第 九 章 醇 酚 醚 Alcohols , Phenols & Ethers

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第 第 第 Alcohols Phenols & Et hers

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第 九 章 醇 酚 醚 Alcohols , Phenols & Ethers. 2 0 仲醇 ( ):. 3 0 叔醇 ( ):. 6.1 醇. 一 . 分类与命名. 1. 分类. ① 按羟基所连碳原子的类型分 :. CH 3 CH 2 OH. 1 0 伯醇 ( RCH 2 OH ):. (CH 3 ) 3 COH. ② 按羟基所连的烃基分:. 饱和醇:. CH 3 CH 2 OH. (CH 3 ) 3 COH. 不饱和醇:. - PowerPoint PPT Presentation

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第 九 章醇 酚 醚

Alcohols , Phenols & Ethers

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20 仲醇 ( ):R

CHR'

OH

一 . 分类与命名1. 分类 ① 按羟基所连碳原子的类型分:

10 伯醇 ( RCH2OH ):

30 叔醇 ( ):R

CR' OHR''

CH3CH2OH

CHCH2CH3

OH

CH3 OH

(CH3)3COH

6.1 醇

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② 按羟基所连的烃基分:

饱和醇:

不饱和醇:

CH3CH2OHOH

(CH3)3COH

芳香醇:

CH2=CHCH2OH OH

CH3C≡ CCH2OH

CH2OH CH2OH

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③ 按羟基的数目分:

一元醇:

二元醇:

CH3CH2CH2OHOH

三元醇:

H2C CH CH3

OH OH

H2C CH CH2

OH OH OH

OH

OH

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CH3CH2CH2OH

OH

2. 命名① 普通命名法

(CH3)3COH

CH2=CHCH2OHCH2OH

正丙醇 异丙醇CHCH2CH3

OH

CH3

仲丁醇

CHCH2OH

CH3

CH3

异丁醇

叔丁醇

(CH3)3CCH2OH

新戊醇

环己醇烯丙醇

苄醇

CHOH

CH3

CH3

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② 系统命名法

CH2=CHCHCH2OH

CH3

2- 甲基 -3- 丁烯 -1- 醇13 24

4- 苯基 -3- 丁烯 -2- 醇C6H5CH=CHCHOH

CH31

3 24

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(R)-1- 苯基 -1- 丙醇

2- 环己烯醇

C6H5

C2H5

OHH 1

OH

Cl

1

32

12

3

3- 氯环己烯

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二 . 醇的制备1. 由烯烃制醇

① 直接水合法

② 间接水合法

RCH CH2H2SO4 RCHCH3

OSO3H

H3+O

RCHCH3OH

RCH CH2

H2O£¬H+

RCHCH3OH¸ßÎ Â̧ ßѹ

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2. 由 Grignard 试剂制醇

③ 硼氢化 - 氧化反应—— 制反马氏醇

RCH CH21) B2H6

2) H2O2 / OH-RCH2CH2OH

① 与环氧乙烷反应CH2 CH2

O+ R MgX ¸ÉÃÑ RCH2CH2OMgX

H2O

RCH2CH2OH

—— 制多两个碳的伯醇

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② 与醛、酮反应C OMgX

R

H2O

R C OH

+ R MgX¸ÉÃÑ

C O

* 源自羰基碳

*源自格式试剂

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CH3 CH

OMgX

R

H2O

R COH

CH3

H

+ R MgX¸ÉÃÑCH3 C

HO

* 源自羰基碳

*源自格式试剂

Page 12: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

3. 醛、酮还原制醇[H]

C O CH OH

催化氢化、 NaBH4 、 LiAlH4[H] :

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三 . 醇的物理性质1. 常温下性状直链饱和一元醇中:

C4 以下的醇为具有酒味的流动液体C5 ~ C11 的醇为具有不愉快气味的油状液体C12 以上的醇为无味的蜡状固体

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名称 熔点 ( )℃ 沸点 ( )℃ 相对密度 溶解度 g/100g 水

甲醇 -97.8 65.0 0.7914 ∞

乙醇 -114.7 78.5 0.7893 ∞

正丙醇 -126.5 97.4 0.8035 ∞

异丙醇 -89.5 82.4 0.7855 ∞

正丁醇 -89.5 117.3 0.8098 8.0

仲丁醇 -114.7 99.5 0.8063 12.5

异丁醇 -108 107.9 0.8021 11.1

叔丁醇 25.5 82.2 0.7887 ∞

正戊醇 -79 138 0.8144 2.2

新戊醇 53 114 0.812 ∞

正己醇 -46.7 158 0.8136 0.7

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2. 氢键对低级醇物理性质的影响

沸点:氢键

Page 16: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

水溶性:R

OH H

O

H

R

OH H

O

H

R

OH H

O

H

氢键

低级醇与水混溶,随着醇相对分子质量的增大,醇在水中的溶解度逐渐减小。

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四 . 醇的化学性质

+ -+

极性键

孤对电子

CO

: :H

HH Hsp3

碱性

弱酸性

C - O 键断裂

取代或消除

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1. 氧孤对电子导致的化学性质—— Lewis碱① 溶于强酸

应用:除去烷烃或卤代烃中的少量醇区分醇与烷烃、卤代烃

钼羊盐

稀释或受热ROHROH

ŨH2SO4ROH

H

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② 与金属离子的络合 ( 低级醇 )

因此:不能不能用无水 CaCl2 干燥 ROH

MgCl2•6ROH

CaCl2•4ROH结晶醇( 溶于水不溶于有机溶剂 )

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2. 醇与活泼金属的反应

酸性: H2O > ROH > RCCH

—— 弱酸性CH3CH2OH + Na CH3CH2ONa + H2

(CH3)3COH + K (CH3)3COK + H2

醇金属 : 强碱性试剂和强亲核性试剂

EtONa + H2O EtOH + NaOH

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R XR OH + HX

3. 醇羟基的卤代① 与 HX 反应

··δ+ δ-

i. 反应机理 亲核取代反应

CH3CH2CH2CH2OH + HBr CH3CH2CH2CH2Br + H2O

SN1 , SN2

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a. SN1 : 烯丙醇、苄醇、叔醇、仲醇。

OH

R

CR

RH+

OH2

R

CR

R+

H2O

R

CR

R+ X

X

R

CR

R

CH3CH CH CH3

CH3

OH

HBr

Br

+ CH3C CH2CH3

Br

CH3

CH3CH CH CH3

CH3

´Î Ö÷

因为按 SN1 机理进行反应,碳正离子会重排

Page 23: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

CH3 C CH CH3

CH3

OH

H+

H

CH3 C CH CH3

CH3

OH2H + CH3 C CH CH3

CH3

H+H2O

2¡ã̼ÕýÀë×ÓÖØ ÅÅ

CH3 C CH CH3

CH3

H+

3¡ã̼ÕýÀë×Ó

Br-

CH3 CH CH CH3

Br

CH3Br

CH3 C CH2 CH3

Br

CH3

仲醇与 HX 酸反应,

生成重排产物是 SN1 机理的重要特征

Page 24: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

b. SN2 :大多数伯醇,且没有重排反应。

R OH2+

RCH2 OHH+

RCH2

H

H

XX

R

OH2¦Ä ¦Ä

CH2O

X CH2R

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iii. 不同结构醇的相对活性

烯丙型醇、苄基型醇 ≈ 叔醇 >仲醇>伯醇

ii. HX 的相对活性亲核性: I- >Br- > Cl-

反应活性: HI > HBr > HCl

HCl 需要催化剂 , 如 ZnCl2

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特别地: Lucas 试剂 ( 无水 ZnCl2 与浓 HCl 配制的溶液 ) 鉴别六个碳以下的伯、仲、叔醇 ( 烯丙式醇 )

R3C-OH烯丙式醇

R2CHOH

RCH2OH

Lucas 试剂

R3C-Cl

R2CHCl

RCH2Cl

现象立即浑浊

几分钟后浑浊

加热后浑浊

溶于 Lucas 试剂 不溶于 Lucas 试剂

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②RX 的制备: 10 醇,可采用 HX 作卤化剂; 不是 10 醇,不采用 HX 作卤化剂 , 否则易得到重排产物。 可采用 SOCl2 , PX3 , PX5 作卤化剂

i. 与 SOCl2 反应

ROHSOCl2 RCl+ +SO2 HCl

优点:1) 不重排 , 且产物构型保持2) 副产物均为气体,易于除去3) 产率高,产物容易分离

反应的立体化学特征:醇的 α- 碳原子的构型保持。

CR

R'

H

OH¦Á

HClC

R

R'

H

Cl¦Á

SO2

SOCl2

,

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ii. 与 PX3 , PX5 反应ROH + PX3 RX + H3PO3

(X=Cl 、 Br 、I)

优点: 不发生重排 因为反应是按 SN2 历程进行,不生成碳正离子中间体。 SN2 反应的立体化学特征:构型反转

CH3

CH2CH3

HO

SOCl2

H

CH3

CH2CH3

Cl H

PCl 3

CH3

Cl H

CH3CH2

构型反转 构型保持

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4 、醇与无机含氧酸的反应 醇可与 H2SO4 、 HNO3 、 H3PO4等无机含氧酸发生分

子间脱水,生成无机酸酯,主要限于 10 醇。 该反应也是 SN 反应 , -OH被取代

CH3OH + H2SO4 CH3O S

==

O

O

OH

ÁòËáÇâ¼×õ¥

¼õѹÕôÁóCH3O S

==

O

O

OCH3

ÁòËá¶þ¼×õ¥

(CH3O)2SO2¼òд³É

硫酸二甲酯、硫酸二乙酯是重要的烷基化试剂,有剧毒

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伯醇与硝酸反应可以顺利地生成硝酸酯;多元醇的

硝酸酯是猛烈的炸药。

CH2 OH

CH OH

CH2 OH

+ 3 HNO3

H2SO4

100¡æ

CH2 ONO2

CH ONO2

CH2 ONO2

甘油三硝酸酯 (亦称硝化甘油 ) ,是一种猛烈的炸药,

但它亦可用作心血管的扩张、缓解心绞痛的药物。

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1. 分子内脱水成烯

CH3CH2OH H2SO4

£¼100¡æ

140¡æ

170¡æ

CH3CH2OSO3H

(CH3CH2)2O

CH2=CH2

ÁòËáÇâÒÒõ¥

ÒÒ ÃÑ

ÒÒ Ï©

5. 醇的脱水反应

C C

H OH

C C + H2OH+

醇的脱水有两种方式,即分子内脱水和分子间脱水。 至于是成酯、成醚还是生成烯烃,取决于醇的结构 和反应条件。

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A. 醇分子内脱水的取向: a)符合 Saytzeff规则,即生成取代基多的烯烃。

CH3

OH

H3PO4 CH3 CH3+

( 84 % ) ( 16 % )

b) 尽可能生成共轭体系

CH CH CH2CH2

H2SO4H2C=HC CH CH3

OH

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B. 大多数醇在质子酸的催化下发生分子内 脱水的机理 E1 消除。

C C

H OH

H+C C

H OH2+

C C

H+

H+

C CE1

烯丙型醇、苄基型醇 > 叔醇 > 仲醇 > 伯醇

相对反应活性

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既然反应是按 E1 历程进行的,由于反应中间体为碳正离子,就可能先发生重排,然后再按 Saytzeff

规则脱去一个 β- H 而生成烯烃。如:

CH3C CHCH3

CH3

CH3 OH

H+CH3 C CHCH3

CH3

CH3 OH2+

CH3 C CHCH3

CH3

CH3

H2O

+

ÖØ ÅÅ

CH3C CHCH3

CH3

CH3

+H+C CCH3 CH3

CH3 CH3

CH2 C CH CH4

CH3

CH3

= +

(20%) (80%)Saytzeff ²ú Îï

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然而,用 Al2O3 为催化剂时,醇在高温气相条件下脱

水,往往不发生重排反应。

CH3 C CH CH3

CH3

CH3 OH

CH2=CH3 C CH

CH3

CH3

Æø Ïà+ H2O

Ö÷Òª²ú Îï

Al2O3

Page 36: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

2. 分子间脱水 醇的分子间脱水生成醚

醇的分子间脱水是制备单醚的重要方法,其中以伯

醇效果最好,仲醇次之,而叔醇一般得到的都是烯烃。

醇的分子间脱水一般不适合制备混合醚。

2 CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3

H2SO4

140 ℃

Page 37: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

3.分子内脱水与分子间脱水是一对竞争反应

烃基结构有影响,如叔醇脱水一般只生成烯烃高温有利于消除成烯烃,低温有利于取代成醚

C2H5OH

170°C

H2SO4

140°C

H2SO4

CH2=CH2

C2H5OC2H5

e.g.

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1. 叔醇以消除反应为主2. 烯丙型醇、苄基型醇能消除则消除 , 生成共轭烯烃 ;

不能消除成烯烃,才成醚。3. 伯醇与仲醇则看温度 , 低温成醚 , 高温成烯

ROH 在质子酸 H2SO4 作用下取代和消除反应的竟争 :

Page 39: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

6. 醇的氧化① 氧化剂氧化

i. 伯醇氧化成醛和羧酸

RCH2OH[O]

RCHO[O]

RCOOH

KMnO4/ H2SO4 、

K2Cr2O7/H2SO4 、 Na2Cr2O7/H2SO4 等[O] :

e.g.

CH3(CH2)8CH2OH CH3(CH2)8COOHCrO3 / H2SO4

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ii. 仲醇氧化成酮

iii. 叔醇不易氧化

[O]R2CHOH R2C=O

R3COH[O]

一般不氧化

(注:剧烈氧化条件下叔醇碳碳键断裂氧化成低级羧酸 )

Page 41: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

1¡ã ROH[ O ]

RCHO[ O ]

RCOOH

2¡ã ROH[ O ]

RCOR¡¯

3¡ã ROH ÒòÎÞ ¦Á - H£¬ÄÑÒÔ±»Ñõ»¯£¬

ÈôÔÚÇ¿ÁÒÌõ¼þÏÂÑõ»¯£¬Ì¼Á´½«¶ÏÁÑ

由伯醇制备醛收率很低,因为醛很容易被氧化

成酸。若想得到高收率的醛,可采用较温和的氧化

剂或特殊的氧化剂,进行选择性氧化。

Page 42: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

选择性氧化剂:CrO3·(C5H5N)2 或 CrO3 -吡啶

N+

CrO3Cl -

H

沙瑞特 Sarrett 试剂

又称 PCC 氯化铬酸吡啶

作用:1)将伯醇氧化为醛

2)不影响 C=C 、 C=O 、 C=N双键

C6H5CH CHCH2OH=CrO3 - C5H5N

CH2Cl2C6H5CH CHCHO=

(85%)

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② 催化脱氢 伯醇或仲醇的蒸汽在高温下通过活性 Cu( 或 Ag 、 Ni等 )

催化剂,则脱 α- 氢 ( 同一个 C 上的 H) 生成醛或酮。

叔醇没有 α- 氢,不能脱氢,只能脱水生成烯烃。

RCH2OH Cu , 325℃ RCHO + H2

R2CHOH Cu , 325℃ RCOR + H2

Page 44: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

③邻二醇的高碘酸氧化

应用:1)利用 AgIO3白色沉淀鉴定邻二醇

2)推测分子中邻二醇结构的数目(每组邻二醇结构定量消耗一分子 HIO4)

R C C R'

R" R"'

OH OH

+ HIO4

AgNO3

AgIO3 °×É«

C=O C=OR R'

R" R"'+ HIO3+ + H2O

Page 45: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

一 . 分类与命名1. ArOH 的分类 ① 按酚羟基所连芳香环分:

苯酚 β -萘酚

OHOH

6.2 酚 羟基 (―OH) 直接与芳环相连的化合物

Page 46: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

② 按酚羟基的数目分:

一元酚:

二元酚:

三元酚:

… …

OH

OH OH

OH

OH

OHOH

OH

OH

OH

OHCH3

OH

O2N

Page 47: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

2. 命名

1)母体:选择最优先的官能团和苯环一起做母体,其余的官能团全部视做取代基;

2)编号:从母体官能团开始,按最低系列原则编号。

Page 48: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

e.g.

OCH3

OH

3- 甲氧基苯酚

3- 羟基苯甲醛

3-氨基 -5-溴苯酚

OH

CHO

OH

Br

NH2

SO3H

OH

4- 羟基 -2-萘磺酸OH

COOH

3- 羟基苯甲酸

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二 . 酚的物理性质 大多数酚是结晶性固体,少数酚是高沸点

液体 具有特殊气味 能形成分子间氢键,沸点较高,在水中有

一定溶解度 具有腐蚀性和杀菌能力

Page 50: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

三 . 酚的化学性质

Page 51: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

p-共轭

C-O 键牢固

O-H 键易于离解 , 即 : 酚酸性

C-O 键不易断裂 , 酚羟基不易被取代

O-H削弱

苯环上电子云密度

苯环上亲电取代反应变易 , 即 : -OH 是致活基团

OH

Page 52: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

1. 酚羟基上的化学反应

① 酸性

酸性:仍是一个弱酸,其酸性比碳酸还要弱

H2CO3 > C6H5OH > H2O > ROH > RCCH

PKa = 10

O

+ H+

OH

ONa + H2OOH + NaOH

ONa + H2O + CO2 OH + NaHCO3

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◆取代基的电子效应对取代酚酸性的影响: 酚羟基的邻、对位连有供电子基时,降低苯氧负离子 稳定性;将使酸性↓;供电子基数目越多,酸性越弱。

酚羟基的邻、对位连有吸电子基时,提高苯氧负离子 稳定性;将使酸性↑;吸电子基数目越多,酸性越强。

CH3 OH OH

pKa 10.26 10.00

O2N OH OH

pKa 7.15 10.00

OH

NO2

7.22 值得注意的是:当吸电子基处于间位时,由于只存在

诱导效应的影响,而不存在共轭效应,故酸性的增加不明显。

Page 54: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

练习: 1. 按酸性强弱排列成序:

OH OH

CH3

OHOH

NO2

Cl

OH

Cl

(1) (2) (3) (4) (5)

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2. 成醚和成酯反应 A. 成醚反应

与醇相似,酚也可成醚,但与醇又有不同之处,即酚

不能分子间脱水生成醚。

制备烷基芳基醚可通过Willamson 法得以实现。

OH O-H2O

2

ArOH ArORNaOH

ArO- Na+¨ R-X

Page 56: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

举例:OH

OH-,C2H5Br OC2H5

OH-

H2C CHCH2Cl

OCH2CH CH2

OH + CH3I OH O CH3

SN2 反应OH

O CH3OH + CH3O S OCH3

==

O

O

Page 57: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

二芳基醚的制备比较困难,因为芳卤难与亲核试剂反

应;但当卤原子的邻、对位有强吸电子基时,反应则易

于发生。如:

O K Br+ Cu , 220¡æ O + KBr

O K Cl+Cl

Cl

NO2 OCl

Cl

NO2

³ý ²Ý¼Á

Page 58: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

B. 成酯反应 酚与醇不同,其成酯反应比较困难。因此,制备酚酯需在酸 / 碱条件下,与反应活性较高的酰卤或酸酐作用方可实现。如:

OH

CH3 CH3

+ CH3COCl ßÁ à¤OCOCH3

CH3 CH3

+ HCl

Page 59: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

3. 与 FeCl3 的显色反应

酚与其它具有烯醇式结构的化合物,可与 FeCl3

溶液发生显色反应,烯醇式结构的特征反应:

Page 60: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

不同酚与 FeCl3 溶液作用显示的颜色不尽相同。如:

OH OH

CH3

OHOH

OH

OH

OH

OH

OHOH

OH

兰紫色 兰色 兰紫色 深绿色 暗绿色 淡棕色

Page 61: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

2. 苯环上的化学反应

羟基是一个能使芳环活化的邻、对位定位基 , 因此 :

苯酚比苯易于亲电取代,条件更温和,甚至要加以控制往往发生多取代

Page 62: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

1. 卤代 芳卤的生成往往需在 FeX3 的催化下完成,但苯酚的卤代 不需催化即可立即与溴水作用,生成 2,4,6 – 三溴苯酚 .

OH

+ Br2H2O

OHBr

Br

Br

(°× É«)

+ 3 HBr

该反应异常灵敏,现象明显;可用于酚的定性鉴定, 但却不能用来合成一元溴代酚。

Page 63: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

然而,苯酚的溴代在较低的温度和弱极性溶剂或非极性溶剂中 ( 如: CHCl3 、 CS2 或 CCl4) 进行卤代,则可得到一溴苯酚,且以对位产物为主。

OH

+ Br2

CS2

0¡æ

OH

Br

+

OHBr

(67%) (33%)

Page 64: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

2. 硝化 苯酚的硝化在室温下即可进行,但因苯酚易被氧化,

故产率较低。OH

+ HNO3 (20%)25¡æ

OHNO2

OH

NO2

+

ON HO N

H

=O

O O

=

O

HO N O

=

O

·Ö×ÓÄÚÇâ¼ü ·Ö×Ó¼äÇâ¼ü

(·Ðµã½ÏµÍ) (·Ðµã½Ï̧ ß)

Page 65: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

(CH3O)2SO2NaOHONa OCH3OH

浓 HI

◆也可先保护酚羟基

发烟 H2SO4

发烟 HNO3

OCH3

NO2

NO2

O2N

OH

NO2

NO2

O2N

Page 66: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

3. 磺化

OHH2SO4(98%)

OHSO3H +

OH

SO3H

H2SO4(98%)

OHSO3H

SO3H

20 ¡æ 49% 51%

100 ¡æ 10% 90%

Page 67: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

OH

+OH

+ (CH3)3C OH H2SO4 C(CH3)3

OH

CH3

=CH2H2SO4

OH

CH3

C(CH3)3(CH3)3C2 (CH3)2C

不用 AlCl3 催化,因为酚能与 AlCl3 作用,催化剂失去活性。

质子酸作催化剂时, 酚容易进行 F-C 烷基化反应,且以对位产物为主。 若对位被占据,烷基则进入邻位。

4. F-C 反应

4- 甲基 -2,6- 二叔丁基苯酚

(264抗氧剂 )

Page 68: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

OH OHCOC6H13 +

OH

+(1) BF3

COC6H13

C6H13COCl(2) H3O+

酚的酰基化反应也容易进行,但不能用 AlCl3 催

化剂,因为酚能与 AlCl3 作用。

OH

+ CH3COCl ßÁ à¤OCOCH3

+ HCl

无路易斯酸催化或碱催化则生成酚酯

Page 69: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

⑤与羰基化合物的缩合反应OH

+ HCHOH+»òOH-

OHCH2OH

OH

CH2OH

+

OH

+ CH3COCH3

H+

2 OHOH CCH3

CH3

双酚 A

Page 70: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

3. 酚的氧化反应 很易被氧化,即使在空气中放置过久,也会氧化而呈深红色。

OH

OH

OH

Na2Cr2O7/H2SO4

O

O

对苯醌

Page 71: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

四 . 酚的制备 1. 磺酸盐碱熔法

H2SO4

165¡æ

SO3HNa2CO3

ÖÐ ºÍ

SO3NaNaOH £¾300 ¡æ

(ÈÚ ÈÛ)

ONa H+

H2SO460¡æ

SO3H

Na2CO3

ÖÐ ºÍ

SO3NaNaOH

£¾300¡æ(ÈÚ ÈÛ)

ONa

H+

OH

OH

Page 72: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

2. 氯苯水解法

氯苯难以发生亲核取代!当卤原子的邻对位有吸电子基团时,水解反应比较易于进行Note:

Na2CO3

Cl

NO2

NO2

ONa

NO2

NO2

H+

OH

NO2

NO2

100ºC

ClNaOH , 400¡ æ

200atm

ONaH+

OH

Page 73: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

6.3 醚Ethers

Page 74: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

一 . 分类与命名1. 分类

RO

R'

R=R’ ?

按烃基分

R=R’:

R≠R’ :

单醚

混合醚

饱和醚

不饱和醚

芳香醚

环醚

Page 75: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

2. 命名i. 单醚 —( 二 )某 ( 基 ) 醚

C2H5OC2H5

乙醚 / 二乙基醚

CH2=CH-O-CH=CH2

二乙烯基醚

ii. 混醚 —某 ( 基 )某 ( 基 ) 醚(习惯将小基团放前面,大基团放后面;芳基放在烷基的前面)

CH3-O-C(CH3)3

甲基叔丁基醚CH2=CH-O-CH2CH3

乙基乙烯基醚

OCH3 苯甲醚

Page 76: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

iii. 环醚

CH2 CH2

O环氧乙烷

——“环氧某烷” 或 从杂环化合物名称衍生

1,2- 环氧丙烷

CH2 CHCH3

O

CH2CH2

O

CH2

1,3- 环氧丙烷

CH2 CHCH2Cl

O3- 氯 -1,2- 环氧丙烷

( 环氧氯丙烷 )

O

1,4- 环氧丁烷(四氢呋喃 , THF)

OO

1,4- 二氧六环( 二噁烷 )

Page 77: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

e.g.

iv. 复杂的醚 ——视烃氧基为取代基

3- 甲氧基己烷

Page 78: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

二 . 醚的制备

1. 醇分子间脱水 —简单醚的制备

+ROH HORH+

ROR

e.g.

Page 79: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

2. Williamson 醚合成法

—混合醚的制备

RONa ROR'ArONa ArOR'+ R'X

注意:1)避免使用叔卤代烷,多用伯卤代烷2) 芳基烷基醚的制备总是用酚钠

Page 80: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

e.g. 合成 CH3CH2OC(CH3)3

²» ÄÜÓÃC2H5ONaºÍ (CH3)3CBr,ÒòΪ ´ËʱÒÔÏû³ý ·´ ӦΪ Ö÷¡£

CH3 C

CH3

CH3

Br

C2H5ONa CH3 C

CH3

CH2

CH3CH2Br + NaOC(CH3)3 CH3CH2OC(CH3)3

Page 81: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

三 . 醚的物理性质

沸点比同数碳原子的醇低得多 ( 不能形成分子间氢键 )

在水中溶解度小(环醚除外)。

Page 82: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

四 . 醚的化学性质

醚的稳定性仅次于烷烃,常温下与活泼金属、碱、氧化剂、还原剂等一般都不发生反应,常常用作溶剂。 醚的化学性质主要表现在:

氧上孤对电子呈现出的 Lewis 碱性C - O - C 键在苛刻条件下的断裂低级醚的自动氧化

Page 83: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

1.Lewis 碱

① 溶于浓硫酸 ,形成盐 :

应用:区分醚与烷烃、卤代烃 ( 不溶 )分离、纯化醚

RORH+

RORH

钼羊盐

Page 84: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

② 与 Lewis 酸络合

2ROR + R'MgX R2O Mg

R

X

OR2

Page 85: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

2. 醚键的断裂

不易断裂 形成氧正离子后 , 吸电子增强 , C-O 键极性加大 , 容易断裂

醚键的断裂需在强酸性环境中,浓 HBr 、 HI 酸

Page 86: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

R O R' 1mol HI

R’I + ROH

烷基混合醚与 1 mol HI 反应时:

a.较小的烷基生成碘代烷,较大烷基生成醇。

H3C CH2 O CH3HI

CH3I + CH3CH2OH

b.若有 30 烷基 , 则 30 烷基生成碘代烷,另一个烷基生成醇。

Page 87: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

OCH357%HI

120--130 COH + CH3I

c. 芳基烷基醚总是烷氧键断裂,生成酚

p-π共轭,牢固,难断裂O

非常稳定,醚键不会断裂

Page 88: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

机理 : SN 反应

a) 伯烷基醚多按 SN2 机制断裂

»úÀí(SN2)£º

CH3CH2 O CH3 + H+ CH3CH2 O CH3H

CH3CH2 O CH3H

+ I£ CH3CH2OH + CH3I

考虑空间位阻和 C 的正电性较小的烷基生成碘代烷,较大烷基生成醇。

Page 89: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

机理(SN1):

CH3 O C(CH3)3

H+

CH3 O C(CH3)3

b) 叔烷基醚多按 SN1 机制断裂

CH3

OC(CH3)3

HICH3OH + (CH3)3C-I

HICH3I

故 30 烷基生成碘代烷, 另一个烷基生成醇

HI

(CH3)3C + CH3OH

£¨ CH3)3CI CH3I

Page 90: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

3.过氧化物的生成

CH3CH2 O CHCH3H

O2 CH3CH2 O CHCH3OOH

过氧化醚受热或震动,会引起剧烈爆炸。因此在蒸馏醚之前,一定要检查是否含有过氧化物。为了除去醚中过氧化醚,可以向醚中加入还原剂,如:硫酸亚铁、亚硫酸钠等,从而保证了安全。

Page 91: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

五 . 环醚与冠醚

H2C

O

CH2

H2O/H+

ROH/H+

HX

HCN

RMgX

HOCH2CH2OH

ROCH2CH2OH

XCH2CH2OH

HOCH2CH2CN

RCH2CH2OH

1. 环氧乙烷的开环

乙二醇单某 ( 基 )醚

亲核取代 SN

Page 92: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

冠醚是含有多个氧原子的大环醚,其结构形似皇冠,故称冠醚,是二十世纪 70年代发展起来的具有特殊络合性能的化合物。

名称可用 X-冠 -Y表示, X表示环上所有原子的数目, Y表示环上氧原子的数目

2.冠醚

O

O

O

O

O

OOO

O O

O

OO

OO

12-冠 -4 15-冠 -5 18-冠 -6

Page 93: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

18-冠 -6

Page 94: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

冠醚有其特殊的结构,分子中间有一个空隙。由于环 中有氧原子,氧有未共用电子对,可与金属离子络合。 不同的冠醚有不同的大小的空隙,可以容纳不同大小 的金属离子,形成配离子。 如: 12-冠 -4 可络合锂离子, 18-冠 -6 可络合钾离子, 因此可用于分离金属离子。 也可用作相转移催化剂。

K+

Page 95: 第 九 章 醇  酚  醚 Alcohols , Phenols & Ethers

冠醚作相转移催化剂催化反应机理

常用的相转移催化剂: 季磷盐、季铵盐和冠醚

+ MnO4-

OO

O

OO

OK

+

MnO4-

OO

O

OO

OK

MnO4- CH3

+ OO

O

OO

OK

+

COOH

+

OO

O

OO

OK

+

Ë®

Ïà

ÓÐ

»ú

Ïà

K+