第九章 醇和酚
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醇和酚的分子中都含有羟基,羟基是其官能团。
醇:酚:CH3CH2OH OH CH2OH 乙醇环己醇苯甲醇OHOHOH 苯酚α-萘酚β-萘酚一、醇和酚的分类、构造异构和命名1.醇和酚的分类第九章醇和酚按羟基数目不同可分为一元、二元及三元醇和酚等。
二元及二元以上的醇和酚统称多元醇和酚。
如:CH3OH CH2CH2OHOH CH2CH CH2OH OH OH甲醇(一元醇)乙二醇(二元醇)丙三醇(三元醇)OHCH3OHHOOH HO OH对甲基苯酚(一元酚)对苯二酚(二元酚)间苯三酚(三元酚)另外,醇还可按烃基的类型不同或按羟基所连碳原子的类型不同分类。
饱和醇不饱和醇脂环醇芳香醇伯醇(一级醇)仲醇(二级醇)叔醇(三级醇)2.醇和酚的构造异构(略)3.醇和酚的命名有些醇和酚存在于自然界,由于存在和来源不同,有些醇和酚有俗名。
如:CH3OH 木精C CH HCH3CH2CH2CH2OH 叶醇(可配制香精)CH CHCH2OH 肉桂醇(可配制香精)OHOCH3愈创木酚OH CH(CH3)2 CH3香芹酚OCH3OHCH2CH CH2丁香酚(可配制香精)一些简单的醇可用普通命名法命名,其原则是在“醇”字前面加上烃基的名称。
例:CH 3OH CH 3CH 2OH (CH 3)3COH 甲醇乙醇叔丁醇对于比较复杂的醇则需用系统命名法,选择含有羟基所连碳在内的最长碳链为主链,主链碳原子从离羟基较近的一端开始编号,根据主链碳原子数称为某醇。
例:CH 3CH 2CH 2CH 2OH 1-丁醇(正丁醇)2-丁醇(仲丁醇)CH 3CH 2CHCH 3OH5-甲基-3-己醇CH 3CHCH 2CHCH 2CH 3CH 3OH2-甲基-2-丙醇(叔丁醇)顺-2-乙基-3-戊烯-1-醇CH3C OHCH3CH3HO CH3 4-甲基环己醇CH2OHC CCH3CHCH2CH3H HCH2OH环己甲醇芳醇的命名,是以芳环为取代基来命名。
《醇和酚》醇酚的结构与活性关系在有机化学的世界里,醇和酚是两类非常重要的有机化合物。
它们在结构上有着相似之处,但也存在明显的差异,而这些结构上的特点直接影响着它们的化学活性。
醇,简单来说,是烃分子中饱和碳原子上的氢原子被羟基(OH)取代后的产物。
根据羟基所连接的碳原子的类型,醇可以分为伯醇、仲醇和叔醇。
伯醇中羟基连接在一级碳原子上,仲醇中羟基连接在二级碳原子上,叔醇中羟基连接在三级碳原子上。
酚则是羟基直接连接在芳香环上的化合物。
常见的酚有苯酚等。
醇和酚的结构差异首先体现在羟基所连接的基团上。
醇中的羟基连接在脂肪链上,而酚中的羟基直接与芳香环相连。
这一差异导致了它们在化学活性上的诸多不同。
从反应活性来看,酚中的羟基由于受到芳香环的影响,其酸性要比醇中的羟基强得多。
这是因为芳香环能够通过共轭效应分散氧原子上的负电荷,使得酚羟基更容易解离出氢离子。
例如,苯酚能与氢氧化钠溶液反应生成苯酚钠和水,而醇通常不能与氢氧化钠发生类似的反应。
在亲核取代反应中,醇的反应活性相对较低。
这是因为醇羟基中的氧原子上的孤对电子与碳氧键存在pπ 共轭,使得碳氧键具有一定的双键性质,键能增大,不易断裂。
相比之下,酚羟基由于与芳香环形成更大的共轭体系,其亲核取代反应活性也不高,但在某些特定条件下,如强亲核试剂存在时,仍能发生反应。
在氧化反应方面,醇的化学活性较为复杂。
伯醇可以被氧化为醛,进一步氧化还能得到羧酸;仲醇氧化后得到酮;而叔醇由于没有α氢原子,一般不易被氧化。
酚则比较容易被氧化,例如苯酚在空气中就能被氧化为粉红色的物质。
醇和酚在酯化反应中的表现也有所不同。
醇与羧酸反应可以生成酯,反应通常需要在酸催化下进行。
而酚与羧酸直接反应生成酯相对较困难,常常需要使用更强的反应条件。
在与金属钠的反应中,醇和酚都能放出氢气,这表明它们的羟基都具有一定的活性。
但由于酚的酸性较强,相同条件下,酚与金属钠反应的速率可能会比醇更快。
此外,醇和酚在与卤化氢的反应中也有差异。
《醇和酚》醇的取代反应《醇和酚——醇的取代反应》在有机化学的广袤世界里,醇是一类极其重要的化合物。
而醇的取代反应,更是其化学性质中的关键一环。
要理解醇的取代反应,首先得清楚什么是醇。
醇,简单来说,就是分子中含有羟基(OH)且羟基与饱和碳原子相连的有机化合物。
常见的醇有乙醇(酒精)、甲醇等。
醇的取代反应多种多样,其中比较常见的有与氢卤酸的反应、与羧酸的酯化反应以及分子间脱水反应等。
先来说说醇与氢卤酸的反应。
当醇与氢卤酸(如氢氯酸、氢溴酸等)混合时,在一定条件下,羟基会被卤原子取代,生成卤代烃和水。
这个反应的机理有点复杂,但可以简单理解为羟基中的氧原子先与氢卤酸中的氢离子结合,形成不稳定的中间体,然后卤离子进攻碳原子,取代羟基,最终形成卤代烃。
比如乙醇与氢溴酸反应,就能生成溴乙烷和水。
再讲讲醇与羧酸的酯化反应。
羧酸大家应该不陌生,像乙酸(醋酸)就是常见的羧酸。
当醇与羧酸相遇时,在催化剂和加热的条件下,醇中的羟基和羧酸中的羧基会发生反应,脱去一分子水,形成酯。
这是一个很重要的反应,在食品工业、香料制造等领域都有广泛的应用。
比如乙醇和乙酸反应,可以生成乙酸乙酯,这种酯具有特殊的果香气味,常用于调制香精和溶剂。
还有醇的分子间脱水反应。
当两个醇分子在一定条件下相遇时,一个醇分子的羟基和另一个醇分子的氢原子结合脱去一分子水,形成醚。
这个反应在有机合成中也有一定的用处。
醇的取代反应在实际应用中具有重要意义。
比如在药物合成中,通过控制醇的取代反应,可以得到具有特定药效的化合物。
在材料科学领域,利用醇的取代反应可以制备各种功能性的高分子材料。
为了让醇的取代反应更有效地进行,反应条件的控制至关重要。
温度、催化剂的选择、反应物的浓度等因素都会对反应的速率和产物的产率产生影响。
温度的高低会影响反应的速率和选择性。
一般来说,温度升高,反应速率会加快,但有时也可能导致副反应的增加。
催化剂的选择也很关键,不同的催化剂可能会引导反应朝着不同的方向进行,从而得到不同的产物。
第九章醇、酚、醚的结构与性质前言(1) 醇的结构与性质醇分子可以看成是水分子中氢原子被烃基取代的产物或烃分子中氢原子被羟基(﹣OH)取代的产物。
和水分子一样,醇分子中氧原子也是sp3杂化的,sp3杂化的氧原子分别与烃基和氢形成2个σ键,还有两对孤电子对,在两个sp3杂化轨道上,因此醇分子不是直线型,而是角型的,所以醇分子是极性分子。
由于醇中含有羟基,分子间可以形成氢键,因此低级醇的熔点和沸点比分子量相近的碳氢化合物的熔点和沸点高得多。
随着分子量的增加,羟基在醇分子中比例减小,羟基对醇的影响减小,从而使高级醇的物理性质与烷烃近似。
低分子量的醇可以与水形成氢键而互溶。
羟基是醇的官能团,醇的化学性质也是由羟基引起的,主要是羟基的活性;羟基被取代的反应;羟基的氧化反应以及β﹣H的活性等。
(2) 酚的结构与性质酚羟基与芳羟基直接相连,羟基氧原子是sp2杂化的,还有一对孤电子在未杂化的p轨道上,p电子云正好能与苯环的大π键电子云发生侧面重叠,形成p-π共轭效应,其结果p电子云向苯环转移,而羟基氧氢之间的电子云向氧原子转移,使氢容易以离子形式离去,具有部分双键的性质,难以被取代,当氧原子电子云向苯环转移,使苯环电子云密度升高,因此苯环上发生亲电取代反应速度加快。
(3) 醚的结构与性质醚可以看作是水的两个氢原子被烃基取代所得的化合物。
氧原子也是 sp 3 杂化的,因此醚不是直线型结构,而是角形结构,醚是极性分子。
与醇相比,醚分子间不能形成氢键,沸点比同组分醇的沸点低得多,如乙醚沸点是34.6℃ ,而丁醇的沸点为117.8℃ 。
但是醚比分子量相近的烷烃分子的沸点高。
醚分子中的氧可与水形成氢键,所以醚在水中有一定溶解度,乙醚在水中溶解度为 8g/100ml ,对于环状醚,由于成环缘故,氧原子外突,形成氢键的能力较强,因此四氢呋喃, 1,4 ﹣二氧六环与水能混溶。
醚是一类相当不活泼的化合物(环醚除外),醚链对于碱,氧化物,还原剂都是十分稳定。
《醇和酚》酚的醚化反应在有机化学的广阔领域中,酚的醚化反应是一个重要且有趣的研究方向。
这一反应不仅在理论研究中具有重要意义,也在实际的工业生产和实验室合成中有着广泛的应用。
首先,我们来了解一下什么是酚。
酚是一类含有羟基(OH)直接连接在芳香环上的有机化合物。
常见的酚有苯酚、甲酚等。
酚具有一定的酸性,其酸性比醇要强,但比羧酸弱。
那么,什么是醚化反应呢?简单来说,醚化反应就是将醇或酚中的羟基通过化学反应转化为醚键(O)的过程。
对于酚来说,醚化反应可以通过多种方法实现。
一种常见的酚醚化方法是使用卤代烃作为醚化试剂。
在适当的条件下,酚与卤代烃在碱性环境中发生反应。
例如,苯酚与溴乙烷在氢氧化钠存在的条件下,可以生成苯乙醚。
在这个反应中,氢氧化钠起到了吸收反应生成的卤化氢的作用,促进反应向生成醚的方向进行。
另一种常用的方法是使用硫酸二甲酯或硫酸二乙酯等作为醚化试剂。
这些试剂具有较强的甲基化或乙基化能力。
以硫酸二甲酯为例,它可以与酚在碱性条件下反应生成相应的甲基醚。
酚的醚化反应在工业生产中有着重要的应用。
例如,在香料和药物的合成中,通过醚化反应可以对酚进行修饰,改变其物理化学性质,从而获得具有特定香气或药效的化合物。
在实验室合成中,酚的醚化反应也是构建复杂有机分子的重要手段之一。
通过选择合适的醚化试剂和反应条件,可以精确地控制反应的进程和产物的结构。
然而,酚的醚化反应并非一帆风顺,也存在着一些挑战和需要注意的问题。
反应条件的控制至关重要。
例如,反应温度、反应时间、试剂的用量以及反应体系的酸碱度等因素都会对反应的结果产生影响。
如果条件控制不当,可能会导致副反应的发生,降低反应的产率和选择性。
此外,酚的醚化反应的选择性也是一个需要关注的问题。
在一些情况下,可能会同时发生多个反应位点的醚化,导致产物的复杂性增加。
为了提高选择性,常常需要使用特殊的催化剂或者对反应底物进行预处理。
在实际操作中,还需要考虑试剂的毒性和安全性。
第九章醇酚醚醇,酚,醚都是烃的含氧衍生物。
醇和酚是烃的羟基衍生物,而醚通常是有醇或酚制得的。
酚与醇在结构上的区别就在于它所含的羟基直接与芳环相联。
醇分子间能形成氢键,醇也能跟水形成氢键。
醇通常以下法制备:1.烯烃加水。
2.烯烃经羟汞化—脱汞反应。
3.烯烃经硼氢化—氧化反应。
4.Grignard反应。
一级醇:二级醇:三级醇:5.羰基化合物的还原。
6.卤代烷的水解。
醚可以通过一级卤代烷跟醇钠或酚钠的反应来制备(Williamson合成法)。
醇跟氢卤酸发生取代反应(1°ROH,S N2; 2°ROH和3°ROH,S N1)。
在硫酸或其他强酸存在下,醇能发生消除反应,这时醇的反应活性顺序是3°>2° >1°。
当醚跟HBr 或HI 共热时可发生取代反应。
醇可以跟有机酸或无机酸反应生成酯。
一级醇可以被氧化成羧酸(或醛),而二级醇被氧化成酮,三级醇在碱性条件下是抗氧化的。
环氧化物比其他醚更活泼,在酸性和碱性溶液中可以跟亲核试剂发生开环反应。
醇的酸性比水还弱,与醇显著不同,酚是具有相当酸性的化合物,它可以溶于氢氧化钠水溶液而变成它的盐。
酚的最突出的化学性质是它的环对亲电取代反应有极高的反应活性:1.卤代。
白色,可用于酚的鉴别2.硝化。
3.磺化。
4.酰基化反应,Fries重排:5.跟甲醛反应。
习题一、按系统命名法命名下列化合物:5. 醇、酚、醚(1) (2)3-乙基-2-甲氧基己烷 5-甲基-4-己烯-3-醇(3)(4)3-甲基-2-环己烯-1-醇 2-甲基-4-甲氧基苯酚(5) (6)4-烯丙基-2-甲氧基苯酚 6-甲基-3-乙基-5-溴-1-庚醇1. 2.3. 4.5. 6. 1、3-E-3-甲基-3-戊烯-2-醇; 2、R-3-甲基-2-丁醇; 3、(2S ,3S )-3-甲氧基-2-戊醇; 4、2-异丙氧基丁烷; 5、4-甲氧基苯酚; 6、5-溴-1-苯酚OH C CH 3HO 3)2OCH 3CH 3HO H H C 2H 5OOH OCH 3OH Br CH(CH CHCH-OCHCH CH CH 322233)CH CH CH 3233C=CHCHCH OH CH 3OHCH 33OHOCH 223OH OCH CH=CH CH CH CH CH 322233OHCHCHCH CHCH 2CH二、完成下列反应,写出反应的主要产物:1.2.3. 4.5. 6.7. 8.9.10.11.12.13. 14.1、CH 2CH 2CH CH 3=;2、CH 3CHCH 3=C ()2;3、CH 3CH 2CH 3O C ()3; 4、OCH 3CH 2CH 2CH 2OH + NaBr H 2SO 4(CH 3)3CCH 2OH CH 3CH 2Br + NaOC(CH 3)3OH +K 2CrO 7dil.H 2SO 4CH 3CH 2CH 2MgBr +CH 2-CH 2OEt 2OH 2O 3)2OH H 2SO 4CH 2CH 2OHOH SOCl 2[ ]CH 2CH 3O + HI CH=CHCHCH 3OH + CH 3CCH 3OAl[OCH(CH 3)2]3CH 3CH=CHCH 2OH +HBr OH +CH 3COCH 3H 2SO 4CH 3CH=CHCH 2OH + CrO 3(C 5H 5N)2.CH 2Cl 2CH 3( )CH 2Cl ( )( )CH 2CH=CH 2( )2CH5、CH 2CH 2CH 2OH CH 3; 633; 7CH 2CH 2CH 3OHNH 3;82CH 2Cl9、CH2CH 3I ; 10CH 3=OC =CH 、CH 3CH 3OH;11、CH 3Br CH 2CH =CH ; 12、313、CH 3CH =CH CHO ;14、Cl 2CCH、Lindlar 、、H 3+O 2CH 2CH 3OH三、选择正确答案,并说明理由:1. 具有下列结构的醇类化合物,可以稳定存在的是( )。