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1、第八章醚和环氧化合物中国医科大学化学教研室夏阳醚(ether)可看作是醇或酚羟基上的氢被烃基取代的化合物。环氧化合物(epoxide)是指含有三元环的醚及其衍生物。第一节醚(一)醚的结构、分类和命名1、醚的结构醚的结构通式R-O-R(R)、Ar-O-R或Ar-O-Ar(Ar)(Ar为芳烃基)。醚键——醚分子中的C-O-C键,是醚的官能团。醚是非线型分子,∠C-O-C的键角为110°。可以认为醚分子中的氧原子为sp3杂化,两对孤电子对处在sp3杂化轨道中。甲醚的结构2、醚的分类单醚(R=R)直链醚混醚(R≠R)醚芳香醚[Ar-O-R或Ar
2、-O-Ar(Ar)]环醚3、醚的命名将脂肪醚醚键两端的烃基依先小后大的次序写出,在其后加上“醚”字即可。称为“某(基)某(基)醚”,单醚称为“(二)某(基)醚”。芳香醚的命名则芳基或芳烃基在前。环醚多采用俗名。英文命名则按字母顺序。CH3CH2OCH2CH3CH3CH2OCH3(二)乙(基)醚甲(基)乙(基)醚(diethyletherorethylether)(ethylmethylether)OOCH3(二)苯(基)醚苯(基)甲(基)醚(diphenylether)(methylphenylether)烃基结构比较复杂的醚,以烃为母体,烃
3、氧基为取代基来命名。CH3CH3CH2CHCCH3CH3OCH32,3-二甲基-2-甲氧基戊烷(2-methoxy-2,3-dimethylpentane)CH3OCH34-甲氧基甲苯(4-methoxymethylbenzene)环醚多采用俗名OOO四氢呋喃1,4-二氧六环(tetrahydrofuran)(1,4-dioxane)二、醚的化学性质(一)醚的质子化:钅羊盐的生成醚链中氧原子上的未共用电子对可作为一种路易斯碱,接受强酸中的质子形成钅羊盐(oxoniumsalt)而溶于强酸。ŨH2SO4+_C2H5OC2H5C2H5OC2H5+
4、HSO4H2OH钅羊盐由于氧对其未共用电子对的吸引较强,因此醚的氧只能与强酸的质子形成钅羊盐,用水稀释,钅羊盐复又分解成原来的醚。(二)醚键的断裂:与氢卤酸(HX)的反应醚与浓的强酸如氢卤酸共热,醚键断裂,生成卤代烃和醇。如有过量的氢卤酸存在,生成的醇也能转变成卤代烃。ROR'+HXRX+R'OHHXR'X+H2O例如:CH3CH2OCH2CH3+HBrC2H5Br+H2O混合醚反应时,一般是较小的烃基生成卤代烃,较大的烃基生成醇,芳醚苯基形成酚。例如:CH3OCH2CH2CH3+HICH3I+CH3CH2CH2OHOCH3OH+HI+CH3I
5、反应可按S2机制进行:N_+CH3OR+HICH3OR+IH_+I+CH3ORCH3I+ROHH叔丁基醚与硫酸共热,醚键断裂,得到的主要产物是烯烃,反应按S1N历程进行。CH3H2SO4H+_CH3COCH3(CH3)3OCH3+HSO4CH3CH3H+(CH3)3OCH3CH3CCH3+CH3OH+CH3_+H+CH3CCH2+H(三)过氧化物的生成和检查乙醚等醚类化合物若长期接触空气或经光照,也可缓慢被氧化生成不易挥发的过氧化物:O2CH3CH2OCH2CH3CH3CHOCH2CH3OOH过氧化醚可进而生成爆炸性极强的高聚物,蒸馏含有该化合
6、物的乙醚时,残留在容器中的过氧化醚继续受热即会爆炸。因此,在使用存放时间较长的乙醚前必须进行检查。方法很简单,含有过氧化物的醚能使湿的KI-淀粉试纸变蓝;或使碘化钾醋酸溶液析出碘。若要除去乙醚中的过氧化物,可用硫酸亚铁溶液将乙醚充分洗涤。第二节环氧化合物一个氧原子与链上或环上相邻的两个碳原子相连所构成的三元环醚,由于不稳定,性质特殊,在有机化学中特称为环氧化物(Epoxides)。一、环氧化合物的命名法:方法一:将环氧化合物的母体命名为“环氧乙烷”,三元环中氧原子编号为1,其它二个碳原子编号为2、3;方法二:环氧化合物命名为“环氧某烷”,并标明
7、氧原子与之成环的碳原子的位置。方法三:环氧化合物根据相应的烯烃命名为“氧化某烯”。OOOH2CCH2H2CCHCH3H3CHCCHCH3方法一环氧乙烷2-甲基环氧乙烷2,3-二甲基环氧乙烷方法二环氧乙烷1,2-环氧丙烷2,3-环氧丁烷方法三氧化乙烯氧化丙烯氧化-2-丁烯二、环氧乙烷的开环反应环氧乙烷是环氧化物中结构最简单、性质特殊的环状醚。由于其分子中存在着具有张力的三元环的结构,与环丙烷相似,易发生加成开环反应,与多种含活泼氢的化合物以及某些亲核试剂反应,生成多种不同类型的化合物,在有机合成中非常有用。+HH2OCH2CH2OHOH+HCH3
8、OHCH2CH2OHOCH3_+H或OHC6H5OHCH2CH2OHOC6H5CH2CH2+HXCH2CH2OOHXNH3CH2CH2OHNH2HCN
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