有机化学徐寿昌醇和醚市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第十章第十章 醇和醚醇和醚 本章主要内容本章主要内容1.醇和醚结构、分类与命名醇和醚结构、分类与命名.2.2.醇和醚制备方法醇和醚制备方法.3.3.醇化学性质：烷氧键及氢氧键断裂，醇化学性质：烷氧键及氢氧键断裂，-H-H反反应应.4.4.醚化学反应：烊盐形成及醚键断裂规律醚化学反应：烊盐形成及醚键断裂规律.5.5.环氧乙烷化学性质，开环取向及机理环氧乙烷化学性质，开环取向及机理.6.6.经过醇制备方法建立烯烃、卤代烃、醛和经过醇制备方法建立烯烃、卤代烃、醛和 酮等前后各章节知识联络酮等前后各章节知识联络.第1页醇和醚都是烃含氧衍生物。醇和醚都是烃含氧衍生物。醇可看成是水分子中一个氢原子被烃基取代醇可看成是水分子中一个氢原子被烃基取代.醚可看成是水分子中二个氢原子被烃基取代醚可看成是水分子中二个氢原子被烃基取代.HOH ROH ROR 水水 醇醇 醚醚醇也能够看成是烃分子中醇也能够看成是烃分子中H原子被原子被-OH取代产物取代产物.醇官能团为：醇官能团为：羟基（羟基（-OH）（也称醇羟基）（也称醇羟基）10.1 醇结构、分类、异构和命名醇结构、分类、异构和命名10.1.1 醇结构和官能团醇结构和官能团第2页 醇分子中醇分子中O-H键键:Osp3-H1s C-O键键:Csp3-Osp3 甲醇成键轨道甲醇成键轨道 甲醇分子中氧原子正四面体结构甲醇分子中氧原子正四面体结构 氧原子电子构型：氧原子电子构型：1s22s22px22py12pz1第3页 按按-OH数数 目分类：目分类：一元醇一元醇：CH2CHCH2 OH OH OH多元醇多元醇：CH2CH2OH OH二元醇二元醇：伯醇伯醇(第一醇第一醇)(1醇醇)：RCH2-OH叔醇叔醇(第三醇第三醇)(3醇醇)：R3C-OH仲醇仲醇(第二醇第二醇)(2醇醇)：R2CH-OH-OH 按烃基结按烃基结 构分类：构分类：脂环醇脂环醇：脂肪醇脂肪醇：芳香醇芳香醇：饱和醇饱和醇：CH3CH2-OH不饱和醇不饱和醇：CH2=CHCH2OH-CH2-OH乙二醇乙二醇丙三醇丙三醇烯丙醇烯丙醇环己醇环己醇苯甲醇苯甲醇(苄醇苄醇)乙醇乙醇10.1.2 醇分类醇分类第4页醇结构异构包含碳链异构和官能团位置异构。醇结构异构包含碳链异构和官能团位置异构。比如：比如：正丁醇正丁醇异丁醇（异丁醇（2-甲基甲基-1-丙醇）丙醇）位置异构位置异构正丙醇正丙醇异丙醇异丙醇碳链异构碳链异构CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2OHCH3CHCH3OHCH3CHCH2OHCH310.1.3 醇异构和命名醇异构和命名第5页醇命名醇命名：习习惯惯命命名名法法：低低碳碳醇醇能能够够按按烃烃基基习习惯惯名名称称后后面面加加一一“醇醇”字来命名字来命名.衍衍生生物物命命名名法法：对对于于结结构构不不太太复复杂杂醇醇,以以甲甲醇醇为为母母体体,其它醇看作是其它醇看作是甲醇烷基衍生物甲醇烷基衍生物来命名来命名.系统命名法：系统命名法：a.选择含有羟基最长碳链为选择含有羟基最长碳链为主链主链,把支链看作取代基把支链看作取代基.b.主链中碳原子主链中碳原子编号编号从靠近羟基一端开始从靠近羟基一端开始,按照主按照主 链中所含碳原子数目而称为某醇链中所含碳原子数目而称为某醇;c.将将支链支链位次、名称及羟基位次写在某醇前面。位次、名称及羟基位次写在某醇前面。第6页结构式结构式习惯法习惯法衍生物法衍生物法系统法系统法能叫能叫1,1-二甲基乙醇吗二甲基乙醇吗?第7页d.不饱和醇系统命名不饱和醇系统命名:选择同时含有羟基和重键选择同时含有羟基和重键(双键和叁键双键和叁键)在内碳链作为主链，醇为母体，在内碳链作为主链，醇为母体，编号时尽可能使羟基位置最小编号时尽可能使羟基位置最小:4-(正正)丙基丙基-5-己烯己烯-1-醇醇e.芳醇命名芳醇命名：把芳基作为取代基：把芳基作为取代基.3-苯基苯基-2-丙烯丙烯-1-醇醇 (肉桂醇肉桂醇)1-苯乙醇苯乙醇(-苯乙醇苯乙醇)2-苯乙醇苯乙醇(-苯乙醇苯乙醇)第8页f.多多元元醇醇命命名名:结结构构复复杂杂多多元元醇醇应应尽尽可可能能选选择择包包含含多多个个羟羟基基在在内内碳碳链链为为主主链链,把把羟羟基基数数目目(以以二二、三三等等表表示示)和和位位次次(用用1,2等表示等表示)放在醇名之前表示出来放在醇名之前表示出来.-二醇二醇两个羟基与两个碳原子相邻两个羟基与两个碳原子相邻.-二醇二醇两个羟基碳原子间相隔一个碳原子两个羟基碳原子间相隔一个碳原子.-二醇二醇两个羟基碳原子间相隔两个碳原子两个羟基碳原子间相隔两个碳原子.例例1:1,2-乙二醇乙二醇 简称乙二醇（俗名甘醇）简称乙二醇（俗名甘醇）(-二醇二醇)1,2-丙二醇丙二醇 (-二醇二醇)1,3-丙二醇丙二醇(-二醇二醇)第9页例例2:1,2,3-丙三醇丙三醇简称简称:丙三醇丙三醇(俗称俗称:甘油甘油)2,2-双双(羟甲基羟甲基)-1,3-丙二醇丙二醇(俗名俗名:季戊四醇季戊四醇)顺顺-1,2-环戊二醇环戊二醇第10页（1）烯烃直接水合：）烯烃直接水合：用于一些简单醇制备，符合马氏规律。用于一些简单醇制备，符合马氏规律。CH2=CH2+HOH CH3CH2-OHH3PO4-硅藻土硅藻土280300,8MPaCH3-CH=CH2+HOH CH3-CH-CH3H3PO4-硅藻土硅藻土195,2MPaOH回想烯烃反应回想烯烃反应10.2 醇制法醇制法10.2.1 烯烃水合烯烃水合第11页 叔丁醇叔丁醇 工业上能够将烯烃通入稀硫酸（工业上能够将烯烃通入稀硫酸（6065%硫酸水溶硫酸水溶液）中，即在酸催化下水合成醇：液）中，即在酸催化下水合成醇：烃基硫酸氢酯烃基硫酸氢酯（2）烯烃间接水合）烯烃间接水合(CH3)2C=CH2+H2O (CH3)3C-OHH+,25第12页 反应历程：反应历程：(CH3)2C=CH2+H+(CH3)3C+(CH3)3C-OH2 (CH3)3C-OH+H+H2O+H+重排重排H2O-H+不对称烯烃不对称烯烃,在酸催化下水合在酸催化下水合,往往中间体碳往往中间体碳正离子可发生重排正离子可发生重排(H+加成符合马氏规律加成符合马氏规律):(CH3)3CCH=CH2比如比如:第13页硼氢化反应硼氢化反应氧化反应氧化反应H2O2,OH-代表代表:特点特点:（1）产率高）产率高;含有高度方向选择性含有高度方向选择性.（2）总结果相当于）总结果相当于水分子水分子在双键上在双键上反马加成反马加成.所所以以不对称不对称-烯烃烯烃经硼氢化氧化反应能够得到对应经硼氢化氧化反应能够得到对应伯醇伯醇.10.2.2 硼氢化硼氢化-氧化反应氧化反应第14页例例1:例例2:例例3:正丙醇正丙醇异丁醇异丁醇顺式顺式CH3(BH3)2H2O2/HO-OHCH3HH3 3，3-3-二甲基二甲基-1-1-丁醇丁醇例例4:硼氢化硼氢化-氧化反应氧化反应:立体化学上是立体化学上是顺式加成顺式加成，且，且无重排无重排产物。合成中用来制备其它方法不易得到醇。产物。合成中用来制备其它方法不易得到醇。第15页10.2.3 从醛、酮、羧酸及其酯还原从醛、酮、羧酸及其酯还原 催化加氢催化加氢（Ni/H2；Pd/H2；Pt/H2）用还原剂还原用还原剂还原（NaBH4、LiAlH4、Na/C2H5OH）RCH RCH2OHOHNaBH4RCR RCHROHNaBH4OHRCOH RCH2OHOHLiAlH4醛醛酮酮羧酸羧酸 RCOR RCH2OH+ROHOHNa/C2H5OH 羧酸酯羧酸酯伯醇伯醇伯醇伯醇伯醇伯醇仲醇仲醇第16页比如：比如：（CH3）3CCOOH 1.LiAlH42.乙醚，乙醚，H2O（CH3）3CCH2OH 新戊醇新戊醇羧酸、酯羧酸、酯需要强还原剂需要强还原剂LiAlH4等等 还原成醇还原成醇RCOC2H5 RCH2OH +C2H5OHONaC2H5OH第17页选择性还原：选择性还原：当用当用NaBHNaBH4 4或或异丙醇铝异丙醇铝作还原剂时，作还原剂时，可使不饱和醛、酮还原为不饱和醇而可使不饱和醛、酮还原为不饱和醇而碳碳双键保留碳碳双键保留.丁醇丁醇 巴豆醇巴豆醇CH3CH=CHCHOH2,NiCH3CH2CH2CH2OHAlOCH(CH3)23(CH3)2CHOH溶剂溶剂CH3CH=CHCH2OHNaBH4H3+O比如：比如：肉桂醇肉桂醇第18页 利用利用Grignard试剂与醛或酮反应可制备各种醇：试剂与醛或酮反应可制备各种醇：甲醛甲醛 伯醇；其它醛伯醇；其它醛 仲醇；酮仲醇；酮 叔醇。叔醇。反应原理：格式试剂对羰基亲核加成：反应原理：格式试剂对羰基亲核加成：R-MgX +C=O 伯醇伯醇比如：比如：10.2.4 从格利雅试剂制备从格利雅试剂制备甲醛甲醛+-+-醛醛仲醇仲醇酮酮叔醇叔醇第19页 把把连连接接醇醇羟羟基基碳碳上上三三个个基基团团拆拆分分为为Grignard试试剂剂与醛或酮：与醛或酮：2-2-甲基甲基-2-2-己醇己醇2-2-甲基甲基-2-2-己醇己醇正丁基溴化镁正丁基溴化镁丙酮丙酮2-2-己酮己酮甲基溴化镁甲基溴化镁 利用格利雅试剂，可由简单醇合成复杂醇。利用格利雅试剂，可由简单醇合成复杂醇。比如：比如：第20页 用三种不一样路线合成：用三种不一样路线合成：OH PhCH2CCH2CH3 CH3 2-2-甲基甲基-1-1-苯基苯基-2-2-丁醇丁醇 PhCH2COCH3+CH3CH2MgBrPhCH2COCH2CH3+CH3MgBr CH3CH2COCH3+PhCH2MgBr无水乙醚无水乙醚 H3+OTM第21页 多多数数卤卤化化物物是是由由醇醇制制得得，另另外外卤卤烷烷水水解解过过程程中中还还因因为为消消除除反反应应产产生生烯烯烃烃。所所以以只只使使用用轻轻易易得得到到卤卤烃烃水水解来制备醇解来制备醇.比如：比如：烯丙基氯烯丙基氯（易从丙烯高温氯化得到易从丙烯高温氯化得到）烯丙醇烯丙醇苄氯苄氯（甲苯高温氯化甲苯高温氯化）苄醇苄醇10.2.5 从卤烷水解从卤烷水解第22页低级醇为无色透明液体；低级醇为无色透明液体；C12以上直链醇为固体以上直链醇为固体.沸点：沸点：直链饱和一元醇沸点比对应烷烃沸点高直链饱和一元醇沸点比对应烷烃沸点高.直链伯醇沸点最高，同碳醇支链越多，沸点越低直链伯醇沸点最高，同碳醇支链越多，沸点越低.10.3 醇物理性质醇物理性质 正丁醇正丁醇 异丁醇异丁醇 仲丁醇仲丁醇 叔丁醇叔丁醇沸点：沸点：117.7 108 99.5 82.5 醇分子醇分子间氢键间氢键缔合缔合第23页溶解性：溶解性：低低级级醇醇：都都能能与与水水混混溶溶（醇醇与与水水分分子子间间氢氢键键缔缔合合),从从正正丁丁醇醇开开始始,伴伴随随烃烃基基增增大大,亲亲脂脂性性增增强强，在在水水中中溶溶解解度降低度降低。故高级醇溶解性质与烃相同故高级醇溶解性质与烃相同.多多元元醇醇：分分子子中中所所含含羟羟基基越越多多，沸沸点点越越高高，在在水水中中溶解度也越大。溶解度也越大。醇羟基化合物红外吸收光谱醇羟基化合物红外吸收光谱 第24页 乙醇红外吸收光谱（液膜法）乙醇红外吸收光谱（液膜法）以下醇类以下醇类CO键伸缩振动吸收波数逐步增加：键伸缩振动吸收波数逐步增加：伯醇伯醇1050cm-1;仲醇仲醇1100cm-1；叔醇；叔醇1150cm-1.怎样解释？怎样解释？第25页 醇化学性质主要由羟基官能团（醇化学性质主要由羟基官能团（OH）决定）决定,同同时也受到不一样烃基结构影响。时也受到不一样烃基结构影响。醇化学反应中，依据键断裂方式，主要有：醇化学反应中，依据键断裂方式，主要有：氢氧键断裂氢氧键断裂:醇羟基酸性醇羟基酸性,发生酯化反应发生酯化反应.碳氧键断裂碳氧键断裂:羟基离去形成碳正离子羟基离去形成碳正离子,发生取代或消发生取代或消 除反应除反应,分子分子重排重排反应反应.-H活性活性:氧化反应氧化反应.H RCOH H10.4 醇化学性质醇化学性质第26页 醇羟基是极性键醇羟基是极性键.醇能够看成是一个比水更弱酸，可醇能够看成是一个比水更弱酸，可与活泼金属反应放出氢气，生成醇钠等为强碱：与活泼金属反应放出氢气，生成醇钠等为强碱：10.4.1 醇与活泼金属反应醇与活泼金属反应醇钠醇钠醇钾醇钾异丙醇铝异丙醇铝醇反应活性为醇反应活性为:甲醇甲醇 伯醇伯醇 仲醇仲醇 叔醇叔醇醇钠遇水就分解成原来醇和氢氧化钠醇钠遇水就分解成原来醇和氢氧化钠.能用金属钠判别醇吗？能用金属钠判别醇吗？问题问题第27页氢卤酸反应活性：氢卤酸反应活性：HI HBr HCl比如：比如：RCH2-OH +HI RCH2I +H2O H2SO4RCH2-OH +HBr RCH2Br+H2ORCH2-OH +HCl RCH2Cl +H2OZnCl210.4.2 卤烃生成卤烃生成醇与醇与HX作用作用(可逆反应可逆反应)-制备卤制备卤烷烷第28页无水无水ZnCl2/浓浓HCl溶液叫溶液叫卢卡斯（卢卡斯（LUCAS）试剂试剂.各种醇在各种醇在LUCAS试剂催化下反应活性试剂催化下反应活性:苄醇和烯丙醇苄醇和烯丙醇 叔醇叔醇 仲醇仲醇 伯醇伯醇 甲醇甲醇 经过观察上述现象出现快慢，经过观察上述现象出现快慢，区分伯醇、仲醇、区分伯醇、仲醇、叔醇、苄醇和烯丙醇叔醇、苄醇和烯丙醇.因为生成卤烷不溶于水因为生成卤烷不溶于水,会出现浑浊或分层现象。会出现浑浊或分层现象。第29页CH3CH2CH2CH2+HCl CH3CH2CH2CH2+H2OCH3CH2CH3OHCHHClCH3CH2CHCH3lCH2OZnCl2室温室温(25min后出现浑浊后出现浑浊)HCH3C OHCH3CH3HClCH3C ClCH3C3H2O(马上出现浑浊马上出现浑浊)ZnCl2室温室温ZnCl2OHCl(加热才出现浑浊加热才出现浑浊)Why?比如：比如：第30页重排重排:除大多数伯醇外醇与氢卤酸反应，往往有重除大多数伯醇外醇与氢卤酸反应，往往有重 排产物生成排产物生成.比如：比如：重排反应历程重排反应历程：生成更稳定碳正离子CH3-C C-CH3CH3HHOHCH3-C-CH2-CH3(主要产物主要产物)CH3ClHCl第31页 以下反应产物形成原因是什么以下反应产物形成原因是什么?写出反应历程写出反应历程.主要产物主要产物次要产物次要产物 该反应因为新戊醇该反应因为新戊醇 碳上叔丁基位阻较大，妨碍了亲核试剂碳上叔丁基位阻较大，妨碍了亲核试剂进攻而不利于进攻而不利于SN2反应，所以反应按反应，所以反应按SN1历程进行历程进行;大多数大多数伯醇伯醇与氢卤酸反应是按与氢卤酸反应是按SN2历程进行历程进行(不发生重排不发生重排)：附注附注:第32页伯碳正离子伯碳正离子叔碳正离子叔碳正离子 反应历程：反应历程：注意：注意：醇能够与醇能够与PI3（或（或PBr3），），PCl5或或SOCl2反应生反应生成对应卤烷，而成对应卤烷，而不发生重排不发生重排：第33页环丙烷与环丁烷总张力能相差不大环丙烷与环丁烷总张力能相差不大,即使重排为环丁烷需要由即使重排为环丁烷需要由三级碳正离子重排为较不稳定二级碳正离子三级碳正离子重排为较不稳定二级碳正离子,故无重排故无重排.环丁烷重排为环戊烷后环张力减小环丁烷重排为环戊烷后环张力减小:第34页醇与硫酸、硝酸、磷酸等也可反应，生成无机酸酯醇与硫酸、硝酸、磷酸等也可反应，生成无机酸酯.比如比如:10.4.3 与无机酸反应与无机酸反应第35页 醇类按反应条件不一样，能够发生醇类按反应条件不一样，能够发生分子内脱水分子内脱水而生而生成烯烃或成烯烃或分子间脱水分子间脱水生成醚生成醚:乙烯乙烯乙醚乙醚例例1:例例2:温度影响温度影响:低温有利于取代反应低温有利于取代反应(分子间脱水分子间脱水)生成生成醚醚；高温有利于消除反应高温有利于消除反应(分子内脱水分子内脱水)生成生成烯烃烯烃。醇结构影响醇结构影响:普通叔醇脱水不生成醚，而生成烯烃普通叔醇脱水不生成醚，而生成烯烃。10.4.4 脱水反应脱水反应第36页CH366%H2SO4CH3100例例1：2-2-丁烯丁烯（主要产物）（主要产物）80%80%例例2：1-1-苯基丙烯苯基丙烯（共轭烯，唯一产物）（共轭烯，唯一产物）仲丁醇仲丁醇1-1-苯基苯基-2-2-丙醇丙醇醇脱水反应取向醇脱水反应取向符合查依采夫规则。符合查依采夫规则。第37页醇脱水反应惯用脱水剂醇脱水反应惯用脱水剂浓硫酸、氧化铝（无重排浓硫酸、氧化铝（无重排 产物）产物）.正丁醇正丁醇 硫酸脱水反应历程：硫酸脱水反应历程：+H+-H2OCH3CH=CHCH3伯碳正离子伯碳正离子仲碳正离子仲碳正离子(1,2-氢迁移氢迁移)-H+-H+第38页例例3:第39页阐述下面反应产物形成机理阐述下面反应产物形成机理:六元环含有更稳定结构第40页伯醇伯醇氧化氧化 醛醛 羧酸；羧酸；仲醇仲醇氧化氧化 酮酮;叔醇叔醇无无-H,普通难氧化普通难氧化;脂环醇脂环醇 酮酮 二元羧酸二元羧酸.例例1：例例2：例例3:10.4.5 氧化和脱氢氧化和脱氢 醇氧化醇氧化 (氧化剂氧化剂-高锰酸钾、铬酸高锰酸钾、铬酸)第41页 伯醇和仲醇伯醇和仲醇脱氢脱氢生成醛、酮生成醛、酮例例4：例例5：因为伯、仲、叔醇氧化后生成产物不一样，所以因为伯、仲、叔醇氧化后生成产物不一样，所以能够依据氧化产物结构区分它们。能够依据氧化产物结构区分它们。第42页最早是由木材干馏而得最早是由木材干馏而得(木醇木醇)；近近代代工工业业以以合合成成气气(CO+2H2)和和天天然然气气(甲甲烷烷)为为原原料料，在高温、高压和催化剂存在下合成：在高温、高压和催化剂存在下合成：甲醇甲醇:无色无色,易燃易燃,有毒有毒,致盲致盲.主要制备甲醛以及作甲基化剂和溶剂主要制备甲醛以及作甲基化剂和溶剂;可作为燃料。可作为燃料。10.5 主要醇主要醇10.5.1 甲醇甲醇第43页 制备：制备：乙烯水合；淀粉或糖蜜发酵：乙烯水合；淀粉或糖蜜发酵：无无水水乙乙醇醇（绝绝对对乙乙醇醇）95.6%乙乙醇醇先先与与生生石石灰灰（CaO）共共热热、蒸蒸馏馏得得到到99.5%乙乙醇醇，再再用用镁镁处处理理除除去去微微量量水水分分得得到到99.95%乙乙醇醇；工工业业上上无无水水乙乙醇醇制制法法是是先先在在95.6%乙乙醇醇中中加加入入一一定定量量苯苯共共沸脱水，再进行蒸馏。沸脱水，再进行蒸馏。加入少许无水硫酸铜，如呈蓝色，则表明有水存在。加入少许无水硫酸铜，如呈蓝色，则表明有水存在。10.5.2 乙醇乙醇第44页乙二醇制备：乙二醇制备：乙烯乙烯;环氧乙烷水正当环氧乙烷水正当:10.5.3 乙二醇乙二醇(俗称甘醇俗称甘醇)CH2=CH2性质：性质：溶于水；高沸点溶于水；高沸点(197)溶剂溶剂;防冻剂防冻剂;合成原料合成原料.第45页聚合反应聚合反应:乙二醇可与环氧乙烷作用乙二醇可与环氧乙烷作用(乳化剂等乳化剂等)第46页 凡凡相邻碳原子相邻碳原子上连有两个或多个上连有两个或多个OH基化合物也基化合物也能发生一样氧化反应能发生一样氧化反应-得到醛、酮、羧酸：得到醛、酮、羧酸：该反应是定量进行，可用来该反应是定量进行，可用来定量测定定量测定1,2-二醇含量二醇含量.多元醇氧化：多元醇氧化：1,2-二醇被高碘酸或四乙酸铅氧化二醇被高碘酸或四乙酸铅氧化.比如：比如：CH3CH3CHCHC-CH3 OH OH OH2HIO4CH3CHOHCOOHCH3CCH3 O第47页丙三醇制备：丙三醇制备：(1)油脂水解。油脂水解。(2)以丙烯为原料制备以丙烯为原料制备:？10.5.4 丙三醇丙三醇(甘油甘油)氯丙烯法氯丙烯法(氯化法氯化法)第48页甘油是有甜味粘稠液体甘油是有甜味粘稠液体,沸点比乙二醇更高沸点比乙二醇更高(氢键氢键).工业上用来制造三硝酸甘油酯用作炸药或医药工业上用来制造三硝酸甘油酯用作炸药或医药;也可也可 用来合成树脂用来合成树脂;在印刷、化装品等工业上用作润湿剂在印刷、化装品等工业上用作润湿剂.丙烯氧化法丙烯氧化法(氧化法氧化法):第49页存在于茉莉等香精油中。存在于茉莉等香精油中。工业上可从苯氯甲烷在碳酸钾或碳酸钠存在下工业上可从苯氯甲烷在碳酸钾或碳酸钠存在下水解水解而得：而得：苯甲醇为无色液体，含有芳香味，微溶于水，溶于乙苯甲醇为无色液体，含有芳香味，微溶于水，溶于乙醇、甲醇等有机溶剂。醇、甲醇等有机溶剂。羟基受苯环影响而性质活泼，易发生取代反应。羟基受苯环影响而性质活泼，易发生取代反应。有微弱麻醉作用。有微弱麻醉作用。10.5.5 苯甲醇苯甲醇苄醇苄醇第50页 硫醇（硫醇（R-SH）也能够看成是烃分子中氢原子被）也能够看成是烃分子中氢原子被巯巯基基-SH-SH所取代化合物。所取代化合物。命名命名:与醇相同，将与醇相同，将“醇醇”字改称为字改称为“硫醇硫醇”:甲硫醇甲硫醇乙硫醇乙硫醇异丙硫醇异丙硫醇10.6 硫醇（普通了解）硫醇（普通了解）CH3SHCH3CHCH3SHC2H5SH10.6.1 硫醇制法硫醇制法RX +KSH RSH +KXROH +HSH RSH +H2OThO2400第51页 硫醇难形成氢键，不能缔合，不溶于水，沸点低于硫醇难形成氢键，不能缔合，不溶于水，沸点低于 对应醇对应醇.低级硫醇低级硫醇有恶臭味（添加于煤气中有恶臭味（添加于煤气中检漏检漏）.弱酸性：弱酸性：硫醇酸性硫醇酸性比醇强比醇强，能与碱（如氢氧化钠），能与碱（如氢氧化钠）和重金属汞、铜、银、铅等成盐，称为硫醇盐：和重金属汞、铜、银、铅等成盐，称为硫醇盐：10.6.2 硫醇性质硫醇性质(一一)物理性质物理性质(二二)化学性质化学性质第52页硫硫醇醇易易被被温温和和氧氧化化剂剂(如如:H2O2,NaIO,I2或或O2)氧氧化化成成二硫化物二硫化物.该反应能够定量进行该反应能够定量进行,可用来测定巯基化合物含量可用来测定巯基化合物含量.在在石石油油工工业业中中,利利用用该该反反应应生生成成无无酸酸性性二二硫硫化化物物以以防防止酸性腐蚀止酸性腐蚀,并可除去硫醇恶臭味并可除去硫醇恶臭味.硫硫醇醇与与强强氧氧化化剂剂(如如:HNO3、KMnO4)作作用用,可可被被氧氧化化成磺酸成磺酸:RSH RSO3H.氧化反应氧化反应分解反应分解反应脱硫脱硫第53页醚可看成醇醚可看成醇-OH氢原子被烃基取代后生成物；氢原子被烃基取代后生成物；醚通式：醚通式：R-O-R、Ar-O-R或或Ar-O-Ar；醚分子中氧基醚分子中氧基O也叫醚键。也叫醚键。醚分类：醚分类：（二）（二）醚醚10.7 醚结构、分类和命名醚结构、分类和命名第54页习惯命名法：习惯命名法：将将醚醚键键连连接接两两个个烃烃基基名名称称，按按小小在在前前，大大在在后后次次序写在序写在“醚醚”字之前；字之前；芳醚芳醚则将芳烃基放在烷基之前；则将芳烃基放在烷基之前；单醚单醚在相同烃基名之前加在相同烃基名之前加“二二”字（能够省略）字（能够省略）.系统命名法：系统命名法：对对比比较较复复杂杂醚醚取取碳碳链链最最长长烃烃基基作作为为母母体体，烷烷氧氧基基作作为取代基，称为为取代基，称为某烷氧基某烷某烷氧基某烷：醚命名：醚命名：第55页比如：比如：第56页 烷氧基命名：烷氧基命名：在对应烃基名称之间加上字尾在对应烃基名称之间加上字尾“氧氧”字：字：第57页 除醚分子碳架异够构外除醚分子碳架异够构外，相同碳原子数目标相同碳原子数目标醇醇和和醚醚是是互为官能团不一样结构异构体互为官能团不一样结构异构体.分子式为分子式为C4H10O醇醚结构异构体有多少种？醇醚结构异构体有多少种？CH3OCH2CH2CH3 CH3CH2OCH2CH3 CH3OCH(CH3)2 甲基正丙基醚甲基正丙基醚 乙醚乙醚 甲基异丙基醚甲基异丙基醚 醚同分异构现象醚同分异构现象：CH3CH2CH2CH2OH正丁醇正丁醇CH3CHCH2OH CH3异丁醇异丁醇叔丁醇叔丁醇(CH3)3COH第58页 2ROH ROR +H2O H2SO4催化剂：硫酸、芳香族磺酸、氯化锌、氯化铝、氟化硼等催化剂：硫酸、芳香族磺酸、氯化锌、氯化铝、氟化硼等.温温 度：度：150以下以下(高于高于170 则分子内脱水生成烯烃则分子内脱水生成烯烃).范范 围：伯醇（叔醇主要是分子内脱水得到烯烃）围：伯醇（叔醇主要是分子内脱水得到烯烃）.工业上也可将醇蒸汽经过加热氧化铝催化剂工业上也可将醇蒸汽经过加热氧化铝催化剂来制取醚来制取醚.比如比如:2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3+H2OAl2O330010.8 醚制法醚制法醇分子间脱水醇分子间脱水第59页 威廉姆森威廉姆森(Williamson)合成法合成法:由卤代烃与强亲核试剂醇钠或酚钠作用制备醚方法，由卤代烃与强亲核试剂醇钠或酚钠作用制备醚方法，这是一个双分子亲核取代反应这是一个双分子亲核取代反应:CH3CH2CH2Cl+(CH3)3C-ONa (CH3)3C-OCH2CH2CH3+NaCl从卤烷与醇金属作用从卤烷与醇金属作用(威廉姆森合成法威廉姆森合成法)制备叔烃基混醚时，应采取叔醇钠与伯卤烷作用：制备叔烃基混醚时，应采取叔醇钠与伯卤烷作用：为何不用叔卤烷与醇钠作用？为何不用叔卤烷与醇钠作用？制备芳香族混醚时，应采取酚钠制备芳香族混醚时，应采取酚钠:第60页比如比如:消除产物烯烃消除产物烯烃取代产物醚取代产物醚 叔叔卤卤烷烷在在强强碱碱醇醇钠钠中中发发生生消消除除反反应应（脱脱卤卤化化氢氢）而生成烯烃而生成烯烃.甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚2-甲基丙烯甲基丙烯第61页 除甲醚和甲乙醚为气体外，其余醚大多为无色、有除甲醚和甲乙醚为气体外，其余醚大多为无色、有 特殊气味液体。特殊气味液体。低级醚沸点比同碳醇类低得多（无氢键缔合）低级醚沸点比同碳醇类低得多（无氢键缔合）.醚可与水分子发生醚可与水分子发生氢键氢键缔合，但醚普通只微溶于水缔合，但醚普通只微溶于水.醚类化合物红外光谱：醚类化合物红外光谱：判别特征：判别特征：强度大且宽强度大且宽C-O伸缩振动：烷基醚在伸缩振动：烷基醚在10601150 cm-1；芳基醚和乙烯基醚在；芳基醚和乙烯基醚在12001275cm-1。10.9 醚性质醚性质10.9.1 醚物理性质醚物理性质？第62页比如比如:正丁醚红外光谱正丁醚红外光谱第63页 醚氧原子（醚氧原子（sp3杂化杂化）与两个烷基相连，分子极性）与两个烷基相连，分子极性小，小，化学性质不很活泼，化学性质不很活泼，在常温下不与金属钠作用，对在常温下不与金属钠作用，对碱、氧化剂和还原剂都十分稳定。碱、氧化剂和还原剂都十分稳定。盐生成：盐生成：醚氧原子上有未共用电子对，能接收强酸中质子形醚氧原子上有未共用电子对，能接收强酸中质子形成成 盐，盐，盐在浓酸中才稳定，遇水分解还原为醚盐在浓酸中才稳定，遇水分解还原为醚.利用此性质，可将醚从烷基或卤烃等混合物中分离利用此性质，可将醚从烷基或卤烃等混合物中分离.烊盐形成使醚分子中烊盐形成使醚分子中C-O键减弱，醚键会断裂键减弱，醚键会断裂.10.9.2 醚化学性质醚化学性质第64页醚醚键键断断裂裂方方式式往往往往从从含含碳碳原原子子较较少少烷烷基基断断裂裂下下来与碘结合（来与碘结合（SN2）,即较小烃基生成碘代烷即较小烃基生成碘代烷。醚键断裂醚键断裂醚和浓酸（惯用醚和浓酸（惯用HI）共热）共热则醚键断裂生成则醚键断裂生成碘烷和醇碘烷和醇.I-历程：历程：第65页酚醚总是断裂烷氧键，生成酚和碘代烷酚醚总是断裂烷氧键，生成酚和碘代烷.比如：羟基、醇羟基保护比如：羟基、醇羟基保护利用该反应保护酚羟基利用该反应保护酚羟基第66页 醚对氧化剂比较稳定，但醚对氧化剂比较稳定，但 碳氢键碳氢键可被空气氧化成可被空气氧化成过氧化物：过氧化物：例例1：例例2：过过氧氧化化物物不不易易挥挥发发，蒸蒸馏馏醚醚时时，残残留留馏馏液液中中过过氧氧化化物物浓度增加，受热浓度增加，受热易爆炸易爆炸。过氧化物生成过氧化物生成第67页(1)用用KI-淀粉纸检验：如有过氧化物存在，淀粉纸检验：如有过氧化物存在，KI被氧被氧化成化成I2而使含淀粉纸变为蓝紫色；而使含淀粉纸变为蓝紫色；(2)加入加入FeSO4和和KCNS溶液溶液,如有红色如有红色Fe(CNS)63-络络离子生成离子生成,则证实有过氧化物存在则证实有过氧化物存在.(1)加入还原剂如加入还原剂如Na2SO3或或FeSO4溶液后摇荡溶液后摇荡,以破坏以破坏生成过氧化物生成过氧化物.(2)在储存醚类化合物时在储存醚类化合物时,可在醚中加入少许金属钠或可在醚中加入少许金属钠或铁屑铁屑,以防止过氧化物形成以防止过氧化物形成.检验过氧化物存在方法检验过氧化物存在方法：除去过氧化物方法除去过氧化物方法:第68页 乙醚是惯用有机溶剂和萃取剂，极性小，较稳定，乙醚是惯用有机溶剂和萃取剂，极性小，较稳定，能溶解树脂、油脂、硝化纤维等能溶解树脂、油脂、硝化纤维等.沸点低（沸点低（34.5），含有麻醉作用，可作麻醉剂），含有麻醉作用，可作麻醉剂.无水乙醚无水乙醚由普通乙醚用氯化钙处理后，再用金属钠丝由普通乙醚用氯化钙处理后，再用金属钠丝 处理以除去所含微量水或醇。处理以除去所含微量水或醇。10.10 乙醚乙醚第69页 碳链两端或碳链中间两个碳原子与氧原子形成环碳链两端或碳链中间两个碳原子与氧原子形成环状结构醚，称为状结构醚，称为环醚环醚：环氧乙烷（氧化乙烯）环氧乙烷（氧化乙烯）环氧丙烷环氧丙烷环氧氯丙烷环氧氯丙烷1，4-二氧六环二氧六环10.11 环醚环醚1,3-环氧丙烷环氧丙烷第70页 （1）空气催化氧化：）空气催化氧化：CH2=CH2+O2 CH2-CH2 OCH2=CH-CH3+CH3-C-O-O-H CH3-CH-CH2+CH3COOH O Ag250O10.11.1 最简单环醚最简单环醚-环氧乙烷环氧乙烷 三元环环张力较大，故化学性质很活泼，在酸、碱三元环环张力较大，故化学性质很活泼，在酸、碱作用下易开环发生系列反应，是有机合成主要原料作用下易开环发生系列反应，是有机合成主要原料.无色有毒气体，无色有毒气体，bp11,易于液化，可与水混溶易于液化，可与水混溶.环氧乙烷制备：环氧乙烷制备：（2）丙烯用过氧酸氧化丙烯用过氧酸氧化:第71页 在在酸催化酸催化下，易与水，醇，氢卤酸等反应：下，易与水，醇，氢卤酸等反应：比如比如:乙二醇乙二醇羟乙基甲基醚羟乙基甲基醚氯乙醇氯乙醇第72页 在在碱催化碱催化下下,也易发生开环反应也易发生开环反应.这这些些反反应应也也是是按按SN2历历程程进进行行亲亲核核取取代代反反应应,亲亲核核试剂如试剂如HO-,RO-,NH3,RMgX等等:例例1:聚乙二醇制备聚乙二醇制备第73页例例3:制备伯醇制备伯醇-碳链增加碳链增加2 CN(CH2CH2OH)3乙醇胺乙醇胺二乙醇胺二乙醇胺三乙醇胺三乙醇胺例例2:乙醇胺制备乙醇胺制备第74页例例4:不对称三元环醚开环趋向不对称三元环醚开环趋向:酸催化时Nu进攻取代较多碳原子.碱催化时Nu进攻取代较少碳原子.CH3 HH O HCH3OHH+CH3ONaCH3CH CH2 CH3O OHCH3CHCH2 OH OCH3酸催化时先形成更稳定碳正离子酸催化时先形成更稳定碳正离子.碱催化时碱催化时CH3O-进攻正电分布少、位阻小环氧碳原子进攻正电分布少、位阻小环氧碳原子.第75页又称二又称二口口恶烷或恶烷或1,4-二氧杂环己烷二氧杂环己烷.性质稳定性质稳定,优良溶剂优良溶剂.制备制备:例例1:乙二醇脱水乙二醇脱水例例2:环氧乙烷二聚环氧乙烷二聚10.11.2 1,4-二氧六环二氧六环第76页60年代末合成多氧大环醚年代末合成多氧大环醚冠醚。冠醚。(一一)冠醚命名冠醚命名：环上烃基名称和数目环上烃基名称和数目;组成大环原子总数组成大环原子总数;环中所含氧原子数目环中所含氧原子数目:二苯并二苯并-18-冠冠-6冠醚冠醚18-冠冠-610.12 冠醚冠醚第77页例例2：二苯并：二苯并-18-冠冠-62-氯乙基醚氯乙基醚三甘醇三甘醇(二二)冠醚合成冠醚合成例例1:18-冠冠-6合成合成:第78页2 SOCl2请设计一个合成请设计一个合成15-冠冠-5可行路线。可行路线。KOHTHF-H2O第79页 冠醚大环结构中有空穴，且因为氧原子上含有未共冠醚大环结构中有空穴，且因为氧原子上含有未共用电子对，所以可和金属正离子形成络合离子：用电子对，所以可和金属正离子形成络合离子：（蓝色溶液）（蓝色溶液）冠醚该性质可用来分离金属正离子，也可用来使一冠醚该性质可用来分离金属正离子，也可用来使一些反应加速进行：些反应加速进行：冠醚除用作络合剂外冠醚除用作络合剂外,还可作催化剂、离子选择性电极还可作催化剂、离子选择性电极.（三）冠醚性质（三）冠醚性质MnO4-第80页醚分子中氧原子被硫原子所代替化合物醚分子中氧原子被硫原子所代替化合物,叫硫醚叫硫醚.硫硫醚醚命命名名:与与醚醚相相同同,只只须须在在“醚醚”字字之之前前加加一一“硫硫”字即可字即可.(二二)甲硫醚甲硫醚甲乙硫醚甲乙硫醚硫醚制备硫醚制备-与醚相同与醚相同:(1)单醚可由硫化钾与卤烷或烷基硫酸酯制备单醚可由硫化钾与卤烷或烷基硫酸酯制备:10.13 硫醚硫醚CH3SCH3CH3SC2H52CH3I +K2S (CH3)2S +2KI2(CH3)2SO4+K2S (CH3)2S+2CH3OSO2OK第81页(2)硫醇金属与卤烷作用制备混醚硫醇金属与卤烷作用制备混醚-(威廉姆森合成威廉姆森合成)硫醚化学性质相当稳定硫醚化学性质相当稳定,但硫原子易形成高价化合物但硫原子易形成高价化合物.二甲亚砜二甲亚砜二甲砜二甲砜 硫醚性质硫醚性质(1)氧化反应氧化反应RX +Na-SR R-S-R +NaX第82页硫硫醚醚与与卤卤烷烷作作用用生生成成锍锍盐盐。锍锍盐盐较较稳稳定定，易易溶溶于于水水，能导电。在水中离解成离子：能导电。在水中离解成离子：硫硫醚醚与与硫硫醇醇相相同同，可可发发生生氢氢解解反反应应和和热热解解反反应应，工工业业上用此反应来脱硫：上用此反应来脱硫：（2）锍盐生成）锍盐生成（3）分解反应）分解反应第83页应用示例应用示例重金属解毒剂重金属解毒剂二巯基丙醇二巯基丙醇可可判判定定硫硫醇醇和和作作为为重重金金属属解解毒剂毒剂。硫醇（如二巯基丙醇）酸性比醇强，能和重金属汞、铅、硫醇（如二巯基丙醇）酸性比醇强，能和重金属汞、铅、铋、锑、镉等结合成为环状络合物硫醇盐，使金属或类金属铋、锑、镉等结合成为环状络合物硫醇盐，使金属或类金属成为低毒或无毒可溶性物质，从尿排出体外，恢复被抑制酶成为低毒或无毒可溶性物质，从尿排出体外，恢复被抑制酶活性，到达解毒目标。活性，到达解毒目标。1960年年2月，山西平陆县月，山西平陆县61位民工突发食物中毒，生命垂危位民工突发食物中毒，生命垂危全国紧急行动，确诊、寻找、运输特效药全国紧急行动，确诊、寻找、运输特效药 北京晚报、中国青年报、人民日报北京晚报、中国青年报、人民日报谢添谢添22小时完成电影剧本为了小时完成电影剧本为了61个阶级弟兄个阶级弟兄命运！命运！第84页前沿研究介绍前沿研究介绍-甲醇与二甲醚甲醇与二甲醚二甲醚在常压下是一个无色气体或压缩液体，含有轻微醚香味。相对密度（20）0.666，熔点-141.5，沸点-24.9，室温下蒸气压约为0.5MPa，与石油液化气（LPG）相同。二甲醚作为一个新兴基本化工原料，因为其良好易压缩、冷凝、汽化特征，使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特用途。二甲醚易压缩、易贮存、燃烧效率高、污染低，可替换煤气、LPG作民用燃料。同时二甲醚含有较高十六烷值，可直接用作汽车燃料替换柴油。二甲醚作为清洁燃料（无C-C链，故不产生积碳）方面发展前景潜力巨大，已经得到了国内外广泛关注。二甲醚生产方法有一步法和二步法。一步法是指由原料气甲醇一次合成二甲醚，二步法是由合成气合成甲醇，然后再脱水制取二甲醚。第85页甲醇、二甲醚生物质转化及生产方法gasifierbiomasstankCO+2H2=CH3OHbiomassreforming reaction bed第86页本章小结本章小结1.羟基是醇官能团羟基是醇官能团.醇分子中醇分子中C-O键和键和O-H键都是极性键，键都是极性键，极性键决定了醇主要物理性质和化学反应极性键决定了醇主要