丙醇醇類的結(jié)構(gòu)

醇類(alcohols)、醚類(ethers)與酚類(phenols)均由碳、氫、氧三種元素所組成，其中同碳數(shù)醇類和醚類互為結(jié)構(gòu)異構(gòu)物，兩者的水溶液均為中性。酚類和醇類都具有羥基，但是酚的羥基接在苯環(huán)上，故酚具有弱酸性。醇類、醚類與酚類7-67-6.1醇類的結(jié)構(gòu)、命名與分類7-6.2醇類的反應(yīng)與製備7-6.3醚類7-6.4酚類醇類、醚類與酚類7-6學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解醇類、醚類與酚類的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及常見的化學(xué)反應(yīng)醇類、醚類與酚類7-6一.醇類的結(jié)構(gòu)將水分子的一個氫原子以烷基取代則可得醇，水分子與甲醇分子的氧原子均以

混成軌域參與鍵結(jié)。sp3醇類的結(jié)構(gòu)、命名與分類7-6.1羥基具有極性，且可與水分子形成氫鍵，故甲醇、乙醇及正丙醇可以與水完全互溶，

隨著碳鏈增長，則性質(zhì)愈接近烷類，對水溶解度愈低。醇分子間有氫鍵存在，故熔點與沸點均比分子量相近之醛、酮、醚、酯及烷類等高。醇類的結(jié)構(gòu)、命名與分類7-6.1二.醇類的命名醇的系統(tǒng)命名規(guī)則和烴類相似：1.以含有羥基的最長碳鏈為主名，2.碳鏈的編號從先出現(xiàn)－OH的那端開始標(biāo)號，3.依其碳原子數(shù)而稱為「某醇」，4.將羥基所在的碳原子之編號寫在醇的名稱之前。例如：俗稱：正丙醇中文系統(tǒng)命名：1-丙醇俗稱：異丙醇中文系統(tǒng)命名：2-丙醇醇類的結(jié)構(gòu)、命名與分類7-6.1的中文系統(tǒng)命名為何？解答含羥基之最長鏈有6個碳，主名為己醇羥基接於主碳鏈的第2個碳上，甲基接於主碳鏈的第4個碳上，故命名為4-甲基-2-己醇。範(fàn)例7-7畫出2,3-二甲基-1-戊醇的結(jié)構(gòu)式。解答練習(xí)題7-7三.醇類的分類(Ⅰ)依含有羥基的數(shù)目分：含一個、兩個或三個羥基的醇，依序稱為

一元醇、二元醇及三元醇。例如：甲醇、乙醇、苯甲醇為常見的一元醇。醇類的結(jié)構(gòu)、命名與分類7-6.1乙二醇(CH2OHCH2OH)為常見二元醇，可作為抗凍劑。丙三醇(CH2OHCHOHCH2OH)俗稱甘油，則屬於三元醇，

常用於牙膏添加劑或潤膚液保溼劑。醇類的結(jié)構(gòu)、命名與分類7-6.1(Ⅱ)依連接羥基的碳原子之取代情形分：連接羥基的碳原子上最多只接一個烴基者，

稱為

醇(

醇)，

如：乙醇、2-甲基-1-丙醇、苯甲醇??等；接兩個烴基者，稱為

醇(

醇)，

如：2-丙醇、2-丁醇??等；接三個烴基者，稱為

醇(

醇)，

如：2-甲基-2-丙醇、三苯基甲醇??等。見表：一級1。二級2。三級3。醇類的結(jié)構(gòu)、命名與分類7-6.1下列何者為三級醇？2,3-二甲基-2-丁醇3,3-二甲基-1-丁醇3,3-二甲基-2-丁醇2-乙基-1-丁醇苯甲醇範(fàn)例7-8畫出2-甲基-3-戊醇的結(jié)構(gòu)式，並指出其為幾級醇？解答二級醇練習(xí)題7-8醇的反應(yīng)主要發(fā)生在羥基上，大致可分為三類反應(yīng)：脫去反應(yīng)、取代反應(yīng)及氧化反應(yīng)。一.脫去反應(yīng)在硫酸的催化下，依反應(yīng)溫度的不同，醇會進行兩種不同的脫水反應(yīng)。在130～140℃

時，兩個醇分子間的羥基可脫去一分子水而生成醚。醇類的反應(yīng)與製備7-6.2醇的反應(yīng)主要發(fā)生在羥基上，大致可分為三類反應(yīng)：脫去反應(yīng)、取代反應(yīng)及氧化反應(yīng)。一.脫去反應(yīng)在硫酸的催化下，依反應(yīng)溫度的不同，醇會進行兩種不同的脫水反應(yīng)。在170～180℃

時，醇分子的羥基亦可與分子內(nèi)旁邊碳原子上的氫原子形成水而脫去，生成烯類。醇類的反應(yīng)與製備7-6.2二.取代反應(yīng)醇分子中有RO－H

及R－OH

兩處化學(xué)鍵易斷裂，因而於此兩處均易發(fā)生反應(yīng)。

鍵斷裂：醇和金屬鈉等反應(yīng)產(chǎn)生氫氣：

有機酸進行酯化反應(yīng)：醇類的反應(yīng)與製備7-6.2水、醇、羧酸與金屬鈉的反應(yīng)二.取代反應(yīng)醇分子中有RO－H

及R－OH

兩處化學(xué)鍵易斷裂，因而於此兩處均易發(fā)生反應(yīng)。

鍵斷裂：醇與鹵化氫進行取代反應(yīng)，生成鹵烷及水：

低碳數(shù)的醇及鹵化氫均易溶於水，因而反應(yīng)前的混合液為澄清溶液；反應(yīng)後則因產(chǎn)物鹵烷難溶於水，故呈油狀混濁。醇類的反應(yīng)與製備7-6.2三.氧化反應(yīng)幾千年前人類就會釀酒製醋，利用醋酸菌將酒精氧化成醋。醇類的氧化相當(dāng)複雜，被氧化後的產(chǎn)物與其級數(shù)有關(guān)，例如：甲醇為最簡單的醇類，被氧化銅氧化可得甲醛：

醇類的反應(yīng)與製備7-6.2乙醇為一級醇，和二鉻酸鉀等氧化劑反應(yīng)，可得乙醛：

若和過錳酸鉀等強氧化劑反應(yīng)，則可得乙酸：醇類的反應(yīng)與製備7-6.2異丙醇等二級醇氧化得酮：

三級醇無上述反應(yīng)，不會被氧化。因此，可藉此辨別三級醇。醇類的反應(yīng)與製備7-6.2醇類的反應(yīng)工業(yè)上，可用烯類的水合反應(yīng)、醣類的發(fā)酵或利用合成氣來製造醇類。例如：在酸的催化下，丙烯經(jīng)水合反應(yīng)可得2-丙醇，

葡萄糖經(jīng)過發(fā)酵亦可製得乙醇。醇類的反應(yīng)與製備7-6.2甲醇的製備：可利用合成氣來製造甲醇。合成氣為CO與H2的混合氣體，水煤氣為常見的合成氣之一，一氧化碳與氫氣在高溫、高壓及催化劑作用下，可反應(yīng)產(chǎn)生甲醇。醇類的反應(yīng)與製備7-6.2甲醇及乙醇除了可與汽油混合作為汽車燃料，亦有完全使用甲醇與乙醇的引擎。甲醇與乙醇可轉(zhuǎn)化為氫氣，用於氫氧燃料電池，液態(tài)甲醇與乙醇比壓縮氫氣更安全及儲存更方便，因此這技術(shù)對於汽車業(yè)有很大吸引力，例如：

2000年德國曾推出一款氫氣燃料電池車，車上設(shè)置有甲醇重組器，可將液態(tài)甲醇轉(zhuǎn)化為氫氣，五人座小轎車的車速可達每小時150公里。醇類的反應(yīng)與製備7-6.2亞洲首創(chuàng)汽車吃甲醇便宜又環(huán)保－民視新聞

含4個碳的醇類與醚類之分子式均為C4H10O，回答下列問題：(1)畫出分子式為C4H10O的醇類異構(gòu)物。(2)其中有幾種可與鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣？(3)其中有幾種可與二鉻酸鉀酸性溶液反應(yīng)？範(fàn)例7-9解答C4H10O的醇類異構(gòu)物：1-丁醇(1。醇)2-甲基-2-丙醇(3。醇)2-丁醇(2。醇)2-甲基-1-丙醇(1。醇)(2)可與鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣：(3)可與二鉻酸鉀酸性溶液反應(yīng)：4種3種範(fàn)例7-9實驗桌上有五支標(biāo)明

①～⑤的試管，含有未知成分的溶液，只知其可能為氯化鈉溶液、溴化鈉溶液、碘化鈉溶液、乙醇的正己烷溶液、及乙炔的正己烷溶液。某生進行實驗測試，以「＋」表示有反應(yīng)發(fā)生，「－」表示沒有反應(yīng)，空白為未測試，得到的結(jié)果歸納如右表。練習(xí)題7-9下列有關(guān)測試結(jié)果的敘述，哪些正確？(多重選擇題)(A)試管①、③與④中，可能含有鹵素鹽類(B)試管③最可能是氯化鈉溶液(C)試管②最可能是乙炔的正己烷溶液(D)試管④與AgNO3(aq)

反應(yīng)會生成白色的沉澱(E)試管⑤的化合物可使KMnO4/OH－的溶液褪色練習(xí)題7-9解答①、③、④可能為溴化鈉溶液、碘化鈉溶液或氯化鈉溶液③、④可能為溴化鈉溶液或碘化鈉溶液，

①則為氯化鈉溶液練習(xí)題7-9④為碘化鈉溶液，

③則為溴化鈉溶液⑤為乙炔的正己烷溶液，

②則為乙醇的正己烷溶液①、②、③、④、⑤

均會被KMnO4/OH－氧化故選(A)(E)練習(xí)題7-9解答將水分子的兩個氫原子以烴基取代則得醚，例如：CH3OCH3

稱為

或

，簡稱

，為

的官能基異構(gòu)物；再如：CH3OC2H5

則稱為

或

，為

的官能基異構(gòu)物。二甲基醚二甲醚甲醚乙醇甲基乙基醚甲乙醚丙醇醚類7-6.3醚類的化性安定，常作為溶劑，因不具氫鍵，故沸點遠低於同分子量的醇類，因而揮發(fā)性甚大，使用時需慎防其蒸氣著火。除作為溶劑之外，甲基三級丁基醚是汽油的辛烷值提升劑。醚類7-6.3羥基連結(jié)於苯環(huán)上的化合物稱為酚，其水溶液呈弱酸性；因此，苯酚(C6H5OH)俗稱

，其Ka

值僅為1.28×10－10，酸性甚弱，故其水溶液不能使藍色石蕊試紙變色。常溫下，苯酚為無色的透明晶體，難溶於水，亦難溶於碳酸氫鈉溶液，顯見其酸性比碳酸弱，但可溶於碳酸鈉、氫氧化鈉等溶液。石炭酸酚類7-6.4苯酚可製成許多藥物，例如：

阿司匹靈，成分為對乙醯胺基苯酚的普拿疼，

都是以苯酚為原料製得的。具酚結(jié)構(gòu)的化合物與鐵離子結(jié)合，產(chǎn)生

色的錯離子，

為酚的常用檢驗方法。紫酚類7-6.4下列有關(guān)醇、醚、酚的敘述，何者正確？2-戊醇的「2」表示有2個－OH基阿司匹靈可由酚製備醚類分子間具有氫鍵醚類與鈉反應(yīng)生成氫氣苯酚的酸性比碳酸強範(fàn)例7-10濃度皆為0.10M的

(甲)乙醇鈉C2H5ONa，

(乙)苯氧鈉C6H5ONa，

(丙)碳酸氫鈉NaHCO3，

三種鹽類的水溶液，pH值的大小順序為何？(甲)＞(乙)＞(丙)(丙)＞(乙)＞(甲)(甲)＞(丙)＞(乙)(丙)＞(甲)＞(乙)(乙)＞(甲)＞(丙)練習(xí)題7-10有關(guān)C4H10O的異構(gòu)物之下列敘述，何者正確？(A)能被過錳酸鉀的酸性溶液氧化成羧酸者共有2種(B)能被二鉻酸鉀的酸性溶液氧化成醛者共有3種(C)能被氧化劑氧化成酮者共有4種(D)不能被氧化劑氧化者共有3種下列化合物中，沸點最高的是？

(A)C2H5Cl

(B)C2H6

(C)CH3OCH3