有机化学-醇酚醚省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第十章:醇、酚、醚第十章:醇、酚、醚C A I第十章:醇、酚、醚第十章:醇、酚、醚第1页第十章第十章 醇、酚、醚醇、酚、醚10-1 醇醇一、醇结构、分类与命名一、醇结构、分类与命名二、醇性质二、醇性质三、醇制备三、醇制备10-2 消除反应消除反应一、一、消除反应消除反应二、二、消除反应消除反应10-3 酚酚一、命名一、命名二、酚性质二、酚性质10-4 醚醚一、命名一、命名二、醚性质二、醚性质三、醚制备三、醚制备第2页第十章:醇、酚、醚第十章:醇、酚、醚一、醇结构、分类与命名一、醇结构、分类与命名氧原子电子构型氧原子电子构型O8:1S2 2S2 2P4 1.醇结构醇结构ORH:SP3杂化杂化SP
2、3杂化轨道杂化轨道10-1 醇醇R-OHR-O-R/-OH2S轨道轨道 2P轨道轨道E第3页 醇结构特点:醇结构特点:-OH 连接在不饱和碳上,化合物不稳定;连接在不饱和碳上,化合物不稳定;一个碳上假如连有多个一个碳上假如连有多个-OH,化合物不稳定。,化合物不稳定。如:CH2=CH-OH CH3-C-H=O重排重排如:R-CH-OH R-C-HOH=O-H2O第4页2.分类分类-OH 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:RCH2-OH叔醇叔醇:R3C-OH仲醇仲醇:R2CH-OH 按
3、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:RCH2-OH不饱和醇不饱和醇:CH2=CHCH2OH-CH2-OH第5页3.命名命名 普通命名法:普通命名法:-普通适合于简单一元醇普通适合于简单一元醇 (按对应烃来命名)(按对应烃来命名)有异构体,按有异构体,按正、异、仲、新、叔正、异、仲、新、叔等命名等命名甲醇甲醇环己醇环己醇苄醇苄醇CH3CH3CH3C-OHCH3CCH2-OHCH3CH3CH3CH-OHCH3CH3CHCH2CH3OH异丙醇异丙醇仲丁醇仲丁醇叔丁醇叔丁醇新戊醇新戊醇CH3-OH-OH-CH2-OH第6页 甲醇衍生物命名法:甲
4、醇衍生物命名法:-以甲醇作母以甲醇作母体体CH3-C-OHCH2CH3CH2CH3Ph-C-OHPhPh5-甲基甲基-3-己醇己醇三苯甲醇三苯甲醇甲基二乙基甲醇甲基二乙基甲醇 系统命名法:系统命名法:-选择含有选择含有-OH最长为主链,最长为主链,编号从离编号从离-OH最近一端开始。最近一端开始。2,4-二甲基二甲基-3-乙基乙基-3-己醇己醇CH3CHCH2CHCH2CH3CH3OHCH3OHCH2CH3CH2CH3CH3CHCCHCH3CH3CHCH2-OHPh2-苯基苯基-1-丙醇丙醇1 2 3 45 66 5 4 3 2 1第7页4-丙基丙基-5-己烯己烯-1-醇醇3-苯基苯基-2-丙
5、烯醇丙烯醇3 2 1 4 3 2 16 5CH3 C CCH3CH3CH3OHOH2,3-二甲基二甲基-2,3-丁二醇丁二醇假如有不饱和键假如有不饱和键-以含以含-OH和不饱和键最长碳和不饱和键最长碳 链为母体。链为母体。假如为多元醇假如为多元醇-选择含尽可能多选择含尽可能多-OH最长碳最长碳 链为母体。链为母体。OHCH3CH2CH2CHCH2CH2CH2CH2=CH-CH=CHCH2-OH第8页2-乙基乙基-2-羟甲基羟甲基-1,3-丙二醇丙二醇顺顺-1,2-环戊二醇环戊二醇OH OHCH3CH2-C-CH2OHCH2OHCH2OH1 2 31.物态物态C1C4 -有酒味无色液体有酒味无色
6、液体C5C11 -有嗅味油状液体有嗅味油状液体C12 以上以上-固体固体二、醇物理性质二、醇物理性质第9页2.沸点(沸点(b.P.)比对应烃、卤代烃高比对应烃、卤代烃高甲醇(甲醇(分子量:分子量:32)b.P.64.9乙烷(乙烷(分子量:分子量:30)b.P.-88.6乙醇(乙醇(分子量:分子量:46)b.P.78.5丙烷(丙烷(分子量:分子量:44)b.P.-42.1正丁醇正丁醇 b.P.117异丁醇异丁醇 b.P.108仲丁醇仲丁醇 b.P.99.5叔丁醇叔丁醇 b.P.82CH3CH2OH b.P.78.5HOCH2CH2OH b.P.198 R-O-H-O-H-ORRH原因原因-主要主
7、要是分子间形成氢是分子间形成氢键。键。C ,b.P.碳数相同,支链碳数相同,支链 ,b.P.碳数相同,碳数相同,-OH ,b.P.第10页3.水溶性水溶性H-O-H-O-H-ORHH4.与一些无机盐形成结晶醇化合物与一些无机盐形成结晶醇化合物MgCl2 6CH3OH CaCl2 4C2H5OH 有机物中有少许醇时,可加无机盐提纯。有机物中有少许醇时,可加无机盐提纯。不能用无水不能用无水MgCl2、CaCl2、CuSO4 等无机盐干等无机盐干 燥醇。燥醇。故:故:低级醇(低级醇(C1 C3)能与水混溶能与水混溶 从从C4开始,随开始,随C 溶解度溶解度 第11页1.红外光谱(红外光谱(IR)O-
8、H 36003200 cm-1 C-O 12001000 cm-1伯醇:伯醇:10601030cm-1叔醇:叔醇:1140cm-1仲醇:仲醇:1100cm-1其中其中没有缔合醇:没有缔合醇:3600 cm-1(尖锋尖锋)其中其中有缔合醇:有缔合醇:3600 3200cm-1(宽锋宽锋)2.核磁共振谱(核磁共振谱(NMR)O-H 15.5 ppm 三、光谱性质三、光谱性质浓度浓度 、非极性溶液中、非极性溶液中浓度浓度 、极性溶液中、极性溶液中第12页 2950cm-1为为CH3,CH2伸缩振动伸缩振动1470cm-1、1380cm-1为为CH3、CH2弯曲振动弯曲振动36003200cm-1为缔
9、合为缔合O-H伸缩振动伸缩振动1050cm-1伯醇伯醇C-O伸缩振动伸缩振动3600cm-1为未缔合为未缔合O-H伸缩振动伸缩振动3600360032002950147013801050(10%乙醇乙醇CCl4溶液)溶液)第13页360032002950145013801100 2950cm-1为为CH3,CH2伸缩振动伸缩振动1450cm-1、1380cm-1为为CH3、CH2弯曲振动弯曲振动1100cm-1为仲醇为仲醇C-O伸缩振动伸缩振动图中:图中:36003200cm-1为缔合为缔合O-H伸缩振动伸缩振动第14页36003200cm-1为缔合为缔合O-H 伸缩振动伸缩振动3050cm-
10、1为为 伸缩振动伸缩振动700cm-1750cm-1为为 一取代弯曲振动一取代弯曲振动1460cm-11600cm-1为为 伸缩振动伸缩振动 2900cm-1为为CH2伸缩振动伸缩振动 1380cm-1为为 CH2弯曲振动弯曲振动1020cm-1伯醇伯醇C-O伸缩振动伸缩振动36003200305029001460160010207507001380第15页1.与活泼金属反应与活泼金属反应四、醇化学性质四、醇化学性质21快,猛烈快,猛烈H-OH +Na NaOH +H221(共轭碱)共轭碱)慢慢R-OH +Na RONa +H2H2ONaOH +R-OHR OHCH OHCH3CH3CH3OH
11、 1R-OH 2R-OH 3R-OH反应活性:反应活性:第16页 从以下数据能够看到醇酸性比水弱从以下数据能够看到醇酸性比水弱,但醇共轭碱但醇共轭碱RO 碱性碱性却比却比OH还要强。还要强。酸性酸性-OH CH3O CH3CH2O (CH3)2CHO (CH3)3CO碱性碱性 钠与其它活泼金属如镁、铝、铝汞齐(钠与其它活泼金属如镁、铝、铝汞齐(Al-Hg)、)、镁汞镁汞齐(齐(Mg-Hg)等在较高温度下作用生成醇镁、醇铝。等在较高温度下作用生成醇镁、醇铝。CH-OH +2Al 2(CH-O)3Al +3H2异丙醇铝异丙醇铝CH3CH3CH3CH33HOH CH3OH CH3CH2OH (CH3
12、)2CHOH (CH3)3COH 15.7 16 18 18 19pka:第17页R-OH +HX R-X +H2O 反应速度与反应速度与HX相关相关HI HBr HCl如:如:RCH2-OH+HI RCH2I +H2O H2SO4RCH2-OH +HBr RCH2Br+H2ORCH2-OH +HCl RCH2Cl +H2OZnCl22.与氢卤酸反应与氢卤酸反应第18页 反应速度与烃基结构相关反应速度与烃基结构相关:CH3CH2CH3OHCHHClCH3CH2CHCH3lCH2OZnCl2室温室温(25min后出现浑浊后出现浑浊)HCH3C OHCH3CH3HClCH3C ClCH3C3H2O
13、(马上出现浑浊马上出现浑浊)ZnCl2室温室温ZnCl2CH3CH2CH2CH2+HCl CH3CH2CH2CH2+H2OOHCl(加热才出现浑浊加热才出现浑浊)R-CH=CH-CH2OH C6H5CH2OH 3R-OH 2R-OH 1R-OH 反应活性反应活性HCl+ZnCl2-卢卡斯试剂(卢卡斯试剂(Lucas)可判别伯仲叔醇可判别伯仲叔醇第19页RCH2-OH +HX RCH2-OH2 +X SN2历程历程X CH2 OH2 RX+R-CH2-OH2 R-CH2-X +H2ORX +Zn(OH)Cl2 或:或:RCH2OH +ZnCl2 RCH2OH-ZnCl2 X+RCH2OH-ZnC
14、l2 X CH2 OH-ZnCl2R 普通多数伯醇是普通多数伯醇是SN2历程。历程。反应历程(亲核取代)反应历程(亲核取代)第20页 SN1历程历程+XCH3CH3C-XCH3快快+X X+H快快-+OH2CH3CH3CCH3+H2O慢慢OH2CH3CH3CCH3普通,烯丙式醇、叔醇和大多数仲醇主要为普通,烯丙式醇、叔醇和大多数仲醇主要为SN1历程。历程。注意:注意:SN1反应中,可能有重排产物反应中,可能有重排产物 第21页如:如:CH3-C C-CH3 +HClCH3HHOH 原因:原因:CH3-C C-CH3 CH3HHOH+CH3-C C-CH3 CH3HHOH2H+称为瓦格涅尔称为瓦
15、格涅尔麦尔外因重排麦尔外因重排CH3-CH-CH-CH3 CH3ClCl-CH3-C-CH2-CH3 CH3ClCl-+CH3-C C-CH3 CH3HH重排重排()-H2O+CH3-C C-CH3 CH3HH()CH3-C-CH2-CH3 CH3ClCH3-CH-CH-CH3 CH3Cl重排产物重排产物64%第22页 分子内脱水(消除反应)分子内脱水(消除反应)通式通式不一样醇反应难易不一不一样醇反应难易不一样样CH3CHCH2CH3 CH3-CH=CH-CH3 +H2O OH10060%H2SO43.脱水反应脱水反应 假如要产物无重排,能够用假如要产物无重排,能够用PBr3、PI3、SOC
16、l2制备制备卤代烃。卤代烃。CCH OHH+C=C+H2O96%H2SO4170CH3CH2OH CH2=CH2 +H2O 第23页反应速度:反应速度:3R-OH 2R-OH 1 R-OHOH+H2O85%H3PO416517046%H2SO487CH3CH2-C-CH3 CH3-CH=C-CH3 +H2OCH3CH3OH 反应历程:反应历程:CH3CH2-OH2 CH3CH2 +H2O慢慢+CH2CH2 CH2=CH2 +H+HHSO4-H2SO4+CH3CH2-OH +H+CH3CH2-OH2快快+第24页 各种醇脱水反应取向,恪守各种醇脱水反应取向,恪守扎依切夫规律扎依切夫规律,即主,即
17、主要产物应生成碳碳双键两端带有烃基最多烯烃。要产物应生成碳碳双键两端带有烃基最多烯烃。脱水取向脱水取向CH3CH3-CHC-CH3 CH3-C=CH-CH3HOHCH3H2SO4CH3OH+CH384 CH316 H3PO4OHCH3CH2CHCH3 CH3CH=CHCH3+CH3CH2CH=CH2H2SO46580 少许少许第25页 重排反应重排反应CH3CH2CH CH2OHCH3CH3CH=C-CH3CH3H2SO4CH3CH3-C CHCH3 CH3-C=C-CH3+CH2=C-CHCH3OHCH3H2SO4CH3CH3CH3CH370 30 CH2BrCH2CHCH3CH3CH3CH
18、2CH2OHCHCH3PBr3(防止重排)(防止重排)CH3CH2CH2C=CH2C2H5OHNaOHE2反应历程反应历程第26页反应实质是反应实质是SN2取代历程取代历程 分子间脱水分子间脱水CH3CH2OH +HOCH2CH3 CH3CH2OCH2CH3H2SO4130140 反应历程反应历程CH3CH2OH +H+CH3CH2OH2+CH3CH2OH+CH3CH2OH2+CH32OHCH HCH3CH2HO+HCH2CH3OCH3CH2-H2OCH2CH3OCH3CH2-H+醇醇分子间脱水分子间脱水和和分子内脱水分子内脱水是两种是两种相互竞争相互竞争反应。反应。较低温度较低温度-有利于生
19、成醚(有利于生成醚(140)较高温度较高温度-有利于生成烯烃(有利于生成烯烃(170 )取代取代消除消除第27页(CH3)2SO4毒性大,不过很好甲基化试剂毒性大,不过很好甲基化试剂醇和无机酸、有机酸作用,生成对应酯醇和无机酸、有机酸作用,生成对应酯与有机酸反应:与有机酸反应:C2H5OH +CH3-C-OH CH3-C-O-C2H5 +H2O H+O=O=硫酸二甲酯(中性硫酸酯)硫酸二甲酯(中性硫酸酯)CH3OSO2OCH3 +H2SO4 CH3OSO2OHCH3OSO2OH+减压蒸馏减压蒸馏与无机酸反应:与无机酸反应:CH3OH +HOSO2OH CH3OSO2OH +H2O硫酸氢甲酯(酸
20、性硫酸酯)硫酸氢甲酯(酸性硫酸酯)4.酯生成酯生成第28页酸性硫酸酯用碳酸钠中和时,即得其钠盐。酸性硫酸酯用碳酸钠中和时,即得其钠盐。C12H25OSO2OH +Na2CO3 C12H25OSO3Na+CO2(十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠)乳化剂乳化剂CH3OH +HNO3 CH3O-NO2 +H2OH+硝基甲酯硝基甲酯HONO23H2O 三硝基甘油酯三硝基甘油酯(烈性炸药、缓解心绞痛药品)(烈性炸药、缓解心绞痛药品)CHCH OHOHCHOH22ONO2CH ONO2ONO2CHCH22+H2SO410第29页若要制得醛若要制得醛a)严格控制反应温度严格控制反应温度b)及时把生成醛蒸出及时把
21、生成醛蒸出Cr2O72+O或或H 称称氧化反应氧化反应O或或+H称称还原反应还原反应广义上讲,有机化合物广义上讲,有机化合物 氧化氧化R-CH2OH +K2Cr2O7 RCHORCOHO1177585伯醇氧化生成醛和羧酸伯醇氧化生成醛和羧酸5.氧化和脱氢氧化和脱氢第30页仲醇氧化生成酮仲醇氧化生成酮叔醇不易被氧化叔醇不易被氧化/CHRROHCRRO (酮酮)KMnO4H+CCH3CH3OHCH3浓浓HNO3C CH3CH3OH-COHCH3C-OOHCO2HNO3CO2H2OHNO372OHOCH2CH2CH2CH2COOHCOOHK2Cr2OH SO4KMnO4H+CCH3CH3OHCH3不
22、不 反反 应应KMnO4H+第31页 脱氢脱氢二元醇含有一元醇通性,也含有以下特征:二元醇含有一元醇通性,也含有以下特征:RCH2OHCHROH2Cu,250CROHRR不不 反反 应应Cu,250CHRROHCu,250CRROH2CH3CH2OHAgO212C HCH3OH2O5506.二元醇反应二元醇反应第32页使用范围:使用范围:相邻碳原子上有相邻碳原子上有-OH。可判别可判别邻二醇邻二醇。与高碘酸(与高碘酸(HIO4)反应反应AgNO3HNO3AgIO3白白 高碘酸氧化产物判断结构高碘酸氧化产物判断结构CH2OHCHHOR CR/OHCR/ROR CHOHC HROHCOOHCHOH
23、R-CHO +HCOOH +HCHO:如如R-CH-CH-CH2OHOH OHHIO4碘碘酸酸R CHOHCHOHR/H2ORCHO R/CHOHIO3HIO4第33页 与与 Cu(OH)2反应反应 片呐醇重排(片呐醇重排(Pinacol)四烃基乙二醇叫片呐醇,它在四烃基乙二醇叫片呐醇,它在H2SO4作用下生成片呐酮。作用下生成片呐酮。可可鉴鉴别别邻邻二二醇醇CH2CHCH2OHOHOHCu(OH)2OHOOCH2CHCH2Cu2H2O甘甘油油铜铜(蓝蓝色色)鳌鳌合合物物片片 呐呐 醇醇2CH3-C-CH3 CH3-CC-CH3Mg-HgCH3CH3OHOH=O片片 呐呐 酮酮H+CH3CH3
24、=OCH3-CC-CH3 第34页 反应历程反应历程OH2CH3CH3OHCH3CCH3CCCH3CCH3OHCH3CH3OHH+-H2OCH3CH3OHCH3CCH3CCH3CH3CH3CCCH3OHCH3CH3CH3CCCH3OH+重排重排CCCH3OHCH3CH3CH3如如:?H+HOHOO第35页 试验室制备醇方法试验室制备醇方法1.卤代烃水解:卤代烃水解:R-X +HOH R-OH +HXOH-五、醇制备五、醇制备 鱼肝油中鱼肝油中维生素维生素A和和D 植物香精油中植物香精油中 牛几苗醇牛几苗醇 薄荷油中薄荷油中薄荷醇薄荷醇 醇广泛存在于自然界,当前较复杂醇仍主要从动、醇广泛存在于自
25、然界,当前较复杂醇仍主要从动、植物中提取,植物中提取,物物 龙龙还有许多醇是以酯化形式存在于动、植物体内,还有许多醇是以酯化形式存在于动、植物体内,如如:油脂、蜂蜡、鲸蜡油脂、蜂蜡、鲸蜡等等CH2=CH-CH2Cl CH2=CH-CH2OHH2ONa2CO3CH2Cl CH2OHH2ONa2CO3第36页2.格氏试剂合成法:格氏试剂合成法:通式:通式:-C O RMgXCROMgX)Mg(OH XRC OH无无水水乙乙醚醚H2OH+格氏试剂与格氏试剂与酮酮反应制反应制叔醇叔醇/C OMgClRMgClRO+CR/R/R/CROH叔叔 醇醇R/R/R/无无水水乙乙醚醚H2OH+R格氏试剂与格氏试
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