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有机化学：第10章 醚和环氧化合物

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第十章 醚和环氧化合物

第十章 醚和环氧化合物
-
H CH3 HO
OCH 3 H H
不对称的取代环氧乙烷，在碱性条件下，是按SN2机制进 行的。亲核试剂主要进攻含取代基较少（空间位阻小）的碳 原子。立体化学：反式开环。
H2O, H + CH3OH, H + OH
HO CH2 CH2 OH CH3O CH2 CH2 OH O CH2 CH2 OH
OH
200 C
o



14
OH

CH2CH=CH2

200oC
14
CH2CH=CH2

克莱森重排机理(P373)
• Claisen 重排是个协同反应，中间经过一个环状 过渡态，所以芳环上取代基的电子效应对重排无 影响。
• 邻位已被取代基占据，无法发生互变异构，接着 又发生一次[3,3]σ迁移到对位，然后经互变异构 得到对位烯丙基酚。
• (CH3)2COCH3 + O2
优先形成稳 定的自由基。
(CH3)2COCH3 OO •
(CH3)2COCH3 + (CH3)2CHOCH3 OO • • (CH3)2COCH3 + (CH3)2COCH3 OOH
关键中间体
第七节 冠醚 含有多个氧的大环醚
15 16 17 14 18 O 13 O1 2 O 12 11 O 10 9 O 8 7 6 O4 3 5
应用实例：
• Claisen 重排具有普遍性，在醚类化合物中，如 果存在烯丙氧基与碳碳双键相连的结构，就有可 能发生Claisen 重排。
四 自动氧化（过氧化物的生成）
1 定义：
化学物质和空气中的氧在常温下温和地进行氧化， 而不发生燃烧和爆炸，这种反应称为自动氧化。

第十章醚和环氧化合物

第十章醚和环氧化合物
例1：
H 2O CH2 CH2 + C2H5OH O HBr
H+
CH2 OH
CH2 +OH 2
+
-H +
HOCH2CH2OH
乙二醇
CH2 CH2 -H+ OH HOC2H5 HOCH2CH2Br
2- 溴乙醇


HOCH2CH2OC2H5
乙二醇单乙醚
例2：
CH2 CH2 + H2O O




OH -
HOCH2CH2OH
乙二醇
OH -
O
HOCH2CH2OCH2CH2OH
二乙二醇 O O O O O O
n
O
OH -
HOCH2CH2O(CH2CH2O)n CH2CH2OH
聚乙二醇
O
例3：
CH2 CH2 + NH3 O O
OH OH -


HOCH2CH2NH2
乙醇胺

O
OH -
HOCH2CH2NHCH2CH2OH
分离与提纯醚
10.4.2 酸催化碳–氧键断裂
醚在HI或HBr的作用下，C–O键断裂， 生成醇与卤代烷等：
H CH3CH2CH2OCH3 + HI CH3CH2CH2O CH3
首先生成 盐
CH3CH2CH2O
–
CH3 I H
CH3I + CH3CH2CH2OH
I 与 盐发生SN2反应
•醚键的断裂——醚和浓酸（常用HI）共热
反应具有SN1 的性质
O H (CH3)2C
CH2OH
反式开环
OCH3
10.4.3 碱催化碳–氧键断裂

醚和环氧化合物

醚和环氧化合物

第7章 醚和环氧化合物本章重点介绍醚和环氧化合物的结构和化学性质；醚键断裂的机制；环氧乙烷开环反应的机制；取代环氧化合物在酸和碱催化下的开环取向；以及醚在医药学上的应用。

醚(ether)是含氧的有机物，可以看成是醇或酚分子中羟基的氢原子被烃基取代而成的化合物，醚的化学性质不活泼，是常用的有机溶剂。

环氧化合物（epoxide ）是指含有三元环的醚及其衍生物。

它属于环醚，但性质与一般的醚不同，高度活泼，是合成反应重要的中间体。

学完本章后，你应该能够回答以下问题： 1． 醚的结构如何？它怎样分类和命名？ 2． 醚键断裂有何规律？反应机制是什么？ 3． 环氧化合物特指哪一类环醚？它如何命名？ 4． 环氧乙烷开环反应的机制是什么？5． 取代环氧化合物在酸性和碱性条件下的开环取向是否一样？为什么？ 6． 冠醚是什么样的化合物？有哪些重要用途？7．1 醚的结构、分类和命名温习提示：醇的结构，醇分子间脱水反应。

醚的结构通式为R-O-R 、Ar-O-R 或Ar-O-Ar ，分子中的C-O-C 键称为醚键，是醚的官能团。

甲醚分子中C-O-C 键角为111.7°，氧原子为sp 3不等性杂化，两对孤对电子位于sp 3杂化轨道。

H 3C3图7-1 甲醚的结构按醚键所连接的烃基不同，醚可以是饱和醚、不饱和醚和芳香醚等： 饱和醚： CH 3OCH 3 CH 3CH 2OCH 2CH 3 CH 3OCH 2CH 3 不饱和醚： CH 3CH 2OCH=CH 2 芳醚：两个烃基相同的为单醚，两个烃基不同的为混醚。

如果氧原子与烃基连成环则为环醚。

分子中含有多个氧原子的大环醚，因为结构象皇冠而被称为冠醚。

单醚命名时，如果是两个饱和烃基，在烃基名称后面加上醚字，通常“二”字可省略；CH 33如果是不饱和烃基或芳烃基，“二”字不可省略。

英文名称醚为ether ，例如：CH 3CH 2-O-CH 2CH 3 CH 2=CH-O-CH=CH 2（二）乙醚 二乙烯基醚 二苯醚diethyl ether diethenyl ether diphenyl ether混醚命名时，分别写出两个烃基的名称，加上醚字，如果是两个脂肪烃基，较优基因放在后面；如果有芳烃基，则芳烃基放在前面，英文命名醚中烃基按第一个字母顺序排列。

第10章 醚和环氧习题参考答案

第10章 醚和环氧习题参考答案

第十章 醚和环氧化合物习题(P287)参考答案1、完成下列反应式：(1) CH 3I + NaOCH 2CH 2CH 3CH 3OCH 2CH 2CH 3(2)CH 3CH 2CH 2Cl + CH 3CH CH 2CH 3ONaCH 3CH 2CH 2O CH CH 2CH 3CH 3(3) CH 3C CH 3CH 3Cl + NaOCH 2CH 2CH3CH 2C CH 3CH 3(4)CH 3CH 2CHCH 2BrOH OCH 3CH 2(5)BrONH 3+BrCH 3OHCH 2NH 2 (6)OCH 2CH=CHCH 3OHCH CH 3CH CH 2(7)CH 3C=CH CH 3 + H 2OOC 2H 5CH 3C OCH 2CH 3+CH 3CH 2OH ∆2、下列各醚与氢碘酸反应，生成什么产物？(1) CH 3I+CH3CH 2CH 2CH 2OHHI ( 1 mol)CH 3OCH 2CH 2CH 2CH 3(2) CH 3CHCH 2CH 2CH 3OCH 3CH 3I + CH 3CHCH 2CH 2CH 3I(3)CH 3O CH CH CH 2CH 3CH3CH CH CH 2CH 3CH 3I+CH 3I3、1,2-环氧丙烷分别与下列试剂反应，各生成什么产物？序号试剂反应产物(1) CH3OH，H+CH3CH CH2OHOCH3(2) CH3OH，CH3ONaCH3CH CH2OCH3OH(3) HBr HOCH2CHCH3Br(4) ①C2H5MgBr；②H+，H2O CH3CHCH2CH2CH3 OH(5) ①CH CNa；②H+，H2O CH3CHCH2COHCH4、乙二醇及其甲醚的沸点随相对分子质量的增加而降低，请解释之。

化合物(1) HOCH2CH2OH(2) HOCH2CH2OCH3(3) CH3OCH2CH2OCH3沸点/℃197 125 84解释两个羟基形成分子间氢键一个羟基形成分子间氢键无羟基，不能形成分子间氢键分子间氢键作用减弱，分子间力减弱，沸点降低5、在3,5-二氧杂环己醇OOOH的稳定椅式构象中，羟基处在a键的位置。

有机化学醚

有机化学醚

3oROH不能制得醚，而只能得到烯烃。
二、 Williamson 合成法（混醚）
RONa ArONa
+ +
R'X RX
SN2
ROR' Ar-O-R
+ +
NaX NaX
12
SN2
例：
CH3CH2CH2CH2O—Na + I—CH2CH3 CH3CH2CH2CH2OC2H5 71%
(CH3)2CHO—Na + Cl—CH2-C6H5
(CH3)2CH—O—CH2-C6H5 84%
(CH3)2SO4 ONa +
或
O—CH3
CH3—I
13
由于该反应是SN2反应，为尽量减少E2消除，卤代 烷部分尽可能避免采用仲卤代烷和叔卤代烷。例：
CH3 CH3—C—ONa + BrCH2CH3 SN2 CH3 CH3 CH3—C—O—C2H5 CH3
R R O + BF3
气态 bp:-1010C
R O + RMgX R X
R R O BF3
溶液
R R O Mg O R
R 2 R
如：格氏试剂在金属镁的表面生成，与醚形成络合物 后脱离金属镁的表面进入溶液，使得格氏试剂的制备 得以进行。
16
二、醚键断裂的反应
醚与浓的HCl、HBr、HI作用，醚键可发生断裂。 HX的反应活性：HI > HBr > HCl 醚键断裂的顺序：30烷基＞20烷基＞10烷基＞芳烃基 1、 若两个是10烷基则发生SN2，小烃基生成碘代烷， 大烃基生成醇。若氢碘酸过量则均生成碘代烷。
OCH2CH3
间乙氧基苯酚
4

《有机化学》(王积涛第二版_下册)学习笔记

《有机化学》(王积涛第二版_下册)学习笔记

+ CO 2
可见其酸性是大于水而小于碳酸的。 苯环上有吸电子基团时增强苯酚的酸性；间氯苯酚酸性大于对氯苯 酚，邻氯苯酚酸性较强，但是如果邻位有较大基团时影响溶剂化的作 用而使酸性减弱。
42
有机化学笔记
2Hale Waihona Puke 3、与 FeCl3 的显色反应 （具有烯醇式结构的都能发生显色反应） 。 醚的生成
由于酚氧键不易断裂，不能像醇那样发生分子间的脱水而成醚，但是 酚氧负离子可以作为亲核试剂与卤代烷反应，类似于醇解反应生成 醚。又由于苯酚是弱酸，即酚氧负离子为强碱，易于与卤代烷发生消 除反应，所以卤代烷只能是伯卤。
2-甲氧基戊烷
混合醚的命名将较小的烃或苯基写在前面。 多元醚首先写出多元醇的名称，在写出另一个部分烃基的名称。 CH3OCH2CH2OCH3 乙二醇二甲醚 CH3CH2OCH2CH2OH 乙二醇乙醚
醚无活泼氢，分子间不能形成氢键但能与水形成氢键。 醚的化学性质 醚是稳定的化合物，对碱、稀酸、金属钠、催化氢化、还原剂、氧化 剂等不反应。 1、 钅羊盐及络合物的形成 醚上有未公用电子对，是 Lewis 碱，与强酸作用形成钅羊盐，与 Lewis 酸作用络合
CH 3CH2OC H2 CH3 +
浓H 2SO 4
R BF3 R O
C H 3C H2OCH 2CH3 H BF3
+
HSO4
R
O
R
+
2、 醚键的断裂
46
有机化学笔记
与 HX 同热，醚键断裂。
R O R + HX R H O -X R Δ ROH + RX
醚键断裂的方向：
伯大 芳
O O
伯小 脂
伯

徐寿昌《有机化学》 课件 第十章 醇、醚

徐寿昌《有机化学》 课件 第十章 醇、醚

R CH CH R' OH OH
+
Pb(OAc)4
RCHO
+
R'CHO
+ Pb(OAc)2 +
HOAc
这个反应常定量完成，因此可用于乙二醇的定量测定，并可根 据氧化产物推断原醇的结构。 7、邻二醇的重排反应—频哪醇重排
CH3 CH 3 H3C C C CH3
H2SO4 (HCI)
△
CH3 H3C C O C CH3 CH3
M= b.p=
74 117.2
OH OH
频哪醇
频哪酮
CH3 CH3 H3C C C CH3
H2SO4
CH3 CH3 H3C C C CH3
+
OH OH CH3 CH 3 H3C C OH C
OH OH2
CH3 H3C C C CH3
-H
+
CH3 H3C C O C CH3 CH3
+CH3O Nhomakorabea CH3
第二节 醚（ethers）
325℃
5、与酸反应——酯化
醇可与有机酸、无机酸作用生成酯。
O H3C C OH + H
O
O CH2
H+ CH3
△
CH3 C O CH2 CH3
发生酯化反应时，羧酸的C – O键断裂，醇的O – H键断 裂。 CH3 – OH + H2SO4 (CH3)2SO4(硫酸二甲酯)
硫酸二甲酯剧毒，对皮肤的阀限值1ppm，空气中最 高限量5mg/m3。
CH3CH2Cl + H2O
通常用无水氯化锌与浓盐酸按1:1的比例配成溶液与醇反 应， 代替不易操作的氯化氢气体，这样的溶液称为卢卡斯 （Lucas）试剂。结构不同的醇与卢卡斯试剂反应的活性顺序 为：

有机化学第10章 醇、酚、醚

有机化学第10章 醇、酚、醚
1.醇的分类
①醇可依分子中所含羟基数目分为一元醇、二元醇及三元醇等，二
元及二元以上的醇称为多元醇。例如：
CH3CH2OH CH2CH2 OH OH
乙醇（一元醇） 乙二醇（二元醇）
CH2CH CH2 OH OH OH
丙三醇（三元醇）
3
②醇也可依分子中烃基的不同而分为脂肪醇（包括饱和醇及不饱和 醇）、脂环醇和芳香醇。 例如：
C(CH3)2或 C(CH3)3
23
在醇的核磁共振谱图中，羟基质子(O—H)由于受
分子间氢键的影响，其化学位移(δ)出现在1～5.5范围 内，在核磁共振谱中产生一个单峰。由于氧的电负性 较大，羟基所连碳原子上的质子的化学位移一般在 3.4～4.0。
24
10.1.4 醇的化学性质
羟基是醇的官能团，作为反应中心羟基决定了醇的化学性质。
2，3-二甲基-3-戊醇
12
不饱和醇的命名，除应选择同时连有羟基和不饱和键的最长碳 链作为主链外，其它原则与饱和醇相同。
CH3CH2CH2CHCH2CH2CH2OH CH CH2
5 6
4
3
2
1
4-丙基-5-己烯-1-醇
CH CHCH3 CH3CH2CHCHCH2CHCH3 CH3 OH
4-甲基-5-乙基-6-辛烯-2-醇
32
醇和氢卤酸反应的速率与醇的结构的关系： 醇的活性顺序是：烯丙型醇、苄基型醇>叔醇>仲醇>伯醇。 例如：
33
利用不同醇与盐酸反应速率的不同，可以区分伯、仲、叔醇。无
水氯化锌与浓盐酸配制的溶液，叫做Lucas试剂。因为水溶性较好的
醇与Lucas试剂反应后，生成与水不互溶的氯代烃，形成乳状的混浊 溶液或分层，所以可利用Lucas试剂鉴别低碳(C6以下)一元伯、仲、叔 醇(C6以上的一元醇水溶性较差，难于用Lucas试剂鉴别)。例如：

第10章 醚

第10章 醚
第十章 醚
1
醚
一、结构和命名
通式为R—O—R, R—O—R 两个烃基相同时称为简单醚, 不相同时称为混合醚。 烃基可以是芳香烃基，也可以是脂肪烃基， 两个烃基可以彼此相连形成环醚。 醚的命名，常用衍生物命名法：
一般的醚的名称以与氧相连的烃基名称加上“醚” 字, 这不是系统名称；
CH3CH2OCH2CH3 乙醚
H+
C4H9–O–C4H9 正丁醚 R–O–R′ + NaX CH3 CH3–C–O–CH2CH3 CH3
（2）威廉姆森合成制备混醚 混醚 (注意原料的选择)
CH3 CH3CH2–X + CH3–C–ONa CH3
原因：叔卤代烷, 碱性条件下, 易发生消除反应 CH3 CH3 CH3CH2–ONa + CH3–C–X CH3–C=CH2 CH3
CH3OCH2CH3
甲乙醚
2
CH2CH2OCH2CH2 Cl Cl
二(2 (2-氯乙基)醚
烃基结构复杂的醚使用系统命名，将烷氧基 作为取代基命名。
CH3CHCH2CHCH3 OCH3 CH3
CH2 CH2 O O CH2CH3 CH3
2-甲基-4-甲氧基戊烷
CH3CH CH2
1-甲氧基-2-乙氧基乙烷
-H2O
CH3–I + C5H11I
C5H11OH + AgI↓ C–C–C–COOH ＝CH2
7
一芳基醚生成酚和卤代烷，二芳基醚则不易断裂。
O CH3
HI
OH
+ CH3I
–O–
+ HI
×
醚键上连有易生成碳正离子的烷基, 按SN1历程进行了解
(CH3)3C O H

有机化学-第十章 醚与环氧化合物-文档资料

有机化学-第十章 醚与环氧化合物-文档资料
Oxonium salt
17
10.5.2 酸催化醚键断裂
例如： (1) 对称醚键的断裂: 两侧醚键断裂均等
18
(2) 甲基伯烷基醚：醚键断裂在甲基一侧
(3) 叔烷基醚：醚键断裂在叔丁基一侧
(4) 芳基醚：醚键断裂在烷基一侧
19
醚键开裂机理
甲基伯烷基醚：SN2机理(主要考虑位阻影响为主)
叔烷基醚：SN1机理(主要考虑碳正离子稳定性)
11
(3) 立体专一性反应——邻基参与作用
12
10.3.3 不饱和烃与醇的反应
该反应是可逆反应,可利用异丁烯与醇反应生成的叔 丁基醚保护醇羟基。
13
10.4 醚的物理性质和波谱性质
IR:
C–O
Байду номын сангаас
1200 ~ 1050cm-1
14
10.4 醚的物理性质和波谱性质
δ 3.4 ~ 4.0
1H
NMR:
20
两类较易水解的醚类化合物
• 叔丁基醚
用于醇的保护和脱保护
• 烯基醚
21
烯基醚的水解机理
22
10.5.3 环氧化合物的开环反应
稀酸介质 HX溶液
23
反应机理
不对称环氧化物的酸性下开环
反应取向：在取代基多的一端开环，具有SN1性质。
立体化学： 反式开环。
酸的醇溶液
碱性条件下的环氧化物开环
2
。
10.1 醚和环氧化合物的分类
单醚:
乙醚 甲基叔丁醚
醚
混醚: 环醚：
四氢呋喃(THF)
1,4-二氧六环
环氧化合物：
环氧乙烷
3
10.1 醚和环氧化合物的命名 1. 单醚： “二”＋“烃基 ＋ 醚”

高四10章__醚和环氧

高四10章__醚和环氧

10.3 醚和环氧化合物的制法 醚和环氧化合物的制法
工业合成
10.3 醚和环氧化合物的制法 10. 10.3.1 醚和环氧化合物的工业合成
乙醚是重要的有机溶剂，在工业上， 乙醚是重要的有机溶剂，在工业上，可用醇脱水的方法制取： 浓H2SO4
2CH3CH2OH
∆
CH3CH2
O CH2CH3
环氧乙烷是重要的有机化工原料，是制备非离子表面活性剂的重要 原料。工业上，可由乙烯催化氧化制取环氧乙烷：
(1) 醇钠与卤烷的SN2反应 醇钠与卤烷的S
RONa + R'X R-O-R' + NaX
CH3 CH3CH2Br + CH3 C ONa CH3 CH3CH2 CH3 O C CH3 CH3 乙基叔丁基醚
例：
O Na
+ Br CH2CH3
OCH2CH3
注意：不能用叔卤烷做原料! 注意：不能用叔卤烷做原料!
CH3 O CH3 R=R' CH3 O 环醚 氧原子与二价 烃基两端相连 CH3 O CH2CH3 混(合)醚 R=R' CH CH CH3
单(纯)醚
O 环氧化合物 三元的环醚
10.1 10.1 醚和环氧化合物的命名
醚和环氧化合物的命名 醚和环氧化合物的命名
① 习惯命名法：（常用，适用于简单醚）
Ag 1 CH2=CH2 + O2 o 2 300 C , 1~2Mpa
CH2 O
CH2
该方法只适用于从乙烯制取环氧乙烷。
10.3 醚和环氧化合物的制法
Williamson 合成法
10.3.2 Williamson 合成法
此法特别适用于合成混合醚，也可用于制备单纯醚。 此法特别适用于合成混合醚，也可用于制备单纯醚。

大学有机化学醚和环氧化合物PPT课件

大学有机化学醚和环氧化合物PPT课件
大学有机化学醚和环氧化 合物ppt课件
• 有机化学醚的介绍 • 环氧化合物的介绍 • 醚和环氧化合物的比较 • 有机化学醚和环氧化合物的实际应用 • 有机化学醚和环氧化合物的未来发展
01
有机化学醚的介绍
醚的定义和结构
醚的定义
醚是一类由醇或酚与卤素或硫酸反 应生成的化合物，其结构通式为RO-R'，其中R和R'为烃基。
醚和环氧化合物的应用比较
醚的应用
醚在工业上主要用于溶剂、麻醉剂、农药等。
环氧化合物的应用
环氧化合物主要用于合成树脂、聚合物、涂料等高分子材料。
应用比较
醚和环氧化合物的应用领域不同，醚主要用于化学试剂、农药等； 而环氧化合物主要用于高分子材料合成。
04
有机化学醚和环氧化合物的实际应用
醚在医药领域的应用
THANKS
感谢观看
一些醚类化合物具有杀虫、杀 菌或除草活性，可以直接用作 农药，如杀螨醚、苯氧威等。
醚类化合物还可以作为农药的 增效剂，与其他农药混合使用， 以提高防治效果并减少农药的 使用量。
环氧化合物在材料科学领域的应用
环氧化合物可以通过聚合反应制备高 分子材料，如环氧树脂、环氧橡胶等， 这些材料具有优异的力学性能、电绝 缘性能和耐腐蚀性能。
醚和环氧化合物的性质比较
醚的性质
醚是较为稳定的化合物，对酸、 碱都有较好的稳定性。醚的沸点 较低，容易挥发。
环氧化合物的性质
环氧化合物对酸、碱都敏感，容 易发生开环反应。环氧化合物的 沸点较高，不易挥发。
性质比较
醚和环氧化合物的性质差异较大， 醚较为稳定，沸点低；而环氧化 合物对酸、碱敏感，沸点较高。
详细描述
环氧化合物具有多种化学性质，包括亲核性、亲电性、开环反应等。在一定条件下，环氧化合物可以 与多种试剂发生反应，如醇、酚、胺等。其中，开环反应是环氧化合物最重要的反应类型之一，可以 通过与氢离子、金属离子等反应打开环氧环。

第10章醚和环氧化物

第10章醚和环氧化物
OCH3
2–甲氧基戊烷 (2-methoxypentane)
CH3CH2O
CH3
1–乙氧基–4–甲苯 (1-ethoxy-4-methylbenzene)
CH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3
β , β′ –二甲氧基乙醚 二甘醇二甲醚 (diglyme)
OCH3
CH=CH CH3 对甲氧基丙烯基苯
结构特点分析
a碳有亲电性， 但难亲核取代
醚在中性、碱性和弱酸性 条件下稳定，常用作溶剂
a碳有亲电性，可 亲核取代

H+
R' C O R
H
C上连有氧， H易被氧化
氧有碱性， 可与酸结合
H R' C O R
H
较好的 离去基
1、 盐的生成
R O R' 一种Lewis碱 pKb≈ 17.5
与强酸作用生成 盐：
O
(CH2)n
X
CH2 X
(CH2)n+1O
反应速率与环的大小 相关：
≥
＞
＞≥
＞
O
O
O
O
O
O
反应速率依次减小
影响反应的因素： • X与–OH的距离愈小，愈易反应； • 环张力愈小，愈易反应。
4）立体专一性反应——邻基参与作用
分子内的Williamson反应 SN2反应机理
Br
Br
H3C H H3C H
H2O
H+
HO
烯与过氧化物氧化形成环氧物:
RCOOOH
O
CC
常用的过氧化物有H2O2,过氧乙酸，间 （氯）过氧苯甲酸，过氧三氟乙酸。
乙烯基醚的合成
在碱的催化下，醇与炔烃发生亲核加成反应， 生成烯基醚：

有机化学(高鸿宾第四版)第十章醚和环氧化合物

有机化学(高鸿宾第四版)第十章醚和环氧化合物
AgI 沉淀
根据生成碘化银的量，计算出甲氧基含量。此反 应用于天然的复杂有机化合物分子中甲氧基的测定。
当混醚中的一个烃基是芳基时，由于p、π-共轭效应的影响， 芳环与氧原子相连的键比较牢固，与氢碘酸反应时，发生烷氧 键(R-O)断裂，生成碘代烷和酚。
O C H 25H + I S N 2
O H C + H C 3 H 2 I
C H 3 O C H 3
甲醚
O
二苯醚
H 2 C H C O C H C H 2
二乙烯基醚
(2) 混醚：“烃基”＋“烃基”＋ “醚”，较
优基团
置后，但芳基置前:
C H 3O C 2H 5
O C H 3
甲乙醚
苯甲醚
methyl ethyl ether （茴香醚）
(3)对于结构复杂的醚： 较大的烃基作为母体，烃氧基作为取代基 。
① 乙 醚
M g B r+H 2 C O C HC H 3② H 3 O +
C H 2 C HC H 3 O H
(60%)
例：
C H 2 = C H 2 C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 O H
CH3CH2-MgCl +
O
-Mg(OH)Cl H2O
C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 O M g C l
但可以和水分子形成氢键， 小分子醚有一定水溶性。
易燃易爆 使用小分子醚时，应避免明火。
乙醚，它遇到火星就有发生燃烧爆炸的危险。其蒸气能 从远处将明火引来起火。
醚长期放置受热或碰撞可发生爆炸。
三、醚的化学性质
｛稳定，不和除酸之外的试剂反应。
在空气中会慢慢氧化成过氧化物。

理工类专业有机化学教案10醚和环氧化合物

理工类专业有机化学教案10醚和环氧化合物

第十章醚和环氧化合物授课对象：应用化学、化工分析、化学工程、制药工程、药学学时安排：2-4h教材：普通高等教育“十五”国家级规划教材《有机化学》第四版高鸿宾主编2005年5月一、教学目的与要求1、掌握醚和环氧化合物的命名、结构；2、掌握醚和环氧化合物的化学性质：质子化成盐、环氧乙烷与Grignard试剂的反应、Claisen重排、过氧化物的生成；3、熟悉醚的波谱性质；4、熟悉环氧化合物的结构和命名，三元环氧化物的开环（酸催化和碱催化）加成反应；5、熟悉醚和环氧化合物的制备方法（Williamson制醚的方法）；6、了解环氧化物的开环机理；冠醚的结构与应用。

二、教学重点1、醚的中、英文命名法；2、醚的化学性质：质子化成盐、环氧乙烷与Grignard试剂的反应、Claisen 重排、过氧化物的生成；3、三元环氧化物的开环（酸催化和碱催化）加成反应；4、醚的结构和命名；5、醚与HX作用；6、三元环氧化物的开环（酸催化和碱催化）加成反应。

三、教学难点1、Claisen重排的机理；2、环氧化物的开环反应机理。

四、教学方法讲授法。

酸催化和碱催化下三元环氧化物的开环加成反应是本章的难点，又是重点，通过多做练习题加以巩固。

五、教具电脑、幻灯投影仪、powerpoint课件、红外线指示笔。

六、教学步骤及时间分配1、引导学生回顾醚和环氧化合物的通式、来源或制备方法；2、已经学过了的醚有哪些主要的性质？4、从生活中的实例引入醚类化合物的重要性，引入本章内容。

一、醚的结构、分类和命名1、醚的结构和分类给出脂肪醚和芳香醚的通式，认识醚键。

以甲醚为例，分析键角和中心氧原子的杂化状态。

两大类：直链醚（单醚和混醚、脂肪醚和芳香醚）、环醚分别举例说明（由powerpoint课件给出结构式）2、命名（1）单醚以烃基的名称命名，如（二）甲（基）醚、二乙烯基醚、（二）苯（基）醚。

由上面分类的例子，让学生来命名。

（2）混醚两个烃基的表达按先小后大的次序，如：甲乙醚、甲（基）烯丙（基）醚。

有机化学醚

有机化学醚

O (1)位阻较大
－
Nu
CH3CH CH2
O （2）
N u－:RO－、PhO－、RMgX
OH CH3CH
CH2 H2O Nu
反应特点：碱作为Nu-从氧环背后进攻，断键与成键同时进行， 为SN2反应。对于不对称环氧化合物，试剂选择进攻取代基较 少（即位阻较小）的环碳原子。
H 3C H 5C 2
( 主)
C CH 2 + -OCH3
O
CH3OH
H 3C H 5C 2
C CH 2OCH 3 OH
*立体化学：若被亲核试剂进攻的碳原子为手性碳原子，则构型 转化。
CH3
eg. H
R
R
O
H3C H
NH3.H2O
H3C H
OH H2N
SH
CH3
O
C2H5OH
OH H
-OC2H5
H OC2H5
H2C
CH2
O
H2O/H+ ROH/H+ HX HCN
CH3
CH3 C CH3 Br
C2H5ONa C H 3
CH3 C CH2
➢三 醇与烯烃的加成
1. 烯烃与醇反应制备叔烷基醚
R
HCl
C CH2 + HO R
R'
•合成上的应用：保护醇羟基
R R' C O R
CH3
例：完成转变 HO
Br
HO
合成路线
HO
Br
H3C
CH3 CO CH3
H2C
CH3 CH3
SO 3 H
ONa
Br2 Fe
Mg Br 乙醚
MgBr
H2C

有机化学课件--醚和环氧化合物

有机化学课件--醚和环氧化合物
4. 制备？
3
第一节 醚的定义、分类、 结构特征和命名
一 醚的定义 H
R
醚？
O
O
H
R
二 醚的分类 (I)
醚的分类(II)
(取代基是否相同)
(取代基类型)
简单醚：ROR
混合醚：ROR’ 环醚
二烷基醚 二芳基醚 烷芳混合醚
乙烯醚 烯丙醚
2020/2/3
课件
4
三 醚的结构特征
1. 烷基醚分子中氧原子是sp3杂化， 整个分子成交叉构象。
（1）烯烃与过氧化物反应
O
C6H5C O OH
C6H5CH=CH2
CHCl3
O
C6H5CH
CH2
H
H
CH3CO3H, C6H6
H
O
CC
25℃
C6H5
C6H5
C6H5
H C6H5
2020/2/3
课件
33
注意：如果烯烃有顺反异构，用过氧酸氧化后，取 代基的相对位置不变，再如：
H C
C6H5
C6H5 C
CH3
141.0pm
O 111.7o
H H
H H
HH
H H
O
H H
H
O 105o
H
2. 芳基醚分子中氧原子采用sp2，氧原子中的一对 孤电子与苯环中的π电子存在p-π共轭。
136pm
CH3
H
O 108.9o
CH3
O
CH3
121o
2020/2/3
课件
5
四 醚的命名
R
1. 普通命名法:
O
写出两个烃基的名称，再加上“醚”字，

《有机化学》徐寿昌 第二版 第10章 醇和醚

《有机化学》徐寿昌 第二版 第10章 醇和醚

顺-1,2-环戊二醇 环戊二醇
10.2 醇的制法
10.2.1 烯烃水合 （1）烯烃直接水合： ）烯烃直接水合： 用于一些简单的醇制备，符合马氏规律。 用于一些简单的醇制备，符合马氏规律。
H3PO4-硅藻土 硅藻土 CH2=CH2 + HOH CH3CH2-OH 280~300℃,8MPa ℃
CH3-CH=CH2 + HOH
Na/C2H5OH
R—CH2OH OH R—CH—R’ R—CH2OH
伯醇
仲醇
O 羧酸 R—C—OH O 羧酸酯R—C—OR’
伯醇
R—CH2OH + R’OH 伯醇
例如： 例如：
（CH3）3CCOOH O R—C—OC2H5
1. LiAlH4 2.乙醚，H2O 乙醚， 乙醚
（CH3）3CCH2OH
烯丙基氯（易从丙烯高温氯化得到） 烯丙基氯（易从丙烯高温氯化得到）
烯丙醇
苄氯（甲苯高温氯化） 苄氯（甲苯高温氯化）
苄醇
10.3 醇的物理性质
◆低级醇为无色透明液体；C12以上的直链醇为固体 低级醇为无色透明液体； 以上的直链醇为固体. 沸点：直链饱和一元醇的沸点比相应烷烃的沸点高. ◆沸点：直链饱和一元醇的沸点比相应烷烃的沸点高
10.2.3 从醛、酮、羧酸及其酯还原＊＊＊ 从醛、 催化加氢（ ◆催化加氢（Ni/H2；Pd/H2；Pt/H2） 用还原剂还原（ ◆用还原剂还原（NaBH4、LiAlH4、Na/C2H5OH） ） 、 O 醛 R—C—H O 酮 R—C—R’
[H] NaBH4 [H] NaBH4 [H] LiAlH4 [H]
① 按-OH数 数 目分类： 目分类：
二元醇： 二元醇：
CH2—CH2 OH OH CH2—CH—CH2 OH OH OH

有机化学第十章醚和环氧化合物

有机化学第十章醚和环氧化合物
Organic Chemistry 有机化学
第十章 醚和环氧化合物
1
第十章 醚和环氧化合物
醚和环氧化合物 —— 水分子中的两个氢原子都被烃基取代的化合物称为醚。
脂环烃的环上碳原子被一个或多个氧原子取代后所形成的化合物,称 为环醚；其中三元环醚称为环氧化合物 。
醚和环氧化合物的分类、命名、制法和物理性质 醚键的断裂 环氧化合物的开环
(1,4–二氧六环)
7
10.2 醚和环氧化合物的结构
10.2.1 醚的结构
10.2.2 环氧化合物的结构
O: sp3 杂化
O
R
R'
sp3杂化
8
10.3 醚和环氧化合物的制法
10.3.1 醚和环氧化合物的工业合成
9
10.3.2 Williamson合成法
(1) 醇钠与RX的SN2反应合成醚 剧毒 无毒
互变 异构
六员环过渡态
I
邻位产物
第二次 重排
互变 异构
I
六员环过渡态
对位产物
29
10.5.6 过氧化物的生成
醚的过氧化物受热易爆炸！
机理：
链引发

链增长


30
10.6 冠醚 相转移催化反应
10.6.1 冠醚
18-冠-6 冠醚的合成：
15-冠-5
二环己烷并-18-冠-6
31
10.6.1 冠醚
冠醚形状及性质：
2
10.1 醚和环氧化合物的命名
醚 (Ether)
单醚:
混醚:
环醚：
水
醇
乙醚
(diethyl ether)
甲基叔丁醚 (tert-butyl methyl ether)
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环氧化合物：三元环的环醚。
H2C CH2 O
环氧乙烷
10.1 醚和环氧化合物的命名
单醚：“二” ＋ “烃基” ＋ “醚”
饱和烃基可省去“二”字和 “基” 字，不饱 和烃基则否:
CH3CH2OCH2CH3
二乙基醚（乙醚）
CH2 CHOCH CH2
二乙烯基醚
结构简单的混醚：烃基 ＋ 烃基 ＋ “醚”
第十章 醚和环氧化合物
醚:水分子中两个氢原子都被烃基取代的化合物。
R O R'
单醚 : 两个烃基相同 CH3CH2OCH2CH3
乙醚
混醚: 两个烃基不同
CH3O
CH3 C CH3 CH3
甲基叔丁醚
环醚： 脂环烃的环上碳原子被一个或多个氧原子
取代后所形成的化合物。
O
四氢呋喃 (THF)
OO
1,4–二氧六环 二烷
OO
1,4–二氧六环 二烷
10.2 醚和环氧化合物的结构
10.2.1 醚的结构
醚键： C O C
O: sp3 杂化 甲醚：
O. .
0.142 nm
CH3 112° CH3
10.2.2 环氧化合物的结构
环氧乙烷：
0.147 nm
CH2
CH2
59.2°
O
0.144 nm 61.5°
三元环具有较大的环张力。
R ONa + R' X
R O R' + NaX
例如：
CH3CH2I NaOCH2CH2CH2CH3
CH3CH2 OCH2CH2CH2CH3 71%
•原料最好使用伯卤代烷RCH2X，用叔卤代烷 得到烯烃：
H3C
CH3 C ONa CH3
CH3CH2Br t BuOH
H3C
CH3 C OCH2CH3 CH3
10.3 醚和环氧化合物的制法
10.3.1 醚和环氧化合物的工业合成
乙醚：
2 CH3CH2OH
浓
H2SO4
△
CH3CH2OCH2CH3
醇在硫酸的作用下脱水生成醚 ——单醚的制备
环氧乙烷：
CH2
CH2
+
1 2
O2
Ag 280~300℃,1~2MPa
H2C CH2 O
10.3.2 Williamson 合成法 (1) 醇钠对RX的SN2反应。用于混醚、环醚、 芳香醚的合成。
＞
O
OO
O
O
O
反应速率依次减小
10.3.3 不饱和烃与醇的反应
醇与烯烃在酸的催化下，发生亲电加成反应生成醚：
ROH + CH3
CH3 C CH2
浓H2SO4
CH3 RO C CH3
CH3
羟基的 保护基
例如： BrCH2CH2CH2OH
DCH2CH2CH2OH
CH3 BrCH2CH2CH2OH + CH3 C CH2 H2SO4 BrCH2CH2CH2OC(CH3)3
➢ 把在次序规则中“优先”的烃基放在后面 ➢ 如果其中一个是芳基，芳基放在前面
CH3OCH2CH3
甲乙醚
CH3OC(CH3)3
甲基叔丁基醚
CH2 CH O CH2CH3
乙基乙烯基醚
O CH3
苯甲醚（茴香醚）
结构复杂的醚： 较大的烃基作为母体，烃氧基作为取代基 。
CH3CHCH2CH2CH3 OCH3
2–甲氧基戊烷
CH3CH2O
乙氧基苯
CH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3
β , β′ –二甲氧基乙醚 二甘醇二甲醚
环醚：环氧某烃，或按杂环化合物命名。
H2C CH2 O
环氧乙烷
CH3 CH CH2 O
CH2 CH CH2
Cl
O
1,2–环氧丙烷 3–氯–1,2–环氧丙烷 环氧氯丙烷
O
1，4-环氧丁烷 四氢呋喃 (THF)
（1）首先生成 盐：
CH3CH2CH2OCH3 + HI
（2）I - 与 盐发生SN2反应
H
CH3CH2CH2O CH3
CH3 I CH3CH2CH2O
H
CH3I + CH3CH2CH2OH
➢叔烷基醚在反应中能生成稳定的叔碳正离 子，因此按SN1机理反应：
CH3 CH3 C O
CH3 HBr
CH3 CH3 C O
与强酸作用生成 盐：
R O R' + HCl
H R O + Cl
R'
生成的 盐可溶于浓强酸中，用冷水稀释则重新析出 醚层，利用这一性质来分离与提纯醚。
醚还可以和lewis酸形成加合物或络合物：
R
O R
BF3
R O BF3
R
R
O R
R'MgX
R
R
R
O Mg O
R
X
R
10.6.2 酸催化碳氧键断裂
醚在HI或HBr的作用下，C–O键断裂，生成醇与 卤代烷等。 ➢伯烷基醚与氢碘酸作用时，碘负离子与 盐按SN2 机理进行，且优先得到碘甲烷：
H3C
CH3 C Br CH3
CH3CH2ONa CH3CH2OH
H3C
CH3 C CH2
可以用磺酸酯或硫酸酯类化合物代替卤代烷：
芳香醚的合成：
O ONa + CH3OSOCH3
O
剧毒
O
OCH3 + NaOSOCH3
(75%)
O
茴香醚
OH O
+ CH3OCOCH3
无毒
OCH3 + CH3Oห้องสมุดไป่ตู้ + CO2
(2) 合成环醚——生成环的大小与反应速率的关系
环醚可通过分子内的Williamson反应制备：
OH
(CH2)n
HO -H2O
CH2 X
O-
(CH2)n
-X
CH2 X
(CH2)n+1O
影响反应的因素： ➢ X与–OH的距离愈小，愈易反应； ➢ 环张力愈小，愈易反应。
环的大小与反应速率关系：
≥ ＞ ＞≥
H
CH3
CH3 CH3
CH3 Br CH3 C Br
CH3
CH3
CH3 C CH3OH CH3
在酸催化下，环氧化合物发生亲核取代反应，开 环生成 2–取代乙醇：
H2C
CH2
HBr
10℃
BrCH2CH2OH
O
(~90%)
工业上制备乙二醇的方法：
H2C CH2 + H3O+ O
H2C CH2 + H2O O H
➢ 分子间不能形成氢键，沸点较低。
沸点
CH3OCH3 -23 oC
CH3CH2OH 78.5 oC
➢ 氧原子上有未共用电子对，可以作为氢键受体与 水分子形成氢键，因此有一定的水溶性。
➢ 化学惰性，常用作溶剂，医用麻醉剂。
10.6 醚和环氧化合物的化学性质 10.6.1 盐的生成
R O R' 一种Lewis碱 pKb≈ 17.5
Mg 纯醚
BrMgCH2CH2CH2OC(CH3)3 D2O
DCH2CH2CH2OC(CH3)3
CH3
H2SO4
△
DCH2CH2CH2OH + CH3 C
CH2
在碱的催化下，醇与炔烃发生亲核加成反应，生成 烯基醚：
RC CH + CH3CH2OH NaOH
RC CH2 OCH2CH3
10.4 醚的物理性质
H2C CH2 H2O O H
HO CH2 CH2 OH2
H2O HO CH2 CH2 OH + H3O+