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时间:2018-03-30
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1、化学竞赛辅导教案醇、酚、醚第八课时醇、酚、醚 学习要求: 1.掌握醇、酚的结构特点与化学性质的差异。 2.熟练掌握醇、酚、醚的基本反应与鉴别方法。 3.掌握醇、酚、醚的主要制备方法和重要用途。 4.初步掌握消除反应历程及其影响因素,理解和判断消除反应与亲核取代的竞争。醇、酚、醚都是烃的含氧衍生物,故合在一起讨论。一、醇的结构、分类和命名 1.结构 醇可以看成是烃分子中的氢原子被羟基(OH)取代后生成的衍生物(R-OH)。 2.分类 1)根据羟基所连碳原子种类分为:一级醇(伯醇)、二级醇(仲醇)、三级醇(叔醇)。 2)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
2、羟基的化合物,羟基直接连在芳环上的不是醇而是酚)。 3)根据分子中所含羟基的数目分为:一元醇、二元醇和多元醇。 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。 3.醇的命名 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。选择含有羟基的最长碳链为主链,以羟基的位置最小编号,……称为某醇。例如: 多元醇的命名,要选择含-OH尽可能多的碳链为主链,羟基的位次要标明。例如: 二、醇的物
3、理性质1.性状:(略)2.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78.3℃。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)。3.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℃)
4、、丙三醇(bp=290℃)可与水混溶。4.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: 三、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(酸性) 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
5、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。 醇钠(RONa)是有机合成中常用的碱性试剂。醇的反应活性: CH3OH > 伯醇(乙醇)> 仲醇 > 叔醇P335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:P345 Lucas试剂可用于区别伯、仲、叔醇,但
6、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。P3452)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。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。4)α—卤代醇与氢卤酸的反应邻基效应P346-3473.与卤化磷和亚硫酰氯反应 P348――――SNi反应4.与酸反
7、应(成酯反应)―――P336-3371)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 5.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。P349 消除时:醇的脱水反应活性: 3°R-OH > 2°R-OH > 1°R-OH例如: 高温有利 低温有利 醇脱水反应的特点:1)主
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