含硫和含磷有机化合物的类型和命名
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♦有机硫试剂在合成上的应用;♦Wittig 试剂在合成上的应用。
♦含硫和含磷有机化合物的类型和命名;♦含硫有机化合物的制法和性质;♦有机硫试剂在合成上的应用;♦硫、磷叶立德在有机合成中的应用。
♦膦、季钅粦盐的制法和性质;1硫、磷的电子构型②存在3d 空轨道,由于这些d 轨道的存在和参与成键,可形成不同于氧、氮的高价化合物。
O :1s 22s 22p 4①价电子构型和氧、氮相似,可形成相似的化合物,但在性质上存在着明显的差别。
硫、磷电子构型的特点:S :1s 22s 22p 63s 23p 43d 0N :1s 22s 22p 3P :1s 22s 22p 63s 23p 33d2成键特征利用3p 轨道形成π键:硫原子可形成和羰基相似的基团,但都很不稳定,易聚合成只含σ键的化合物。
R C HS R C RS S SS SS+C S+ C Sn原因:硫的3p 轨道比较扩散,与碳的2p 轨道不能有效重叠,所以3p 轨道形成的π键不稳定。
磷原子的3p 轨道更难形成π键。
C O··C S··利用3s 、3p 的sp 3杂化轨道形成σ键:硫和磷都能形成具有四面体结构的化合物,结构与胺相似。
RR ··P RR ··SR ····胺膦硫醚硫:sp 3d 2杂化 利用3d 轨道成键:方式②:利用3d 空轨道来接受外界提供的未成键电子对,形成d-p π键。
方式①:价电子越迁到3d 轨道上,形成由s 、p 、d 的杂化轨道,以σ键形成高价化合物。
SF 6磷:sp 3d 杂化PCl 5、P(C 6H 5)5··+··2p· · 1结构类型(1) 二价硫化合物醇、酚、醚的相似物,基团—SH称为巯基。
SH R S R R SH硫醇硫酚硫醚二硫化物,是过氧化物的相似物。
第十五章含硫和含磷有机化合物第一节硫磷原子的成键特征价电子层构型O 2S22p4 S 3S23P43d0N 2S22P3 p 3S23P33d01. 由于价电子层构型类似,所以硫、磷原子可以形成与氧、氢相类似的共价键化合物。
醇胺硫醇膦2. 由于3P轨道比2P轨道比较扩散,它与碳原子的2P轨道的相互重叠不如2P 轨道之间那样有效,以硫、磷原子难以和碳原子形成稳定的P—Pπ键。
如硫醛和硫酮,除了少数芳香硫酮(二苯硫酮)之外,一般不稳定,易于二聚,三聚或多聚成为只含σ键的化合物3. 硫,磷除了利用3S,3P电子成键外,还可以利用能量上相接近的空3d轨道参与成键。
3d轨道参与成键有两种方式,一种是s电子跃迁到3d轨道上,形成由s. p. d电子组合而成的杂化轨道磷原子 sp3d杂化形成五个共价单键 PCl5硫原子 sp3d2杂化形成六个共价单键 SF6另一种方式是利用它的空3d轨道,接受外界提供的未成键电子对形成d—Pπ键,如:亚砜,砜,磷酸酯都是含有这种d-Pπ键。
4 硫,磷原子常取sp3杂化态,与胺类似具有四方体构型叔胺叔膦硫醚季铵盐季膦盐锍盐氧化叔胺氧化叔膦亚砜第二节含硫有机化合物的主要类型和命名一结构类型硫原子可以形成与氧相似的低价含硫化合物硫醇硫酚硫醚二硫化物亚砜砜次磺酸亚磺酸磺酸[][]硫醛硫酮硫代羧酸硫脲异硫氰酸酯黄原酸酯二命名含硫化合物的命名,只需在相应的含氧衍生物类名前加上“硫”字即可。
如:异丙硫醇 2.2-二氯二乙硫醚-SH作取代基命名时,与其他官能团的命名原则相同。
巯基乙酸亚砜、砜、磺酸及其衍生物的命名,也只需在类名前加上相应的烃基就可以了。
二甲亚砜对甲苯磺酸环丁砜对甲苯磺酰氯对氨基苯磺酰胺第三节有机硫化合物的性质及在有机合成上的应用1 硫醇和硫酚① 制备硫脲法② 反应醇的氧化反应在与羟基相连的碳原子上,硫醇的氧化反应发生在硫原子上.乙磺酸1.3-二噻烷2 硫醚,亚砜和砜① 制备②反应碘化三甲锍98%可控制在生成亚砜阶段。
第十五章含硫、含磷有机化合物教学目的:了解一些常见的含磷有机化合物,熟悉硫醇、硫酚、硫醚,膦酸和膦酸酯类,磷酸酯和硫代磷酸酯类命名规那么,把握硫醇、硫酚、硫醚的物理和化学性质。
教学重点:含硫和含磷有机化合物要紧作为有机合成试剂利用。
教学难点:如何明白得含硫、含磷有机化合物的特性问题。
第一节含硫有机化合物一、结构类型与命名S原子可形成与氧相似的低价含硫化合物。
如:R-SH硫醇R-S-R硫醚C6H5-SH 硫酚—SH官能团,叫做硫氢基或巯(音求)基。
硫醇、硫酚、硫醚等含硫化合物的命名较简单,可在相应的含氧衍生物类名前加上“硫”字即可。
例如:甲硫醇CH3SH 2-丙硫醇(CH3)2CHSH 二甲硫醚CH3SCH32,2‘-二氯二乙硫醚ClCH2CH2SCH2CH2Cl 苯甲硫醚C6H5SCH3若是-SH作为取代基命名时,那么与其他官能团的命名原那么相同。
例如:巯基乙酸HS-CH2-COOH 2-氨基-3-巯基丙酸HS-CH2-CH(NH2)-COOH 亚砜、砜、磺酸及其衍生物的命名,也只需在类名前加上相应的烃基名称就能够够。
例如:CH 3-S-CH 3O S O O S OOOH CH 3S OOCl CH 3S OO H 2NNH 2二甲亚砜二苯砜甲磺酸对甲苯磺酸对甲苯磺酰氯对氨基苯磺酰胺S O O CH 3OH二、硫醇、硫酚1. 物理性质和制法 沸点低于相应的含氧化合物,因其极性:S<O; 水溶性较小, 有毒, 奇臭非常。
硫醇硫脲 异硫脲盐 硫酚2. 化学性质1) 酸性强于相应的醇、酚硫醇、硫酚的酸性增强,可说明如下:a. 可从S 、O 原子的价电子处于不同的能级来讲明。
3p-1s, 2p-1s 。
b. 也可从S 原子体积大,电荷密度小,拉质子能力差来讲明。
c. 还可从键能说明:O-H , KJ/mol ;S-H , KJ/mol。
2) 氧化反映与醇不同,硫醇的氧化发生在S 原子上,而醇那么发生在α-H 上。
第十五章含硫、含磷有机化合物教学目的:了解一些常见的含磷有机化合物,熟悉硫醇、硫酚、硫醚,膦酸和膦酸酯类,磷酸酯和硫代磷酸酯类命名规则,掌握硫醇、硫酚、硫醚的物理和化学性质。
教学重点:含硫和含磷有机化合物主要作为有机合成试剂使用。
教学难点:如何理解含硫、含磷有机化合物的特性问题。
第一节含硫有机化合物一、结构类型与命名S 原子可形成与氧相似的低价含硫化合物。
如:R-SH 硫醇R-S-R 硫醚C6H5-SH 硫酚—SH 官能团,叫做硫氢基或巯(音求)基。
硫醇、硫酚、硫醚等含硫化合物的命名较简单,可在相应的含氧衍生物类名前加上“硫”字即可。
例如:甲硫醇CH3SH 2- 丙硫醇(CH 3)2 CHSH 二甲硫醚CH3SCH32,2‘-二氯二乙硫醚ClCH2CH2SCH2CH2Cl 苯甲硫醚C6H5SCH3如果-SH 作为取代基命名时,则与其他官能团的命名原则相同。
例如:巯基乙酸HS-CH 2-COOH 2- 氨基-3- 巯基丙酸HS-CH 2-CH(NH 2)-COOH亚砜、砜、磺酸及其衍生物的命名,也只需在类名前加上相应的烃基名称就-可编辑修改-、硫醇、硫酚1.物理性质和制法沸点低于相应的含氧化合物,因其极性:SvO;水溶性较小,有毒,奇臭无比。
异硫脲盐RCH =CH 2+ H 2S 紫外光 A - RCH 2CH 2SHR-OH + H 2S T0O c R-SH + H 2O硫酚1「S °2Cl + 6Zn +5H 2SO 4十「SH +ZnCl 2+5ZnSO 4 +4H 2O[「N 2Cl + Na 2S2f 「I S 「S .•卅『「SH2.化学性质1)酸性强于相应的醇、酚C 2H 5SH +NaOH f C 2H 5SNa + H 2O可以。
例如:O IICH 3-S-CH 3 二甲亚砜Oso\7OsoOsoOso对甲本磺酸对甲苯磺酰氯 对氨基苯磺酰胺硫醇RX + NaSH 乙醇” R-SH + NaXRX+ SJ H2NH 2乙醇-R-S-cl NHHX NH 2P R-SH硫脲 \73H cO CH 3—S —OH2H硫醇、硫酚的酸性增强,可解释如下:a. 可从S、O原子的价电子处于不同的能级来解释。
Compounds containing sulfur and phosphorus
含硫和含磷有机化合物的类型和命名; 含硫有机化合物的制法和性质; 有机硫试剂在合成上的应用; 膦、季钅 粦盐的制法和性质; 硫、磷叶立德在有机合成中的应用。
有机硫试剂在合成上的应用; Wittig试剂在合成上的应用。
§15-1 电子结构和成键特征
1 硫、磷的电子构型 O:1s22s22p4 N:1s22s22p3 相似:
ROH SH RSH
S:1s22s22p63s23p43d0 P:1s22s22p63s23p33d0
价电子层的结构相似,可形成结构相似的化合物
OH R O R' R R O C S C H(R') H(R') O R C OH S R C OH
R S R'
醇
酚
醚
醛酮
酸
RNH2
伯胺
R2NH
仲胺
R3N
叔胺
R4NX
季铵盐
RPH2
伯膦
R2PH
仲膦
R3P
叔膦
R4PX
季鏻盐
差异: P比N 、S比O ① 多一层电子,原子半径大 电负性较小 核对外层电子束缚力小 极化变形性(亲核性)大 2P 3P 轨道大小不匹配,侧面交叠小。
C C S P
不稳定 不存在
聚合
C S
S C
C S
② 除3s,3p轨道上的价电子可参与成键外, 能量相近的3d空轨道也可参与成键 P : sp3d杂化-5个单键(PCl5) S: sp3d2杂化-6个单键(SF6)
O R S R' R O S O R' R O S OH R O S O O (O H ) 2 (R O ) 3 P = O R P (O R ') 2 OH
→ 高氧化态化合物
O R P
§15-2 含硫有机化合物
1 结构类型
(1) 二价硫化合物 v醇、酚、醚的相似物,巯基:—SH
R SH
硫醇 硫酚
SH
R
S
硫醚
R
v二硫化物,过氧化物的相似物。
R
S
S
R
v 含C = S键的化合物,硫醛、硫酮极不稳定。
S H2N C
硫脲
S
NH2
S H R C
硫酮
R
C
硫醛
R
v羧酸的相似物。
O R C SH
S R C OH
硫代羧酸
(2) 高价硫化合物 v亚砜和砜
O R S R
亚砜
O R S O R
砜
v亚磺酸和磺酸
O S OH 亚磺酸 O R
O S O OH
磺酸
R
v磺酸衍生物
O R S O
磺酰氯
O
Cl
R
S O
NH2
R
S O
OR'
磺酰胺
磺酸酯
2 命名
v硫醇、硫酚、硫醚,在相应的醇、酚、醚前加“硫”字。
(CH3)2CHSH
2-丙硫醇 2-propanethiol
CH3
S
CH(CH3)2
甲基异丙基硫醚 methyl isopropyl sulfide 间甲基苯硫酚
SH CH3
3-methylthiophenol
v较复杂或有其他官能团时,巯基—SH作取代基
HSCH2CHCOOH NH2
2-氨基-3-巯基丙酸(半胱氨酸) mercaptoalanine
v亚砜、砜、磺酸及其衍生物,在相应类名前加烃基名
O CH3 S CH3
O S O
二苯砜 diphenyl sulfone
二甲亚砜 dimethyl sulfoxide(DMSO)
CH3
SO3H
对甲苯磺酸
CH3
SO2Cl
对甲苯磺酰氯 p-methylbenzenesulfony chloride
p-methylbenzenesulfonic acid
3 硫醇和硫酚
(1) 结构和制法 v硫醇和硫酚,硫原子sp3杂化。
· ·
· ·
R H
S
· ·
Ar H
S
· ·
硫醇
硫酚
甲硫醇
亲核加成:和醛或酮反应生成硫代缩醛或缩酮。
硫代缩醛或硫代缩酮在
它们的反应方式和羧酸衍生物相似。
磺酰氧基又是一个很好的离去基团,容易被各种亲核
苯基亚膦酰氯在碱性溶液中水解,可得苯基亚膦酸。
氧化过程:由磷原子上的未成键电子对与氧原子形成
原因:
这可由下列事实证明:三苯膦易与溴甲烷反应,生成溴
季钅
通过季钅
注意:
反应过程:
Wittig
在
合成有机磷农药的原料,主要是五硫化二磷、三氯化磷、
乐果的合成:。