知识目标掌握醇酚醚的结构特点了解醇酚醚课件.ppt
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- 知识 目标 掌握 醇酚醚 结构 特点 了解 课件
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1、【知识目标】【知识目标】1掌握醇、酚、醚的结构特点,了解醇、酚、醚的分类。掌握醇、酚、醚的结构特点,了解醇、酚、醚的分类。2掌握醇和酚的系统命名法,熟悉醚的命名。掌握醇和酚的系统命名法,熟悉醚的命名。3了解醇、酚、醚的物理性质。了解醇、酚、醚的物理性质。4掌握醇和酚的主要化学性质,了解醚的化学性质。掌握醇和酚的主要化学性质,了解醚的化学性质。5了解重要的醇、酚、醚了解重要的醇、酚、醚【技能目标】【技能目标】1能够根据醇、酚、醚的结构特点,运用系统命名法正确命名。能够根据醇、酚、醚的结构特点,运用系统命名法正确命名。2能够运用醇和酚的主要化学性质,进行区分鉴别。能够运用醇和酚的主要化学性质,进行
2、区分鉴别。第一节第一节 醇醇 一、一、醇的结构、分类和命名醇的结构、分类和命名(一)醇的结构(一)醇的结构在结构上,醇可以看作是脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链上的在结构上,醇可以看作是脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链上的氢原子被羟基(氢原子被羟基(-OH)取代生成的产物。通式是)取代生成的产物。通式是R-OH,官能团,官能团:-OH,又称为醇羟基。又称为醇羟基。根据烃基结构分类根据烃基结构分类:脂肪醇、脂肪醇、脂环醇、芳香醇脂环醇、芳香醇根据羟基数目分类根据羟基数目分类:一元醇、一元醇、二元醇、三元醇等二元醇、三元醇等根据羟基所连碳原子的类型分类:根据羟基所连碳原子的类型分类:伯醇、伯醇、仲醇、叔醇仲醇
3、、叔醇(二二)醇的分类醇的分类 饱和脂肪醇(乙醇)不饱和脂肪醇(烯丙醇)脂环醇(环戊醇)芳香醇(苯甲醇)OHCH2OHCH2CHOHCH2 CH3OHCH2二元醇(乙二醇)三元醇(丙三醇)一元醇CH3 CH2 CH2 OHCH2 OHCH2 OHCH2 OHCH2 OHCH2 OH根据醇的烃基根据醇的烃基结构分类结构分类根据醇的羟基根据醇的羟基数目分类数目分类根据羟基所在根据羟基所在的碳原子分类的碳原子分类叔醇(三级醇)CH3 C CH3 OHCH3仲醇(二级醇)CH3 CH CH3 OH伯醇(一级醇)CH3 CH2 CH2 OH(三)醇的命名(三)醇的命名1普通命名法普通命名法适用于适用于结
4、构比较简单的醇结构比较简单的醇,在烃基名称后在烃基名称后省略省略“基基”字字加加“醇醇”字。例如:字。例如:2系统命名法系统命名法(1)饱和脂肪醇的命名)饱和脂肪醇的命名选主链定母体:选择含有羟基的最长碳链为主链,称为选主链定母体:选择含有羟基的最长碳链为主链,称为“某醇某醇”(母(母体)。体)。定起点编号数:从离羟基最近的一端,给主链碳原子编号,将羟基所在定起点编号数:从离羟基最近的一端,给主链碳原子编号,将羟基所在碳原子的编号写在碳原子的编号写在“某醇某醇”之前,并用短线隔开。之前,并用短线隔开。书写取代基:将取代基的位置、名称写在羟基的位置之前,用短线隔开。书写取代基:将取代基的位置、名
5、称写在羟基的位置之前,用短线隔开。不同取代基,先简单后复杂;相同取代基合并。例如:不同取代基,先简单后复杂;相同取代基合并。例如:(2)不饱和脂肪醇的命名)不饱和脂肪醇的命名 选主链定母体:同时含有不饱和键(双键或三键)和羟基的最长选主链定母体:同时含有不饱和键(双键或三键)和羟基的最长碳链为主链,称为碳链为主链,称为“某烯醇某烯醇”或或“某炔醇某炔醇”(母体)。(母体)。定起点编号数:离羟基最近的一端为起点,给主链碳原子编号,羟定起点编号数:离羟基最近的一端为起点,给主链碳原子编号,羟基离两端距离相等时,则选取离双键最近的一端为起点,将双键的位置基离两端距离相等时,则选取离双键最近的一端为起
6、点,将双键的位置写在写在“某烯某烯”之前,羟基所在碳原子的编号写在之前,羟基所在碳原子的编号写在“醇醇”之前,都用短线之前,都用短线隔开。隔开。书写取代基:将取代基的位置、名称写在羟基的位置之前,并用短书写取代基:将取代基的位置、名称写在羟基的位置之前,并用短线隔开,有不同取代基时,先写简单的,后写复杂的;有相同取代基要线隔开,有不同取代基时,先写简单的,后写复杂的;有相同取代基要合并。例如:合并。例如:CH3 CH C CH2 CH3CH2CH3CH3 OH3 甲基 3 乙基 2 戊醇CH3 CH CH CH3 OHCH33 甲基 2 丁醇 4 戊炔 2 醇CH C CH2 CH CH3 O
7、HCH2 CH CH CH2 OHCH32 甲基 3 丁烯 1 醇(3)脂环醇的命名)脂环醇的命名以脂环烃为母体,称为以脂环烃为母体,称为“环某醇环某醇”,羟基所在碳原子为起点给环上的,羟基所在碳原子为起点给环上的碳原子编号,将取代基的位置依次标在碳原子编号,将取代基的位置依次标在“环某醇环某醇”之前。例如:之前。例如:3 环环己己烯烯醇醇OHOHCH33 甲甲基基环环己己醇醇 CH2 CH CH2 OH CH32 甲基 3 苯基 1 丙醇苯甲醇(苄醇)CH2 OH(4)芳香醇的命名)芳香醇的命名以脂肪醇为母体,称为以脂肪醇为母体,称为“某醇某醇”,芳香烃基做取代基,写在,芳香烃基做取代基,写
8、在“某醇某醇”之前。之前。例如:例如:(5)多元醇的命名)多元醇的命名选择含有尽可能多羟基的最长碳链为主链,根据主链碳原子数和羟基的数目选择含有尽可能多羟基的最长碳链为主链,根据主链碳原子数和羟基的数目称为称为“某几醇某几醇”(母体),支链做为取代基,其它命名原则同以上各类醇。例(母体),支链做为取代基,其它命名原则同以上各类醇。例如:如:环己六醇OHCH2 CH CH2OHCH3HOHOOHOHOHOH 2 甲基 1,3 丙二醇醇分子间的氢键缔合作用RROHOHOR.R.H.ORH.ORH.OH.二、醇的性质二、醇的性质(一)醇的物理性质(一)醇的物理性质CH3 CH2 CH2 CH CH3
9、OH 有机化合物中碳原子和氢原子的分类:有机化合物中碳原子和氢原子的分类:-碳原子,碳原子,-碳原子,碳原子,-氢,氢,-氢等。氢等。表表6-1 一些醇的物理常数一些醇的物理常数名称熔点沸点相对密度(420)折光率溶解度(每100g水/g)甲醇-93.9650.79141.3288乙醇-117.378.50.78931.3611正丙醇-126.597.40.80351.3850异丙醇-8882.40.78551.3776正丁醇-89.5117.30.80981.39937.5仲丁醇-11599.50.80631.397812.5异丁醇-1081080.80181.39689.5叔丁醇25.58
10、2.30.78871.3878正戊醇-79137.30.81441.41012.7正己醇-46.71580.81361.41620.59烯丙醇-129970.85401.4135乙二醇-11.51981.1.881.4318丙三醇202901.26131.4746苯甲醇-15.3205.31.04191.53964(二)醇的化学性质(二)醇的化学性质 醇的化学性质主要由羟基醇的化学性质主要由羟基官能团所决定,官能团所决定,在醇的分子中在醇的分子中CO键和键和OH键比键比较活泼,多数反应发生在这两个部位。较活泼,多数反应发生在这两个部位。-碳原子上的氢原子也比较活泼,常碳原子上的氢原子也比较活泼
11、,常参与某些反应参与某些反应。从化学键来看,反应的部位有从化学键来看,反应的部位有 C-OH、O-H、和和C-H。H-C-C-O-H c a b1与活泼金属反应与活泼金属反应-生成金属醇化物和氢气生成金属醇化物和氢气醇与钠的反应比水与钠的反应缓和得多醇与钠的反应比水与钠的反应缓和得多。醇的反应活性次序是:甲醇伯醇醇的反应活性次序是:甲醇伯醇仲醇叔醇,醇钠可溶于醇,遇水易水解生成相应的醇和氢氧化钠。例如:仲醇叔醇,醇钠可溶于醇,遇水易水解生成相应的醇和氢氧化钠。例如:CH3CH2ONa+H2O CH3CH2OH+NaOH2NaOH+H2 2H OH+2Na+2Na+H22R OH OH2R2与氢
12、卤酸反应与氢卤酸反应-生成卤代烃和水生成卤代烃和水该反应是卤代烃水解反应的逆反应,也是制备卤代烃的重要方法。该反应是卤代烃水解反应的逆反应,也是制备卤代烃的重要方法。醇与氢卤酸的反应速率与氢卤酸的类型和醇的结构有关,反应活性次序是:醇与氢卤酸的反应速率与氢卤酸的类型和醇的结构有关,反应活性次序是:氢卤酸(氢卤酸(HX):):HIHBrHCl;醇(醇(ROH):叔醇仲醇伯醇甲醇):叔醇仲醇伯醇甲醇RRR C OH+HClZnCl2,室温RRR CCl+H2O立即浑浊叔醇卢卡斯(卢卡斯(H.J.Lucas)试剂:浓盐酸和无水氯化锌配成的溶液,)试剂:浓盐酸和无水氯化锌配成的溶液,鉴别鉴别6碳以下碳
13、以下的伯醇、仲醇和叔醇,可推测醇的结构。因为的伯醇、仲醇和叔醇,可推测醇的结构。因为6碳以下的醇可溶于卢卡斯试剂,碳以下的醇可溶于卢卡斯试剂,生成的氯代烃因不溶于卢卡斯试剂而出现浑浊或分层现象。生成的氯代烃因不溶于卢卡斯试剂而出现浑浊或分层现象。RCH OHR+HClZnCl2,室温RCH ClR+H2O仲醇数分钟后浑浊RCH2 OH+HClZnCl2RCH2 Cl+H2O伯醇室温下不浑浊,加热后缓慢浑浊3酯化反应酯化反应-生成酯生成酯醇与酸作用生成酯的反应叫酯化反应。酯化反应是可逆反应。醇与酸作用生成酯的反应叫酯化反应。酯化反应是可逆反应。在酸性条件下,醇与有机酸发生酯化反应生成有机酸酯(羧
14、酸酯)。在酸性条件下,醇与有机酸发生酯化反应生成有机酸酯(羧酸酯)。4.脱水反应脱水反应脱水剂脱水剂:浓硫酸或三氧化二铝,浓硫酸或三氧化二铝,依据依据反应条件不同,醇有两种脱水方式:反应条件不同,醇有两种脱水方式:(1)分子间脱水生成醚)分子间脱水生成醚-较低温度较低温度,取代反应取代反应两分子醇之间脱去一分子水生成醚,属于取代反应两分子醇之间脱去一分子水生成醚,属于取代反应醇与醇与无机含氧酸无机含氧酸如硝酸、硫酸、磷酸等发生酯化反应反应生成无机酸如硝酸、硫酸、磷酸等发生酯化反应反应生成无机酸酯。酯。(2)分子内脱水生成烯)分子内脱水生成烯-较高温度,较高温度,消除反应消除反应醇的羟基与醇的羟
15、基与-碳原子上的氢原子(碳原子上的氢原子(-H)脱去水分子生成烯,属于消除反应。)脱去水分子生成烯,属于消除反应。浓 H2SO4CH3 CH2 CH2 CH CH3OHCH3 CH2 CH CH CH3+H2O不对称的仲醇或叔醇不对称的仲醇或叔醇发生发生分子内脱水反应分子内脱水反应,同样,同样遵循扎依切夫规则遵循扎依切夫规则,即,即羟基羟基主要与含氢较少的主要与含氢较少的碳原子上的氢原子脱去水分子碳原子上的氢原子脱去水分子,生成含烷烃基较多的烯,生成含烷烃基较多的烯烃。烃。5氧化反应氧化反应-生成醛或酮生成醛或酮在有机化合物分子中在有机化合物分子中加入氧原子或脱去氢原子加入氧原子或脱去氢原子的
16、反应叫做的反应叫做氧化反应氧化反应,脱去脱去氧原子或加上氢原子氧原子或加上氢原子的反应叫做的反应叫做还原反应还原反应。在在伯醇和仲醇伯醇和仲醇的分子中,的分子中,有有-H(即(即-碳原子上的氢原子)碳原子上的氢原子)发生脱氢氧化发生脱氢氧化生成醛或酮生成醛或酮,叔醇叔醇分子中分子中没有没有-H(即(即碳原子上没有氢原子),碳原子上没有氢原子),很难被氧很难被氧化化。浓 H2SO4 CH3 C CH CH3 CH3+H2O CH3 C CH2 CH3 CH3OH(1)加氧氧化)加氧氧化酸性条件,酸性条件,铬酸钾、高锰酸钾等氧化剂使伯醇氧化生成醛,醛进一步氧化生铬酸钾、高锰酸钾等氧化剂使伯醇氧化生
17、成醛,醛进一步氧化生成羧酸,仲醇被氧化生成酮。成羧酸,仲醇被氧化生成酮。仲醇酸性 KMnO4RCH OHRRCRO酮酸性 KMnO4伯醇RCH2 OHRC OH酸性 KMnO4RC OOH醛羧酸(2)脱氢氧化)脱氢氧化高温和适当催化高温和适当催化剂剂,伯醇和仲醇的,伯醇和仲醇的-H与羟基氢被脱去,发生脱氢氧化分与羟基氢被脱去,发生脱氢氧化分别生成醛和酮。别生成醛和酮。三、重要的醇三、重要的醇1甲醇(甲醇(CH3OH):):俗名木醇或木精俗名木醇或木精,无色透明、易燃、易挥发的有毒无色透明、易燃、易挥发的有毒液体,液体,有毒,有毒,损害视力以致失明,量多时可使人中毒而死。工业酒精中含有损害视力以
18、致失明,量多时可使人中毒而死。工业酒精中含有少量甲醇,不能饮用。少量甲醇,不能饮用。甲醇甲醇是是有机合成中的重要原料和溶剂,工业有机合成中的重要原料和溶剂,工业制法:制法:伯醇RCH2 OHRC OH醛-2H-2H仲醇RCH OHRRCRO酮CO 2H2 CH3OH +催化剂高温、高压2乙醇(乙醇(CH3CH2OH):俗称酒精,无色液体,有特殊的香味,俗称酒精,无色液体,有特殊的香味,易挥发,易挥发,是各类酒的主要成是各类酒的主要成,能与水以任意比混溶。酒精是重要的化工原料,可用作能与水以任意比混溶。酒精是重要的化工原料,可用作消毒剂、溶剂、燃料等,工业上主要采用发酵法和乙烯水化法制取乙醇。消
19、毒剂、溶剂、燃料等,工业上主要采用发酵法和乙烯水化法制取乙醇。3乙二醇(乙二醇(CH2OHCH2OH):俗称甘醇,是无色、黏稠、有甜味的液体,俗称甘醇,是无色、黏稠、有甜味的液体,能与水、乙醇、丙酮等混溶,是常用的高沸点溶剂。乙二醇的水溶液凝固点能与水、乙醇、丙酮等混溶,是常用的高沸点溶剂。乙二醇的水溶液凝固点很低,可作为防冻剂和制冷剂,还是合成纤维很低,可作为防冻剂和制冷剂,还是合成纤维“涤纶涤纶”等高分子化合物的重等高分子化合物的重要原料。要原料。4丙三醇丙三醇:俗称甘油,是无色、带有甜味的黏稠液体,俗称甘油,是无色、带有甜味的黏稠液体,具有强烈的吸湿性,具有强烈的吸湿性,能与水以任意比混
20、溶,其水溶液的凝固点很低,常用作化妆品、皮革、烟草、能与水以任意比混溶,其水溶液的凝固点很低,常用作化妆品、皮革、烟草、食品、纺织品的吸湿剂和滋润剂。食品、纺织品的吸湿剂和滋润剂。甘油具有微弱酸性,能与新制的氢氧化铜甘油具有微弱酸性,能与新制的氢氧化铜反应生成甘油铜,溶液呈现深蓝色,该反应常用于鉴别相邻位置上有两个或反应生成甘油铜,溶液呈现深蓝色,该反应常用于鉴别相邻位置上有两个或两个以上羟基的多元醇两个以上羟基的多元醇。甘油铜(深蓝色)CH2 OHCH OHCH2 OHCu(OH)2+CH2 OCH OCH2 OHCu+H2O5环己六醇环己六醇:白色晶体,有甜味,能溶于水难溶于有机溶剂,俗称
21、肌醇,主要白色晶体,有甜味,能溶于水难溶于有机溶剂,俗称肌醇,主要存在于动物肌肉、心脏、肝脏和大脑中,肌醇六磷酸酯(肌醇六磷酸)又称植存在于动物肌肉、心脏、肝脏和大脑中,肌醇六磷酸酯(肌醇六磷酸)又称植酸。酸。第二节第二节 酚酚 一、酚的结构、分类和命名一、酚的结构、分类和命名(一)酚的结构与分类(一)酚的结构与分类芳香烃分子中芳环上的氢原子被羟基取代后的化合物叫做酚。通式是芳香烃分子中芳环上的氢原子被羟基取代后的化合物叫做酚。通式是Ar-OH,酚的官能团也是羟基,常叫做酚羟基,以区别于醇羟基。,酚的官能团也是羟基,常叫做酚羟基,以区别于醇羟基。根根据据芳环芳环分类分类根据根据羟基数目分类羟基
22、数目分类 OH OHHO OH OH OH一元酚二元酚三元酚 OH萘酚 OH苯酚蒽酚 OH二、酚的性质二、酚的性质(一)酚的物理性质(一)酚的物理性质常温下少数烷基酚是高沸点液体,多数酚是晶体性固体,无色,易被空气氧常温下少数烷基酚是高沸点液体,多数酚是晶体性固体,无色,易被空气氧化而带有红色至褐色。有毒,多数酚有难闻的气味,酚与水能形成氢键化而带有红色至褐色。有毒,多数酚有难闻的气味,酚与水能形成氢键,在水在水中有一定中有一定的的溶解度,溶解度,其其溶解度随着分子中羟基数目的增多而增大。溶解度随着分子中羟基数目的增多而增大。CH3CH3CH2 OH2 甲基 4 乙基苯酚 OH萘酚萘酚1CH3
23、 OH2邻甲基苯酚甲基苯酚(二)酚的命名(二)酚的命名以以芳环为母体称为芳环为母体称为“某酚某酚”,从羟基所在的芳环碳原子为起点,给芳环碳,从羟基所在的芳环碳原子为起点,给芳环碳原子编号,再将各取代基的位置、个数、名称依次写在母体之前原子编号,再将各取代基的位置、个数、名称依次写在母体之前。OH OH对苯二酚1,4 苯二酚OH OH邻苯二酚1,2 苯二酚 OHOH间苯二酚1,3 苯二酚 OH OH对苯二酚1,4 苯二酚OH OH邻苯二酚1,2 苯二酚 OHOH间苯二酚1,3 苯二酚名称熔点沸点溶解度(每PKa苯酚431829.3710邻甲基苯酚301912.510.2间甲基苯酚10.9202.
24、82.610.01对甲基苯酚35362022.310.17邻苯二酚105240459.4间苯二酚111280281易溶9.4对苯二酚172286.210.35邻硝基苯酚4445214216微溶7.17对硝基苯酚113.4279微溶8.15表表6-2 一些酚的物理常数一些酚的物理常数酚羟基很难被取代。另一方面,氧原子上的电子云向酚羟基很难被取代。另一方面,氧原子上的电子云向苯环偏移,导致苯环偏移,导致OH键极性增大,有利于酚羟基中氢键极性增大,有利于酚羟基中氢离子的解离,使苯酚显示弱酸性。离子的解离,使苯酚显示弱酸性。O H图图6-1 苯酚的苯酚的P-共轭体系共轭体系1酸性酸性酚具有弱酸性,能与
25、氢氧化钠等强碱反应生成可溶性的酚钠。酚具有弱酸性,能与氢氧化钠等强碱反应生成可溶性的酚钠。苯酚的酸性比碳酸还弱,甚至不能使石蕊变色。苯酚不能溶于碳酸氢钠溶苯酚的酸性比碳酸还弱,甚至不能使石蕊变色。苯酚不能溶于碳酸氢钠溶液,在苯酚钠的水溶液中通入液,在苯酚钠的水溶液中通入CO2,可使苯酚重新游离出来,利用此性质可,可使苯酚重新游离出来,利用此性质可进行酚的分离和提纯。进行酚的分离和提纯。(二)酚的化学性质(二)酚的化学性质化合物显示颜色化合物显示颜色苯酚紫色间苯二酚紫色邻甲基苯酚蓝色对苯二酚暗绿色结晶间甲基苯酚蓝色1,2,3淡棕红色对甲基苯酚蓝色1,3,5紫色沉淀邻苯二酚绿色紫色沉淀与三氯化铁溶
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