药学 有机化学基础：醇酚醚

药学 有机化学基础 醇酚醚一章 知识点。醚是醇或酚的羟基中的氢被烃基取代的产物，通式为R-O-R'，R和R’可以相同，也可以不同。

醇、酚、醚

• 醇
  • 结构
    • 官能团为羟基（-OH）
    • 羟基中的氧原子为Sp3杂化
    • O电负性极强，C-O键和O-H键有较强的极性
  • 分类
    • 根据羟基所连碳原子类型
      • 伯醇或一级（1°）醇
      • 仲醇或二级(2°)醇
      • 叔醇或三级（3°）醇
    • 根据羟基所连的羟基的结构
      • 饱和醇
      • 不饱和醇
      • 芳醇
    • 根据羟基的数目分
      • 一元醇
      • 二元醇
      • 多元醇
  • 命名
    • 选择母体时，必须含有羟基
    • 再选最长碳链为母体
    • 当含有不饱和键时，需同时含有不饱和和羟基的最长碳链为母体，归类称为“某烯（炔）醇”
    • 编号，从离羟基最近的一端开始
    • 涉及立体化学，需表示出构型
  • 物理性质
    • 醇分子中的-OH能与水形成氢键
  • 化学性质
    • 酸性（O-H断裂引起的反应）
      • 氧原子周围电子密度大，可结合质子为碱性，O-H易段，表现出酸性
      • 与活泼金属反应
        • ROH+Na——RONa+½H2+Q
        • 低级醇反应顺利，高级醇反应较慢，甚至无法反应
        • 酸性及反应活性：水>甲醇>伯醇>仲醇>叔醇
        • 醇钠为白色固体，能溶于醇，为强碱，遇水迅速分解为醇和NaOH,可作分子中引入烷氧基的试剂。
        • 异丙醇铝Al[OCH(CH3)2]3 叔丁基醇 常作还原剂
    • C-O断裂引起的反应
      • 亲核取代反应
        • 与HX
          • 生成卤代烃和水
          • 反应可逆
          • 反应速率取决于HX的种类和醇的结构
            • HI>HBr>HCl 烯丙醇（C=CC-C-OH）、苄醇>叔醇>仲醇>伯醇
          • 卢卡斯试剂：浓盐酸和无水ZnCl
          • 
          • 一般丙烯型醇和叔醇按SN1反应 伯醇按SN2反应
            • SN1：碳正离子的产生，发生重排
        • 与卤化磷
          • 与PX3是制备卤化烃的常用方法
          • 按SN2进行，不重排，手性碳的翻转构型
        • 与亚硫酰胺
          • 将醇转化为卤代烃的最常用试剂为(SOCl2)
          • 
            • 产品易分离提纯
        • 脱水反应
          • 
            • 分子内脱水生成烯烃（170-180℃）
              • 酸催化下，消除反应
              • 脱水活性
                • 叔醇>仲醇>伯醇
              • 符合查依采夫规则
              • 若产物有顺反异构，则反式为主产物
              • 有重排产物
            • 分子间脱水生成醚（约140℃）
              • 伯醇按SN2反应
        • 成脂反应
          • 子主题
        • 氧化反应
          • 强氧化剂氧化
            • 1°醇氧化成醛或酸
            • 2°醇氧化成酮
            • 3°醇不易氧化
              • 
          • 选择性氧化
            • 使反应停留在生成醛的阶段
            • 醇被氧化成酮， 丙酮被氧化成异丙醇
              • 
            • Sarrett试剂
              • 铬酐和吡啶形成的配合物
              • 可将伯醇氧化成酮或酮，不影响分子中的不饱和键
            • Jones试剂
              • CrO3-稀H2SO4
            • 活化MnO2试剂
        • 多元醇的特殊反应
          • 氧化反应
            • 
            • 1:1
          • 脱水反应
            • 频哪醇重排
              • 
              • 
• 酚
  • 结构
    • 羟基直接在芳环上
    • 氧原子采用不等性Sp2杂化，具有平面三角构型
    • 官能团酚羟基（-OH）
    • p-π共轭体系
  • 分类
    • 
    • 
  • 命名
    • 常以酚为母体
    • 含有多个官能团时，根据官能团优先次序确定最优官能团。
  • 化学性质
    • 酸性
      • 苯酚能与氢氧化钠等强碱的水溶液作用形成盐
      • 酸性：碳酸>苯酚>H2O>醇
      • 将二氧化碳通入苯酚钠的水溶液，可使苯酚游离出来。
        • 
      • 取代基的电子效应对取代酚酸性的影响。
        • 
          • 吸电子基若存在间位， 则只存在诱导效应， 酸性增加并不明显。
    • 酚醚的形成与克莱森重排
      • 酚分子间的脱水反应较困难，反应条件较高。
      • 苯酚在碱性条件下可与伯卤代烷生成醚
        • 威廉姆森合成法
      • 酚稳定性差，易被氧化。成醚后稳定性增强，是保护酚羟基的一种方法。
      • 苯基烯丙基醚在高温下发生重排，烯丙基转移到酚羟基的邻位，如果邻位被占就转移到对位，此反应称克莱森重排
        • 特点
          • 重排总是烯丙基中的碳连在苯环上。
          • 只有当苯酚基的两邻位都被占据时，重排才会发生在对位。
          • 当邻对位都被占据时，重排不会发生
    • 酚酯的形成与傅瑞斯重排。
      • 酚类化合物成指反应比醇难
        • 原因：酚中存在p-π共轭效应，氧周围电子云密度降低， 亲核性比纯弱。
        • 要与更活泼的酰氯或者酸酐作用才能形成酯
      • 生成的酚酯在三氯化铝存在下加热，酰基可重排到羟基的邻位或对位得到酚酮。
        • 即傅瑞斯重排。
      • 零对位异构体，可用水蒸气蒸馏法分离
        • 低温以对位异构体为主，高温以邻位异构体为主。
    • 与三氯化铁的显色反应
      • 蓝紫色
        • 苯酚、间苯二酚、均苯三酚
      • 暗绿色
        • 对苯二酚
      • 红棕色
        • 连苯三酚
      • 
      • 具有烯醇式（-C=C-OH）结构的化合物，也可与三氯化铁发生类似反应。
    • 苯环上的取代反应
      • 酚比苯更容易发生亲电取代，取代基主要进入酚羟基的邻对位。
      • 卤代
        • 
        • 室温
          • 可用于酚类化合物的定性和定量分析
      • 硝化
        • 
          • 邻硝基苯酚可形成分子内氢键，对位异构体可形成分子间氢键。故二者可用水蒸气蒸馏法分离
        • 浓硝酸具有氧化性，只能用间接的方法制备多硝基酚
      • 磺化
        • 
        • 磺酸基的引入使酚不易被氧化
        • 反应可逆，产物与稀酸供热可除去磺酸基， 即可对芳环上某位置进行保护。
    • 氧化
      • 酚类化合物易被氧化。空气中的氧也能将其氧化成苯醌
        • 
      • 多元酚更易被氧化
• 醚
  • 结构
    • 氧原子采用不等性Sp3杂化。
      • 分子为V字型，无活泼氢原子，性质较稳定。
    • 官能团为醚键-O-
  • 分类
    • 根据醚分子中两个羟基是否相同
      • 简单醚
      • 混合醚。
    • 羟基和氧原子连接成环，则称为环醚
  • 命名
    • 简单醚
      • 二+羟基+醚
    • 混合醚
      • 分别写出两个烃基的名称（次序小在前）+醚
      • 烷基结构较复杂，也可将烷氧基当作取代基。
      • 环醚的命名常用俗名。
  • 化学性质
    • 相当不活泼（环醚除外）
    • 钅羊盐的形成
      • 醚的氧原子上带有未共用电子对，作为一种碱能与热、浓强酸或者路易斯酸形成钅羊盐
      • 钅羊盐很不稳定，遇水立即分离成醚和酸，利用此性质，可将醚与烷烃，卤代烃等分离开
    • 醚键的断裂
      • 与浓强酸（HI）共热，生成卤代烃和醇 氢卤酸过量则醚继续转变为卤代烃。
      • 伯烷基醚与HI作用时，按SN2机理进行
      • 叔烷基醚与HI作用时，按SN1机理进行。
  • 重要的谜
    • 环氧乙醚。
      • 最简单的环醚
      • 开环反应
        • 可发生许多一般醚所没有的反应，它的活性是由于 存在环张力。
        • 酸催化开环
          • 不对称的环氧化合物，在酸催化条件下，在取代基较多的碳原子上引入新取代基。
          • 按SN1机理进行，考虑碳正离子的稳定性。
        • 碱催化开环
          • 一般情况下，醚对碱稳定。
          • 在取代基少的碳原子上引入新的取代基。
          • 按SN2机理进行。
    • 冠醚（p186）
      • 分子中具有-OCH2CH-重复单位的大环醚
      • 具有一定毒性，对皮肤和眼睛有刺激性。
      • 命名：m-醚-n m为环上原子总数，n为环中氧原子总数。