导图社区 第10章 醇、酚、醚
本章涵盖醇、酚、醚的物理性质、化学反应,醚和环氧化合物,个别化合物知识的梳理。希望对大家有所帮助~
编辑于2023-01-03 19:34:00 四川省醇、酚、醚
醇
醇的命名与分类
醇的分类
相连碳原子数
1°醇(伯醇)
2°醇(仲醇)
3°醇(叔醇)
羟基的数目
一元醇
二元醇
多元醇
羟基所连羟基的结构
饱和醇
不饱和醇
芳香醇
命名
普通命名法
“烃(基)+ 醇”。—适用于简单醇
系统命名法
适用于复杂醇
醇的结构与物理性质
醇的结构
醇羟基中的氧和水分子中的氧原子都是sp3杂化
醇的物理性质
醇分子间可形成氢键,沸点特别高。直链伯醇沸点最高,带有支链的醇,支链越多,沸点越低
高级醇:分子量越大,沸点越高;且越接近相应的烃
水溶性
C1- C3 :与水混溶,可水形成氢键
C4以上:水溶性渐弱,R在分子中的作用越来越大
多元醇
-OH多,氢键多,沸点更高,水溶性更强。且密度大于1
低级醇可与一些无机盐(CaCl2 、 MgCl2、CuSO4等)结晶状的分子化合物(络合物)----结晶醇(醇化物)
故不能用氯化钙、氯化镁来干燥醇
醇的化学性质
氧氢键断裂引起的反应(弱酸性)


酸性:H2O > ROH > HC≡CR
碱性:NaOH < RO -Na+ < RC≡C - Na+
醇的酸性: CH3OH >1° ROH >2°ROH >3°ROH
醇钠碱性强于氢氧化钠,能溶于醇
羰氧键断裂引起的反应
取代反应
与氢卤酸的反应
醇与氢卤酸反应,生成卤代烷和水

氢卤酸的反应活性

醇的活性次序
烯丙醇、苄醇 > 叔醇 > 仲醇 > 伯醇
Lucas试剂:(浓HCl + ZnCl2)
醇与卢卡斯试剂生成的卤代烷在体系中不溶,出现浑浊
根据反应速率判断反应物,推断作用
可鉴别五碳以下的伯、仲、叔醇

亲核取代反应机理
烯丙型醇、苄基型醇、叔醇、大多数伯醇都按照SN1机理进行
大多数伯醇按照SN2机理进行
与卤化磷(PX3或PX5)或氯化亚砜(SOCl2)的反应(可避免发生重排反应)

三氯化磷不适合制备氯代伯醇、仲醇,而叔醇可以
醇与五氯化磷也不易制备氯代烃
制备氯代烃常用方法用SOCl2

【优点】副产物全为气体,易纯化,是最常用的方法
注意:此反应有立体化学特征。在醚等非极性溶剂中构型保持,加入吡啶后构型转化

与含氧无机酸的反应
醇与无机含氧酸低温反应,共同脱水,生成酯


醇的脱水反应
分子内脱水生成烯烃


反应活性: 3°醇> 2°醇 >1°醇
β-消除,E1机理,有碳正离子产生,可能发生重排
但在Al2O3催化下脱水,不易发生重排
遵循札依采夫规则生成最稳定的烯烃
烯丙型、苄型醇脱水以形成稳定共轭体系的烯烃为主要产物

当脱水后的产物有顺、反异构体时,一般以反式为主产物

分子间脱水生成醚

低温有利于生成醚,高温有利于生成烯烃。叔醇倾向于烯烃
氧化和脱氢反应
规律:含有α-H时,易被氧化;没有α-H时,难氧化
K2Cr2O7(Na2Cr2O7)-H2SO4或KMnO4等强氧化剂的氧化
伯醇先被氧化成醛,醛比醇更易氧化成羧酸

仲醇被氧化成酮,少数情况被氧化成酸

叔醇不含α-H,不易被氧化
欧芬脑尔氧化
在异丙醇铝或叔丁醇铝存在下,仲醇与丙酮一起反应,仲醇被氧化为酮,丙酮被还原为异丙醇

分子中同时存在的不饱和键不受影响,反应可逆。羟基变羰基,羰基变羟基
选择性氧化剂氧化
记住试剂的成分
沙瑞特试剂氧化

用于氧化醇,不影响分子中的不饱和键,生成醛的收率较高

琼斯试剂氧化

用于氧化醇,生成醛,不影响双键

活性二氧化锰(MnO2)氧化
需新鲜制备,选择性的将烯丙位的伯醇、仲醇氧化为相应不饱和醛酮

醇的脱氢反应(可逆)
将含有α氢的伯醇或仲醇的蒸汽在高温下通过活性催化剂进行脱氢反应,生成醛或者酮。叔醇无α氢不被脱氢
多元醇的特殊反应
氧化反应
用高碘酸和四醋酸铅氧化邻二醇使两个羟基之间的C-C键断裂,生成两分子的羰基化合物

特点
OH相邻的C-C键断裂
每断一根键消耗1molHIO4
推断结构
每断一根键氧化态升高一次
环上邻二羟基,如处于反式a健构型,则不能反应
邻位如为羰基,也可发生类似的反应
邻二醇的重排反应
化合物2,3-二甲基-2,3-丁二醇俗称频哪醇
频哪醇在酸性催化剂下脱水重拍生成频哪酮

机理

迁移能力:苯基>烷基>H
提供电子、稳定正电荷能力较强的基团优先迁移
醇的制备
由烯烃制备
直接水合法
间接水合法
硼氢化-氧化反应
羟汞化-脱汞反应
由羰基化合物制备
卤代烃的水解
硫醇
弱酸性
硫醇酸性强于醇
硫醇可与重金属离子形成不溶于水的盐,可鉴定硫醇
强还原性
硫醇很容易被氧化。弱氧化剂(如空气、碘、氧化铁、二氧化锰等)即可将硫醇氧化为二硫化物
强氧化剂(如高锰酸钾、硝酸、高碘酸)氧化,经过中间物次磺酸、亚磺酸,最终生成磺酸

酚
酚的分类和命名
分类
一元酚
二元酚
多元酚
命名
结构复杂时:将酚-OH作为取代基
酚的物理性质
苯酚为无色固体,因部分氧化而呈粉红色
分子间能形成氢键,也能与水形成氢键
毒性
酚的化学性质
酚羟基的反应
酸性
酚的酸性强于醇,能与强碱成盐


酸性
H2CO3>ArOH>H2O>ROH>RC≡CH
苯酚可溶于NaOH溶液,不溶于NaHCO3溶液。用于酚的分离与纯化
结构对酸性的影响:吸电子酸性增强,供电子酸性减弱
一些特殊情况如间位要理解记忆
酚酯的生成与弗利斯重排
酚类化合物成酯困难,一般用酰化能力强的酸酐或酰卤成酯

生成的酚酯在三氯化铁存在下加热,酰基重排到酚羟基的邻位或对位,得到酚酮,称为弗利斯重排

低温有利于对位,高温有利于邻位
PS:想象弗利斯为皇帝,低温冷淡去边疆,高温红人在身边
酚醚的生成与克莱森重排
酚的稳定性差,成醚后可保护酚羟基
在强酸条件下,酚分子间可以脱水成醚,而酚的分子间脱水生成醚较困难
碱性条件下,甲基化

将苯酚溶于丙酮,在KHCO3存在下成醚,加热发生克莱森重排

克莱森重排
掌握反应过程

特点
① 烯丙基芳醚:具有3,3′结构
② 1,1′处断, 3,3′处连;C=C移动
③ 先重排到邻位;邻位被占,则对位。邻对位都被占,则不发生

子主题
与三氧化铁显色反应
苯酚及其它的烯醇式结构均可用FeCl3溶液鉴别(蓝紫色)

苯环上的取代反应
卤代反应
苯酚用溴水处理立即生成三溴苯酚白色沉淀

磺化反应
低温黄酸基进入邻位,高温进入对位(与弗利斯相反)
硝化反应

邻、对硝基苯酚的分离(沸点差异大)
邻硝基苯酚:分子内氢键,分子间作用力弱,沸点低(214℃)

对硝基苯酚:分子间氢键,分子间作用力强,沸点高(279℃)

Friedel-Crafts反应
傅克反应,可进行傅克烷基化和傅克酰基化反应
与甲醛的缩合反应
赖默-梯曼反应
酚的碱性水溶液与氯仿共热,在苯环上引入醛基,优先进入邻位
科尔柏-施密特反应
干燥的苯酚钠与二氧化碳加热,生成邻羟基苯甲酸
酚的氧化
酚易氧化成醌

多元酚更容易被氧化

因所用氧化剂通常有颜色,反应前后颜色变化不明显,故一般不用于鉴别
磺化、硝化等反应时应注意反应条件,以免被氧化
酚的制备
磺酸盐碱熔法
异苯丙法
氯苯水解
重氮盐水解
醚和环氧化合物
醚的分类和命名
分类
简单醚

混合醚

环醚

命名
烃基名加“醚”
醚的物理性质
一般为液体,易挥发
沸点:不能形成氢键,故比醇低
溶解性:低级醚可溶于水(可以水分子形成氢键);高级醚渐不溶于水。醚易溶于有机溶剂
乙醚:是一种常见的有机溶剂,弱极性,沸点34.6℃,易挥发、易燃、易爆。使用乙醚,应远离明火,保持良好通风
醚的化学性质
的形成

醚可溶于浓酸(HCl、H2SO4)中,可用浓酸分离醚
醚键的断裂
知道断键的位置
醚与浓氢卤酸共热,醚键发生断裂生成卤代烃和醇(亲核取代)


氢卤酸的活性顺序:HI>HBr>HCl
生成的碘代烃蒸汽遇硝酸汞润湿试纸出现红色碘化汞(或使KI淀粉试纸变蓝)表示醚键发生断裂
醚键断裂规律
两个羟基均为脂肪烃基时,一般小的烃基先形成卤代烃
芳基脂肪烃基醚一般是脂肪烃基先形成卤代烃
三级烷基>二级烷基>一级烷基>苯基
过氧化物的生成
醚在空气中放置过久 生成过氧化物

检验
样品与硫酸亚铁和硫氰化钾振摇,若有过氧化物则变红
除去
用硫酸亚铁充分洗涤样品
醚的制备
醇分子间脱水
分子间脱水,制简单醚
威廉逊合成法

环氧化合物与冠醚
环氧化合物
开环反应


按SN2机理进行。既可以酸催化,又可以碱催化
开环反应的取向
酸性条件下:亲核试剂进攻取代基较多的碳原子-电性因素
碱性条件下:亲核试剂进攻取代基较少的碳原子-立体因素
开环反应的立体化学
亲核试剂总是由离去基团的背面进攻中心碳,导致构型转化
冠醚

用途
萃取
相转移催化剂
个别化合物
甲醇
乙醇
丙三醇
山梨醇和甘露醇
肌醇
苯甲醇
甲酚
苯二酚
麝香草酚
乙醚