醚和环氧化合物ppt课件.ppt

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1、邓健 制作 庞华 审校,1,第八章 醚和环氧化合物,第一节 醚,一 结构和命名,二 物理性质,三 化学性质,第二节 环氧化合物,一 结构与命名,二 开环反应,四 冠醚,三 开环反应机制,人民卫生电子音像出版社,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。,第八章 醚和环氧化合物,上页,下页,首页,邓健 制作 庞华 审校,3,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),第一节 醚,一、醚的结构和命名,醚的通式：R-O-R、Ar-O-R 或 Ar-O-Ar,醚键中的氧为sp3杂化，键

2、角约为110,醚的官能团为醚键,121o,142pm,142pm,136pm,上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,4,甲醚 (methyl ether),乙醚 (ethyl ether),苯甲醚Methyl phenyl ether,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),上页,下页,首页,邓健 制作 庞华 审校,5,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。,甲醚 (methyl ether),苯甲醚Methyl phenyl ether,第八章

3、醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,6,简单的醚常用普通命名法命名：“A基B基醚”。单醚一般省略“二”字。混醚按先小后大,先芳基后脂基排列烃基。英文命名则按字母顺序排列烃基。,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),第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),上页,下页,首页,

4、邓健 制作 庞华 审校,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烃基作母体，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),第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (一、结构和命名),上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,8,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (二、醚的物理性质),二、醚的物理性质,1. 醚分子中没有直接与氧相连的氢, 故不会形成分子间氢键, 沸点比相对分子质量相同的醇为

5、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,邓健 制作 庞华 审校,9,COC,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),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。在一定条件下可发生反应，反应与醚氧原子上的孤电子对有关。,上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,10,例：,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),上页,下页,首页,邓健 制作 庞华 审校,11,（二）醚键的断裂,在加热条件下, 醚与氢卤酸反应

6、，醚键断裂，生成醇和卤代烷，生成的醇可进一步与过量的氢卤酸反应。浓的HI是最有效的分解醚的试剂。,通常是较小的烃基生成卤代烃,较大的烃基生成醇(芳基则生成酚);若为R-OCH3与HI作用, 则可定量地生成CH3I。,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,12,醚键断裂反应属于亲核取代反应, 通常伯烷基醚易按SN2机制进行, 叔烷基醚易按SN1机制进行。,SN2,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,13,(三) 过氧化物的生成,烷基醚在空气中久置，-碳上的氢可被氧化, 生

7、成醚的过氧化物。,乙醚 过氧化乙醚,过氧化醚受热易分解爆炸，蒸馏醚时应避免蒸干,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (三、醚的化学性质),过氧化醚的检验：酸性碘化钾-淀粉试纸,过氧化醚的除去：还原剂硫酸亚铁或亚硫酸钠,上页,下页,首页,邓健 制作 庞华 审校,14,四、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),冠醚的命名以 “ x-冠-y” 表示，x 代表构成环的碳和氧原子总数, y 代表环中的氧原子数。,第八章 醚和环氧化合物

8、 第一节 醚 (四、冠醚),上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,15,冠醚分子当中有一个空穴。只有与此空穴大小适合的Mn+才能进入空穴内，从而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-冠-6,配合物 K+ 18-冠-6,第八章 醚和环氧化合物 第一节 醚 (四、冠醚),上页,下页,首页,邓健 制作 庞华 审校,16,第二节 环氧化合物,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物,环氧化合物(epoxides)是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,O,C,C,61.6,105,59.2o

9、,149pm,147pm,上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,17,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (一、结构与命名),1. 环氧化合物的普通命名法是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),上页,下页,首页,邓健 制作 庞华 审校,18,2. 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。,2-甲基-2-乙基环氧乙烷 (2-methyl-2-ethyloxirane),2,3-二甲基环

10、氧乙烷(2,3-dimethyloxirane),2-乙基环氧乙烷(2-ethyloxirane),第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (一、结构与命名),上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,19,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),二、环氧化合物的开环反应,环氧化物分子中存在张力很大的三员氧环，化学性质活泼。与酸、碱或其它强的亲核试剂均能直接进行开环反应(opening of ring reaction) 。,上页,下页,首页,邓健 制作 庞华 审校,20,(一) 酸催化开环反应,在稀酸条件下，环氧化合物的环被打开，生成相应的加成产物。,第八章 醚和环

11、氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,21,非对称的环氧化合物在酸催化下进行开环反应时, 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,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),上页,下页,首页,邓健 制作 庞华 审校,22,(二) 碱催化开环反应,环氧化合物在强碱作用下, 环被打开，生成相应的加成产物。,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,23,非对称的环氧化合物在碱性条件或用强亲核试剂进行开环反应时，亲

12、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,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),上页,下页,首页,邓健 制作 庞华 审校,24,问题：写出2-乙基环氧乙烷与下列试剂反应的方程式：（1）甲醇和硫酸（2）甲醇和甲醇钠（3）苯胺,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (二、开环反应),上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,25,三、环氧化合物开环反应机制,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (三、开环反应机制),1. 酸催化开环反应机制,环氧化合物的开环反应属于亲核取代反应。酸性条件下, 首先生成质子化环氧化合物(protonated e

13、poxide), 然后亲核试剂进攻质子化环氧化合物, 质子化环氧化合物迅速开环生成产物。,上页,下页,首页,邓健 制作 庞华 审校,26,碱催化的开环反应, 是亲核试剂直接进攻环氧化合物本身, 而不是先生成质子化环氧化合物, 因此开环需要在强碱条件下或强亲核试剂。,2. 碱催化开环反应机制,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (三、开环反应机制),上页,下页,首页,人民卫生电子音像出版社,27,不对称环氧化物开环, 当用酸催化时, 亲核试剂有利于进攻连有较多取代基的环碳原子；用碱催化时，亲核试剂主要进攻连有较少取代基的环碳原子。,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,第八章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 (三、开环反应机制),上页,下页,首页,28,醚的结构 醚键中氧为 sp3 杂化醚的分类 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 碱催化受空间因素控制 酸催化受电性因素控制,本,章,要,点,Byebye！,上页,首页,