[理学]有机化学-醇和醚PPT课件.ppt

第一部分第一部分 醇醇第二部分第二部分 醚醚 第九章第九章第九章第九章 醇和醇和醇和醇和醚醚醚醚 (Alcohols and Ethers)(Alcohols and Ethers)10.1 10.1 醇醇分分类类和命名和命名 10.2 10.2 醇的醇的结结构构 10.3 10.3 醇的醇的化学性化学性质质 10.4 10.4 醇的物理性醇的物理性质质 10.5 10.5 醇的醇的制法制法 10.6 10.6 重要的醇重要的醇 脂肪脂肪烃烃分子中的分子中的氢氢、芳香族化合物、芳香族化合物侧侧 链链上的上的氢氢被被羟羟基基取代后取代后的化合物称的化合物称为为醇醇。如：如：CH3OH PhCH2OH一一 醇的分醇的分类类1.伯醇、仲醇、伯醇、仲醇、叔醇（叔醇（-OH所所连连C的的级别级别）2.一元醇、二元醇、三元醇（一元醇、二元醇、三元醇（-OH的个数）的个数）3.饱饱和醇不和醇不饱饱和醇芳醇（和醇芳醇（-OH所所连连C的的饱饱和程度）和程度）二二 醇的命名醇的命名1普通命名法：普通命名法：此法按此法按烷烷基的普通名称命名基的普通名称命名 即在即在烷烷基后面加一个醇字。基后面加一个醇字。2.IUPAC命名法：命名法：1）主）主链链：选选包含包含羟羟基所基所连连的碳最的碳最长长的的链为链为主主链链 按碳原子数称某醇按碳原子数称某醇 2）编编号：从靠近号：从靠近羟羟基的碳原子一端开始，基的碳原子一端开始，3）书书写：在写出全名写：在写出全名时时，把，把羟羟基所在的碳原子基所在的碳原子 的号数写在某醇之前。的号数写在某醇之前。对对于于结结构不复构不复杂杂的醇，可以把甲醇作的醇，可以把甲醇作为为母体，把其母体，把其他醇看作是甲醇的他醇看作是甲醇的烷烷基衍生物基衍生物1.醇醇羟羟基中的基中的O O是是sp3杂杂化。化。2.大部分醇的大部分醇的羟羟基与基与sp3杂杂化的碳原子相化的碳原子相连连。烯烯醇中的醇中的羟羟基与基与sp2杂杂化的碳原子相化的碳原子相连连。化 学 反 应：1.1.与活波金属作用与活波金属作用2.2.亲亲核取代（生成核取代（生成卤卤代代烃烃）3.3.与无机酸作用（生成无机酸与无机酸作用（生成无机酸酯酯）4.4.消除反消除反应应（脱水反（脱水反应应）5.5.氧化反氧化反应应（脱（脱氢氢）一一.与活与活泼泼金属的反金属的反应应酸性：酸性：ROH HROH 2o醇醇 1o醇醇E1机理机理消除取向消除取向：1.反反应应物物氢氢从含从含氢较氢较少的少的-C碳上脱去。碳上脱去。2.产物物生成双生成双键碳上取代基碳上取代基较多的多的稳定的定的烯烃。Saytzeff规则（扎衣切夫（扎衣切夫规则）1）生成）生成烯烯（分子内脱水）（分子内脱水）2)生成生成醚醚（分子（分子间间脱水）脱水）五五 氧化（脱氧化（脱氢氢）氧化氧化 2）选择选择性氧化性氧化剂剂（MnO2）-C为为不不饱和和键的的1o、2o 醇，双醇，双键保留。保留。产物：物：醛或或酮。一状一状态态 1.1.低低级级的一元的一元饱饱和醇和醇为为无色中性液体无色中性液体，与水以任何比例相溶，与水以任何比例相溶 2.2.四至十一个碳的醇四至十一个碳的醇为为油状液体油状液体，可部分地溶于水；，可部分地溶于水；3.3.高高级级醇醇为为无臭、无味的固体无臭、无味的固体，不溶于水。，不溶于水。二熔点，沸点二熔点，沸点 低低级级醇的熔点和沸点比碳原子数相同的醇的熔点和沸点比碳原子数相同的烃烃的熔点和沸点高的熔点和沸点高得多。得多。为为什么醇具有什么醇具有较较高的沸点？高的沸点？(分子分子间氢键缔间氢键缔合合)多元醇，分子中两个以上位置可形成多元醇，分子中两个以上位置可形成氢键氢键。易溶于水。易溶于水醇在醇在强强酸中的溶解度比在水中大酸中的溶解度比在水中大醇分子中醇分子中烃烃基基对氢键缔对氢键缔合有阻碍作用。合有阻碍作用。随含碳数的增加随含碳数的增加氢键氢键形成作用减弱形成作用减弱 一一.烯烃烯烃的水合的水合 1.1.马马氏加成，不氏加成，不发发生重排生重排 2.2.产产物生成仲醇（物生成仲醇（2 2。醇）醇）二二 硼硼氢氢化化-氧化反氧化反应应 产产物：生成伯醇（物：生成伯醇（1。醇）醇）比比较较：三三 从从醛醛、酮酮、羧羧酸及其酸及其酯还酯还原原NaBH4对羧对羧酸及衍生物酸及衍生物 没有没有还还原作用原作用LiAIH4对对不不饱饱和和键键无无还还原作用，原作用，对羧对羧酸及衍生物酸及衍生物有有还还原作用原作用四四 从格利雅从格利雅试剂试剂制制备备 (3)制制 3o 醇醇*二醇的制二醇的制备备五五 从从卤烃卤烃水解水解1.2.3.一一 甲醇甲醇 甲醇最初是由木材干甲醇最初是由木材干馏馏得到的，故称得到的，故称为为木精。在工木精。在工业业上用上用合成气（合成气（CO和和H2）或天然气）或天然气为为原料在高温和催化原料在高温和催化剂剂存在下直存在下直接合成。接合成。甲醇甲醇为为无色液体，沸点无色液体，沸点64.7，易燃有毒。，易燃有毒。饮饮用甲醇后可使用甲醇后可使人失明（人失明（10ml）、死亡（）、死亡（30ml）。）。甲醇和汽油混合成甲醇汽油甲醇和汽油混合成甲醇汽油甲醇主要用来制甲醇主要用来制备备甲甲醛醛以及在有机合成工以及在有机合成工业业中用作甲基化中用作甲基化试剂试剂和溶和溶剂剂,在有机合成中有很广泛的用在有机合成中有很广泛的用处处。二二 乙醇乙醇 乙醇俗称酒精，制乙醇俗称酒精，制备备乙醇通常是乙醇通常是发发酵方法，但由于消耗大量酵方法，但由于消耗大量粮食，所以粮食，所以现现在一般都以石油裂解得到的乙在一般都以石油裂解得到的乙烯为烯为原料，用水合原料，用水合法制乙醇。法制乙醇。乙醇和水是恒沸混合物，恒沸物不能用蒸乙醇和水是恒沸混合物，恒沸物不能用蒸馏馏方法分离方法分离其中的各其中的各组组份，所以工份，所以工业业乙醇中乙醇中总总含有含有4.4%的水的水。如何制如何制备备无水乙醇呢？无水乙醇呢？实验实验室制无水乙醇室制无水乙醇：先将工先将工业业乙醇与生石灰共乙醇与生石灰共热热，除去其中一部分水（，除去其中一部分水（99.5%），），然后再用然后再用镁镁除去微量水分，可得到除去微量水分，可得到99.95%的无水乙醇。的无水乙醇。在工在工业业上如何制上如何制备备无水乙醇无水乙醇?请请同学同学们课们课自行自行查阅查阅相关相关资资料料 ！1.1.乙醇是重要的化工原料，由它可以合成百种以上的有机化合乙醇是重要的化工原料，由它可以合成百种以上的有机化合物。物。2.2.乙醇是一种常用的溶乙醇是一种常用的溶剂剂，3.3.乙醇能使乙醇能使细细菌的蛋白菌的蛋白质变质变性，性，临临床上使用床上使用70%或或75%的水溶的水溶液作外用消毒液作外用消毒剂剂。三三.乙二醇乙二醇乙二醇乙二醇为为具有甜味的粘稠液体，俗称甘醇。可与水混溶，不具有甜味的粘稠液体，俗称甘醇。可与水混溶，不溶于乙溶于乙醚醚。60%乙二醇水溶液的凝固点乙二醇水溶液的凝固点为为-49，是，是较较好的防好的防冻剂冻剂。乙二醇一般都由乙乙二醇一般都由乙烯烯制制备备，有两种主要的方法：乙，有两种主要的方法：乙烯烯次次氯氯酸化法和乙酸化法和乙烯烯氧化法。氧化法。四四.丙三醇丙三醇 甘油（丙三醇）是具有甜味的粘稠液体，沸点甘油（丙三醇）是具有甜味的粘稠液体，沸点290，与水，与水混溶，在空气中吸水性很混溶，在空气中吸水性很强强，不溶于乙，不溶于乙醚醚、氯氯仿等有机溶仿等有机溶剂剂。工工业业上主要用于制甘油三硝酸上主要用于制甘油三硝酸酯酯（炸（炸药药），在医），在医药药、烟草、化、烟草、化妆妆品工品工业业中，甘油是很好的中，甘油是很好的润润湿湿剂剂 五五.苯甲醇苯甲醇 苯甲醇俗称苯甲醇俗称苄苄醇，它是一个最重要最醇，它是一个最重要最简单简单的芳醇，存在于茉的芳醇，存在于茉莉等香精油中。苯甲醇莉等香精油中。苯甲醇为为无色液体，具芳香味，微溶于水，溶无色液体，具芳香味，微溶于水，溶于乙醇、甲醇等有机溶于乙醇、甲醇等有机溶剂剂。工。工业业上可从苯上可从苯氯氯甲甲烷烷在碳酸在碳酸钾钾或碳或碳酸酸钠钠存在下水解而得：存在下水解而得：返回 设计设计合成路合成路线线 10.7 10.7 醚醚的分的分类类和命名和命名 10.8 10.8 醚醚的的结结构构 10.9 10.9 醚醚的性的性质质 10.10 10.10 醚醚的制的制法法 10.11 10.11 重要的重要的醚醚醚醚(Ethers)一一 醚醚的分的分类类醚醚根据根据醚键醚键O两端两端烃烃基的不同，基的不同，醚醚可分可分为为：二二 醚醚的命名的命名1.1.习惯习惯命名法命名法：1 1）.单醚单醚是在是在烃烃基名称之后加上基名称之后加上醚醚字。字。2 2）.混混醚醚中两个不同基中两个不同基团团排列排列顺顺序通常是序通常是 先小基先小基团团后大基后大基团团原原则则 3 3）.芳香芳香醚习惯醚习惯芳芳烃烃基在前。基在前。简单醚简单醚 R-O-RCH3OCH3 甲甲醚醚 乙乙醚醚 混合混合醚醚 R-O-R 甲基叔丁基甲基叔丁基醚醚苯甲苯甲醚醚2.2.系系统统命名法命名法：1 1）.取碳取碳链链最最长长的的烃烃基基为为母体母体 2 2）.以以较较小基小基团烷团烷氧基作氧基作为为取代基取代基进进行命名。行命名。称称为为“某某烷烷氧基某氧基某烷烷”。2-甲氧基戊甲氧基戊烷烷 1-甲基甲基-4-乙氧基苯乙氧基苯*环醚环醚：碳碳链链与氧原子形成与氧原子形成环环状状结结构的构的醚醚。以以“环环氧氧”作作词头词头或用或用杂环杂环命名。命名。1,2-环环氧丙氧丙烷烷 5-甲基甲基-1,3-环环氧氧-2-氯氯庚庚烷烷 四四氢呋氢呋喃喃*冠冠醚醚：含有多个氧的大含有多个氧的大环醚环醚，形状似王冠。，形状似王冠。12-冠冠-4 苯并苯并-15-冠冠-5m-冠冠-nm:碳、氧原子碳、氧原子总总数数n:氧原子数氧原子数醚醚：1 1.可以看作是醇可以看作是醇羟羟基的基的氢氢原子被原子被烃烃基基 取代后的取代后的产产物。物。2.2.水分子中的两个水分子中的两个氢氢原子被原子被烃烃基取代物）基取代物）其通其通ROR,其中其中O称称为醚键为醚键。通常通常认为醚键认为醚键中的氧不中的氧不杂杂化化 醚醚 1.1.氧原子与两个氧原子与两个烃烃基相基相连连，分子的极性很小。，分子的极性很小。2.2.化学性化学性质质很很稳稳定，定，仅仅次于次于烷烃烷烃，对对强强酸、酸、强强碱碱 稀酸、氧化稀酸、氧化剂剂及及还还原原剂剂都十都十稳稳定。定。一一.羊羊盐盐的生成的生成和和醚键醚键的断裂的断裂1.1.醚键醚键的氧原子具有孤的氧原子具有孤对电对电子，能与子，能与强强酸中的酸中的氢氢离子离子结结合合 形成形成类类似似盐类结盐类结构的化合物构的化合物羊羊盐盐。2.2.羊羊盐盐能溶于能溶于强强酸酸H H2 2SOSO4 4,HCl,HCl中中 ，用于，用于醚醚的提的提纯纯，分离。，分离。酚酚羟羟基、醇基、醇羟羟基的保基的保护护。1.用用CH3I或（或（CH3)2SO4处处理生成理生成醚醚 2.酸化酸化 芳基芳基烷烷基基醚醚断裂断裂,生成生成卤卤代代烃烃和酚。和酚。二二 过过氧化物的生成（爆炸性）氧化物的生成（爆炸性）醚对醚对氧化氧化剂较稳剂较稳定，但与空气定，但与空气长长期接触，期接触，能被空气氧化生成能被空气氧化生成过过氧化物氧化物。具有爆炸性。具有爆炸性。为为什么什么醚醚蒸蒸馏馏前前必必须纯须纯化？化？讨论讨论：如何如何检验醚检验醚中含有中含有过过氧化物？如何除去氧化物？如何除去过过氧化物？氧化物？检验醚检验醚中有无中有无过过氧化物存在的方法：氧化物存在的方法：(1)(1)用用KI-KI-淀粉淀粉试纸检验试纸检验，如有，如有过过氧化物存在，氧化物存在，KIKI被氧化成被氧化成I I2而使含淀粉而使含淀粉试纸变为蓝试纸变为蓝紫色。紫色。(2)(2)加入加入FeSOFeSO4和和KSCNKSCN溶液，如有溶液，如有过过氧化物存在，氧化物存在，亚铁亚铁离子被离子被氧化成氧化成铁铁离子，后者与离子，后者与KSCNKSCN作用生成作用生成红红色色络络离子。离子。除去除去过过氧化物的方法：氧化物的方法：(1)(1)加入加入还还原原剂剂如如NaNa2SOSO3或或FeSOFeSO4 4后后摇荡摇荡，以破坏，以破坏过过氧化物。氧化物。(2)在在贮贮藏藏醚类醚类化合物化合物时时，在，在醚醚中加入少量金属中加入少量金属钠钠或或铁铁屑，以屑，以防止防止过过氧化物形成。氧化物形成。一状一状态态：除甲：除甲醚醚和甲乙和甲乙醚醚是气体外，其余是气体外，其余醚醚大多是大多是 无色液体并有特殊的气味，无色液体并有特殊的气味，二二.相相对对密度小于密度小于1。三三.沸点：沸点：醚醚分子分子间间不能形成不能形成氢键氢键，其沸点分子量相近，其沸点分子量相近烷烃烷烃 接近，低于其同分异构的醇。接近，低于其同分异构的醇。对对大多数大多数醚醚而言，一般只微溶于水，而易溶于有机溶而言，一般只微溶于水，而易溶于有机溶剂剂。醚醚本身是一个很好的有机溶本身是一个很好的有机溶剂剂。一一 醇分子醇分子间间失水失水二二 Willamson(Willamson(威威廉森廉森)合成法合成法一一 乙乙醚醚 乙乙醚醚是无色透明液体，具有刺激性气味，沸点是是无色透明液体，具有刺激性气味，沸点是34.6，极，极易易挥发挥发和燃和燃烧烧。乙。乙醚醚蒸汽密度比空气重蒸汽密度比空气重2.5倍，易沉倍，易沉积积于地面，于地面，当空气中含有当空气中含有1.85-3.65%(v/v)的乙的乙醚时醚时，即引起燃，即引起燃烧烧和爆炸。和爆炸。使用乙使用乙醚时应醚时应保持高度警惕，保持高度警惕，远远离明火，将离明火，将实验实验中逸出的乙中逸出的乙醚醚引入水沟排出引入水沟排出户户外。外。乙乙醚醚的极性小，的极性小，较稳较稳定，是良好的有机溶定，是良好的有机溶剂剂。乙。乙醚醚能溶能溶于乙醇、苯、于乙醇、苯、氯氯仿等有机溶仿等有机溶剂剂中。乙中。乙醚醚具有麻醉作用，在医具有麻醉作用，在医药药上可作上可作为为麻醉麻醉剂剂。二二 环环氧乙氧乙烷烷 1.1.环环氧乙氧乙烷为烷为无色有毒气体，沸点无色有毒气体，沸点11，2.2.可与水混溶，可溶于乙醇、乙可与水混溶，可溶于乙醇、乙醚醚等有机溶等有机溶剂剂。3.3.爆炸极限是爆炸极限是3.6-78%(v/v)4.三元三元环环氧化合物氧化合物化学性化学性质质很活很活泼泼 能与酸、碱及其它能与酸、碱及其它强强的的亲亲核核试剂试剂直接作用。直接作用。1)酸催化反酸催化反应应 第一步第一步 与与质质子作用生成子作用生成质质子化的子化的环环氧乙氧乙烷烷，（，（按按S SN N1 1机理机理）第二步第二步 亲亲核核试剂试剂(水、醇、水、醇、卤卤离子等离子等)进进行行亲亲核取代反核取代反应应，断开断开C-O键键，形成开，形成开环环化合物化合物2)碱催化反碱催化反应应 在碱催化下，在碱催化下，环环氧化合物也容易氧化合物也容易发发生开生开环环反反应应，反，反应应完全按完全按S SN N2 2机制机制进进行，在行，在亲亲核核试剂试剂（OH-、RO-、RMgX等）作用下，生等）作用下，生成相成相应应的开的开环产环产物。物。