08醚和還氧化合物

1、1第八章 醚和環(huán)氧化合物 醚醚是兩個烴基通過氧原子連接起來的化合物。是兩個烴基通過氧原子連接起來的化合物。第八章第八章 醚和環(huán)氧化合物醚和環(huán)氧化合物 (ethers and epoxides(ethers and epoxides) )ch3ch2ch2ch3oohhhh環(huán)氧化合物環(huán)氧化合物多指含有三元環(huán)的醚及其衍生物。多指含有三元環(huán)的醚及其衍生物。 醚的通式：醚的通式：r-o-rr-o-r（r,arr,ar） 醚在制藥、燃料、農(nóng)藥等化學(xué)工業(yè)中有許多醚在制藥、燃料、農(nóng)藥等化學(xué)工業(yè)中有許多獨特的用途。如高純度的二甲醚可代替氟里昂用獨特的用途。如高純度的二甲醚可代替氟里昂用作氣溶膠噴射劑和致冷劑，

2、減少對大氣環(huán)境的污作氣溶膠噴射劑和致冷劑，減少對大氣環(huán)境的污染和臭氧層的破壞。實驗室中常作為溶劑。染和臭氧層的破壞。實驗室中常作為溶劑。2第八章 醚和環(huán)氧化合物 乙醚、乙醚、乙烯基醚乙烯基醚、甲氧氟烷、甲氧氟烷可用作吸入麻醉劑?？捎米魑肼樽韯h2ch o ch ch2chcl2cf2o ch3o ch2coohclclo ch2coohclclcl2,4-d2,4,5-t除草劑：除草劑：oooooo冠醚冠醚在有機合成中作為相轉(zhuǎn)在有機合成中作為相轉(zhuǎn)移催化劑；還可應(yīng)用與稀土移催化劑；還可應(yīng)用與稀土元素的分離。元素的分離。34oochch3 3oochch3 3och3h3c.112.第八章

3、醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (一、結(jié)構(gòu)和命名) 第一節(jié)第一節(jié) 醚醚 一、醚的結(jié)構(gòu)和命名一、醚的結(jié)構(gòu)和命名 l通式：通式：r-o-r、ar-o-r 或或 ar-o-ar l 醚鍵中的氧多為醚鍵中的氧多為sp3雜化，鍵角約為雜化，鍵角約為110 l 醚的官能團為醚鍵醚的官能團為醚鍵 cco（一）結(jié)構(gòu)（一）結(jié)構(gòu)5第八章 醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (一、結(jié)構(gòu)和命名) r-o-rar-o-r ar-o-arr-o-r ar-o-ar環(huán)醚環(huán)醚鏈醚鏈醚醚醚單醚單醚混醚混醚ooool 醚的分類醚的分類 6ch3ch3oo二甲基醚二甲基醚(甲醚甲醚)c(ch3)3och3ch(ch3)2o甲基叔丁基醚甲基叔丁

4、基醚(甲叔丁醚甲叔丁醚)第八章 醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (一、結(jié)構(gòu)和命名) 上頁上頁下頁下頁首頁首頁（二）命名（二）命名1.1.普通命名法：普通命名法： “a基基b基基醚醚” 單醚一般省略單醚一般省略“二二”字。字。 混醚按混醚按排列排列。二苯基醚二苯基醚(苯醚苯醚)苯基異丙基醚苯基異丙基醚(苯異丙醚苯異丙醚) 72.系統(tǒng)命名法：系統(tǒng)命名法：將碳鏈較長的烴基作母體，較小烴基將碳鏈較長的烴基作母體，較小烴基與氧作為取代基，稱與氧作為取代基，稱“某烴氧基某烴某烴氧基某烴”。ch3ch2ch2chch3och32-甲氧基甲氧基戊烷戊烷ooo1、4-環(huán)氧丁烷環(huán)氧丁烷（四氫呋喃）（四氫呋喃）1,4-

5、二氧六環(huán)二氧六環(huán) (二噁烷二噁烷)2-乙氧基乙氧基-3-戊醇戊醇第八章 醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (一、結(jié)構(gòu)和命名) 環(huán)醚：環(huán)醚：通常稱為環(huán)氧某烷，或看成雜環(huán)的衍生物通常稱為環(huán)氧某烷，或看成雜環(huán)的衍生物。ch3ch2choh och2ch3chch3oh2c ch2環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷 oh2c ch ch31、2環(huán)氧丙烷環(huán)氧丙烷 8第八章 醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (二、醚的物理性質(zhì)) 二、醚的物理性質(zhì)二、醚的物理性質(zhì) c2h5-o-c2h5n-c5h10 n-c4h9oh分分子子量量沸沸點點()水水溶溶度度(g/100g水水)7472747234.536.1117.765.47.57.9互

6、互溶溶c2h5-o-c2h5n-c5h10 n-c4h9oh分分子子量量沸沸點點()水水溶溶度度(g/100g水水)7472747234.536.1117.765.47.57.9互互溶溶2.沸點及水溶性： 醚分子中沒有直接與氧相連的氫, 不會形成分子間氫鍵, 沸點比分子量相近的醇低。1. 狀態(tài)：甲醚和甲乙醚為氣體，其他為無色液體。 醚分子中的氧在可與水形成氫鍵，水溶性與分子量接近的醇相近。9第八章 醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (三、醚的化學(xué)性質(zhì)) 三、醚的化學(xué)性質(zhì)三、醚的化學(xué)性質(zhì) 醚的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，其穩(wěn)定性僅次于烷烴。醚的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，其穩(wěn)定性僅次于烷烴。醚不能與強堿、稀酸、氧化劑、還

7、原劑反應(yīng)；常溫下，醚不能與強堿、稀酸、氧化劑、還原劑反應(yīng)；常溫下，不與鈉等活潑金屬反應(yīng)，可以用金屬鈉干燥乙醚。不與鈉等活潑金屬反應(yīng)，可以用金屬鈉干燥乙醚。ch3ch2ch2ch3o+ h2so4ch3ch2ch2ch3ohhso4醚中的氧原子上具有孤電子對，能接受質(zhì)子氧原子上具有孤電子對，能接受質(zhì)子，可與濃強酸形成類似鹽類結(jié)構(gòu)的化合物，稱 鹽。鹽不穩(wěn)定，遇水分解成原來的醚。r ohso4h+ h2oh3ohso4+rr o r +10第八章 醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (三、醚的化學(xué)性質(zhì)) 應(yīng)用：應(yīng)用： 醚由于生成醚由于生成 鹽能溶于冷的濃硫酸，而烷烴和鹽能溶于冷的濃硫酸，而烷烴和鹵代烴不溶，

8、利用此性質(zhì)可鑒別鹵代烴不溶，利用此性質(zhì)可鑒別醚與烷烴和鹵代烴醚與烷烴和鹵代烴。例：例：冷濃冷濃h2so4c2h5oc2h5n-c5h12乙醚溶解，呈一相乙醚溶解，呈一相戊烷不溶解，分層戊烷不溶解，分層例：例：下列化合物，既溶于冷的強酸又溶于強堿的是：下列化合物，既溶于冷的強酸又溶于強堿的是： a.間甲氧基苯酚間甲氧基苯酚 b.乙醚乙醚 c.苯酚苯酚 d.苯乙醚苯乙醚11（二）醚鍵的斷裂（二）醚鍵的斷裂 ch3ch3o+ hich3i + ch3ohhich3i + h2o第八章 醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (三、醚的化學(xué)性質(zhì)) 醚用濃醚用濃hi加熱處理，醚鍵斷裂，生成加熱處理，醚鍵斷裂，生成鹵

9、代烴鹵代烴和和醇醇。若。若hi過量，醇可繼續(xù)生成鹵代烴。過量，醇可繼續(xù)生成鹵代烴。1、反應(yīng)機理：、反應(yīng)機理：1）通常伯烷基醚易按）通常伯烷基醚易按sn2機制進行。機制進行。 oh(h3c)2hcc+ch3hho(h3c)2hccch3hhh-ii -sn2ch3choh ich2ch3ch3122） 叔烷基醚易按叔烷基醚易按sn1機制進行。機制進行。 h(ch3)3c o c(ch3)3(ch3)3cc(ch3)3ho+i-(ch3)3cisn1慢(ch3)3c(ch3)3coh +第八章 醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (三、醚的化學(xué)性質(zhì)) 2、醚鍵斷裂的取向、醚鍵斷裂的取向 含伯烷基的醚較小烴

10、基生成鹵代烴含伯烷基的醚較小烴基生成鹵代烴,較大烴基生成醇較大烴基生成醇。 若含有若含有叔烴基，叔烴基，生成叔烴基鹵。生成叔烴基鹵。hi水溶液ch3o c(ch3)3ch3oh+(ch3)3cio ch3 + hio h + ch3i 若為芳基烷基醚，總是生成若為芳基烷基醚，總是生成酚酚和碘代烴和碘代烴ri。 二芳基醚通常不易與二芳基醚通常不易與hi發(fā)生醚鍵的斷裂反應(yīng)。發(fā)生醚鍵的斷裂反應(yīng)。hi乙乙醚醚溶溶液液ch3o c(ch3)3ch3i+(ch3)3coh特例特例13 第八章 醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (三、醚的化學(xué)性質(zhì)) ch3ochch2ch3ch3h+brch3br h o chc

11、h2ch3ch3ch3o chch2ch3ch314(三三) 過氧化物的生成過氧化物的生成 ch3ch2o ch2ch3+ o2ch3ch2oo ochch3h乙醚乙醚 過氧化乙醚過氧化乙醚 l過氧化醚受熱易分解爆炸，蒸餾醚時應(yīng)避免蒸干，過氧化醚受熱易分解爆炸，蒸餾醚時應(yīng)避免蒸干， 吸入人體造成肺水腫吸入人體造成肺水腫第八章 醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (三、醚的化學(xué)性質(zhì)) l過氧化醚的檢驗：酸性碘化鉀過氧化醚的檢驗：酸性碘化鉀-淀粉試紙（淀粉試紙（變藍變藍） ； feso4-kscn（變紅變紅）。）。l過氧化醚的除去：還原劑過氧化醚的除去：還原劑硫酸亞鐵硫酸亞鐵或或亞硫酸鈉亞硫酸鈉飽和飽和

12、溶液將醚充分洗滌，然后再進行蒸餾。溶液將醚充分洗滌，然后再進行蒸餾。 15四、冠醚四、冠醚 (crown ether) 冠醚冠醚 是分子中含有多個是分子中含有多個 och2ch2 結(jié)構(gòu)單結(jié)構(gòu)單元的大環(huán)多醚元的大環(huán)多醚, 因其立體結(jié)構(gòu)像王冠因其立體結(jié)構(gòu)像王冠, 故稱冠醚。故稱冠醚。第八章 醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (四、冠醚) oooooo18-冠冠-6 (18-crown-6) oooooo 冠醚的命名以冠醚的命名以 “ ” 表示，表示，x 代表構(gòu)成代表構(gòu)成環(huán)的碳和氧原子總數(shù)環(huán)的碳和氧原子總數(shù), y 代表環(huán)中的氧原子數(shù)。代表環(huán)中的氧原子數(shù)。 oooo 12-冠冠-4 (12-crown-4)

13、 ooooo 15-冠-5 15-crown-516 冠醚分子當(dāng)中有一個空穴。只有與此空穴大小適合的冠醚分子當(dāng)中有一個空穴。只有與此空穴大小適合的mn+才能進入空穴內(nèi)，對金屬離子具有較高的絡(luò)合選擇性。才能進入空穴內(nèi)，對金屬離子具有較高的絡(luò)合選擇性。 因此冠醚可用來分離及測定某些金屬離子。因此冠醚可用來分離及測定某些金屬離子。k+oooook+ooooook+ooooooo第八章 醚和環(huán)氧化合物 第一節(jié) 醚 (四、冠醚) 17第二節(jié)第二節(jié) 環(huán)氧化合物環(huán)氧化合物 第八章 醚和環(huán)氧化合物 第二節(jié) 環(huán)氧化合物 環(huán)氧化合物環(huán)氧化合物(epoxides)是指含有三元環(huán)的醚及其衍生物。是指含有三元環(huán)的醚及其

14、衍生物。 h2cch2oh2cch2o一、環(huán)氧化合物的結(jié)構(gòu)與命名一、環(huán)氧化合物的結(jié)構(gòu)與命名 105149pm147pmocc61.659.2o18第八章 醚和環(huán)氧化合物 第二節(jié) 環(huán)氧化合物 (一、結(jié)構(gòu)與命名) 1. 普通命名法：普通命名法：根據(jù)相應(yīng)的烯烴稱為根據(jù)相應(yīng)的烯烴稱為“氧化某烯氧化某烯”。 oh2c ch2oh2c chch3oh2c cch3ch3氧化乙烯氧化乙烯（環(huán)氧乙烷）（環(huán)氧乙烷） 氧化丙烯氧化丙烯（1、2環(huán)氧丙烷）環(huán)氧丙烷）氧化異丁烯氧化異丁烯 2. 系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法：以：以“環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷”為母體，為母體， 三元環(huán)三元環(huán)中氧原子編號為。中氧原子編號為。 oh3chc

15、chch3123oh2c chch2ch3123oh2c cch2ch3ch31232-甲基甲基-2-乙基環(huán)氧乙烷乙基環(huán)氧乙烷2,3-二甲基環(huán)氧乙烷二甲基環(huán)氧乙烷2-乙基環(huán)氧乙烷乙基環(huán)氧乙烷19第八章 醚和環(huán)氧化合物 第二節(jié) 環(huán)氧化合物 (二、開環(huán)反應(yīng)) 二、環(huán)氧化合物的開環(huán)反應(yīng)二、環(huán)氧化合物的開環(huán)反應(yīng) 環(huán)氧化物分子中存在張力很大的三元環(huán)，化學(xué)性環(huán)氧化物分子中存在張力很大的三元環(huán)，化學(xué)性質(zhì)活潑。與酸、堿或其它強的親核試劑均能直接進質(zhì)活潑。與酸、堿或其它強的親核試劑均能直接進行行開環(huán)反應(yīng)開環(huán)反應(yīng)。(一一) 酸催化開環(huán)反應(yīng)酸催化開環(huán)反應(yīng) oh+, h2oh2cch2oh oh乙乙二二醇醇hclh2

16、cch2oh cl2-氯氯乙乙醇醇h+, ch3ohh2cch2oh och32-甲甲氧氧基基乙乙醇醇20(二二) 堿催化開環(huán)反應(yīng)堿催化開環(huán)反應(yīng) 環(huán)氧化合物在強堿作用下環(huán)氧化合物在強堿作用下, 環(huán)被打開，生成環(huán)被打開，生成相應(yīng)的加成產(chǎn)物。相應(yīng)的加成產(chǎn)物。 oh2cch2oh oh乙乙二二醇醇h2cch2oh nh2h2cch2oh och32-甲甲氧氧基基乙乙醇醇o(jì)h , h2onh32-氨氨基基乙乙醇醇 ch3onach3oh第八章 醚和環(huán)氧化合物 第二節(jié) 環(huán)氧化合物 (二、開環(huán)反應(yīng)) 21非對稱非對稱的環(huán)氧化合物開環(huán)反應(yīng)的環(huán)氧化合物開環(huán)反應(yīng) ：第八章 醚和環(huán)氧化合物 第二節(jié) 環(huán)氧化合物 (

17、二、開環(huán)反應(yīng)) h+oh-堿催化進攻取代基少的碳酸催化進攻多取代基碳cch2oh3cch3ch3oh+cch2ch3och3h3cohcch2ch3ohh3coch3規(guī)律：規(guī)律：在酸催化下，親核試劑主要進攻取代基較多的在酸催化下，親核試劑主要進攻取代基較多的環(huán)氧碳原子；環(huán)氧碳原子； 在堿性條件或用強親核試劑下，進攻取代基較少在堿性條件或用強親核試劑下，進攻取代基較少的環(huán)氧碳原子。的環(huán)氧碳原子。22三、環(huán)氧化合物開環(huán)反應(yīng)機制三、環(huán)氧化合物開環(huán)反應(yīng)機制 第八章 醚和環(huán)氧化合物 第二節(jié) 環(huán)氧化合物 (三、開環(huán)反應(yīng)機制) 1. 酸催化開環(huán)反應(yīng)機制酸催化開環(huán)反應(yīng)機制 酸性條件下酸性條件下, 首先生成質(zhì)子

18、化環(huán)氧化合物，首先生成質(zhì)子化環(huán)氧化合物， 然后然后親核試劑進攻質(zhì)子化環(huán)氧化合物親核試劑進攻質(zhì)子化環(huán)氧化合物, 迅速開環(huán)生成產(chǎn)物。迅速開環(huán)生成產(chǎn)物。 cch2oh3cch3h+在親核試劑進在親核試劑進攻之前攻之前c-oc-o鍵鍵斷裂，形成碳斷裂，形成碳正離子正離子 穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定clcl- -s sn n1 1機制機制cch2oh+ch3h3cch3cch3ch2oh+ch3cch3ch2oh+ch3cch3ch2ohcl232. 堿催化開環(huán)反應(yīng)機制堿催化開環(huán)反應(yīng)機制 第八章 醚和環(huán)氧化合物 第二節(jié) 環(huán)氧化合物 (三、開環(huán)反應(yīng)機制) oh3ch3coch3h3ch3cooch3hoch3h3ch3cohoch3+ ch3o 親核試劑優(yōu)先進攻空間位阻較小的碳，開親核試劑優(yōu)先進攻空間位阻較小的碳，開環(huán)帶有環(huán)帶有s sn n2 2的性質(zhì)。的性質(zhì)。24 第八章 醚和環(huán)氧化合物 第二節(jié) 環(huán)氧化合物 (二、開環(huán)反應(yīng)) och2ch3ch3oh/h2so4ch3o