第三章 醇 酚 醚学习要点1. 醇、酚、醚的结构特点、分类和命名。
2. 醇、酚、醚的化学性质,氧化反应、脱水反应、取代反应。
3.常见 醇、酚、醚在医学上的运用。
醇、酚、醚分子中都含有氧原子,它们是烃的含氧衍生物。
醇和酚都含有一个相同的官能团羟基(―OH ),醚是醇或酚的衍生物[1]。
第一节 醇一、醇的结构和分类(一)醇的结构 醇是脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链上的氢原子被羟基(―OH )取代后生成的化合物,醇的官能团是羟基(―OH )饱和一元饱和脂肪醇的结构通式为R―OH ,一元芳香醇的结构通式为Ar―CH 2―OH 。
(二)醇的分类乙醇 环己醇 苯甲醇(脂肪醇) (脂环醇) (芳香醇)2、根据分子中羟基的数目不同,醇可分为一元醇、二元醇和多元醇。
例如:甲醇 乙二醇 丙三醇(一元醇) (二元醇) (多元醇)3、根据与羟基所连接的碳原子的类型,醇可分为伯醇、仲醇和叔醇。
它们的通式为:伯醇 仲醇 叔醇二、醇的命名醇的命名有系统命名法和普通统命名法(一)系统命名法1.选主链:选择连着羟基的最长碳链为主链,根据主链碳原子数目称为“某醇”;2.编号:从靠羟基最近的一端开始,用阿拉伯数字对主链碳原子依次编号。
羟基的位次写在“某醇”之前,中间用短线隔开(如羟基在第一位则可以省略不写)。
取代基的位次、数目和名称依次写在主链名称的前面。
例如:CH 3―CH 2―CH 2―OH丙醇 2―丁醇H 3CH 2CH CH 3OH3.二元醇和多元醇的命名,称为“某二醇”、“某三醇”等。
例如:乙二醇 丙三醇(二)普通(习惯)命名法结构简单的醇可根据和羟基相连的烃基的普通(习惯)名称来命名,称为“某(基)醇”,“基”字一般可以省去。
(三)俗名俗名通常是根据有机物的来源或性质而定名的。
例如:乙醇俗称酒精、丙三醇俗称甘油。
三、醇的性质(一)物理性质直链饱和一元醇,含4个碳原子以下的醇是无色透明的液体、有酒味,含5 ~11个碳原子的醇是带有不愉快气味的油状液体,含12个碳原子以上的醇是无嗅无味的蜡状固体。
醇在水中的溶解度随碳原子的增多而下降,甲醇、乙醇、丙醇能与水任意混溶,含10个碳原子以上的醇基本上不溶于水,但可溶于汽油等有机溶剂中;醇的沸点随着碳原子数的增加而上升。
(二)化学性质1.与活泼金属反应醇与活泼金属如K 、Na 、Mg 、Al 等发生反应,生成醇盐,放出氢气。
例如2CH 3―CH 2―OH + 2Na 2CH 3―CH 2―ONa + H 2↑乙醇 乙醇钠实验结果表明,醇与钠反应生成氢气,和水与钠反应相似,但反应速率比水缓慢的多。
2、氧化反应在有机化学反应中,有机物分子得到氧或失去氢的反应称为氧化反应[3];相反,失去氧或得到氢的反应称为还原反应。
由于受羟基影响而比较活泼,醇分子中与羟基直接相连的碳原子上的氢原子在催化剂作用下较易发生氧化反应 。
不同类型的醇,氧化产物亦不相同。
伯醇氧化生成醛,仲醇氧化生成酮。
叔醇由于分子中和羟基相连的碳原子上没有氢原子,所以,一般不能发生脱氢氧化。
因此利用该反应可将伯醇、仲醇区别开来。
3.酯化反应醇与有机羧酸及含氧无机酸(如硝酸、硫酸、磷酸)等物质反应,脱水所生成的产物叫做酯,这种反应称为酯化反应。
例如:甘油和硝酸反应可以生成三硝酸甘油酯(硝化甘油),它是一种血管舒张药物,可以缓CH 2 CH 2OH CH 2 CH CH 2OH OH CH 3 C H 2 OH + H O NO 2 C H 3 CH 2 O NO 2 + H 2O解心绞痛;另外,它还是常用的炸药。
4.脱水反应 醇在催化剂(如浓硫酸、氧化铝等)存在下共同加热,易发生脱水反应。
如1、乙醇与浓硫酸共热到2、乙醇与浓硫酸共热到140℃,可发生分子间乙醚重点提示:醇的官能团是羟基(―OH ),醇的命名时选择主链一定要含有羟基。
醇的主要化学性质也是由羟基决定的,受羟基影响醇能氧化反应、脱水反应和酯化反应等,乙醇在不同温度下脱水的产物不同。
四、常见的醇 (一)甲醇甲醇 ( CH 3―OH)俗称木精或木醇,因最初是从木材干馏液中提取出来的。
甲醇为无色透明、易挥发、可燃的液体,沸点64.7℃,相对密度0.7914。
能与水和大多数有机溶剂混溶,具有酒的气味。
但甲醇有毒,误饮10ml 即能使眼睛失明、误服30ml 可使人中毒死亡;甲醇是一种重要的化工原料。
(二)乙醇乙醇(CH 3―CH 2―OH )俗称酒精,是酒的主要成分。
它是无色挥发性透明、易燃的液体,能与水及多数有机溶剂混溶。
乙醇毒性小,适量饮用酒,人可耐受,但暴饮对人体有害。
含量25%~50%的酒精溶液又称擦浴酒精,用来给高热病人擦浴,帮助病人降低体温。
含量75%的酒精溶液杀菌能力最强,称为消毒酒精,用于消毒。
含量95%的酒精溶液称为药用酒精,主要用作溶剂或燃料;(三)苯甲醇苯甲醇( )又称苄醇,是最简单的芳香醇。
为无色液体,沸点205.35℃,相对密度1.0419,具有芳香气味,微溶于水,易溶于有机溶剂。
苯甲醇具有微弱的麻醉和防腐作用,用作注射剂中的止痛、防腐剂,但有一定的副作用。
(四)丙三醇丙三醇( )俗称甘油,是无色粘稠略有甜味的液体,熔点166℃—168℃,相对密度1.489。
具有很强的吸湿性,能与水、乙醇以任意比例混溶。
甘油在药剂上用作溶剂,如酚甘油、碘甘油;甘油的水溶液可作为护肤剂;含量50%的甘油溶液可治CH 3 CH 2 OH CH 2 CH 2 + H 2O 浓硫酸0CH 2OH CH 2 CH CH 2OH OH 2 O 2 O重点提示:乙醇俗称酒精,不同浓度下酒精在医学上的用途不同。
丙三醇俗称甘油,含量50%的甘油溶液可治疗便秘,医药上称为“开塞露”。
第二节酚一、酚的结构、分类和命名(一)酚的结构酚是芳香烃分子中芳环上的氢原子被羟基取代后生成的化合物。
酚和芳香醇不同是,芳香醇中羟基与芳环的侧链相连,而酚的结构特点是羟基与芳环直接相连。
酚的羟基称为酚羟基,是酚的官能团。
酚的通式可写作Ar―OH。
(二)酚的分类、命名1.根据分子中所含酚羟基的数目,酚可分为一元酚、二元酚和多元酚。
苯酚邻苯二酚对称苯三酚2.酚的命名酚的命名一般是在芳环的名称后面加“酚“。
芳环上有其它取代基,将取代基位次、数目和名称写在“酚“的前面;有多个酚羟基,需要标出酚羟基的数目和位次。
苯酚间甲苯酚 2,4―二甲基苯酚三、酚的性质(一)物理性质酚多数是无色晶体,有特殊气味。
由于在空气中易被氧化,酚常而带有红色或褐色。
酚能溶于乙醇、乙醚等有机剂中;一元酚微溶于水,多元酚较易溶于水。
(二)化学性质酚和醇都含羟基,两者性质有相似之处,如均能被氧化、能成醚等。
但酚羟基直接连在芳环上,故酚和醇的性质又表现出不同。
酚溶液具有弱酸性,更易被氧化和发生取代反应。
1.弱酸性酚具有弱酸性,在水溶液中能电离出少量的氢离子。
酚与碱金属反应,还能与氢氧化钠等强碱作用生成可溶于水的酚盐。
由上述反应可知,苯酚酸性很弱,比碳酸的酸性还要弱,能溶于氢氧化钠和碳酸钠溶液,但不能溶于碳酸氢钠溶液。
2.与三氯化铁的显色反应酚类化合物能与三氯化铁溶液发生显色反应,不同的酚呈现不同的颜色。
例如:苯酚、间苯二酚与三氯化铁反应显紫色;邻苯二酚和对苯二酚与三氯化铁反应显绿色;3.取代反应酚比苯更容易发生取代反应,如卤化、硝化、磺化。
4.氧化反应酚易被氧化,产物复杂。
无色苯酚在空气中被氧化,变为粉红色;与强氧化剂(如酸性重铬酸钾)反应,则被氧化。
四、重要的酚(一)苯酚苯酚(C6H5OH)简称为酚,俗称石炭酸。
纯净的苯酚是无色针状结晶,熔点43℃、相对密度1.0722,具有特殊气味。
遇空气会被氧化而呈粉红色。
苯酚可溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,常温下微溶于水,但温度升高溶解度增大,70℃以上时,能与水任意混溶。
苯酚具有杀菌作用,可用作消毒剂和防腐剂。
但苯酚对皮肤有较强的腐蚀性,使用时应小心。
(二)甲苯酚甲苯酚有三种同分异构体,分别为:邻甲苯酚间甲苯酚对甲苯酚三种甲苯酚都存在于煤焦油中,俗称为煤酚。
煤酚的毒性和腐蚀性小,杀菌能力比苯酚强4倍。
含50%的煤酚肥皂溶液,商品名称“来苏儿”[4],其稀释液常用于皮肤、器械、环境和排泄物的消毒。
重点提示:酚羟基直接连在芳环上,故酚和醇的性质表现不同。
酚溶液具有弱酸性,酚更易被氧化和发生取代反应。
第三节醚一、醚的结构、命名(一)醚的结构醚可以看做两个烃基通过一个氧原子连接起来的化合物。
醚的结构可以用通式(Ar)R―O―R'(Ar')表示,式中的两个烃基可以相同,也可以不相同。
两个烃基相同的醚称为单醚;两个烃基不同的醚称为混醚。
例如:(二)醚的命名醚的命名是在“醚”字前面加上烃基。
单醚命名,在取代基名称前加“二”,如取代基均是烷基的,往往把“二”省略;混醚命名时,较小烃基的名称写在较大烃基的名称之前,芳香烃基的名称写在脂肪烃基的名称之前。
单醚:CH3―O―CH3CH3―CH2―O―CH2―CH3甲醚乙醚二、重要的醚(一)乙醚乙醚(CH3CH2―O―CH2CH3)是具有特殊气味的无色透明的液体,沸点34.5℃,微溶于水,能溶解许多有机物,是一种良好的有机溶剂,医药上常用可提取中草药中脂溶性有效成分。
乙醚有麻醉作用,自1805年以来,纯净的乙醚曾长期用作全身麻醉剂,但由于乙醚可引起恶心、呕吐等副作用,现在已被其它新型药物替代。
(二)安氟醚安氟醚(CHFClCF2―O―CHF2)是具有果香味的挥发性的无色液体,沸点57℃,不能燃烧。
麻醉作用比乙醚弱,目前在临床上用作全身吸入性麻醉剂。
习题一、填空题1.丙三醇俗称 ,它与作用生成深蓝色的溶液。
2.乙醚曾在医药主要用作剂,在化工上用作剂。
3.临床上使用的消毒酒精的浓度为,擦浴酒精的浓度为。
4.甲苯酚有、、三种同分异构体,存在于煤焦油中,不易分离,其混合物称为、其含50%的煤酚肥皂溶液称为,是常用的消毒剂。
二、选择题1、临床上把加入少量苯甲醇的注射剂称为“无痛水”,是因为苯甲醇具有( C )A、消毒作用B、还原作用C、防腐作用D、麻醉作用2、“来苏儿”常用于医疗器械和环境消毒,其主要成分是( C )A、甲醇B、苯酚C、苯甲酚D、甲苯3、临床上作外用消毒剂的酒精浓度为( C )A、25%B、50%C、75%D、95%三、简述不同浓度的酒精在医学的应用。