醚和环氧化合物.ppt

1第八章第八章 醚和环氧化合物醚和环氧化合物第一节第一节醚醚 一一 结构和命名结构和命名 二二 物理性质物理性质 三三 化学性质化学性质 第二节第二节 环氧化合物环氧化合物 一一 结构与命名结构与命名 二二 开环反应开环反应 四四 冠醚冠醚 三三 开环反应机制开环反应机制 2第八章 醚和环氧化合物 醚 (ethers) 是两个烃基，通过氧原子连 接起来的化合物 环氧化合物(epoxides) 多指含有三元环的醚及其衍生物 3第一节 醚 一、醚的结构和命名 l 醚的通式：R-O-R’、 Ar-O-Ar’ 或 Ar-O-R在醚的分子中, 与氧原子相连的两个烃基相同 时为单醚；两个烃基不同时为混醚；两个烃基中有 一个或两个是芳香烃基的为芳香醚氧原子和碳原 子结合成的环状化合物，通常称为环醚 l 醚的官能团：醚键 4l 通常，醚键中的氧为sp3杂化，键角约为110° 142pm142pm甲醚 (methyl ether) 5121121o o142pm142pm136pm136pm苯甲醚苯甲醚 Methyl phenyl ether Methyl phenyl ether 142pm142pm6简单的醚常用普通命名法命名：“A基B基醚醚”。

单醚一般省略“二”字混醚按先小后大先小后大, ,先芳香基后先芳香基后 脂肪基脂肪基的顺序排列烃基二甲基醚(甲醚) 二苯基醚(苯醚) (dimethyl ether or methyl ether) (diphenyl ether) 甲基叔丁基醚(甲叔丁醚) 苯基异丙基醚(苯异丙醚) (methyl tertiary butyl ether) (isopropyl phenyl ether)7结构复杂的醚可用系统命名法：将醚键所连接的2个 烃基中，碳链较长的作母体，称“某烃氧基某烃”2-甲氧基戊烷 (2-methoxypentane) 环醚多用俗名 四氢呋喃 (tetrahydrofuran) 1,4-二氧六环 (1,4-dioxane)2-乙氧基乙醇 (2-ethoxyethanol)82-甲基-1-甲氧基丁烷2-甲基-4-甲氧基-2-丁醇9二、醚的物理性质 1. 醚分子中没有直接与氧相连的氢, 故不能形成分子间 氢键, 沸点比相对分子质量相同的醇为低, 而与相应的烷烃 接近2. 醚分子中的氧在一定程度上可与水形成氢键，故水 溶性与相对分子质量相同的醇相近而比烷烃为大。

上页下页首页10三、醚的化学性质 醚较稳定，其稳定性仅次于烷烃醚不能与 强碱、稀酸、氧化剂、还原剂或活泼金属反应在一定条件下可与浓强酸发生反应，反应与 醚氧原子的孤对电子有关11例：12（二）醚键的断裂 通常，较小的烃基生成卤代烃，较大的烃基生成醇；对 芳香醚，则芳基生成酚，烃基生成卤代烃在加热条件下, 醚与氢卤酸反应，醚键断裂，生成卤代 烃和醇生成的醇可与过量的氢卤酸进一步反应在氢卤 酸中，浓的HI是最有效的分解醚的试剂13醚键断裂反应属于亲核取代反应通常，伯烃基 醚易按SN2机制进行；叔烃基醚易按SN1机制进行 SN2历程的特点：(1) 反应连续而不分阶段(2) 为二级反应(3) 伴随构型转化SN1历程的特点：(1) 反应分两步进行(2) 有正碳离子生成(3) 为一级反应(4) 构型外消旋化14H-ISN2δ δ- - δ δ+ + 醚键断裂反应属于亲核取代反应通常，伯烃基 醚易按SN2机制进行 15对连有两个不同伯烃基的混醚，反应主要按 SN2机制进行 亲核试剂优先进攻体积小，空间 位阻小的醚键碳原子2-甲基-1-甲氧基丁烷 2-甲基丁醇16叔烃基醚易按SN1机制进行 17问题问题：： 用无水HBr断裂有旋光性的甲基仲丁基醚 时，产生溴甲烷和仲丁醇；仲丁醇的构型和旋光性 与原来有旋光性的反应物的构型相同，为什么？ 通常，较小的烃基生成卤代烃，较大的烃基生 成醇；对芳香醚，则芳基生成酚，烃基生成卤代烃 。

与手性碳原子相关的C-O没有发生断裂18(三) 过氧化物的生成 烃基醚在空气中久置，α-碳上的氢被氧化, 生 成醚的过氧化物 乙醚 过氧化乙醚 l过氧化醚受热易分解爆炸，蒸馏醚时应避免蒸干l过氧化醚的检验：酸性碘化钾-淀粉试纸l过氧化醚的除去：还原剂硫酸亚铁或亚硫酸钠 19四、冠醚 (crown ether) 冠醚 是分子中含有多个 —OCH2CH2— 结构单 元的大环多醚, 因其立体结构像王冠, 故称冠醚18-冠-6 (18-crown-6) 12-冠-4 (12-crown-4) 冠醚的命名用 “x-x-冠冠-y-y” 表示，x 代表环上碳 和氧原子的总数； y 代表环上氧原子的数目 2018-冠-621冠醚分子当中有一个空间只有与此空间大小适合 的Mn+才能进入空间内，生成络合物从而，其对金属 离子具有较高的络合选择性例如 18-crown-6 只可与K+络合因此冠醚可用来分离及测定某些金属离子18-18-冠冠-6-6络合物络合物 KK+ +[18- [18-冠冠-6]-6]22第二节 环氧化合物 环氧化合物(epoxides)多指含有三元环的醚及其衍生物。

一、环氧化合物的结构与命名 OCC61.6º～105º59.2o 149pm147pm231. 环氧化合物的普通命名法：根据相应的烯烃 称为“氧化某烯”氧化乙烯又称为环氧乙烷 氧化乙烯 （环氧乙烷） (ethylene oxide) 氧化丙烯 (propylene oxide) 氧化异丁烯 (isobutylene oxide) 242. 环氧化合物的系统命名法：通常以“环氧乙 烷”为母体， 三元环中氧原子编号为１ 2-甲基-2-乙基环氧乙烷(2-methyl-2-ethyloxirane) 2,3-二甲基环氧乙烷 (2,3-dimethyloxirane) 2-乙基环氧乙烷 (2-ethyloxirane) 25二、环氧化合物的开环反应 环氧化合物中的三元环张力大，化学性质活泼 在酸、碱催化条件下，易与亲核试剂作用，发生开环 反应(opening of ring reaction) 26(一) 酸催化开环反应 在稀酸条件下，三元环被打开，生成相应 的开环产物，即加成产物27非对称的环氧化合物，在酸催化条件下进行开环反 应时, 亲核试剂主要进攻取代基较多的环氧碳原子 。

2-甲基环氧乙烷 2-氯-1-丙醇 1-氯-2-丙醇 28(二) 碱催化开环反应 在强碱条件下，三元环被打开，生成相应 的加成产物 29非对称的环氧化合物，在碱催化条件下或用 强亲核试剂进行开环反应时，亲核试剂主要进攻 取代基较少的环氧碳原子 1-甲氧基-2-丙醇 3031非对称的环氧化合物，在碱催化条件下或用 强亲核试剂进行开环反应时，亲核试剂主要进攻取代基少的环氧碳原子 非对称的环氧化合物，在酸催化条件下进行开环反应时, 亲核试剂主要进攻取代基多的环 氧碳原子 32三、环氧化合物开环反应机制 首先，生成质子化环氧化合物；然后亲核试剂 进攻其取代基较多的环氧碳原子；最后质子化环氧 化合物迅速开环生成产物 1. 酸催化开环反应机制 倾向于SN1机制 属于亲核取代反应33主要受电子效应控制34在强碱或强亲核试剂条件下，亲核试剂直接进 攻环氧化合物中取代基较少的环氧碳原子 2. 碱催化开环反应机制 SN2机制 35主要受立体因素控制3637非对称环氧化合物开环： 酸催化时, 亲核试剂主 要进攻取代基较多的环氧碳原子；碱催化时，亲核试 剂主要进攻取代基较少的环氧碳原子。

酸性条件下亲核试 剂进攻点 主要受电子效应控制碱性条件下亲核 试剂进攻点主要受立体因素控制38练习练习：：写出写出2-2-乙基环氧乙烷与下列试剂反应的方程式：乙基环氧乙烷与下列试剂反应的方程式：（（1 1）甲醇和硫酸）甲醇和硫酸（（2 2）甲醇和甲醇钠）甲醇和甲醇钠（（3 3）苯胺）苯胺 391. 醚的结构 醚键中氧为 sp3 2. 醚的分类 脂肪醚, 芳香醚; 单醚, 混醚3. 醚的命名 “A基B基醚”；“某烃氧基某烃”4. 醚的性质 形成yang盐；醚键断裂；形成过氧化物5. 环氧化合物的命名 “氧化某烯”；“环氧乙烷”6. 开环加成 酸－多－电子效应控制碱－少－立体因素控制本章要点。