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1、通通式:式:醇醇R-OH,酚酚C6H5-OH,醚醚R-O-R第七章 醇、酚、醚 醇醇、酚酚、醚醚都都是是烃烃的的含含氧氧衍衍生生物物,可看成水分子中氢被烃基取代后的产物。可看成水分子中氢被烃基取代后的产物。本章学习要求本章学习要求掌掌握握醇醇、酚酚、醚醚的的命命名名及及醇醇、酚酚、醚醚的的化化学学性性质质;了了解解醇醇、酚酚、醚醚各各主主要化合物的实际应用。要化合物的实际应用。1)根据烃基不同:饱和醇、不饱和醇、脂环醇、)根据烃基不同:饱和醇、不饱和醇、脂环醇、芳香醇。芳香醇。2)根据)根据-OH的数目不同:一元醇、二元醇、多元的数目不同:一元醇、二元醇、多元醇。醇。3)根据)根据-OH所连碳
2、原子的类型不同:伯醇、仲醇、所连碳原子的类型不同:伯醇、仲醇、叔醇。叔醇。结构特点:醇分子中,结构特点:醇分子中,-OH与饱和碳相连接与饱和碳相连接1醇醇1.1醇的分类醇的分类1、普通命名法、普通命名法根据相应的烃基,在烃基后面根据相应的烃基,在烃基后面+“醇醇”。2、系统命名法、系统命名法选选择择含含有有羟羟基基的的最最长长碳碳链链为为主主链链,以以羟羟基基的的位位置置最最小小编编号号,称称为为某某醇醇。多多元元醇醇的的命命名名,要要选选择择含含-OH尽尽可可能能多多的的碳碳链链为为主主链链,羟羟基基的的位位次次要要标明。标明。1.2醇的命名醇的命名3-苯基苯基-2-丙烯醇丙烯醇4-羟甲基羟
3、甲基-2,6-庚二醇庚二醇由于氧原子带有的孤电子对,可看作是路易由于氧原子带有的孤电子对,可看作是路易斯碱,能够溶于浓强酸中。斯碱,能够溶于浓强酸中。C-O,O-H有非常强的极性有非常强的极性,是醇发生化学反,是醇发生化学反应的主要部位。应的主要部位。1.3醇的结构醇的结构1.4物理性质物理性质沸沸点点比比分分子子量量相相近近的的烷烷烃烃高高(形形成成分分子子间间氢氢键键的的原原因因),如如乙乙烷烷(分分子子量量为为30)的的沸沸点点为为-88.6,甲甲醇醇(分分子子量量32)的的沸沸点点为为64.9。含含支支链链的的醇醇比比直直链链醇醇的的沸沸点点低低,如如正正丁丁醇醇(117.3)、异异丁
4、丁醇醇(108.4)、叔丁醇叔丁醇(88.2)。甲甲、乙乙、丙丙醇醇可可与与水水以以任任意意比比混混溶溶;C4以以上上则则随随着着碳碳链链的的增增长长溶溶解解度度减减小小(烃烃基基增增大大,其其遮遮蔽蔽作作用用增增大大,阻阻碍碍了了醇醇羟羟基基与与水水形形成成氢氢键键);分分子子中中羟羟基基越越多多,在在水水中中的的溶溶解解度度越越大大,沸沸点点越越高高。如如乙乙二醇二醇(bp=197)、丙三醇、丙三醇(bp=290)可与水混溶。可与水混溶。低级醇能和一些无机盐低级醇能和一些无机盐(MgCl2、CaCl2、CuSO4等等)作用形成结晶醇,亦称醇化物。作用形成结晶醇,亦称醇化物。1.5化学性质化
5、学性质醇醇的的化化学学性性质质主主要要由由羟羟基基官官能能团团所所决决定定,同同时时也也受受到到烃烃基基的的一一定定影影响响,从从化化学学键键来来看看,反反应的部位有应的部位有COH、OH、和、和CH。分分子子中中的的CO键键和和OH键键都都是是极极性性键键,因因而而醇醇分分子子中中有有两两个个反反应应中中心心。又又由由于于受受CO键键极极性性的的影影响响,使使得得H具具有有一一定定的的活活性性,所所以以醇的反应都发生在这三个部位上。醇的反应都发生在这三个部位上。1与活泼金属的反应与活泼金属的反应Na与与醇醇的的反反应应比比与与水水的的反反应应缓缓慢慢的的多多,反反应应所所生生成成的的热热量量
6、不不足足以以使使氢氢气气自自然然,故故常常利利用用醇醇与与Na的反应销毁残余的金属钠,而不发生燃烧和爆炸。的反应销毁残余的金属钠,而不发生燃烧和爆炸。CH3CH2O-的碱性比的碱性比-OH强,所以醇钠极易水解。强,所以醇钠极易水解。醇的反应活性:醇的反应活性:CH3OH伯醇(乙醇)伯醇(乙醇)仲醇仲醇叔醇叔醇2与氢卤酸反应与氢卤酸反应羟基被卤素取代羟基被卤素取代反应速度与氢卤酸的活性和醇的结构有关。反应速度与氢卤酸的活性和醇的结构有关。HX的反应活性:的反应活性:HIHBrHCl例如:例如:醇的活性次序:醇的活性次序:烯丙式醇烯丙式醇叔醇叔醇仲醇仲醇伯醇伯醇CH3OH例如,醇与卢卡斯(例如,醇
7、与卢卡斯(Lucas)试剂(浓盐酸)试剂(浓盐酸+无无水氯化锌)的反应:水氯化锌)的反应:vLucas试试剂剂可可用用于于区区别别伯伯、仲仲、叔叔醇醇,但一般仅适用于但一般仅适用于36个碳原子的醇。个碳原子的醇。原原因因:12个个碳碳的的产产物物(卤卤代代烷烷)的的沸沸点点低,易挥发;低,易挥发;大大于于6个个碳碳的的醇醇(苄苄醇醇除除外外)不不溶溶于于卢卡斯试剂,易混淆实验现象。卢卡斯试剂,易混淆实验现象。醇醇与与HX的的反反应应为为亲亲核核取取代代反反应应,伯伯醇醇为为SN2历历程程,叔叔醇醇、烯烯丙丙醇醇为为SN1历历程程,仲仲醇多为醇多为SN1历程。历程。SN1历程历程SN2历程历程位
8、位上上有有支支链链的的伯伯醇醇、仲仲醇醇与与HX的的反反应应常有重排产物生成。常有重排产物生成。例如:例如:其原因为:其原因为:反反应应按按SN1历历程程,有有碳碳正正离离子子中中间间体体产产生,发生碳正离子重排。生,发生碳正离子重排。醇与含氧无机酸硫酸、硝酸、磷酸反应醇与含氧无机酸硫酸、硝酸、磷酸反应生成无机酸酯。生成无机酸酯。3酯化反应酯化反应(1)与无机酸反应与无机酸反应(2)与有机酸反应与有机酸反应醇醇与与强强酸酸共共热热可可发发生生分分子子内内或或分分子子间间的的脱脱水水反应。反应。4.脱水反应脱水反应(1)分子内脱水()分子内脱水(E1机理)机理)醇脱水成烯的反应速率:醇脱水成烯的
9、反应速率:3o醇醇2o醇醇1o醇醇消除反应遵循札依采夫规则消除反应遵循札依采夫规则如:如:按照按照SN2历程进行,与分子内脱水形成竞争。历程进行,与分子内脱水形成竞争。反应实质:反应实质:C-O键断裂,一分子醇的键断裂,一分子醇的OH被另一被另一分子醇的分子醇的OR所取代(亲核取代)。所取代(亲核取代)。(2)分子间脱水生成醚)分子间脱水生成醚5氧化反应氧化反应(1)KMnO4氧化氧化伯伯醇醇、仲仲醇醇分分子子中中的的-H原原子子,由由于于受受羟羟基基的的影影响响易易被被氧氧化化。伯伯醇醇被被氧氧化化为为羧羧酸酸。仲仲醇醇一一般般被被氧氧化化为为酮酮。脂脂环环醇醇可可继继续续氧氧化化为为二二元
10、元酸酸。叔叔醇醇一一般般难难氧氧化化,在在剧剧烈烈条条件件下下氧氧化化则则碳碳链链断断裂裂生生成成小小分子氧化物。分子氧化物。鉴别反应:伯醇、叔醇或仲醇、叔醇。鉴别反应:伯醇、叔醇或仲醇、叔醇。此此反反应应可可用用于于检检查查醇醇的的含含量量,例例如如,检检查查司司机机是是否否酒酒后后驾驾车车的的分分析析仪仪就就有有根根据据此此反反应应原原理理设设计计的的。在在100ml血血液液中中如如含含有有超超过过80mg乙乙醇醇(最最大大允允许许量量)时时,呼呼出出的的气气体体所所含含的的乙乙醇醇即即可可使使仪仪器器得得出出正正反反应应。(若若用用酸酸性性KMnO4,只只要要有有痕痕迹迹量量的的乙乙醇醇
11、存存在在,溶溶液液颜颜色色即即从从紫紫色色变变为为无无色色,故故仪仪器中不用器中不用KMnO4)(2)K2Cr2O7/H+氧化氧化邻邻位位二二醇醇与与高高碘碘酸酸在在缓缓和和条条件件下下进进行行氧氧化化反反应应,具具有有羟羟基基的的两两个个碳碳原原子子的的CC键键断断裂裂而而生生成成相相应应的醛、酮。的醛、酮。6.邻二醇的特有反应邻二醇的特有反应与高碘酸与高碘酸(HIO4)反应反应此此反反应应是是定定量量定定性性地地进进行行的的,可可用用来来定定量量测测定定1,2-二醇的含量(非邻二醇无此反应二醇的含量(非邻二醇无此反应)。)。-羟羟基基醛醛或或-羟羟基基酮酮也也都都可可以以被被HIO4氧氧化
12、化,其中羰基被氧化成为羧酸或其中羰基被氧化成为羧酸或CO2。7.多元醇螯合物的生成多元醇螯合物的生成2酚酚2.1酚的分类及命名酚的分类及命名根据根据-OH所连芳环不同:苯酚、萘酚、蒽酚等。所连芳环不同:苯酚、萘酚、蒽酚等。根据根据-OH的数目不同:一元酚、二元酚、多元酚。的数目不同:一元酚、二元酚、多元酚。分类:分类:命名:命名:在芳烃及衍生物命名中已讲述。在芳烃及衍生物命名中已讲述。羟基中羟基中氧原子氧原子sp2杂化,未杂化杂化,未杂化p轨道中的轨道中的孤电子对与苯环发生孤电子对与苯环发生p-共轭。共轭。导致:导致:苯环上电子云密度增加;苯环上电子云密度增加;酚羟基氢的离解能力增强。酚羟基氢
13、的离解能力增强。2.2酚的结构酚的结构2.3酚的物理性质酚的物理性质常常温温下下多多为为结结晶晶固固体体,仅仅有有少少数数烷烷基基酚酚为为高高沸沸点点的的液液体体。由由于于酚酚含含有有羟羟基基,能能在在分分子子间间形形成成氢键,它的熔点、沸点都比分子量相近的芳烃高。氢键,它的熔点、沸点都比分子量相近的芳烃高。酚酚与与水水也也能能形形成成分分子子间间氢氢键键,因因而而苯苯酚酚及及其其同系物在水中有一定的溶解度。同系物在水中有一定的溶解度。酚酚类类一一般般是是无无色色的的,但但往往往往被被空空气气中中的的氧氧气气氧氧化化而而略略带带红红色色。酚酚能能溶溶于于乙乙醇醇、乙乙醚醚、苯苯等等有有机溶剂中
14、。机溶剂中。2.4酚的化学性质酚的化学性质由由于于酚酚-OH与与苯苯环环形形成成大大的的p-共共轭轭体体系系,与与氧氧相相连连的的碳碳原原子子上上电电子子云云密密度度增增高高,所所以以酚酚不不像像醇醇那那样样易易发发生生亲亲核核取取代代反反应应;相相反反,由由于于氧氧的的给给电电子子共共轭轭作作用用使使苯苯环环上上的的电电子子云云密密度度增增高高,使使得得苯苯环环上上易易发发生亲电取代反应。生亲电取代反应。1、酚羟基的反应、酚羟基的反应(1)酸性)酸性酸性强弱:酸性强弱:羧酸羧酸H2CO3酚酚H2O醇醇利利用用醇醇、酚酚与与NaOH和和NaHCO3反反应应性性的的不不同,可鉴别酚,分离和提纯酚
15、。同,可鉴别酚,分离和提纯酚。苯苯环环上上连连有有吸吸电电子子基基(-NO2,-X)使使取取代代酚酚共共轭轭碱碱稳稳定定性性增增大大,酸酸性性增增强强;反反之之,斥斥电电子子基基(-R)使酸性减弱。使酸性减弱。(2)成醚反应)成醚反应(Williamson合成)合成)酚不能分子间脱水成醚,用卤代烃与酚钠作用。酚不能分子间脱水成醚,用卤代烃与酚钠作用。(3)与)与FeCl3的显色反应的显色反应用于定性分析,鉴别下列基团的存在:用于定性分析,鉴别下列基团的存在:几种常见酚与几种常见酚与FeCl3的显色反应的颜色:的显色反应的颜色:苯酚、间苯二酚:苯酚、间苯二酚:蓝紫色;蓝紫色;对甲苯酚:对甲苯酚:
16、蓝色蓝色;邻苯二酚:邻苯二酚:深绿色深绿色;对苯二酚:对苯二酚:暗绿色暗绿色 苯苯酚酚与与溴溴水水反反应应非非常常灵灵敏敏,室室温温下下生生成成白白色色三三溴溴苯苯酚酚沉沉淀淀,用用作作苯苯酚酚的的定定性性鉴鉴别别和和定定量量测定。测定。2、芳环上的亲电取代反应、芳环上的亲电取代反应(-OH活化苯环活化苯环)(1)卤代反应)卤代反应三硝基苯酚三硝基苯酚苦味酸苦味酸(2)硝化)硝化(3)磺化反应)磺化反应很很容容易易被被氧氧化化,其其颜颜色色随随着着氧氧化化程程度度的的深深化化而逐渐加深,由而逐渐加深,由无色无色粉红色粉红色红色红色深褐色。深褐色。3、氧化反应、氧化反应分类:分类:3醚醚3.1醚
17、的分类及命名醚的分类及命名饱和醚饱和醚不饱和醚不饱和醚芳香醚芳香醚环醚环醚简单醚简单醚CH3CH2OCH2CH3混合醚混合醚CH3OCH2CH3CH3OCH2CH=CH2 CH2=CHOCH=CH2(1)简单醚简单醚如:乙醚、二苯醚等。如:乙醚、二苯醚等。(3)不饱和醚)不饱和醚先写饱和烃,再写不饱和烃基。先写饱和烃,再写不饱和烃基。(4)结结构构复复杂杂的的醚醚用用系系统统命命名名法法命命名名:烷烷氧氧基基作作取代基,命名同烷烃的命名。取代基,命名同烷烃的命名。命名:命名:(2)混醚混醚小基在前大基在后;芳基在前烃基在小基在前大基在后;芳基在前烃基在后,称为某基某基醚。如:甲乙醚、苯乙醚。后
18、,称为某基某基醚。如:甲乙醚、苯乙醚。CH2=CHCH2OCH3甲基烯丙基醚甲基烯丙基醚苯乙醚苯乙醚CH3CHOCH2CH2CH2CH2OHCH34-异丙氧基异丙氧基-1-丁醇丁醇醚醚可可以以作作为为路路易易斯斯碱碱,接接受受质质子子成成盐盐;也也可可以以与与水水、醇醇等等形形成成氢氢键键;分分子子具有弱极性。具有弱极性。醚的结构醚的结构醚的物理性质醚的物理性质醚醚的的分分子子间间不不能能形形成成氢氢键键,因因此此与与醇醇和和酚酚相相比比,醚醚的的沸沸点点要要低低得得多多。但但醚醚氧氧原原子子上上有有末末共共用用电电子子对对,可可以以作作为为氢氢键键受受体体与与水水分分子子形形成成氢氢键键,因
19、因此此乙乙醚醚在在水水中中的的溶溶解解度度比比烷烷烃烃大大。甲甲醚醚能能与与水水混混溶溶,高高级级醚醚不不溶溶于于水水。醚醚能溶解许多有机物,是良好的有机溶剂。能溶解许多有机物,是良好的有机溶剂。醚的化学性质醚的化学性质醚醚的的稳稳定定性性仅仅次次于于烷烷烃烃,对对碱碱、氧氧化化剂剂和和还还原原剂剂都都不不起起作作用用。C-O-C的的存存在在,它它又又可以发生一些特有的反应。可以发生一些特有的反应。为为强强酸酸弱弱碱碱盐盐,可可将将醚醚从从烷烷烃烃或或卤代烃中分离出来。卤代烃中分离出来。与浓强酸作用与浓强酸作用可与路易斯酸形成络合物可与路易斯酸形成络合物。2、醚键的断裂、醚键的断裂 醚键断裂时
20、往往是较小的烃基生成碘代烷。醚键断裂时往往是较小的烃基生成碘代烷。与浓盐酸、浓氢溴酸、氢碘酸作用与浓盐酸、浓氢溴酸、氢碘酸作用碳氧键断裂的活性顺序为:碳氧键断裂的活性顺序为:3o烷基烷基2o烷基烷基1o烷基烷基芳香烃基芳香烃基氢卤酸的活性顺序:氢卤酸的活性顺序:氢碘酸氢碘酸氢溴酸氢溴酸盐酸盐酸芳芳香香混混醚醚与与浓浓HI作作用用时时,总总是是断断裂裂烷烷氧氧键键,生生成酚和碘代烷。成酚和碘代烷。上述反应定量完成上述反应定量完成蔡塞尔甲氧基测定法蔡塞尔甲氧基测定法如:如:3、醚的氧化(、醚的氧化(-H)过氧化物的生成过氧化物的生成受热、摩擦可爆炸受热、摩擦可爆炸v醚醚蒸蒸馏馏前前要要先先检检验验
21、是是否否有有过过氧氧化化物物存存在在,且且不不要要蒸蒸干干。淀淀粉粉KI试试纸纸检检验验过过氧氧化化物物。用用FeSO4或或Na2SO3除去过氧化物。除去过氧化物。环氧乙烷环氧乙烷环氧乙烷为三元环环氧乙烷为三元环,在酸性和碱性条件下都,在酸性和碱性条件下都易与含活泼氢的试剂发生反应,断裂易与含活泼氢的试剂发生反应,断裂C-O键,键,从而开环。从而开环。3.5环醚环醚格格氏氏试试剂剂与与环环氧氧乙乙烷烷作作用用可可得得到到增增加加两两个个碳碳原子的伯醇。原子的伯醇。增长增长C链的方法之一。链的方法之一。1、醇、酚、醚的命名、醇、酚、醚的命名2、醇的化学性质、醇的化学性质1)与活泼金属的反应,醇的
22、活性;)与活泼金属的反应,醇的活性;2)与氢卤酸反应,醇的活性,卢卡斯试剂;与氢卤酸反应,醇的活性,卢卡斯试剂;3)脱水反应(分子内、分子间);)脱水反应(分子内、分子间);4)氧化反应)氧化反应(KMnO4,HIO4)。3、酚的化学性质、酚的化学性质酚的酸性;酚的酸性;成醚反应;成醚反应;与与FeCl3的显色反应的显色反应。4、醚的化学性质、醚的化学性质;醚醚链链的的断断裂裂;环环氧氧乙乙烷烷的的生生成成 及化学性质。及化学性质。本章本章重点:重点:本章思考题和作业本章思考题和作业一、问题讨论:;习题:一、问题讨论:;习题:7.1,7.10;作业:习题:;作业:习题:;二、作业:习题:二、作业:习题:7.4,7.8,7.11,7.13(2)。