第十章醇、酚、醚 醇、酚、醚在结构上可以看作是H,O中的H被烃基取 代的衍生物。 水分子中的一个氢被脂肪烃取代的是醇;RO-H 被芳香烃取代的是酚;Ar-O-H 两个氢都被烃基取代的是瞇。RO-R? 醇和酚虽然都含有羟基,但由于连接的基团的类型 ,它们的性质和制备方法有明显不同,故分开讨论
第十章 醇、酚、醚 醇、酚、醚在结构上可以看作是H2O中的H被烃基取 代的衍生物。 水分子中的一个氢被脂肪烃取代的是醇;R-O-H 被芳香烃取代的是酚;Ar-O-H 两个氢都被烃基取代的是醚。R-O-R’ 醇和酚虽然都含有羟基,但由于连接的基团的类型 ,它们的性质和制备方法有明显不同,故分开讨论 。 1
L醇 一 醇的结构、分类和命名 1.结构和构象 H -OH是醇的官能团,醇分子中的氧是 sp3杂化,它以两个sp3杂化轨道分别 H 1090 H 和C与H结合,余下的两个sp3杂化轨 H 道被两个未共用电子对占据。 因为氧的电负性较强,所以和氧相连的碳与氢都带有 δ+,所以醇分子和醇羟基有极性,这种极性对其物理 化学性质有较大的影响
I. 醇 一.醇的结构、分类和命名 1.结构和构象 -OH是醇的官能团,醇分子中的氧是 sp3杂化,它以两个sp3杂化轨道分别 和C与H结合,余下的两个sp3杂化轨 道被两个未共用电子对占据。 因为氧的电负性较强,所以和氧相连的碳与氢都带有 δ+,所以醇分子和醇羟基有极性,这种极性对其物理 化学性质有较大的影响。 C H O H H H 1090 δ+ δ- 2
氢键对最稳定的构象的的影响 一般情况下,相邻两个碳原子上最大的两个基团处于对位 交叉构象最为稳定,是优势构象; 但是如果这两个基团可能以氢键締合时,那么这两个基团 处于邻交叉构象,成为优势构象。 H H H H 优势构象 优势构象
优势构象 优势构象 一般情况下,相邻两个碳原子上最大的两个基团处于对位 交叉构象最为稳定,是优势构象; O H H H H O H H H H OH Cl H H 氢键对最稳定的构象的的影响 但是如果这两个基团可能以氢键締合时,那么这两个基团 处于邻交叉构象,成为优势构象。 3
2、分类 伯醇(第一醇) RCH2OH 根据羟基所连碳的不同 仲醇(第二醇)R2CHOH 叔醇(第三醇)R3COH 一元醇CH3CH2OH 根据醇分子中羟基的数目 二元醇HOCH2CH2OH 多元醇CH2-CH-CH2 OHOHOH 饱和醇(脂肪族,脂环族) RCH2OH 根据羟基所连烃基的不同 不饱和醇CH2=CHCH2OH 芳香醇PhCH2OH 4
2.分类 2、分类 根据羟基所连碳的不同 伯醇( 第一醇) RCH2OH 仲醇( 第二醇) R2CHOH 叔醇( 第三醇) R3COH 根据醇分子中羟基的数目 一元醇 CH3CH2OH 二元醇 HOCH2CH2OH 多元醇 CH2-CH-CH2 OH OH OH 根据羟基所连烃基的不同 饱和醇( 脂肪族, 脂环族) RCH2OH 不饱和醇 CH2=CHCH2OH 芳香醇 PhCH2OH 4
3.命名 醇的命名法,有以下三种: (1)普通命名法 先写出与羟基相连的烃基名称,然后加上“醇”字 OH CH3 OH OH OH 异丁醇 烯丙醇 苄醇 环己醇 (2)衍生物命名法 把醇看作是甲醇的衍生物。 CH3 CH3 H3C CH3 OH HgC OH 三乙基甲醇 二苯甲醇 甲基乙基甲醇
3.命名 醇的命名法,有以下三种: (1)普通命名法 先写出与羟基相连的烃基名称,然后加上“醇”字 (2)衍生物命名法 把醇看作是甲醇的衍生物。 H3C CH3 OH OH OH OH 异丁醇 烯丙醇 苄醇 环己醇 OH CH3 H3C CH3 三乙基甲醇 OH 二苯甲醇 OH H3C CH3 甲基乙基甲醇 5
■(3)系统命名法 1. 以含有羟基的最长碳链为主链,并以它为母体,其他官能团为取代基 2.羟基的编号尽可能的小。 3.羟基的编号相同时,第一个分叉处的编号尽可能的小。 4.优先级低的取代基编号尽可能的小。 书写:先写优先性小的官能团,醇的位置也要标号。 以上规则应用的前提:不含有其他比羟基优先级高的官能团! RCOOH>RCOOR>RCONHR>RCN>RCHO >RC-OR>ROH>RSH>RNH2>R-O-R>R2C=CR2 R-C=C-R>R-X>R-NO, 6
(3)系统命名法 1. 以含有羟基的最长碳链为主链,并以它为母体,其他官能团为取代基 2. 羟基的编号尽可能的小。 3. 羟基的编号相同时,第一个分叉处的编号尽可能的小。 4. 优先级低的取代基编号尽可能的小。 书写:先写优先性小的官能团,醇的位置也要标号。 以上规则应用的前提:不含有其他比羟基优先级高的官能团! RCOOH > RCOOR > RCONHR > RCN > RCHO > RC=OR > ROH > RSH > RNH2 > R-O-R > R2C=CR2 > R-C≡C-R > R-X > R-NO2 6
(3)系统命名法 CI CH3 H3C 1OH OH CH3 5 13 OH 3 HgC HC2人4CH3 3 2OH CH3 CH3 CH3 Br ci 2,3,5-三甲基-4-氯-1-庚醇 1-苯基乙醇 2-甲基-4-溴-3-戊醇(日-3-氯-4己烯-2-醇 OH CH3 OH NH2 HaC.2 3 5 CH3 H:C 2 OH OH 5-甲基-2,3-己二醇 (S)-1-苯基-1-丙醇 (1R,2R)-2-氨基-1环己醇
(3)系统命名法 H3C OH CH3 CH3 Cl CH3 H3C OH CH3 Cl H3C CH3 Br OH CH3 H3C OH H3C CH3 OH OH CH3 H3C OH OH NH2 2,3,5-三甲基-4-氯-1- 庚醇 1-苯基乙醇 2-甲基-4-溴-3- 戊醇 3-氯- 4-己烯-2-醇 5-甲基- 2,3-己二醇 1-苯基- 1-丙醇 (E)- (S)- (1R, 2R)- 2-氨基-1-环己醇 1 4 2 5 3 1 2 3 4 2 3 4 2 3 5 1 1 2 7
二,物理性质 1、沸点 为什么醇具有较高的沸点?(分子间氢键缔合) R 0 H 0-H R 1).要使締合形式的液体醇气化为单个气体分子,不仅要克服分子间的范 德华引力,还要破坏氢键,故醇的沸点比相应的烃高。 2).随着分子量的增大,这种差距越来越小。因为醇分子中烃基的存在对 氢键的締合有一定的阻碍作用,烃基越大,阻碍作用越强。 沸点:甲醇 65℃甲烷-162℃ 正戊醇138℃正戊烷 36 C 正癸醇233°℃正癸烷174°℃ 8
二. 物理性质 (分子间氢键缔合) 1、沸点 为什么醇具有较高的沸点? O H R H O R O R H O H R O H R H O R O R H O H R 1). 要使締合形式的液体醇气化为单个气体分子,不仅要克服分子间的范 德华引力,还要破坏氢键,故醇的沸点比相应的烃高。 2). 随着分子量的增大,这种差距越来越小。因为醇分子中烃基的存在对 氢键的締合有一定的阻碍作用,烃基越大,阻碍作用越强。 沸点:甲醇 65 ︒C 甲烷 -162 ︒C 正戊醇 138 ︒C 正戊烷 36 ︒C 正癸醇 233︒C 正癸烷 174 ︒C 8
3)在同碳数的一元醇中,直链的醇比含支链的醇沸点高。 沸点:正丁醇117C 异丁醇 108C 叔丁醇 82°C 4)多元醇,分子中两个以上位置可形成氢键。 乙醇 乙二醇 丙三醇 78.5C 197C 290°C 2、溶解度 由于醇分子可以和水之间形成氢键。 R 9
3)在同碳数的一元醇中,直链的醇比含支链的醇沸点高。 4)多元醇,分子中两个以上位置可形成氢键。 乙醇 乙二醇 丙三醇 78.5o C 197o C 290o C 2、溶解度 由于醇分子可以和水之间形成氢键。 O H R H O H O H H O H R H O H 沸点:正丁醇 117 ︒C 异丁醇 108 ︒C 叔丁醇 82 ︒C 9
低级醇(3个碳以下的醇及叔丁醇)可以与水互溶。 随着分子量的增大,醇羟基与水形成氢键的能力减小, 溶解度随之降低,当烃基大到一定程度,高级醇就完 全不溶于水。 在强酸中的溶解度比在水中大。 水 浓HCI CH3CH2CH2CH2OH 8% 互溶 多元醇,分子中两个以上位置可形成氢键,故在水 中的溶解度很大,如乙二醇,甘油都可和水互溶
•低级醇(3个碳以下的醇及叔丁醇)可以与水互溶。 随着分子量的增大,醇羟基与水形成氢键的能力减小, 溶解度随之降低,当烃基大到一定程度,高级醇就完 全不溶于水。 •多元醇,分子中两个以上位置可形成氢键,故在水 中的溶解度很大,如乙二醇,甘油都可和水互溶。 •在强酸中的溶解度比在水中大。 CH3CH2CH2CH2OH 水 浓HCl 8% 互溶 10