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有机化学+第九章醇酚醚2007
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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。
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(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
CH3 CH2CH2-O-CH3
H+ CH3 CH2CH2-O+-CH3 H
CH3CH2CH2OH + CH3I
I-
浓HI O CH2CH3
OH + CH3CH2I
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取代环氧乙烷的反应
环氧乙烷是最小的环醚,分子内存在很大的环张力,加上 氧原子的吸电子能力,因此具有很高的化学反应活性,主 要分成酸性和碱性开环两大类。
O H O
N O
邻硝基苯酚 分子内氢键
ON O
OH O N O
对硝基苯酚 分子间氢键
OH
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(四)傅克反应
烷基化: 醇和烯为烷基化试剂,以酸(硫酸)为催化剂。
HF
OH + (CH3)3CCl
(H3C) 3C
OH
注意:与烷基苯不同,苯酚的傅克反应一般不用三 氯化铝作催化剂
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• 酰基化
• 使用路易斯酸(BF3、ZnCl2)做催化剂,酚和酰氯、 酸酐发生酰基化反应,而且对位产物为主。
CH3(CH2)3I + H2O
H2SO4 CH3(CH2)3Br + H2O
ZnCl2
CH3(CH2)3Cl + H2O
(CH3)3COH + HCl (36%) 室温
(CH3)3CCl + H2O
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Lucas试剂: 浓盐酸-无水ZnCl2混合溶液
C6以下的醇可溶于Lucas试剂,而反应生成的卤代烃 不溶于Lucas试剂,溶液出现混浊或分层。利用 Lucas试剂与不同类型醇的反应时出现混浊的速率 不同,区别伯、仲、叔醇。
-
-
Ag(NH3)2NO3
OH
-
-
+
CH3C CH
-
+
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1-戊烯,1-戊炔,1-戊醇,1-溴戊烷
+
Ag(NH3)2NO3 +
Br2
+
-
OH
-
lucas 试剂 + 或者 AgNO3(乙醇) 加热 -
Br
-
-
+
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比较下列化合物与卢卡斯试剂反应的速度快慢
CH2OH CH3CH2OH (CH3)2CHOH
第九章 醇、酚、醚
I醇 第一节 醇的结构
H
::
C O
H
H sp3
H
饱和醇分子中的氧原子和碳原子 :sp3杂化轨 道,σ键,孤对电子占据sp3杂化轨道。
1
第二节 醇的物理性质
氢键
醇羟基的氧原子由于体积较小、电子云密度大,可以
与邻近的氢结合,形成氢键。(只有三种原子能够形成
氢键:N、O、F。)因此,醇的熔点、沸点都比相对分
ROH + HX→ RX + H2O
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卤离子的亲核能力为I–>Br–>Cl–,故氢卤酸的反应活 性为HI>HBr>HCl
各种醇的反应活性为: 苄醇或烯丙醇>3º>2º>1º。
CH3(CH2)3OH + HI (57%) CH3(CH2)3OH + HBr (48%) CH3(CH2)3OH + HCl (36%)
CH3CH2OHCH 2CH3 + I
H
SN2
I + CH3CH2 O CH2CH3
CH3CH2I + CH 3CH2OH
过量HI
CH3CH2I + H2O
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醚键断裂的方式往往从含碳原子较少的烃基断裂 下来,因为碘离子从位阻小的方向进攻,生成相 应的碘代烃,大基团的烃基则生成醇;芳醚断裂 总是生成酚和卤代烃。
H
R
OH
H
H
R
OH
R'
[O]
[O]
RCHO
[O]
R
O
R'
R-COOH
[O] : KMnO4 H2SO4 或 Na2Cr2O7 H2SO4
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用较温和的氧化剂,如三氧化铬的吡啶络合物 (Collins试剂)可将伯醇氧化为醛。
CH3(CH2)4C
CCH2OH
CrO3 吡啶 CH2Cl2, 25 。C CH3(CH2)4C
OH 苯酚
OH
萘酚 一元酚
OH
OH
OH
萘酚
OH HO
OH
间苯二酚
均苯三酚
多元酚
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第五节 酚的化学性质
与三氯化铁反应
OH
芳环上的亲电取代反应 酚羟基的反应
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一、羟基上的反应
(一)弱酸性 酚可与强碱溶液发生反应,生成可溶于水的酚盐:
OH + NaOH
ONa + H2O
苯酚是很弱的酸,pKa=10.0,通入CO2气体可使澄清的苯酚 钠溶液又出现浑浊,说明苯酚的酸性比碳酸(pKa=6.35) 更弱。
H3C H3C H3C
CH CH2R' OH CH CH2NH2 OH CH CH3 OH
40
B2H6 1.
( 用H2SO4如何)
OH-,H2O2
OH
2.
B2H6 OH-, H2O2
( 用H2SO4如何)
OH
O
3.
CH3CH2ONa
CH3CH2OH
OH OCH2CH3
O
H3O+
HO
4.
CH3CH2OH
OH
+ Br2
CCl4 0 。C
OH +
OH Br + HBr
Br 67%
33%
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(二)磺化反应
苯酚与浓硫酸在较低的温度下(15-25℃)很容易进行磺化 反应,主要得到邻、对羟基苯磺酸,100℃时主要得到对 羟基苯磺酸。
OH 98%H2SO4
OH SO3H +
20 ℃ 100 ℃
49% 10%
OH 98%H2SO4 100 。C
SO3H 51% 90%
OH SO3H
SO3H
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(三)硝化反应
苯酚用稀硝酸直接在室温硝化,可得到邻位和 对位硝基苯酚的混合物, 可以通过水蒸气蒸馏 进行分离。
OH 20% HNO3 25 ℃
OH +
OH NO2
NO2 15%
30% ~ 40%
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邻硝基苯酚可形成分子内氢键,故沸点相对较
低,在水中的溶解度也较小,可用水蒸气蒸馏 法蒸出,从而与对硝基苯酚分离开。
66%H2SO4
CH3CH2
CH OH
CH3
100。C
2-丁醇
CH3CH=CHCH3 + CH3CH2CH=CH2
2-丁烯 80%
1-丁烯 20%
酸 CH2 CH-CH3
OH
CH2 CH-CH3
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四、氧化与脱氢反应
(1) 伯醇和仲醇在氧化剂作用下得到相应的 醛、酮和酸。在强烈条件下,酮可进一步被氧 化,碳碳键断裂生成两分子羧酸.
涉及 α H 的反应
α RCO
H
::
碱性 H
酸性 羟基被取代
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一、酸性和碱性
(一)、弱酸性-羟基氢的反应 1、与活泼金属反应
C2H5OH + Na 3 (CH3)2CHOH + Al
C2H5ONa
+
1 2
H2
(CH3)2CHO 3Al
+
1
1 2
H2
ROH的反应活性: CH3OH 1° 2° 3°
醇的酸性次序:CH3OH>1°>2°>3°
84%
CCHO
CH3(CH2)6CH2OH
Cr2O3(C5H5N)2 CH2Cl2 25℃
CH3(CH2)6CHO 95%
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二氧化锰也是常用的氧化剂,对一般的伯醇不反应,
只氧化烯丙位的醇
H
MnO2
OH
O
CH2Cl2
HO
OH
MnO2
O
OH
CH2Cl2
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II 酚
第四节 酚的结构与物理性质 羟基直接与芳环相连的一类化合物称为酚。 根据环上羟基的数目,酚可分为一元酚和多元酚。
3 (CH3)2CHCH2Br + H3PO3 (55% ~ 60%)
CH3CH2OH + PCl5 → CH3CH2Cl + HCl + POCl3 (P + Cl2)
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三. 脱水反应 分子内脱水生成烯烃,β-氢的醇分子间脱水 生成醚
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低温脱水生成醚,高温脱水生成烯。 醇结构对脱水有明显影响,三种类型的醇发生消除 反应的活性顺序为: 叔醇>仲醇>伯醇。 脱水产物符合札依采夫规则.
H2O2
OH-
HB
C-C H OH
立体化学特征是顺式加成 对于不对称烯烃,得到的是反马氏规则的加水产物
4
CH3 CH3C CH2
NaBH4 BF3 Et2O
CH3
B2H6
H 2O2 NaOH
(CH3)2CHCH2OH
(CH3)2C-CH3 OH
H2O2
OH-
OH H H CH3
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第三节 醇的化学性质