醚和环氧化合物

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OOOOCH3CH2CH2CH3OOHHHH上页下页首页邓健制作庞华审校3OOCHCH33OOCHCH33OCH3H3C.°112....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，键角约为110°醚的官能团为醚键121o142pm142pm136pm上页下页首页CCO人民卫生电子音像出版社4甲醚(methylether)乙醚(ethylether)苯甲醚Methylphenylether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(methylether)苯甲醚Methylphenylether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。CH3CH3OO二甲基醚(甲醚)二苯基醚(苯醚)(dimethyletherormethylether)(diphenylether)C(CH3)3OCH3CH(CH3)2O甲基叔丁基醚(甲叔丁醚)苯基异丙基醚(苯异丙醚)(methyltertiarybutylether)(isopropylphenylether)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”。CH3CH2CH2CHCH3OCH3HOCH2CH2OC2H52-甲氧基戊烷(2-methoxypentane)环醚多用俗名。OOO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C2H5-O-C2H5n-C5H10n-C4H9OH分子量沸点(℃)水溶度(g/100g水)7472747234.536.1117.765.47.5×7.9互溶C2H5-O-C2H5n-C5H10n-C4H9OH分子量沸点(℃)水溶度(g/100g水)7472747234.536.1117.765.47.5×7.9互溶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—C—O—C—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。CH3CH2CH2CH3O+H2SO4CH3CH2CH2CH3OHHSO4(一)醚的质子化：盐的形成锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜(一)醚的质子化：盐的形成锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜上页下页首页人民卫生电子音像出版社10ROHSO4H+H2OH3OHSO4+RROR+例：冷浓H2SO4C2H5OC2H5n-C5H12乙醚溶解，呈一相戊烷不溶解，分层第八章醚和环氧化合物第一节醚(三、醚的化学性质)醚的不稳定，遇水分解，恢复成原来的醚。（一）醚的质子化：盐的形成（一）醚的质子化：盐的形成醚的不稳定，遇水分解，恢复成原来的醚。（一）醚的质子化：盐的形成（一）醚的质子化：盐的形成锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜醚的不稳定，遇水分解，恢复成原来的醚。（一）醚的质子化：盐的形成（一）醚的质子化：盐的形成醚的不稳定，遇水分解，恢复成原来的醚。（一）醚的质子化：盐的形成（一）醚的质子化：盐的形成锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜醚由于生成盐而溶于浓的强酸中，可利用此现象区别醚与烷烃或卤代烃。锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜醚由于生成盐而溶于浓的强酸中，可利用此现象区别醚与烷烃或卤代烃。可醚由于生成盐而溶于浓的强酸中，可利用此现象区别醚与烷烃或卤代烃。锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜锌样酮银铜洋锌样酮银铜醚由于生成盐而溶于浓的强酸中，可利用此现象区别醚与烷烃或卤代烃。可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，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。CH3CH3O+HICH3I+CH3OHHICH3I+H2O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。OCH3+HIOH+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12OH(H3C)2HCC+CH3HH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。O(H3C)2HCCCH3HHH-II-SN2CH3CH－OH＋I－CH2CH3CH3H(CH3)3COC(CH3)3(CH3)3CC(CH3)3HO+I-(CH3)3CISN1慢(CH3)3C(CH3)3COH++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，α-碳上的氢可被氧化,生成醚的过氧化物。CH3CH2OCH2CH3+O2CH3CH2OOOCHCH3H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(crownether)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。OOOOOOOOOO第八章醚和环氧化合物第一节醚(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。KK+OOOOOK+OOOOOOK+OOOOOOO18-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。H2CCH2OH2CCH2OO一、环氧化合物的结构与命名OCC61.6º～105º59.2o149pm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。OH2CCH2OH2CCHCH3OH2CCCH3CH3氧化乙烯（环氧乙烷）(ethyleneoxide)氧化丙烯(propyleneoxide)氧化异丁烯(isobutyleneoxide)上页下页首页邓健制作庞华审校182.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。OH3CHCCHCH3123OH2CCHCH2CH3123OH2CCCH2CH3CH31232-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)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(openingofringreaction)。－Y=－X,－CN,－OH,－OR,－OAr,－SH,…CH3CH－CH2O＋H－YCH3CH－CH2YOHCH3CH－CH2YOH＋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。OH+,H2OH2CCH2OHOH乙二醇HClH2CCH2OHCl2-氯乙醇H+,CH3OHH2CCH2OHOCH32-甲氧基乙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。H3C-HCCH2OCH3CH-CH2OHClHCl+CH3CH-CH2ClOH+90%10%H3C-HCCH2OH3C-HCCH2OCH3CH-CH2OHClCH3CH-CH2OHClHCl+HCl+CH3CH-CH2ClOH+CH3CH-CH2ClOH+90%10%2-甲基环氧乙烷2-氯-1-丙醇1-氯-2-丙醇H3C-HCCH2OCH3CH-CH2OHClHCl+CH3CH-CH2ClOH+90%10%H3C-HCCH2OH3C-HCCH2OCH3CH-CH2OHClCH3CH-CH2OHClHCl+HCl+CH3CH-CH2ClOH+CH3CH-CH2ClOH+90%10%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。OH2CCH2OHOH乙二醇H2CCH2OHNH2H2CCH2OHOCH32-甲氧基乙醇OH,H2ONH32-氨基乙醇CH3ONaCH3OH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，亲核试