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1、關(guān)于含氧有機(jī)化合物第一張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月第七章 含氧有機(jī)化合物 學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握含氧有機(jī)化合物的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及命名方法了解含氧有機(jī)化合物的常用制備方法 了解含氧有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系了解含氧有機(jī)化合物的代表物及有機(jī)合成中的應(yīng)用了解對(duì)石油及產(chǎn)品中的含氧化合物掌握醇、酚、醚的化學(xué)性質(zhì)掌握醛酮的性質(zhì)并理解親核加成反應(yīng)的機(jī)理掌握羧酸及衍生物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在合成上的應(yīng)用熟練掌握常用的氧化物鑒別方法第二張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月第七章 含氧有機(jī)化合物7.1醇、酚、醚7.2醛和酮7.3 羧酸及其衍生物7.4 乙酰乙酸乙
2、酯和丙二酸二乙酯在合成上的應(yīng)用7.5 呋喃及其衍生物第三張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月7.1醇、酚、醚 醇和酚都含有相同的官能團(tuán)羥基(-OH),醇的羥基和脂肪烴、脂環(huán)烴或芳香烴側(cè)鏈的碳原子相連。而酚的羥基是直接連在芳環(huán)的碳原子上。因此醇和酚的結(jié)構(gòu)是不相同的,其性質(zhì)也是不同的。醇的通式為ROH,酚的通式為ArOH。醚則可看作是醇和酚中羥基上的氫原子被烴基(-R或-Ar)取代的產(chǎn)物,醚的通式為R-O-R或Ar-O-Ar。第四張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月7.1.1醇 一、醇的結(jié)構(gòu)、分類和命名 1.醇的結(jié)構(gòu) 醇可以看成是烴分子中的氫原子被羥基(-OH)取代后生成的衍生
3、物(R-OH )。 O原子為sp3雜化,由于在sp3雜化軌道上有未共用電子對(duì),兩對(duì)電子對(duì)之間產(chǎn)生斥力,使得C-O-H小于109.5醇的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7-1。第五張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2.醇的分類 醇分子可以根據(jù)羥基所連的烴基不同分為脂肪醇、脂環(huán)醇和芳香醇;根據(jù)羥基所連的碳原子的不同類型分為伯醇、仲醇和叔醇;根據(jù)醇分子中所含的羥基數(shù)目的不同可分為一元醇和多元醇。3.醇的命名 簡(jiǎn)單的一元醇,根據(jù)和羥基相連的烴基名稱來(lái)命名。在“醇”字前面加上烴基的名稱。第六張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的醇則采用系統(tǒng)命名法:(1)選擇連有羥基的碳原子在內(nèi)的最長(zhǎng)的碳鏈為主
4、鏈,按主鏈的碳原子數(shù)稱為“某醇”。(2)從靠近羥基的一端將主鏈的碳原子依次用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào),使羥基所連的碳原子的位次盡可能小。(3)命名時(shí)把取代基的位次、名稱及羥基的位次寫(xiě)在母體名稱“某醇”的前面。第七張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(4)不飽和醇命名時(shí)應(yīng)選擇包括連有羥基和不飽和鍵在內(nèi)的最長(zhǎng)的碳鏈做主鏈,從靠近羥基的一端開(kāi)始編號(hào)。 (5) 命名芳香醇時(shí),可將芳基作為取代基加以命名。 第八張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(6)多元醇的命名應(yīng)選擇包括連有盡可能多的羥基的碳鏈做主鏈,依主鏈上羥基的數(shù)目稱二醇、三醇等,并在名稱前面標(biāo)上羥基的位次。因羥基是連在不同的碳原子上,
5、所以當(dāng)羥基數(shù)目與主鏈的碳原子數(shù)目相同時(shí),可不標(biāo)明羥基的位次。第九張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月二、醇的物理性質(zhì) 三、醇的化學(xué)性質(zhì)醇的化學(xué)性質(zhì)主要由羥基官能團(tuán)所決定,同時(shí)也受到烴基的一定影響,從化學(xué)鍵來(lái)看, 反應(yīng)的部位有 COH、OH、和CH。 第十張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月1醇的酸堿性醇的酸性 醇羥基上的氫具有一定的酸性。 隨著-C上烴基的增加,空間位阻增加,烷氧基負(fù)離子溶劑化程度減少,穩(wěn)定性降低,酸性減弱。醇的酸性很弱,只能與鈉,鉀、鎂、鋁等活波金屬生成醇金屬:第十一張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月醇的堿性 醇分子中氧上的孤對(duì)電子能從強(qiáng)酸(如
6、HCI、H2SO4)中接受一個(gè)質(zhì)子生成質(zhì)子化的醇,具有堿性。 因此不溶于水的醇可溶于強(qiáng)酸中(常用的是濃H2SO4),利用此性質(zhì)可將不溶于水的醇從烷烴、鹵代烷中分離出來(lái)。第十二張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2與氫鹵酸反應(yīng) ROH + HX RX + H2O 醇與氫鹵酸反應(yīng)的快慢與氫鹵酸的種類及醇的結(jié)構(gòu)有關(guān)。不同種類的氫鹵酸活性為:HI HBr HCl 醇的活性為:烯丙醇或芐醇 叔醇 仲醇 伯醇 伯醇與氫碘酸一起加熱就可生成碘代烴。與氫溴酸作用是必須在H2SO4存在下加熱回流才能生成溴代烴。與濃鹽酸作用必須有氯化鋅存在并加熱回流才能生成氯代烴。 烯丙式醇(CH2=CHCH2OH)或
7、芐醇(C6H5CH2OH)和三級(jí)醇在室溫下和濃鹽酸一起震蕩就有氯代烴生成。 第十三張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3與鹵代磷、亞硫酰氯(二氯亞砜)反應(yīng) 醇與三鹵化磷反應(yīng),得到不發(fā)生重排反應(yīng)的鹵代烴,該法用于制備溴代烴或碘代烴。 醇和PCl3反應(yīng)比較復(fù)雜,副反應(yīng)很多,尤其是與伯醇作用時(shí),主產(chǎn)物通常是亞磷酸酯而不是氯代烴。用PCl5制備氯代烴,這個(gè)方法也不太好,有磷酸酯生成,一般磷酸酯很難被除去,影響產(chǎn)品質(zhì)量。第十四張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 目前由醇(特別是伯醇)制備氯代烴常用是方法是用SOCl2(亞硫酰氯)作試劑。產(chǎn)品較純凈。第十五張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)
8、作于2022年6月4與硫酸、硝酸、磷酸反應(yīng) 醇和酸作用生成酯的反應(yīng)稱酯化反應(yīng)。這里只介紹醇和無(wú)機(jī)酸的酯化反應(yīng)。例如: HNO3能很快和伯醇作用生成酯,硝酸酯受熱會(huì)發(fā)生爆炸,所以在處理和制備硝酸酯時(shí)必須小心。 第十六張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 H3PO4與醇作用生成酯的反應(yīng)是可逆反應(yīng),產(chǎn)率很低。一般磷酸酯是由醇和POCl3作用制得。5脫水反應(yīng)(1)分子內(nèi)脫水 醇與強(qiáng)酸(硫酸、磷酸等)加熱,可發(fā)生分子內(nèi)脫水生成烯烴。 第十七張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 醇分子內(nèi)脫水活性與醇的結(jié)構(gòu)有關(guān)。 醇分子內(nèi)脫水反應(yīng)活性: R3COH R2CHOH RCH2OH仲醇、叔醇分
9、子內(nèi)脫水,若有兩種以上-H,就有兩種不同的取向,遵守扎依采夫規(guī)則。第十八張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)分子間脫水 醇與強(qiáng)酸(硫酸、磷酸等)加熱,可發(fā)生分子間脫水生成醚,制備簡(jiǎn)單醚的重要方法,其中以伯醇效果最好,仲醇次之,而叔醇一般得到烯烴。一般不適合制備混合醚, 但用甲醇和叔丁醇來(lái)制備甲基叔丁基醚,卻可以得到較高的收率。第十九張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 分子內(nèi)脫水是消去反應(yīng),分子間脫水是親核取代反應(yīng)。親核取代反應(yīng)與消去反應(yīng)往往是兩個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng)。消去反應(yīng)涉及位C-H的斷裂,需要較高的能量。故升高溫度對(duì)分子內(nèi)脫水生成烯烴有利。對(duì)叔醇來(lái)說(shuō),只能分子內(nèi)脫水
10、生成烯烴。6氧化和脫氫 醇分子中由于羥基的影響,使得-H 原子較活潑,伯醇和仲醇由于有-H 原子存在容易被氧化,而叔醇沒(méi)有-H 原子很難被氧化。 第二十張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(1) 氧化:不同類型的醇得到不同的氧化產(chǎn)物。 伯 醇首先被氧化成醛,醛繼續(xù)被氧化生成羧酸。 由于醛很容易被氧化成羧酸,故伯醇氧化制醛時(shí),可使用特殊的氧化劑。第二十一張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 仲醇一般被氧化為含相同碳原子數(shù)的酮,由于酮較穩(wěn)定,不易被氧化,可用于酮的合成。 脂環(huán)醇如用HNO3等強(qiáng)氧化劑氧化,可繼續(xù)氧化為二元酸。 第二十二張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6
11、月 叔醇很難被氧化。在劇烈的條件下,碳架發(fā)生了裂解,產(chǎn)物是低級(jí)的酮和羧酸的混合物。第二十三張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2) 脫氫:伯、仲醇的蒸氣在高溫下通過(guò)催化劑活性銅(或銀)時(shí)發(fā)生脫氫反應(yīng),生成醛和酮,俗稱催化脫氫。 叔醇分子中沒(méi)有-氫,不發(fā)生脫氫反應(yīng),只能脫水生成烯烴。 第二十四張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月7多元醇的反應(yīng) (1) 鄰二醇能和許多金屬氫氧化物形成螯合物。(2)與高碘酸反應(yīng) 鄰二醇與高碘酸在緩和條件下進(jìn)行氧化反應(yīng),具有羥基的兩個(gè)碳原子的CC 鍵斷裂而生成醛、酮、羧酸等產(chǎn)物。 第二十五張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月四、醇的制備
12、1由烯烴制備(1)烯烴水合 工業(yè)上以烯烴為原料,通過(guò)直接或間接水合法可制低級(jí)醇。除了乙烯水合可制得伯醇(乙醇)以外,其它烯烴水合的產(chǎn)物是仲醇或叔醇。第二十六張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)硼氫化氧化2鹵代烴水解 只有在相應(yīng)的鹵代烴容易得到時(shí)才采用這個(gè)方法。例如,從烯丙基氯或芐氯合成烯丙醇或芐醇。3醛、酮、羧酸、酯的還原(詳見(jiàn)7-2)4由格利雅試劑合成(詳見(jiàn)7-2,7-3)五、重要的醇第二十七張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月7.1.2 酚 酚是羥基直接與芳環(huán)直接相連的化合物。一、酚的命名法 酚的命名一般是在酚字的前面加上芳環(huán)的名稱作為母體,再加上其它取代基的位次
13、,數(shù)目和名稱。當(dāng)芳環(huán)上連有COOH、SO3H等基團(tuán)時(shí),按次序規(guī)則把羥基看作取代基來(lái)命名。 第二十八張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月5-甲基-2-異丙基苯酚 1,5-萘二酚 1,2,3-苯三酚 1,3,5-苯三酚 第二十九張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月5-(4-羥基苯基)-1-戊烯-3-醇 對(duì)羥基苯甲酸 鄰羥基苯磺酸 二、酚的物理性質(zhì)三、酚的化學(xué)性質(zhì) 酚與醇分子中都有極性的C-O鍵和O-H鍵,它們能發(fā)生相似的反應(yīng)。但由于酚羥基參與芳環(huán)共軛,使O-H鍵極性增大,C-O鍵加強(qiáng),因此,酚一方面酸性比醇大,另一方面羥基難于被取代。酚羥基使芳環(huán)活化,容易發(fā)生環(huán)上的親電取代。
14、第三十張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月1酚羥基上的反應(yīng)(1)酸性 酚具有酸性,其酸性(苯酚的pKa=10)比醇(pKa=1618)、水(pKa15.7)強(qiáng),但比碳酸(pKa=6.38)弱。因此酚能溶于氫氧化鈉水溶液生成酚鈉,但不能與碳酸氫鈉反應(yīng)。將二氧化碳通人酚鈉水溶液中,可以使酚重新游離出來(lái)。第三十一張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)酚醚的生成酚與醇相似,可生成醚,但因酚羥基的碳氧鍵比較牢固(p-共軛的結(jié)果),一般不能通過(guò)酚分子間脫水來(lái)制備,而是由酚金屬與烷基化試劑(鹵烷或硫酸酯)在弱堿性溶液作用而制得。 第三十二張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月
15、 二芳基醚需在銅催化下加熱制得。 酚醚在氫碘酸作用下,酚醚分解為酚和烴基碘,在有機(jī)合成上常利用生成酚醚的方法來(lái)保護(hù)酚羥基。 第三十三張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(3)酚酯的生成 酚與羧酸直接酯化比較困難,一般是與酰氯或酸酐作用來(lái)制備酚酯。 (4)與FeCl3的顏色反應(yīng) 大多數(shù)酚可與氧化鐵溶液作用生成有色配離子。第三十四張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 不同的酚顯示不同的顏色。苯酚和均苯三酚呈藍(lán)紫色和紫色,鄰和對(duì)苯二酚及-萘酚顯綠色,甲苯酚顯藍(lán)色等。 具有烯醇式結(jié)構(gòu)的脂肪族醇也能發(fā)生此反應(yīng)而顯色。這種特殊的顯色反應(yīng),可用來(lái)檢驗(yàn)酚羥基和烯醇的存在。第三十五張,PPT
16、共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2芳環(huán)上的親電取代反應(yīng) 羥基是一個(gè)較強(qiáng)的鄰對(duì)位定位基,酚的苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)比苯容易得多。(1)鹵化反應(yīng)酚極易發(fā)生鹵化反應(yīng)。苯酚用溴水處理,就立即生成不溶于水的2,4,6-三溴苯酚白色沉淀,反應(yīng)非常靈敏,很稀的苯酚溶液(10ug/g)就能與溴水生成沉淀。故此反應(yīng)可用作苯酚的鑒別和定量測(cè)定。第三十六張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 除苯酚外,凡是酚羥基的鄰、對(duì)位上還有氫的酚類化合物與溴水作用,均能生成沉淀。故該反應(yīng)常用于酚類化合物的鑒別。 如需要制取一溴代苯酚,則要在非極性溶劑(CS2,CCl4 )和低溫下進(jìn)行。第三十七張,PPT共一百二十六頁(yè)
17、,創(chuàng)作于2022年6月(2)磺化反應(yīng)濃硫酸易使苯酚磺化。如果反應(yīng)在室溫下進(jìn)行,生成幾乎等量的鄰和對(duì)位取代產(chǎn)物;如果反應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行,則對(duì)位異構(gòu)體為主要產(chǎn)物。第三十八張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(3)硝化反應(yīng)苯酚在常溫下用稀硝酸處理就可得到鄰硝基苯酚和對(duì)硝基苯酚。 鄰硝基苯酚和對(duì)硝基苯酚可用水蒸氣蒸餾法分開(kāi)。但反應(yīng)產(chǎn)生大量焦油狀酚的氧化副產(chǎn)物,產(chǎn)率相當(dāng)?shù)?,制備意義不大。 第三十九張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)用較濃的硝酸進(jìn)行硝化時(shí),酚更易發(fā)生氧化,所以多硝基酚不能用酚的直接硝化法制備。如2,4-二硝基苯酚通常是由2,4-二硝基氯苯水解制得;2,4,6-三
18、硝基苯酚(苦味酸)可通過(guò)先磺化后硝化的方法制備。第四十張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(4)傅瑞德?tīng)栆豢死虼姆磻?yīng) 由于酚羥基易與無(wú)水氯化鋁作用生成不溶于有機(jī)溶劑的酚氯化鋁鹽(PhOAICI2),使芳環(huán)親電取代活性降低;又由于羥基上酯化反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng),酚類用氯化鋁為催化劑的?;磻?yīng)產(chǎn)率不高。用乙酸和三氟化硼處理苯酚可獲得高產(chǎn)率的對(duì)羥基苯乙酮。第四十一張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 酚的烷基化反應(yīng)常常是以烯烴或醇為烷基化試劑,以濃硫酸、磷酸或酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作為催化劑,反應(yīng)迅速生成二和三烷基化產(chǎn)物。 4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚 (俗稱二四六抗氧劑) 第四十二張,P
19、PT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3縮合反應(yīng) 酚羥基鄰、對(duì)位上的氫可以和羰基化合物發(fā)生縮合反應(yīng),例如,在稀酸或稀堿存在下,苯酚與甲醛作用,生成鄰或?qū)αu基苯甲醇。第四十三張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)酚過(guò)量時(shí),縮合產(chǎn)物是不含羥甲基的4,4-二羥基二苯甲烷和2,2-二羥基二苯甲烷。 在酸性介質(zhì)中,相互縮合并繼續(xù)與甲醛、苯酚反應(yīng)得到線型產(chǎn)物。它受熱熔化,稱為熱塑性樹(shù)脂,主要用作模塑粉。成型時(shí),需要加人固化劑如環(huán)六亞甲基四胺,以便模塑加熱時(shí),固化劑產(chǎn)生的甲醛使樹(shù)脂固化成體型熱固性酚醛樹(shù)脂塑料。第四十四張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)醛過(guò)量時(shí),縮合產(chǎn)物是含羥甲
20、基較多的2,4-二羥甲基和2,4,6-三羥甲基苯酚。 在堿性介質(zhì)中,相互縮合并繼續(xù)與甲醛、苯酚反應(yīng)可得線型直至體型熱固性酚醛樹(shù)脂。 第四十五張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月4氧化反應(yīng) 酚類化合物很容易被氧化,不僅可用氧化劑如高錳酸鉀等氧化,甚至較長(zhǎng)時(shí)間與空氣接觸,也可被空氣中的氧氣氧化,使顏色加深。苯酚被氧化時(shí),不僅羥基被氧化,羥基對(duì)位的碳?xì)滏I也被氧化,結(jié)果生成對(duì)苯醌。所以,進(jìn)行磺化、硝化、鹵化時(shí),必須控制反應(yīng)條件,盡量避免酚被氧化。 第四十六張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 二元酚更易被氧化,例如,鄰苯二酚和對(duì)苯二酚可被弱的氧化劑(如氧化銀、溴化銀)氧化成鄰苯醌和
21、對(duì)苯醌。 苯三酚極易被氧化,是強(qiáng)的還原劑,在氣體分析中常用作吸氧劑以移去氣流中的痕量氧。第四十七張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月5還原反應(yīng) 酚可通過(guò)催化加氫生成環(huán)烷基醇。例如,在工業(yè)生產(chǎn)中,苯酚在雷內(nèi)鎳催化下于140一160通人氫氣可生成環(huán)已醇。環(huán)己醇是制備聚酰胺類合成纖維的原料。 四、重要的酚第四十八張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月7.1.3 醚 醚是兩個(gè)烴基通過(guò)氧原子結(jié)合起來(lái)的化合物。COC鍵稱為醚鍵,是醚的官能團(tuán)。 一、醚的分類和命名 1醚的分類 氧原子連接兩個(gè)相同烴基的醚稱為單醚,連接兩個(gè)不同烴基的醚則稱為混醚。 兩個(gè)烴基都是飽和的稱為飽和醚,烴基中有不飽和
22、烴基的醚稱為不飽和醚,烴基中有芳基的則稱為芳醚。 如果烴基與氧原子連接成環(huán)則稱為環(huán)醚。多氧大環(huán)醚稱為冠醚。 第四十九張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2醚的命名 簡(jiǎn)單的醚一般用習(xí)慣命名法,即在“醚”字前冠以兩個(gè)烴基的名稱。單醚在烴基名稱前加“二”字(一般可省略,但芳醚和某些不飽和醚除外);混醚則將次序規(guī)則中較優(yōu)的烴基放在后面;芳醚則是芳基放在前面。 第五十張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的醚,可用系統(tǒng)命名法命名。命名時(shí),將RO一(烴氧基)作為取代基。 環(huán)醚一般叫環(huán)氧某烴或按雜環(huán)化合物命名方法命名: 第五十一張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月
23、多元醚命名時(shí),首先寫(xiě)出多元醇的名稱,再寫(xiě)出另一部分烴基的數(shù)目和名稱,最后加上“醚”字。二、醚的制法1醇分子間脫水 第五十二張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2威廉森合成法 醇鈉或酚鈉與鹵代烴反應(yīng)生成醚是制備醚的一個(gè)重要方法,稱為威廉森(Williamson)合成法。是制備混合醚的一個(gè)方便方法。 欲得到較高產(chǎn)率的混合二烴基醚,應(yīng)選擇伯鹵代烴與醇鈉反應(yīng),而不用仲或叔鹵代烴。 第五十三張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3醇與烯烴的加成三、醚的物理性質(zhì)第五十四張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月四、醚的化學(xué)性質(zhì) 醚分子極性很小。醚(環(huán)氧乙烷除外)對(duì)氧化劑、還原劑和堿都
24、十分穩(wěn)定。常溫下不與金屬鈉反應(yīng),因此常用金屬鈉干燥醚。但是在一定條件下,醚也可發(fā)生一些特殊的反應(yīng)。1鹽和配位絡(luò)合物的生成 第五十五張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2醚鍵的斷裂 在較高溫度下,強(qiáng)酸能使醚鏈斷裂。最有效的試劑是濃的氫碘酸,在常溫下就可使醚鍵斷裂,生成一分子醇和一分子碘代烴。若有過(guò)量的氫碘酸,則生成的醇進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成另一分子的碘代烴。 當(dāng)兩個(gè)烷基不相同時(shí),往往是合碳原子較少的烷基斷裂下來(lái)與碘結(jié)合,而且反應(yīng)可定量完成。 若是芳香烴基烷基醚與氫碘酸作用,只能是烷氧基斷裂,生成酚和碘代烷。第五十六張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3過(guò)氧化物的生成 過(guò)氧化物不穩(wěn)定,加
25、熱時(shí)易分解而發(fā)生爆炸,因此,醚類應(yīng)盡量避免暴露在空氣中,一般應(yīng)放在棕色玻璃瓶中,避光保存。 五、重要的醚第五十七張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月7.2醛和酮 醛和酮分子中都含有羰基(C=O),因此統(tǒng)稱為羰基化合物。羰基至少與一個(gè)氫原子相連的化合物稱為醛。羰基與兩個(gè)烴基相連的化合物稱為酮。7.2.1醛和酮的結(jié)構(gòu)、分類和命名 一、醛和酮的結(jié)構(gòu) 醛和酮的官能團(tuán)是羰基,羰基中的碳原子為sp2雜化。 第五十八張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月二、醛和酮的分類 按照羰基所連接的烴基的不同,分為脂肪族醛、酮和芳香族醛、酮。按照烴基是否含有不飽和鍵,分為飽和醛、酮和不飽和醛、酮。按照
26、酮分子中的兩個(gè)烴基是否相同,分為單酮和混酮。按照分子中所含羰基數(shù)目的不同,又分為一元醛、酮和多元醛、酮。第五十九張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月三、醛和酮的命名 簡(jiǎn)單醛、酮使用普通命名法,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的醛、酮?jiǎng)t使用系統(tǒng)命名法。1普通命名法 醛的普通命名法與醇相似,只需要將名稱中的“醇”字改為“醛”字即可。酮按照羰基所連的兩個(gè)烴基的名稱來(lái)命名。2系統(tǒng)命名法 選擇含有羰基的最長(zhǎng)碳鏈作為主鏈,從靠近羰基最近的一端開(kāi)始將主鏈碳原子編號(hào)。由于醛基總是在碳鏈一端,因此不需注明位次。但酮除丙酮、丁酮外,其它酮的羰基需要注明位次。 第六十張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月第六十一張,
27、PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 不飽和醛、酮的命名是選擇含有羰基與不飽和鍵的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈,稱為某烯醛或某烯酮,編號(hào)時(shí),使羰基位次最小,并注明不飽和鍵的位次。 多元醛、酮的命名,是將盡可能多的羰基都選到主鏈里,編號(hào)時(shí),使多個(gè)羰基的位次之和最小。 當(dāng)芳環(huán)上不但連有醛基,而且連有其它優(yōu)先主官能團(tuán)時(shí),則醛基可視作取代基,用甲?;鲈~頭來(lái)命名。第六十二張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月7.2.2醛和酮的制法一、 醇的氧化或脫氫第六十三張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月二、炔烴的水合 在汞鹽催化下,炔與水生成烯醇, 烯醇重排后得到相應(yīng)的羰基化合物。乙炔水合生成乙醛。其
28、它炔水合生成酮。三、芳烴的?;?第六十四張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月四、烯烴的氧化五、羰基合成 烯烴與一氧化碳和氫氣在催化劑作用下,生成比原烯烴多一個(gè)碳原子的醛。 醛進(jìn)一步加氫可得到伯醇。這也是工業(yè)上由烯烴制備伯醇的重要方法。 第六十五張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月7.2.3醛和酮的物理性質(zhì)7.2.4醛、酮的化學(xué)性質(zhì)一、羰基的親核加成反應(yīng)1與氫氰酸的加成 在堿催化下,醛和酮與氫氰酸加成生成氰醇,又稱為羥基腈。 第六十六張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 2-甲基-2-羥基丙腈 結(jié)構(gòu)不同的羰基化合物,其親核加成的活性次序是: 甲醛脂肪醛芳醛丙酮甲基
29、酮環(huán)酮脂肪酮芳酮二芳酮 芳酮親核加成的產(chǎn)率較低,二芳酮?jiǎng)t不發(fā)生反應(yīng)。第六十七張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2與亞硫酸氫鈉的加成 醛、脂肪族甲基酮及八個(gè)碳原子以下的環(huán)酮,與飽和的亞硫酸氫鈉溶液發(fā)生加成反應(yīng),生成-羥基磺酸鈉。 -羥基磺酸鈉易溶于水,不溶于飽和亞硫酸氫鈉溶液,因而析出白色結(jié)晶。羥基磺酸鈉若與酸或堿共熱,又可分解為原來(lái)的醛和酮。常用來(lái)分離和提純?nèi)┖湍承┩?。第六十八張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3與醇的加成 半縮醛 縮醛 縮醛對(duì)堿穩(wěn)定,但在酸性溶液中易水解為原來(lái)的醛。 在有機(jī)合成中,常用生成縮醛的方法來(lái)“保護(hù)” 較活潑的醛基,使醛基在反應(yīng)中不受破壞,待反
30、應(yīng)完畢后,再用稀酸水解生成原來(lái)的醛基。 某些酮與醇也可發(fā)生類似的反應(yīng),生成半縮酮及縮酮,但較緩慢,有的酮?jiǎng)t難反應(yīng)。 第六十九張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月4與格利雅試劑的加成 醛、酮與格利雅試劑加成常用于合成結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的醇。甲醛與格利雅試劑反應(yīng),水解得到伯醇。其它醛與格利雅試劑反應(yīng),水解得到仲醇。 酮與格利雅試劑反應(yīng),水解得到叔醇。第七十張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月二、與氨的衍生物的反應(yīng) 醛、酮生成的肟、苯腙等多數(shù)是固體,都有固定的熔點(diǎn),常用于醛、酮的鑒別。產(chǎn)物用稀酸加熱水解,可得到原來(lái)的醛、酮,用于醛、酮的分離和提純。 第七十一張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作
31、于2022年6月三、- 氫原子的反應(yīng) 1鹵化和鹵仿反應(yīng) 在酸或堿催化下,醛、酮的氫原子可以被鹵素取代,生成鹵代醛、酮。 在酸催化下,容易控制在一元鹵代。第七十二張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 在堿性溶液中,同碳上的三個(gè)-氫原子都能被鹵原子取代,生成-三鹵代物后立即分解成三鹵甲烷(鹵仿)和羧酸鹽。這種反應(yīng)又稱為鹵仿反應(yīng)。 用次碘酸鈉(NaOH+I2)作試劑,產(chǎn)物為碘仿,稱為碘仿反應(yīng)。碘仿為有特殊氣味的不溶于水的黃色結(jié)晶,易于觀察,常用于鑒別乙醛和甲基酮的存在。 次鹵酸鈉是氧化劑,能氧化成乙醛或甲基酮的醇也發(fā)生碘仿反應(yīng)。第七十三張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2羥醛縮
32、合反應(yīng) 在稀堿催化下,具有-氫原子的醛可相互加成。一分子醛的-氫原子加到另一分子醛的羰基氧原子上,其余部分加到羰基碳原子上,生成-羥基醛,稱為羥醛縮合反應(yīng)。 -羥基醛極易脫水生成,-不飽和醛。第七十四張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 這是工業(yè)上用乙醛生產(chǎn)正丁醇的方法。 具有-氫原子的酮也能發(fā)生類似的縮合反應(yīng),但比較困難。 兩種都含-氫原子的醛之間發(fā)生的羥醛縮合,稱為交叉羥醛縮合。 第七十五張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月工業(yè)上生產(chǎn)季戊四醇的方法 四、氧化還原反應(yīng)1氧化反應(yīng) 醛有一個(gè)氫原子直接連在羰基上,非常容易被氧化,而酮較難發(fā)生氧化,常用弱氧化劑托倫(Tollen
33、s)試劑和斐林(Fehling)試劑來(lái)區(qū)別醛、酮。第七十六張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(1)托倫(Tollens)試劑 托倫試劑是硝酸銀的氨溶液,它能將醛氧化成羧酸,而銀離子被還原成金屬銀,如附著在玻璃壁上能形成明亮的銀鏡,故這個(gè)反應(yīng)又稱為銀鏡反應(yīng)。 脂肪醛和芳香醛都能與托倫試劑作用,而酮不發(fā)生反應(yīng),故常用來(lái)鑒別醛。第七十七張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)斐林(Fehling)試劑斐林試劑是硫酸酮溶液和酒石酸鉀鈉的堿溶液的混合液。醛與斐林試劑作用被氧化成羧酸,銅離子則被還原成磚紅色的氧化亞銅沉淀。 芳香醛和酮不能被斐林試劑氧化,因此可區(qū)別脂肪醛和芳香醛、脂
34、肪醛和酮。 托倫試劑和斐林試劑對(duì)分子中的碳碳三鍵和碳碳雙鍵不起作用,是良好的選擇性氧化劑。 第七十八張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 酮在強(qiáng)烈條件下氧化,碳鏈斷裂生成幾種小分子羧酸的混合物。 環(huán)己酮在五氧化二釩催化下,用硝酸氧化,是工業(yè)生產(chǎn)己二酸的一個(gè)重要方法。 己二酸是制備尼龍66的原料。第七十九張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2還原反應(yīng) 醛、酮還原可分為兩類,一類是還原成醇;另一類是羰基被還原成亞甲基。(1)還原為醇 醛、酮在加壓和加熱下催化加氫,分別生成伯醇和仲醇。第八十張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 催化加氫的方法選擇性不高,如果只還原羰基,
35、而保留不飽和鍵,需使用選擇性較高的化學(xué)還原劑,如氫化鋁鋰(LiAlH4)、硼氫化鈉(NaBH4)、異丙醇-異丙醇鋁等。 其中,氫化鋁鋰還原能力最強(qiáng),它除了還原羰基外,還可還原COOH、COOR、 CONH2等基團(tuán)。 第八十一張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)羰基還原為亞甲基 用鋅汞齊(金屬鋅和汞形成的合金)在濃鹽酸作用下作還原劑,羰基可被還原成亞甲基(CH2),此方法稱為克萊門(mén)森(Clemmenson)還原法。 在肼(H2NNH2)的氫氧化鈉水溶液和高沸點(diǎn)的醇(如縮二乙二醇)一起加熱,羰基被還原成亞甲基。第八十二張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月五、歧化反應(yīng) 不含
36、H的醛(如HCHO,ArCHO,R3CCHO等)與濃堿共熱,發(fā)生自身的氧化還原反應(yīng),一分子醛被氧化成酸,另一分子醛被還原成醇,稱為歧化反應(yīng),也稱為坎尼扎羅(Cannizzaro)反應(yīng)。 第八十三張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 若甲醛與其他不含H的醛作用,一般是甲醛被氧化成甲酸。7.2.5重要的醛和酮 第八十四張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月7.3 羧酸及其衍生物 7.3.1 羧酸 羧酸(RCOOH)除甲酸外,都可看成是烴分子中的氫原子被羧基(-COOH)取代后的產(chǎn)物。飽和一元羧酸可用RCOOH和ArCOOH表示。羧酸廣泛存在于自然界中。例如,水果中含有檸檬酸、蘋(píng)果
37、酸;多種草本植物中含有草酸的鈣鹽、鉀鹽;花果中含有低級(jí)有機(jī)酸;動(dòng)、植物油中含有高級(jí)脂肪酸酯等。第八十五張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月一、羧酸的結(jié)構(gòu)、分類與命名1. 羧酸的結(jié)構(gòu) 羧酸的官能團(tuán)是羧基(-COOH)。碳原子是以sp2雜化態(tài)存在,三個(gè)sp2雜化軌道分別與-OH的氧原子、羰基的氧原子和烴基的碳原子(甲酸是氫原子)形成三個(gè)鍵,且處在同一個(gè)平面上。碳原子未雜化的p軌道與羰基氧原子的p軌道相互重疊形成鍵。 羥基氧上的未共用電子對(duì)與羰基上的鍵形成p-共軛體系的存在 第八十六張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2. 羧酸的分類 按與羧基相連的烴基種類不同,分為脂肪族羧酸和
38、芳香族羧酸;按烴基是否飽和,可分為飽和羧酸和不飽和羧酸;按羧酸分子中羧基數(shù)目不同,又可分為一元羧酸和多元羧酸等。3. 羧酸的命名 脂肪族羧酸的命名一般采用系統(tǒng)命名法,選擇含有羧基的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈,根據(jù)主鏈上碳原子數(shù)目稱為“某酸”,從羧基一端開(kāi)始為主鏈碳原子編號(hào),取代基的位置可用阿拉伯?dāng)?shù)字或希臘字母、標(biāo)出,把取代基的位次和名稱放到“某酸”之前。 第八十七張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 不飽和羧酸,要選擇含有羧基和不飽和鍵在內(nèi)的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈。 芳香族羧酸,一般以苯甲酸為母體,如果結(jié)構(gòu)復(fù)雜,則把芳環(huán)作為取代基來(lái)命名。 二元酸,選擇包括兩個(gè)羧基碳原子在內(nèi)的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈,根據(jù)主鏈碳的
39、個(gè)數(shù)稱為“某二酸”,芳香族二元羧酸須注明兩個(gè)羧基的位置。 對(duì)于多官能團(tuán)化合物,一般是按照表7-5所列舉官能團(tuán)的優(yōu)先次序來(lái)確定母體和取代基。 第八十八張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月二、羧酸的制備1. 烴的氧化 烯烴氧化,雙鍵斷裂得到羧酸。 環(huán)狀烯烴通過(guò)氧化得到二元羧酸。 含有-H的烷基苯在高錳酸鉀、重鉻酸鉀等氧化劑作用下,被氧化成苯甲酸。 工業(yè)上一般用甲苯液相空氣氧化法生產(chǎn)苯甲酸。2. 伯醇或醛的氧化 伯醇和醛氧化法制羧酸是一種常用的方法。常用的氧化劑有高錳酸鉀、重鉻酸鉀、三氧化鉻等。 第八十九張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3. 腈的水解4. 格利雅試劑和CO2反
40、應(yīng)三、羧酸的物理性質(zhì)四、羧酸的化學(xué)性質(zhì) 第九十張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月1. 酸性 一般羧酸的pKa約在3.55之間,有一定的酸性,比碳酸(Pka=6.38)的酸性強(qiáng)。能與氫氧化鈉溶液作用生成鹽,也能分解碳酸氫鹽和碳酸鹽而放出二氧化碳。 飽和一元羧酸的烴基連有吸電子基團(tuán)(如-X,-NO2,-OH等)時(shí),酸性增強(qiáng)。同時(shí),取代基的電負(fù)性越大,取代數(shù)目越多,離羧基越近,其酸性越強(qiáng)。 第九十一張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 低級(jí)的飽和二元羧酸的酸性比飽和一元羧酸的酸性強(qiáng),特別是乙二酸。 羧基直接連于苯環(huán)上的芳香族羧酸比飽和一元羧酸的酸性強(qiáng),但比甲酸弱。 2. 羥基被
41、取代的反應(yīng) 羧酸分子中的羥基可被鹵素(Cl、Br、I)、酰氧基(RCOO-)、烷氧基(RO-)、氨基(-NH2)取代,生成羧酸衍生物,分別為酰鹵、酸酐、酯和酰胺。(1)酰鹵的生成.第九十二張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)酸酐的生成第九十三張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(3)酯的生成 在強(qiáng)酸(如濃H2SO4)催化下,羧酸和醇生成羧酸酯的反應(yīng)稱為酯化反應(yīng)。 第九十四張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(4)酰胺的生成 羧酸與氨或胺反應(yīng),先生成銨鹽,然后加熱脫水形成酰胺。 第九十五張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3. 羧酸的還原反應(yīng) 羧酸一
42、般條件下不易被還原。實(shí)驗(yàn)室中常用強(qiáng)還原劑氫化鋁鋰(LiAlH4),將羧酸還原成醇。 此法不但產(chǎn)率高,而且不影響分子中的碳碳不飽和鍵。 第九十六張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 但由于LiAlH4價(jià)格昂貴,僅限于實(shí)驗(yàn)室使用。 通過(guò)催化氫化將羧酸還原為醇,需要在高溫(250)高壓(10MPa)下進(jìn)行,比醛、酮還原所需的條件高得多,因此在醛、酮還原條件下羧酸不受影響。4. 脫羧反應(yīng) 羧酸脫去二氧化碳的反應(yīng)稱為脫羧反應(yīng)。羧酸的堿金屬鹽與堿石灰(NaOH +CaO)共熱,則發(fā)生脫羧反應(yīng),生成比原料少一個(gè)碳原子的烷烴。 第九十七張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)羧酸分子中的碳
43、上連有較強(qiáng)的吸電子基時(shí),受熱易脫酸。 5. -氫原子的取代反應(yīng) 羧酸分子中的氫原子因受羧基的影響,在一定條件下可被氯或溴取代,但羧基對(duì)氫的致活作用比羰基弱的多。因此要在催化劑(紅磷、碘或硫)作用下才能發(fā)生鹵代反應(yīng)。第九十八張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 一鹵代酸的鹵原子活潑,可被其他原子或原子團(tuán)取代(如-OH,-NH2 等),常用來(lái)制備-羥基酸和-氨基酸,是一類重要的合成中間體。五、重要的羧酸第九十九張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月7.3.2 羧酸衍生物 羧酸分子中的羥基被其他原子或原子團(tuán)取代后生成的化合物稱為羧酸衍生物。羧酸分子中的羥基被鹵原子、酰氧基、烷氧基、
44、氨基取代,生成的化合物,分別稱為酰鹵、酸酐、酯和酰胺。第一百?gòu)?,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月一、 羧酸衍生物的命名1酰鹵的命名根據(jù)其相應(yīng)的?;Q,稱為“某酰鹵”。2酰胺的命名根據(jù)其相應(yīng)的?;Q,稱為“某酰胺”。 酰胺分子中氮原子上的氫原子被烴基取代后所生成的取代酰胺稱為N烴基“某”酰胺。含有CONH結(jié)構(gòu)的環(huán)狀酰胺,稱為內(nèi)酰胺。3酸酐的命名 酸酐是根據(jù)它水解后生成相應(yīng)的羧酸來(lái)命名。酸酐中含有兩個(gè)相同或不同的?;鶗r(shí),分別稱為單酐或混酐?;祠拿c混醚相似。 第一百零一張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月4酯的命名 根據(jù)酯水解后生成相應(yīng)的羧酸和醇,稱為“某”酸“某”酯。
45、 多元醇的酯,一般把酸放在后面,稱“某”醇“某”酸酯。 二、羧酸衍生物的物理性質(zhì)三、羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì)1. 羧酸衍生物的親核取代反應(yīng) 羧酸衍生物分子中都含有羰基,和醛、酮相似,由于羰基的存在,能夠與親核試劑(如水、醇、氨等)發(fā)生親核取代反應(yīng),親核取代反應(yīng)是按加成一消除機(jī)理進(jìn)行的。 羧酸衍生物的親核取代反應(yīng)的相對(duì)活性為: 第一百零二張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(1)水解反應(yīng) 酰鹵、酸酐、酯和酰胺都可以和水反應(yīng),生成相應(yīng)的羧酸。第一百零三張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)醇解反應(yīng)第一百零四張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(3)氨解反應(yīng)第一百零五張
46、,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2. 羧酸衍生物的還原反應(yīng) 酰鹵、酸酐、酯和酰胺都比羧酸容易還原,其中以酯的還原最易。酰鹵、酸酐在強(qiáng)還原劑(如氫化鋁鋰)作用下,還原成相應(yīng)的伯醇。酯還原時(shí),多種還原劑均可使用,可生成兩種伯醇。酰胺還原成相應(yīng)的伯胺。第一百零六張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3. 酯縮合反應(yīng)有-H的酯在強(qiáng)堿(一般是用乙醇鈉)的作用下與另一分子酯發(fā)生縮合反應(yīng),失去一分子醇,生成-羰基酯的反應(yīng)叫做酯縮合反應(yīng),又稱為克萊森(Claisen)酯縮合。 第一百零七張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月4. 酰胺的特殊反應(yīng)(1)弱堿性和弱酸性 胺是堿性物質(zhì),而
47、酰胺一般是中性化合物。酰胺分子中的?;c氨基氮原子上未共用電子對(duì)形成p-共軛,使氮原子上的電子云密度有所降低,因而減弱了堿性。 酰胺顯弱堿性,與強(qiáng)酸生成不穩(wěn)定的鹽,遇水立即分解。 第一百零八張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月(2)脫水反應(yīng) 酰胺在強(qiáng)脫水劑五氧化二磷、五氯化磷、亞硫酰氯或乙酸酐存在下加熱,分子內(nèi)脫水生成腈。(3)霍夫曼降級(jí)反應(yīng) 酰胺和次氯(或溴)酸鈉溶液共熱時(shí),酰胺分子失去羰基轉(zhuǎn)變?yōu)椴?RNH2)。稱為霍夫曼降級(jí)反應(yīng)。 第一百零九張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 取代酰胺不能發(fā)生脫水反應(yīng)和霍夫曼降級(jí)反應(yīng)。四、重要的羧酸衍生物第一百一十張,PPT共一百二
48、十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月7.4乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在合成上的應(yīng)用 7.4.1乙酰乙酸乙酯在合成上的應(yīng)用 乙酰乙酸乙酯(又稱一丁酮酸乙酯)是無(wú)色有水果香味的液體,沸點(diǎn)180.4,在沸點(diǎn)時(shí)有分解現(xiàn)象,微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。 一、乙酰乙酸乙酯的合成 1. 克萊森酯縮合 兩分子乙酸乙酯在乙醇鈉的作用下,生成乙酰乙酸乙酯的反應(yīng)是典型的克萊森(Claisen L)酯縮合反應(yīng)。 第一百一十一張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月2. 乙烯酮二聚體與乙醇加成 工業(yè)上,乙酰乙酸乙酯可用乙烯酮二聚體與乙醇作用制得。二、乙酰乙酸乙酯酮式與烯醇式互變異構(gòu)第一百一十二張,PPT共一百二
49、十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月 實(shí)驗(yàn)表明,乙酰乙酸乙酯是由酮式和烯酸式兩個(gè)異構(gòu)體組成,常溫下兩個(gè)異構(gòu)體互相轉(zhuǎn)變很快,達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí),乙酰乙酸乙酯純液體中酮式占 93,烯醇式占7。這種能互相轉(zhuǎn)變的異構(gòu)體稱為互變異構(gòu)體,它們之間存在動(dòng)態(tài)平衡的現(xiàn)象稱為互變異構(gòu)現(xiàn)象。第一百一十三張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月三、乙酰乙酸乙酯亞甲基活潑氫的性質(zhì) 1酸性 乙酰乙酸乙酯的-C原子上由于受到兩個(gè)吸電子基(羰基和酯基)的作用,-H很活潑,具有一定的酸性,易與金屬鈉、乙醇鈉作用形成鈉鹽。2. 鈉鹽的烷基化和?;?乙酰乙酸乙酯的鈉鹽與鹵代烴或酰鹵反應(yīng),生成烴基或酰基取代的乙酰乙酸乙酯。 烷基化:第一百一十四張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月酰基化:第一百一十五張,PPT共一百二十六頁(yè),創(chuàng)作于2022年6月3. 酮式分解和酸式分解 酮式分解:乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物與稀堿作用,水解生成-羰基酸,受熱后脫羧生成甲基酮。故稱為酮式分解。 酸式分解:乙酰乙酸乙酯及其取代衍生物在濃堿作用下,主要發(fā)生乙?;臄嗔?,生成乙酸或取代乙酸,故稱為酸式分解。四、乙酰乙酸乙酯在有機(jī)合成上的應(yīng)用 由于乙酰乙酸乙酯的上述性質(zhì),我們可以通過(guò)亞甲基上的取代,引入各種不同的基團(tuán)后
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