餾法分離(5)芳環(huán)上的反應(yīng)OH20%HNO325℃OHNO2OONOH+bp216℃,隨水蒸氣蒸餾 bp279℃30~40% 15%2021/6/27
鄰硝基苯酚在分子內(nèi)形成氫鍵,對(duì)硝基苯酚不能在分子內(nèi)形成氫鍵,可通過(guò)分子間氫鍵締合起來(lái),其沸點(diǎn)較高,一般不能隨水蒸氣揮發(fā)。分子內(nèi)形成氫鍵分子間形成氫鍵2021/6/27
使用混酸可得到二或三硝基苯酚,但產(chǎn)率很低。因?yàn)楸椒痈妆幌跛嵫趸H
濃HNO3
濃H2SO4OHNO2NO2O2N(苦味酸)三個(gè)硝基的吸電子作用使酚的酸性大大增加OHOHNO2NO2O2N芳環(huán)上引入硝基越多,酚的酸性越強(qiáng)。OHNO2OHNO2NO2pKa10 7~8 4 0.4?
碳酸有機(jī)酸無(wú)機(jī)強(qiáng)酸磺化反應(yīng)
酚的磺化與苯相似,也是可逆的。例如:濃H2SO4
產(chǎn)物中各組份的比例與溫度有關(guān),室溫下反應(yīng)主要產(chǎn)物為鄰羥基苯磺酸;反應(yīng)在100℃進(jìn)行時(shí),主要產(chǎn)物為對(duì)羥基苯磺酸。(5)芳環(huán)上的反應(yīng)2021/6/27
將鄰羥基苯磺酸與硫酸在100℃下共熱,也可以得到對(duì)羥基苯磺酸。100℃2021/6/27
當(dāng)苯酚分子中引入兩個(gè)磺酸基后,可使苯環(huán)鈍化,此時(shí)再與濃硝酸作用,兩個(gè)磺酸基可同時(shí)被硝基取代而生成2,4,6-三硝基苯酚(俗稱(chēng)苦味酸)。2021/6/27多硝基酚的制備:Cl硝化ClNO2NO2硝化OHNO2NO2O2N易水解成相應(yīng)的酚付列德?tīng)枺死虼姆磻?yīng)酚容易進(jìn)行付列德?tīng)枺死虼耐榛磻?yīng),并且一般以對(duì)位異構(gòu)體為主。(5)芳環(huán)上的反應(yīng)當(dāng)對(duì)位已有取代基時(shí),則進(jìn)入鄰位。例如:2021/6/27(1)苯酚
苯酚俗稱(chēng)石炭酸。純品為無(wú)色結(jié)晶,熔點(diǎn)40.8℃,沸點(diǎn)181.8℃,因容易氧化而帶粉紅色乃至深褐色。微溶于冷水,易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。苯酚可用作防腐劑和消毒劑。它是重要的有機(jī)合成原料,大量用于制造酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂以及其它高分子材料、藥物、燃料、炸藥等。有毒,1~15g致死量,皮膚可吸收。8.1.4重要的酚2021/6/27(2)對(duì)苯二酚
對(duì)苯二酚是無(wú)色固體,熔點(diǎn)170℃,沸點(diǎn)285.2℃,溶于水、乙醇、乙醚等溶劑中。對(duì)苯二酚極易被氧化成醌。它是一個(gè)強(qiáng)還原劑,可用作抗氧劑、顯影劑、高分子單體的阻聚劑等。對(duì)苯二酚可由苯胺氧化成對(duì)苯醌后,再經(jīng)還原而得。10℃8.1.4重要的酚2021/6/27
8.3.1醚的構(gòu)造、分類(lèi)和命名
8.3.2醚的物理性質(zhì)
8.3.3醚的化學(xué)性質(zhì)
8.3.4環(huán)醚8.3醚(Ethers)2021/6/27(1)醚的分類(lèi)
醚可以看作是醇羥基或酚羥基上的氫原子被烴基取代后的生成物。通式是R-O-R'、Ar-O-Ar'
。C—O—C叫醚鍵與氧相連的兩個(gè)烴基相同,稱(chēng)作單醚如
C2H5-O-C2H5與氧相連的兩個(gè)烴基不同時(shí),稱(chēng)作混醚如
CH3-O-C2H58.3.1醚的分類(lèi)、構(gòu)造和命名2021/6/27
根據(jù)醚鍵(-O-)所連接的烴基結(jié)構(gòu)的不同,可分為飽和醚、不飽和醚、芳醚和環(huán)醚。例如:乙醚(飽和醚)乙基乙烯基醚(不飽和醚)苯甲醚(芳醚)環(huán)氧乙烷(環(huán)醚)(1)醚的分類(lèi)2021/6/27
(2)醚的構(gòu)造
醚不是線性分子, 有一定角度,故醚有極性。但極性比互為異構(gòu)體的醇或酚低。OC C2021/6/27(3)醚的命名
對(duì)于簡(jiǎn)單的醚,常采用習(xí)慣命名法;通常是先寫(xiě)出與氧相連的兩個(gè)烴基的名稱(chēng),再加上“醚”字。例如:二甲醚(甲醚)甲基叔丁基醚二乙烯基醚(乙烯醚)2021/6/27
結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的醚可以看作烴的烴氧基衍生物,用系統(tǒng)命名法來(lái)命名。將碳鏈最長(zhǎng)的烴基看作母體,把烴氧基作為取代基,成為“某”烴氧基“某”烴。例如:4-甲氧基-2-己烯2-乙氧基-3-戊醇(3)醚的命名2021/6/27
環(huán)醚一般叫做環(huán)氧“某”烴或按雜環(huán)化合物的命名方法命名。例如:1,2-環(huán)氧丙烷3-氯-1,2-環(huán)氧丙烷1,4-環(huán)氧丁烷(四氫呋喃)1,4-二氧六環(huán)(二噁烷)(3)醚的命名2021/6/27
多元醚(多元醇的烴衍生物)命名時(shí),首先寫(xiě)出多元醇的名稱(chēng),再寫(xiě)出烴基的數(shù)目和名稱(chēng),最后寫(xiě)上“醚”字。例如:乙二醇一甲醚乙二醇二乙醚(3)醚的命名2021/6/27
在常溫下除甲醚和甲乙醚為氣體外,大多數(shù)醚為易燃的液體,有特殊氣味,相對(duì)密度小于1。低級(jí)醚的沸點(diǎn)比相對(duì)分子質(zhì)量相近的醇的沸點(diǎn)低得多。醚一般微溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。由于醚的化學(xué)性質(zhì)不活潑,因此是良好的溶劑,常用來(lái)提取有機(jī)物或作有機(jī)反應(yīng)的溶劑。8.3.2醚的物理性質(zhì)2021/6/27
醚鍵(C-O-C)是醚的官能團(tuán),比較穩(wěn)定,所以醚對(duì)堿、氧化劑、還原劑都很穩(wěn)定;在常溫下醚也不與金屬鈉作用。但是在一定條件下,醚也以發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)。8.3.3醚的化學(xué)性質(zhì)2021/6/27(1)醚的弱堿性
醚的氧原子上有未共用電子對(duì),是一個(gè)路易斯堿,可與強(qiáng)酸作用,接受質(zhì)子。8.3.3醚的化學(xué)性質(zhì)钅羊鹽的生成2021/6/27H—O—H+H+——>H—O—HC2H5-O-C2H5+HCl——>[C2H5-O-C2H5]Cl-H+H+
醚由于生成鹽而溶于濃的強(qiáng)酸中,可利用此現(xiàn)象區(qū)別醚與烷烴或鹵代烴。鹽用冰水稀釋?zhuān)瑒t又分解而析出醚。(為什么用冰水,而不用常溫水?)例:C2H5OC2H5n-C5H12冷濃H2SO4乙醚溶解,呈一相戊烷不溶解,分層(1)醚的弱堿性
醚還可以將氧上的未共用電子對(duì)與缺電子的試劑如BF3、AlCl3、RMgX等形成相應(yīng)的絡(luò)合物。2021/6/27(2)醚鍵的斷裂
醚與濃氫鹵酸(一般用氫碘酸)在常溫下作用,醚鍵可以斷裂生成鹵代烷和醇。8.3.3醚的化學(xué)性質(zhì)
如果氫鹵酸過(guò)量,生成的醇進(jìn)一步反應(yīng)生成鹵代烷。2021/6/27
混醚與氫碘酸作用時(shí),一般是較小的烴基生成碘代烷,較大的烴基生成醇或酚,反應(yīng)主要按SN2機(jī)制進(jìn)行。CH3CH2OCH2CH3+HBrC2H5Br+H2O2021/6/27C7H8O(A)與Na無(wú)反應(yīng),與HI共熱得到CH3I和C6H6O(B),B溶于NaOH。推測(cè)A和B的結(jié)構(gòu)。O-CH3A:OHB:活性順序:HI>HBr>HCl(親核能力:I->Br->Cl-)濃的HI是最有效的分解醚的試劑。?3過(guò)氧化物的生成
醚對(duì)氧化劑(如KMnO4、K2Cr2O7等)較穩(wěn)定,但長(zhǎng)期與空氣接觸可被空氣中的氧氧化為有機(jī)過(guò)氧化物。氧化過(guò)程比較復(fù)雜,可能是先生成α-氫過(guò)氧
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