第十章 醚和环氧化合物 1、通过本章的学习，掌握醚和环氧化合物的命名； 2、掌握醚和环氧化合物的结构特征；掌握醚和环氧化合物的物理性质； 3、掌握醚的化学性质；理解醚的波谱性质；理解醚和环氧化合物的制法； 4、了解乙醚、环氧乙烷的性质和用途； 5、了解冠醚的一般性质和在冶金中的应用。 一、醚的结构，分类和命名 1．结构 2．分类 3．命名 1） 简单醚在“醚”字前面写出两个烃基的名称。例如，乙醚、二苯醚等。 2） 混醚 是将小基排前大基排后；芳基在前烃基在后，称为某基某基醚。 例如： 1）结构复杂的醚用系统命名法命名。 例如： 环醚多用俗名 饱和醚简单醚 混和醚 不饱和醚芳香醚环醚 大环多醚（冠醚） CH 3CH 2OCH 2CH 3CH 3OCH 2CH 3 CH 3OCH 2CH = CH 2 CH 2=CHOCH=CH 2 OCH 3 O O O O O CH 3OCH 2CH = CH 2OCH 2CH 3 甲基烯丙基醚 苯乙醚 CH 3-CHOCH 2CH 2CH 2CH 2OH CH 3 异丙氧基丁醇 4 - -1-R O R' ° 109.5sp 3杂化
二、醚的物理性质 常温下，大多数醚为易挥发、易燃烧、有香味的液体。醚分子中因无羟基而不能在分子间生成氢键，因此醚的沸点比相应的醇低得多，与分子量相近的烷烃相当。常温下，甲醚、甲乙醚、环氧乙烷等为气体，大多数醚为液体。 醚分子中的碳氧键是极性键，氧原子采用sp 3杂化，其上有两对未共用电子对，两个碳氧键之间形成一定角度，故醚的偶极矩不为零，易于与水形成氢键，所以醚在水中的溶解度与相应的醇相当。甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃等都可与水互溶，乙醚在水中的溶解度为每100g 水溶解约7克，其它低分子量的醚微溶于水，大多数醚不溶于水。 二、乙醚能溶于许多有机溶剂，本身也是一种良好的溶剂。乙醚有麻醉作用，极易着 火，与空气混合到一定比例能爆炸，所以使用乙醚时要十分小心。 三、醚的化学性质 醚是一类不活泼的化合物，对碱、氧化剂、还原剂都十分稳定。醚在常温下与金属Na 不起反应，可以用金属Na 来干燥。醚的稳定性仅次于烷烃。但其稳定性是相对的，由于醚键（C-O-C ）的存在，它又可以发生一些特有的反应。 1． 烊盐的生成 醚的氧原子上有未共用电子对，能接受强酸中的H + 而生成烊盐。 烊盐是一种弱碱强酸盐，仅在浓酸中才稳定，遇水很快分解为原来的醚。利用此性质可以将醚从烷烃或卤代烃中分离出来。 醚还可以和路易斯酸（如BF 3、AlCl 3、RMgX ）等生成烊盐。见P 299。 烊盐的生成使醚分子中C-O 键变弱，因此在酸性试剂作用下，醚链会断裂。 2．醚链的断裂 在较高温度下，强酸能使醚链断裂，使醚链断裂最有效的试剂是浓的氢碘酸（HI ）。 R-O-R R-O-R + HCl + H 2SO 4 H R O R H + Cl + HSO 4 R O R R-O-R + BF 3 R O R B H H H
醚和环氧化合物习题 (一) 写出分子式为C 5H 12O 的所有醚及环氧化合物，并命名之。 解： 甲基丁基醚 甲基仲丁基醚 甲基异丙基醚 甲基叔丁基醚 乙基丙基醚 乙基异丙基醚 (二) 完成下列反应式： (1) (2) (3) (4) (5) (6) CH 3O CH 2CH 2CH 2CH 3 CH 3O CHCH 2CH 3 CH 3 CH 3O CH 2CHCH 3 CH 3 CH 3 O C CH 3 CH 3 CH 3 CH 3CH 2O CH 2CH 2CH 3 CH 3CH 2O CHCH 3 3 Br + CH 3CH 2CHCH 3 O CHCH 2CH 3 3 CH 3CH 2I + C NaO H 2H 53 C O H C 2H 53CH 3CH 2 CH 3CH 2CHCH 2Br OH CH 2 CH O CH 3CH 2 O NH 2 H 2+Br O 3 Br C(CH 3)CH 2NH 2OH CH 2CH O HCl 3 CH 2OH CH Cl + CH 2CHO
(三) 在3,5-二氧杂环己醇 的稳定椅型构象中，羟基处在a 键的位 置，试解释之。 解：羟基处于a 键时，有利于形成具有五元环状结构的分子内氢键： 或 (四) 完成下列转变： (1) 解： (2) 解： (TM) (3) 解： O O OH O O O H OCH 3O CH 2OCH 3C OCH 3O CH 2OCH 33NaOH Na + C H OH CH 2OH Br OH O Ph 及 K 2Cr 2O 7H 2SO 4 OH O MgBr 2+ Mg THF OH Br ? C H CO H O Br 及CH 2CHCH 3 OH CH 3CHCH 3 OH CH 3CHCH 3 CH CH 2 O CH 3 24? CH 2=CHCH 333CH 2CHCH 3OH MgBr 2+ Mg THF CH CH 2 O CH 3
第十章 醚和环氧化合物 1. 命名下列化合物： （1）异丙基仲丁基醚 （2）2-甲基-5-甲氧基己完烷 （3）4-甲基-4’-硝基二苯醚 （4）对硝基苯基叔丁基醚 2. 完成下列反应式： (1) (2) (3) CH CH=CH 2 O CH 2CHO OH C 2H 5I + (4) (5) O OH O CH + CH 2OH CH CH 3OC 6H 5CH 2 OC 6H 5CH CH 3 OH O CH CH 3CH 3 + 3(CH 3)2CH OCH 3CH CH 3OH (CH 3)2CH OH CH CH 3OCH 3 (6) (8) O CH C 6H 5 C 6H 5CH CH CH 3 OH Cl C 6H 5CH OH CH CH 3NH 2 (7)O OR (9)C 2 CH + HO 2 OH 2H 2OH C 2H CH H 2O H + H + 3. CH 3OCH=CH CH 3O CH CH 3+ CH 3O=CH CH + CH 3O CH CH 3 OH 2 + CH 3O CH CH 3O H + H CH 3CHO CH 3OH 4. 因为CH 2=CHCH 2OH 能形成很稳定的碳正离子CH 2=CHCH 2+。 H + O 5. + O H OH
6. 解释下列事实： H + + +(CH 3)3C O CH HI (CH 3)3C O -CH 3I (CH 3)3C OH +(CH 3)3C O CH HI (CH 3)3C CH 3O -(CH 3)3CI 无水 水溶液CH 3OH SN1 SN2 7. 写出下列反应的可能过程： H + H + (1) + + C 6H 5C 6H 5 RCO 3H O C 6H 5C 6H 5 O C 6H 5 C 6H 5H C 6H 5C 6H 5 OH C 6H 5C 6H 5OH + C 6H 5C 6H 5O (2) CH CH CH 2Cl O OH - CH CH CH 2Cl O -O CH CH CH 2OH Cl - 8. （1）他得到的化合物为： O CH 3 OH CH 3 OH OH OH 和 （2）正确的合成路线如下： + O CH 3 OH CH 3 OH OH CH 3 O O O CH 3 3H + /H 2O 9. 以环氧乙烷为原料合成下列化合物： (1)+ CH 3CH 2CH 3CH 2OCH 2CH 2CH 3CH 2OCH 2CH 2OCH 2CH 2OH O O H + 2(2) + HOCH 2CH 2OH HOCH 2CH 2OCH 2CH 2OH O O H +
华南农业大学有机化学课件第十章醚和环氧化合物
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第十章 醚和环氧化合物 1. 命名下列化合物： （1）异丙基仲丁基醚 （2）2-甲基-5-甲氧基己完烷 （3）4-甲基-4’-硝基二苯醚 （4）对硝基苯基叔丁基醚 2. 完成下列反应式： (1) (2) (3) CH CH=CH 2 O CH 2CHO OH C 2H 5I + (4) (5) O OH O CH 3 C 6H 5OH,H + C 6H 5OH NaOH CH 2OH CH CH 3OC 6H 5CH 2 OC 6H 5CH CH 3 OH O CH 3CH 3CH 3 CH 3OH,H + CH 3ONa CH 3OH (CH 3)2CH OCH 3CH CH 3OH (CH 3)2CH OH CH CH 3OCH 3 (6) (8) O CH 3 C 6H 5 C 6H 5CH CH CH 3 OH Cl C 6H 5CH OH CH CH 3NH 2 (7)HCl NH 3 O OR (9)C 2H 5 O CH 3 H 2O/H + H 2O/OH -HO C CH 2OH C 2H 5CH 3HO C CH 2OH C 2H 5CH 3 H 2O H + H + 3. CH 3OCH=CH 2 CH 3O CH CH 3+ CH 3O=CH CH 3 + CH 3O CH CH 3 OH 2 + CH 3O CH CH 3O H + H CH 3CHO CH 3OH 4. 因为CH 2=CHCH 2OH 能形成很稳定的碳正离子CH 2=CHCH 2+。 H + +H O 5. + O H O H OH
第十章 醚和环氧化合物 1. 命名下列化合物： （1）异丙基仲丁基醚 （2）2-甲基-5-甲氧基己完烷 （3）4-甲基-4’-硝基二苯醚 （4）对硝基苯基叔丁基醚 2. 完成下列反应式： (1) (2) (3) CH CH=CH 2 O CH 2CHO OH C 2H 5I + (4) (5) O OH O CH + CH 2OH CH CH 3 OC 6H 5CH 2 OC 6H 5CH CH 3 OH O CH CH 3CH 3 + 3(CH 3)2CH OCH 3CH CH 3 OH (CH 3)2CH OH CH CH 3OCH 3 (6) (8) O CH C 6H 5 C 6H 5CH CH CH 3 OH Cl C 6H 5CH OH CH CH 3NH 2 (7)O OR (9)C 2 CH + HO 2 OH 2H 5 2OH C 2H CH H 2O H + H + 3. CH 3OCH=CH CH 3O CH CH 3 + CH 3O=CH CH + CH 3O CH CH 3 OH 2 + CH 3O CH CH 3O H + H CH 3CHO CH 3OH 4. 因为CH 2=CHCH 2OH 能形成很稳定的碳正离子CH 2=CHCH 2+。 H + O 5. + O H OH 6. 解释下列事实：
H + + +(CH 3)3C O CH HI (CH 3)3C O -CH 3I (CH 3)3C OH +(CH 3)3C O CH HI (CH 3)3C CH 3O -(CH 3)3CI 无水 水溶液CH 3OH SN1 SN2 7. 写出下列反应的可能过程： H + H + (1) + + C C 6H 5C 6H 5 RCO 3H O C 6H 5C 6H 5 O C 6H 5 C 6H 5H C 6H 5C 6H 5 OH C 6H 5C 6H 5OH + C 6H 5C 6H 5O (2) CH CH CH Cl O CH CH CH 2Cl O -O CH CH CH 2OH Cl 8. （1）他得到的化合物为： O CH 3 OH CH 3 OH OH OH 和 （2）正确的合成路线如下： + O CH 3 OH CH 3 OH OH CH 3 O O O CH 3 3+ 2 9. 以环氧乙烷为原料合成下列化合物： (1)+ CH 3CH 2CH 3CH 2OCH 2CH 2OH CH 3CH 2OCH 2CH 2OCH 2CH 2OH O O H + 2(2) + HOCH 2CH 2OH HOCH 2CH 2OCH 2CH 2OH O O H + (3) HOCH 2CH 2NH 2HOCH 2CH 2NHCH 2CH 2OH O O NH 3 10．以苯、甲苯、乙苯、环己醇和四个碳以下的有机物原料合成下列化合物：
C 2H 5OCH 2CH 2OCH 2CH 2OH HOCH 2CH 2OCH 2CH 2OH HOCH 2CH 2NHCH 2CH 2OH C 6H 5OCH 2CH 2OH 第八章 醚和环氧化合物 1．用控制量的无水HBr 断裂有旋光性的甲基仲丁基醚时，生成溴甲烷和仲丁醇；仲丁醇的构型与原料相同，为什么？ 2．写出2-乙基环氧乙烷与下列试剂反应的方程式： （1）甲醇和硫酸 （2）甲醇和甲醇钠 （3）苯胺 3．命名下列化合物 4．写出下列化合物的结构式 （1）苯甲醚（茴香醚） （2）1-氯-3-乙氧基-2-丁醇 （3）间-硝基苯异丙醚 （4）甲基叔丁基醚 （5）对-甲氧基苯酚 （6）2，3-二甲基环氧乙烷 5．完成下列反应 6．用化学方法鉴别下列各组化合物： （1）茴香醚和甲苯 （2）正丁醚和正丁醇 （3）乙烯基醚和乙醚 7．某化合物A 的分子式为C 7H 8O ，A 与金属钠不发生反应，与浓氢碘酸反应生成两个化合物B 和C ，B 能溶于NaOH ，并与FeCl 3作用呈紫色，C 与硝酸银溶液作用，生成黄色沉淀。试写出A 、B 、C 的结构及主要反应式。 8．以环氧乙烷为原料制备下列化合物 （1） （2） （3） （4） 9．分离下列各组化合物 （1）乙醚中混有少量乙醇 （2）苯甲醚中混有对-甲酚 11．为什么苯甲醚与热的氢碘酸反应，得到的是碘甲烷和苯酚，而不是得到甲醇和碘苯？ 12．(R)-2-辛醇及其乙基醚都是左旋的。试预测由此醇通过下列反应所制得的乙基醚的构型。 （1）与Na 作用，然后再与C 2H 5Br 作用。 （2）在一种低介电常数的溶剂中与浓HBr 作用，然后再与C 2H 5ONa 作用。
P368 习题10.1 命名下列化合物或写出结构式： 解： (1) C 2H 5OCH=CHCH 2CH 3 (2) CH 3OCH 2CH 2OCH 3 乙基-1-丁烯基醚 乙二醇二甲醚 (3) CH 2=CHCH 2OC CH (4) ClCH 2CH 2OCH 2CH 2Cl 烯丙基乙炔基醚 β,β’-二氯乙醚 or 2,2-二氯乙醚 (5) O CH 3 O H (6) O C H 3 C H (C H 3)2 C H 3 C H 3 2-甲氧基苯酚 2,6-二甲基-4-异丙基苯甲醚 (7) 3-甲氧基己烷 (8) 1,2-环氧丙烷 CH 3CH 3CH CH 2CH 2CH 3 O CH 3 C H H 2C O C H 3 (9) 乙二醇一甲醚 (10) 反-1,3-二甲氧基环戊烷 HOCH 2CH 2OCH 3 C H 3 CH 3 P368 习题10.2 选择较好的方法合成下列化合物： (1) 正丁醚 解：2CH 3CH 2CH 2CH 2OH (CH 3CH 2CH 2CH 2)2O H PO or H SO + H 2O (2) 乙基异丙基醚 解：(CH 3)2CH ONa + C 2H 5Br (CH 3)2CHOC 2H 5 + NaBr (3) 乙基叔丁基醚 解：(CH 3)3CONa + CH 3CH 2Br (CH 3)3C O CH 2CH 3 或者：(CH 3)2C=CH 2 + CH 3CH 2O H 24 (CH 3)3C O CH 2CH 3 (4) 2,6-二甲基-4’-硝基二苯醚 解： O N a C H 3 C H 3 C l N O 2 +O C H 3 C H 3 N O 2