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1、第十章醇、酚、醚第一節(jié)醇一、醇的分類、命名和結(jié)構(gòu)1.分類1)根據(jù)羥基所連碳原子種類分為:一級(jí)醇(伯醇、1°)、二級(jí)醇(仲醇、2°)、三級(jí)醇(叔醇、3°)。2)根據(jù)分子中烴基的類別分為:脂肪醇、脂環(huán)醇、和芳香醇(芳環(huán)側(cè)鏈有羥基的化合物,羥基直接連在芳環(huán)上的不是醇而是酚)。3)根據(jù)分子中所含羥基的數(shù)目分為:一元醇、二元醇和多元醇。兩個(gè)羥基連在同一碳上的化合物不穩(wěn)定,這種結(jié)構(gòu)會(huì)自發(fā)失水,故同碳二醇不存在。另外,烯醇是不穩(wěn)定的,容易互變成為比較穩(wěn)定的醛和酮。醛酮比烯醇更穩(wěn)定偕二醇不穩(wěn)定2.醇的命名1)俗名如乙醇俗稱酒精,丙三醇稱為甘油等。2)簡(jiǎn)單的一元醇用普通命名法命名。
2、“某烴(基)醇例如:仲丁醇炔丙醇3)系統(tǒng)命名法結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的醇,采用系統(tǒng)命名法。選擇含有羥基的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈,把支鏈看做取代基。從離羥基最近的一端開始編號(hào),按照主鏈碳原子數(shù)稱為某醇。將羥基的位置用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)在醇前面,并用“-”隔開。其它取代基的位次、數(shù)目、名稱依次寫在醇前面。多元醇要選取帶盡可能多羥基的碳鏈作為主鏈,羥基數(shù)目寫在醇子的前面,用二、三等數(shù)字表明,用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明羥基位置。例如:3-甲基-2-丁醇2-苯基乙醇順-1,2-環(huán)己二醇3-戊烯-1-醇2,3-二甲基-2,3-丁二醇3.結(jié)構(gòu)1.狀態(tài)C1~C4有酒味液體,C5~C11有不愉快氣味的油狀液體,C1
3、2以上的醇無(wú)色無(wú)味的蠟狀固體。2.沸點(diǎn)低級(jí)醇分子間可以形成氫鍵,因此沸點(diǎn),水中溶解度等有特性。1)比分子量相近的烷烴的沸點(diǎn)高,如乙烷(分子量為30)的沸點(diǎn)為-88.6℃,甲醇(分子量32)的沸點(diǎn)為64.9℃。2)同碳數(shù)的醇直鏈醇比含支鏈的醇沸點(diǎn)高,如正丁醇(117.3℃)、異丁醇(108.4℃)、叔丁醇(88.2℃)。3)溶解度C1~C3醇與水混溶,C4~C10醇在水中溶解度逐漸降低,C10以上基本不溶于水。4)結(jié)晶醇形成MgCl2.6CH3OH,CaCl2.4C2H5OH,CaCl2.4CH3OH,結(jié)晶醇在有機(jī)溶劑中不溶解可以分離出來(lái)。(除去醚中醇)二、醇的物理
4、性質(zhì)3.溶解度:甲、乙、丙醇與水以任意比混溶(與水形成氫鍵的原因);C4以上則隨著碳鏈的增長(zhǎng)溶解度減小(烴基增大,其遮蔽作用增大,阻礙了醇羥基與水形成氫鍵);分子中羥基越多,在水中的溶解度越大,沸點(diǎn)越高。如乙二醇(bp=197℃)、丙三醇(bp=290℃)可與水混溶。4.結(jié)晶醇的形成低級(jí)醇能和一些無(wú)機(jī)鹽(MgCl2、CaCl2、CuSO4等)作用形成結(jié)晶醇,亦稱醇化物。如:三、醇的光譜性質(zhì)C-O的吸收峰在1000~1200cm-1:伯醇在1060~1030cm-1仲醇在1100cm-1附近叔醇在1140cm-1附近2.NMRO—H的核磁共振信號(hào)由于受氫鍵、溫度、溶
5、劑性質(zhì)等影響,可出現(xiàn)δ值在1~5.5的范圍內(nèi)。一般情況下,純度不夠的醇在核磁共振中產(chǎn)生一個(gè)吸收峰,它不與鄰近質(zhì)子發(fā)生偶合作用。3640~3610cm-1,外形較銳。未締合的OH3600~3200cm-1,外形較寬。締合的OHO-H伸縮振動(dòng)1.IR四、醇的化學(xué)性質(zhì)醇的化學(xué)性質(zhì)主要由羥基官能團(tuán)所決定,同時(shí)也受到烴基的一定影響,從化學(xué)鍵來(lái)看,反應(yīng)的部位有C—OH、O—H、和C—H。分子中的C—O鍵和O—H鍵都是極性鍵,因而醇分子中有兩個(gè)反應(yīng)中心。又由于受C—O鍵極性的影響,使得α—H具有一定的活性,所以醇的反應(yīng)都發(fā)生在這三個(gè)部位上。1.與活潑金屬的反應(yīng)Na與醇的反應(yīng)比與
6、水的反應(yīng)緩慢的多,反應(yīng)所生成的熱量不足以使氫氣自然,故常利用醇與Na的反應(yīng)銷毀殘余的金屬鈉,而不發(fā)生燃燒和爆炸。CH3CH2O-的堿性比-OH強(qiáng),很強(qiáng)的親核試劑,常用來(lái)作烷氧基化試劑醇的反應(yīng)活性:CH3OH>伯醇(乙醇)>仲醇>叔醇pKa15.0915.9319醇鈉(RONa)是有機(jī)合成中常用的堿性試劑。金屬鎂、鋁也可與醇作用生成醇鎂、醇鋁。2.與氫鹵酸反應(yīng)(制鹵代烴的重要方法)1)反應(yīng)速度與氫鹵酸的活性和醇的結(jié)構(gòu)有關(guān)。HX的反應(yīng)活性:HI>HBr>HCl醇的活性次序:烯丙式醇>叔醇>仲醇>伯醇>CH3OH盧卡斯試劑(ZnCl2+濃HCl)鑒別伯仲叔醇叔醇仲醇伯醇
7、盧卡斯試劑立刻渾濁靜置片刻渾濁不反應(yīng)2)烯丙醇、叔醇與氫鹵酸反應(yīng)是按SN1歷程進(jìn)行,伯醇是按SN2歷程進(jìn)行,而仲醇多是按SN1歷程進(jìn)行。3)伯醇或仲醇的β-碳原子有兩個(gè)或三個(gè)烷基或芳基時(shí),在酸的作用下能發(fā)生分子重排反應(yīng)——瓦格涅爾-麥爾外因重排。例如:原因:反應(yīng)是以SN1歷程進(jìn)行的。3.與鹵化磷和亞硫酰氯反應(yīng)4.與酸反應(yīng)(成酯反應(yīng))1)與無(wú)機(jī)酸反應(yīng)醇與含氧無(wú)機(jī)酸硫酸、硝酸、磷酸反應(yīng)生成無(wú)機(jī)酸酯。高級(jí)醇的硫酸酯是常用的合成洗滌劑之一。如C12H25OSO2ONa(十二烷基磺酸鈉)。另外,硫酸二乙酯是很好的烷基化試劑2)與有機(jī)酸反應(yīng)4.脫水反應(yīng)醇與催化劑共熱即發(fā)生脫水
8、反應(yīng),隨反