10 醇 酚 醚

有机化学电子教案第十章醇酚醚第十章醇酚醚Alcohol、PhenolandEther[主要内容]：Alcohol10.1醇的分类、命名、结构与物性10.2醇的性质10.2.1醇的酸性和碱性10.2.2醇与含氧无机酸的作用10.2.3醇羟基的取代反应10.2.4醇的氧化和脱氢10.2.5多元醇的特性反应：邻二醇氧化、片呐醇重排10.3醇的制备Phenol10.4酚的结构与命名10.5酚的制备10.6苯酚及其衍生物的反应10.7*萘酚10.8*多元酚Ether10.9醚的分类、结构与物性10.10醚的反应10.10.1醚的自动氧化10.10.2醚的碳氧键断裂10.10.31，2-环氧化合物的开环反应10.11醚的制备10.12相转移催化作用及原理[课时安排]：7h[教学手段]：多媒体（部分板书）[教学目标]：1、掌握醇酚醚的结构特点及分类。2、掌握醇酚醚的重要化学性质。3、掌握醇的取代、消除反应机理。片呐醇重排机理。4、掌握醇酚醚的重要制备方法。5、掌握环氧化合物在不同酸碱条件下的开环反应规律。6、了解相转移催化剂及其相转移催化作用。[重点和难点]：1、醇酚醚的结构特点。2、醇酚醚的重要化学性质及制备方法。3、片呐醇重排机理和醚键的断裂规律4、醚的Williamson合成法[教学方式方法]：讲解、分析、引导、推理、判断、归纳、讨论等方法。有机化学电子教案第十章醇酚醚1授课题目第十章醇酚醚（1）授课类型理论课首次授课时间2010年12月日学时2教学目标1、掌握醇的结构特点、分类及命名。2、掌握醇与活泼金属的反应，并与其他化合物进行比较。3、掌握醇羟基的成酯反应、取代——卤代反应的方法、机理以及应用。4、掌握醇在不同条件下的氧化和脱氢。重点与难点1、醇的结构特点、分类及命名。醇的结构与性质之间的关系。2、醇与活泼金属的反应，醇羟基氢的酸性。3、醇羟基的取代反应——卤代反应的方法、机理以及应用。教学手段与方法多媒体教学过程：（包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等）授课思路：本节课首先对醇的分类、结构和命名进行分析讲解。本节课的重点是在分析醇分子结构特点的基础上总结学习醇的化学反应：醇的酸碱性、醇和含氧无机酸及其酰氯和酸酐的反应、醇羟基的各种置换反应及相应的反应机理和规则；伯、仲、叔醇被各种不同氧化剂氧化的特点。进一步学会对所学知识进行归纳总结，并灵活运用。过程设计与时间安排：10.1醇的分类、命名、结构与物性（15min）10.2醇的性质10.2.1醇的酸性和碱性（15min）10.2.2醇与含氧无机酸的作用（20min）（课间休息）10.2.3醇羟基的取代反应（20min）10.2.4醇的氧化和脱氢（25min）小结→下节课预习内容→作业（5min）讲解要点及各部分具体内容：醇和醚具有相同的通式，都为含氧化合物，醇酚醚分子中都含有C—O单键。Alcohol10.1醇的分类、命名、结构和物性10.1.1醇的分类Classification：醇：脂肪烃分子中的氢及芳烃侧链上的氢被羟基OH取代后的化合物称为醇ROH。根据R的结构：脂肪醇、脂环醇和芳香醇；根据羟基的数目：一元醇、二元醇及多元醇；根据与羟基直接相连的碳原子的类型：一级醇（primaryalcohol,伯醇,10）、二级醇（secondaryalcohol,仲醇,20）和三级醇（tertiaryalcohol,叔醇,30）。030201PrimarySecondaryTertiaryCRRROHCRRHOHCRHHOH一元醇：CH3CH2CH2CH2OH一级醇（伯醇）；CH3CH2CH(CH3)OH二级醇（仲醇）；有机化学电子教案第十章醇酚醚2（CH3）3COH三级醇（叔醇）；烯醇：CH2=CHOH→CH3CHOOHCH2OH环己醇（二级醇）环己甲醇（一级醇）脂环醇CH2OH苯甲醇芳香醇OH苯酚酚类二元醇：HOCH2CH2OH乙二醇Ethyleneglycol三元醇：甘油glycerol10.1.2醇的命名Nomenclature：(1)Commonname：适用于简单的醇。对简单醇：烃基+醇。如甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、苄醇、烯丙醇等。PhCHCH3OHCH3CHCH2OHCH3CH3CHCH3OHCH3CH2OHEthylalcoholIsopropylalcoholIsobutylalcoholα-Phenylethylalcohol乙醇异丙醇异丁醇α－苯乙醇有的醇以甲醇衍生物命名：如三苯基甲醇Ph3COH，三乙基甲醇(C2H5)3COH…等。有的醇用俗名：如木醇CH3OH、酒精C2H5OH、甘油、肉桂醇PhCH=CHCH2OH等。(2)IUPACname：Therulesare：以羟基OH为官能团，①选含羟基的最长链为主链，称某醇；②从近羟基的一端编号，称n—某醇；③取代基的位次及名称写在母体名称之前。英文名称词尾-ol代替烷烃中词尾ane中的e。如：（CH3）2CH2CH2CH2OHPh-CH2CH2OHCH3CH=CHCH2OHPh-CH=CHCH2OH3-甲基-1-丁醇2-苯基乙醇2-丁烯-1-醇（巴豆醇）3-苯基-2-丙烯醇（肉桂醇）3-methyl-1-butanolβ-苯基乙醇2-buten-1-ol3-phenyl-2-propenolClCH2CH2OH2-氯乙醇（2-chloroethanol）CH2OHHOCH2CH2CHCH2CH2CH2CH2OH3－羟甲基－1，7－庚二醇(3-hydroxymethyl-1,7-heptanediol)对多元醇，则命名为二醇（烷+diol）、三醇（烷+triol）……在其之前标上OH的位次。HOHCH2CH3PhOHOH(CH3)2CC(CH3)2OHOHCH2CHCH2OHOHOH丙三醇（甘油）2，3-二甲基-2，3-丁二醇顺-1，2-环己二醇（S）-1-苯基-1-丙醇glycerol2,3-dimethyl-2,3-butanediolcis-1,2-cyclohexanediolS-1-phenyl-1-propanol如分子中除OH外还有其它官能团，则需按IUPAC规定的官能团顺序选择该化合物的类名。Ph-CH（OH）CH2CH2CHO4-羟基-4-苯丁醛10.1.3Structure醇的同分异构有碳胳异构、位置异构和官能团异构。醇分子中的碳、氧以sp3杂化轨道与其它原子成键，如甲醇分子：有机化学电子教案第十章醇酚醚3nmnm01090108.901100.1100.0960.143HOHHHCnmCH3OH电子效应：COHH—I，+C醇的偶极矩约在2D左右，甲醇的偶极矩为1.71D。注意：（1）当OH与sp2杂化的碳相连时则形成烯醇，烯醇极不稳定，很容易异构化为醛酮，只在形成酚时稳定。OCOHC（2）当同碳上连有两个OH，或同时连有OH和-X时，其化合物不稳定，很容易失去一个小分子转化成羰基化合物。HX-H2O-XCOHCOOCOHOHC（3）当醇的β—C上连有OH，X时，这两个基团可以以氢键缔合(氢键键能约为21~30kJ/mol))，其邻交叉式成为优势构象，如乙二醇、氯乙醇等。XOHOHOHHHHHHHHH10.1.4醇的物理性质Physicalproperties（对照课本自学）表10-1一些常见醇的名称及物理常数CompoundsNamem.p/℃b.p/℃d420(kg/m3)Solubility(%w)CH3OHCH3CH2OHn-C3H7OHi-C3H7OHn-C4H9OHs-C4H9OHi-C4H9OHt-C4H9OHCH2=CHCH2OHPhCH2OHCyclo-C6H11OHC18H37OH(1-十八醇)HOCH2CH2OHHOCH2CH(OH)CH2OHMethylalcoholEthylalcoholn-propylalcoolisopropylalcooln-butylalcoholsec-butylalcoholisobutylalcoholtert-butylalcoholallylalcoholbenzylalcoholcyclohexanol1-octadecylalcoholglycolglycerol-97-115-126-88.5-88.6-114-10826-129-152459-161864.778.497.282.3117.799.5107.982.597205161.53321972900.7920.7890.8040.7860.8100.8080.8020.7890.8551.0460.9621.1131.261∞∞∞∞7.512.510∞∞0.083.8—∞∞States：低级一元饱和醇为无色中性液体，具有特殊的气味和辛辣味，高级醇（C12以上）为无色无臭的固体。Solubility：根据相似相溶原理，C1~C3的醇可与水互溶，C4~C11为油状液体，部分溶于水。随着相对分子质量的增大，烷基对整个分子的影响越来越大，使其物理性质接近于烷烃。Meltingpoint、boilingpointanddensity：由于分子间的氢键作用，比相应的碳氢化合物的熔、有机化学电子教案第十章醇酚醚4沸点高得多。随着分子量的增大，沸点差减小。其密度比水小，比烷烃大。醇化物：低级醇与无机盐如CaCl2，MgCl2，CuSO4…..，等能形成结晶的分子化合物——结晶醇。如：MgCl2·6CH3OH，CaCl2·4CH3CH2OH。结晶醇能溶于水，不溶于有机溶剂。因此，醇类产品不能加这些无机盐干燥；也可据此使醇与其它有机物分开或除去醇的杂质。如乙醚中含少量乙醇，可加入CaCl2使乙醇从乙醚中除来。Spectrumproperties：IR：υO-H：3640—3610（游离，尖强），3600—3200cm-1（缔合，宽强）；υC-O：1200—1100cm-1。HNMR：δOH：1~5.5ppm（受温度、浓度、溶剂等影响），可用氘代置换测定。δCH2OH：3.4~4ppm。10.2醇的化学性质（Chemicalproperties）OacidityOxidationHNSEliminationHHCC10.2.1醇的酸性和碱性（Acidityandbasicityofalcohol）醇羟基的氧上有两对孤对电子，氧利用孤对电子与质子结合形成钅羊盐，所以醇具有碱性。如：ROH+HROHH在醇羟基中氧的电负性大于氢的电负性，因此氧和氢公用的电子对偏向氧，氢表现出一定的活性，所以醇具有酸性。1、烃基的空间效应和电子效应对醇酸碱性的影响醇的酸碱性与和氧相连的烃基的电子效应和空间效应有关，烃基吸电子能力越强，醇的酸性越强，碱性越弱。相反，烃基的给电子能力越强，醇的碱性越强，酸性越弱。此外，烃基的空间位阻对醇的酸碱性也有影响。气相中醇的酸性次序为：（CH3）3CCH2OH＞(CH3)3COH＞（CH3）2CHOH＞CH3CH2OH＞CH3OH＞H2O说明烷基为吸电子基。这可以解释为：在气态中，分子处于隔离状态，烷基是吸电子基反映了分子的内在本质；但在液相中测定醇的酸性顺序为：CH3OHRCH2OHR2CHOHR3COH因为在液相中存在溶剂化作用，烷基越多，体积越大，越不容易发生溶剂化，因此越不容易发生解离生成烷氧负离子，酸性越小。而RCH2OH离解产生的RCH2O—体积小，溶剂化作用大，越稳定。因此，其质子容易解离，酸性大。一般pKa是在溶液中测定的，因此，根据各类醇的酸性大小，认为烷基是给电子的。给电子的烷基越多，醇O上的电子云密度越大，使H与O之间的结合越牢，越不易离解。由于叔醇不活泼，常用于与KH制备丁醇钾。其它活泼金属也可与醇作用生成相应的醇镁或醇铝。各类醇的共轭酸在水中的酸性强弱，也由其在水中的稳定性来决定。共轭酸的空间位阻小，与水形成氢键而溶剂化程度越大，共轭酸越稳定，质子越不容易离去，酸性较低。如空间位阻大，溶剂化作用小，质子易离去，酸性强。即：Acidity:CH3）3COH2+＞（CH3）2CHOH2+＞C