有机化学 有机化学 项目7：含氧有机物的结构、性质和应用.doc

陕西国防工业职业技术学院 《有机化学》精品课程 陕西国防工业职业技术学院《有机化学》课程建设小组 孙宾宾 卢永周 杨艳丽 项目7：含氧有机物的结构、性质和应用 1. 醇 1.1 醇的分类、构造异构和命名 （1）分类 根据羟基所连碳原子种类分为：伯醇、仲醇、叔醇。 根据分子中烃基的类别分为：脂肪醇、脂环醇、和芳香醇（芳环侧链有羟基的化合物，羟基直接连在芳环上的不是醇而是酚）。 根据分子中所含羟基的数目分为：一元醇、二元醇和多元醇。 注意：两个羟基连在同一碳上的化合物不稳定，这种结构会自发失水，故同碳二醇不存在。另外，烯醇是不稳定的，容易互变成为比较稳定的醛和酮，这在前面已讨论过。 （2）构造异构 因碳架不同和羟基位次不同而产生。 （3）命名 1） 俗名 如乙醇俗称酒精，丙三醇称为甘油等。 2） 简单的一元醇用普通命名法命名。 例如： 3） 系统命名法 结构比较复杂的醇，采用系统命名法。 ①选择含有羟基的最长碳链为主链； ②从最靠近羟基的一端进行碳原子编号； ③根据主链所含碳原子数叫做“某醇”，羟基的位次用阿拉伯数字表明写在“某醇”之前。 例如： 1.2 醇的制法 （1）烯烃水和 （2）醛、酮、酸、酯的还原 1.3 醇的物理性质 沸点： 1）比相应的烷烃的沸点高100~120℃（形成分子间氢键的原因）, 如乙烷的沸点为-88.6℃，而乙醇的沸点为 2) 比分子量相近的烷烃的沸点高,如乙烷(分子量为30)的沸点为-88.6℃,甲醇(分子量32)的沸点为64.9 3）含支链的醇比直链醇的沸点低，如正丁醇（117.3）、异丁醇（108.4）、叔丁醇（88.2）。 溶解度： 甲、乙、丙醇与水以任意比混溶（与水形成氢键的原因）；C4以上则随着碳链的增长溶解度减小（烃基增大，其遮蔽作用增大，阻碍了醇羟基与水形成氢键）；分子中羟基越多，在水中的溶解度越大，沸点越高。如乙二醇（bp=197℃）、丙三醇（bp=290 结晶醇的形成 低级醇能和一些无机盐（MgCl2、CaCl2、CuSO4等）作用形成结晶醇，亦称醇化物。 如： 1.4醇的化学性质 醇的化学性质主要由羟基官能团所决定，同时也受到烃基的一定影响，从化学键来看，反应的部位有 C—OH、O—H、和C—H。 分子中的C—O键和O—H键都是极性键，因而醇分子中有两个反应中心。 又由于受C—O键极性的影响，使得α—H具有一定的活性，所以醇的反应都发生在这三个部位上。 1．与活泼金属的反应 Na与醇的反应比与水的反应缓慢的多，反应所生成的热量不足以使氢气自然，故常利用醇与Na的反应销毁残余的金属钠，而不发生燃烧和爆炸。 CH3CH2O- 的碱性-OH强，所以醇钠极易水解。 醇的反应活性： CH3OH 伯醇（乙醇） 仲醇 叔醇 pKa 15.09 15.93 19 醇钠(RONa)是有机合成中常用的碱性试剂。 金属镁、铝也可与醇作用生成醇镁、醇铝。 2．与氢卤酸反应（制卤代烃的重要方法） 1） 反应速度与氢卤酸的活性和醇的结构有关。 HX的反应活性： HI HBr HCl 例如： 醇的活性次序： 烯丙式醇 叔醇 仲醇 伯醇 CH3OH 例如，醇与卢卡斯（Lucas）试剂（浓盐酸和无水氯化锌）的反应： Lucas试剂可用于区别伯、仲、叔醇，但一般仅适用于3—6个碳原子的醇。 原因： 1—2个碳的产物（卤代烷）的沸点低，易挥发。 大于6个碳的醇（苄醇除外）不溶于卢卡斯时机，易混淆实验现象。 2） 醇与HX的反应为亲核取代反应，伯醇为SN2历程，叔醇、烯丙醇为SN1历程，仲醇多为 SN1历程。 3） β位上有支链的伯醇、仲醇与HX的反应常有重排产物生成。见P266~267。 例如： 原因：反应是以SN1历程进行的，见P267。 这类重排反应称为瓦格涅尔-麦尔外因（Wagner-Meerwein）重排，是碳整正离子的重排。 3．与卤化磷和亚硫酰氯反应 4．与酸反应（成酯反应） 与无机酸反应 醇与含氧无机酸硫酸、硝酸、磷酸反应生成无机酸酯。 高级醇的硫酸酯是常用的合成洗涤剂之一。如 C12H25OSO2ONa（十二烷基磺酸钠）。 2）与有机酸反应 脱水反应 醇与催化剂共热即发生脱水反应，随反应条件而异可发生分子内或分子间的脱水反应。 醇的脱水反应活性： 3°R-OH 2°R-OH 1°R-OH 例如： 醇脱水反应的特点： 主要生成札依采夫烯，例如： 2） 用硫酸催化脱水时，有重排产物生成。 3）除反应与取代反应互为竞争反应（P285