当前课程知识点:有机化学(下) > 第九章 含氧化合物 > 9.1.4 醇的性质(二) > 醇的性质(二)
上次课学习了醇的物理性质
和两种化学性质
与活泼金属的反应和卤烃生成
这次课继续讲解醇的性质
本次课重点讲醇的三种化学性质
与无机酸反应
脱水反应和氧化脱氢反应
首先来看化学性质中
与无机酸的反应
醇与含氧无机酸反应
都生成酯
反应过程是醇分子氧显碱性
作为亲核试剂进攻酸
带正电部分
而后与醇分子中的氢氧键断裂
醇中的氢与酸中的羟基结合
生成一分子水
我们先来学习醇与硫酸的反应
在写这个反应方程式的时候
建议大家先把硫酸写成两个羟基的形式
然后甲醇在氧氢键之间断裂
硫酸在氧硫键之间断裂掉下羟基
和氢结合生成副产物水
主产物为硫酸氢甲酯
由于硫酸氢甲酯中还有一个羟基
所以还可以继续和甲醇进行反应
最终生成硫酸二甲酯
产物硫酸二甲酯
是有机合成中广泛应用的甲基化试剂
具有腐蚀性和中毒性
严重危害身体健康
科学家们经过多年的研究
终于发现可以替代的“碳酸二甲酯”
该物质甲基化性能与“硫酸二甲酯”相当
但几乎没有毒性
不会对身体造成伤害
接下来看一下醇与硝酸的反应
采用的醇是丙三醇
俗称甘油
由于丙三醇中有三个羟基
所以它可以和三分子硝酸进行反应
反应的过程与硫酸类似
得到的主产物是甘油三硝酸酯
俗称硝酸甘油
它的用途比较广泛
1863年
瑞典化学家阿尔弗雷德.诺贝尔
发现了硝酸甘油倒入澡泥中只有点燃才会爆炸
十分安全
随后申请了专利
诺贝尔一生的巨额财富作为基金
设立了物理
化学
生理和医学
文学及和平5种奖金(即诺贝尔奖)
授予世界各国在这些领域
对人类作出重大贡献的人
硝酸甘油不仅是炸药的成分
也是舒张血管
缓解心绞痛的药物
如果遇到紧急发病的人
该如何救治呢
我们一起来看一下视频
学习掌握科学救人的方法
下面来看醇的第四个化学性质
脱水反应
醇按照反应条件的不同
可以发生分子内脱水
生成烯烃
也可以发生分子间脱水
生成醚
反应温度对脱水反应的产物有很大影响
高温有利于消除反应
乙醇在浓硫酸
170℃条件下发生分子内脱水生成乙烯
低温有利于取代反应
两分子乙醇在浓硫酸
140℃条件下发生分子间脱水生成乙醚
醇的结构对产物也有很大的影响
一般叔醇脱水不生成醚
而生成烯烃
醇脱水的消除反应取向也符合扎依采夫规则
脱去的是羟基
和含氢较少的β碳原子上的氢原子
用浓硫酸作为催化剂
反应过程中经常会发生重排现象
例如
正丁醇在75%硫酸和140℃脱水时
主产物是2-丁烯
这个现象可以用E1历程来说明
正丁醇在硫酸作用下
醇先质子化
形成一个较好的离去基团
脱水后产生伯碳正离子
接着通过1,2-氢迁移
形成一个更稳定的仲碳正离子
最后按照扎依采夫规则
脱去一个β氢原子
得到2-丁烯
如果想由正丁醇制备1-丁烯该怎么办
经常选用氧化铝作为脱水剂
它经再生后可重复利用
且反应中很少有重排现象
缺点是反应温度要求较高(350~400℃)
伯醇分子间脱水生成单醚
如两分子乙醇分子间脱水生成乙醚
反应历程是SN2
本质是亲核取代
如下图
另外
不同的醇分子间脱水生成多种醚的混合物
有机合成中无意义
但是甲醇与叔丁醇反应制备甲基叔丁基醚时
是SN1的机理
下面讲醇的最后一个化学性质
氧化脱氢反应
与羟基直接连接的碳原子上的氢原子
叫α氢
由于受到羟基的影响
比较活泼易被氧化生成羰基化合物
我们来看不同类的醇氧化情况
先看伯醇的氧化情况
伯醇具有两个α氢
在酸性高锰酸钾或重铬酸钠的条件下
先生成醛
醛继续被氧化生成羧酸
为避免进一步氧化
可以选择较弱的氧化剂PCC
(吡啶/CrO3在盐酸中络合的盐)
它可以在室温下将伯醇氧化成醛
而且不发生进一步的氧化
分子中存在的碳碳双键
碳氧双键等不饱和键也不受影响
交警查酒驾的原理就是将乙醇氧化成酸
橙红色的氧化剂被还原成绿色的
酒精含量越高
颜色越深
接着我们来看仲醇的情况
仲醇上面有一个α氢
只能被氧化成酮
产物唯一
叔醇由于没有α氢
所以很难氧化
在强烈条件下发生碳碳键断裂
被氧化分解成小分子化合物
此外
环己醇氧化生成酮
但是酮会进一步被强氧化剂氧化
则碳碳键断裂生成含有相同碳数的二元酸
伯醇和仲醇也可以通过脱氢的反应
而得到相应的醛和酮等氧化产物
一般是把它们的蒸汽在300~325℃下
通过铜或铜铬氧化物催化剂
使脱氢生成醛或酮
由醇脱氢得到的产品纯度高
但反应吸热
工业上通常在进行脱氢的同时
通入一定量的空气
使生成的氢和氧结合成水
氢和氧结合时放出的热量
可直接供给脱氢反应
这种方法叫氧化脱氢法
通过两次课的学习
醇的性质
现在一起来回顾总结
首先是醇的物理性质
由于羟基的存在
容易形成分子间的氢键
导致熔沸点升高
与水分子形成氢键
影响醇的水溶性
醇显酸性
可以与活泼金属钠 钾和铝进行反应
生成氢气
醇的羟基被置换生成卤烃
与卤酸反应
容易发生重排
用卢卡斯试剂(无水ZnCl2/浓HCl)
鉴别低级一元醇中的叔醇 仲醇和伯醇
醇与卤化磷或亚硫酰氯反应
不会发生重排
与无机酸反应时
羟基中的OH键进行断裂
生成副产物水
脱水反应中
在浓硫酸170℃时产物是烯烃
在140℃时产物是醚
用氧化铝做催化剂
不易发生重排
氧化脱氢反应
伯醇氧化生成醛和酸
仲醇氧化成酮
叔醇一般很难反应
下次课我们将学习醇的同分异构体醚
-8.1.1 紫外光谱的基本原理
--紫外光谱的基本原理
-8.1.2 紫外光谱与分子结构
--紫外光谱与分子结构
-8.1.3 紫外吸收波长影响因素
--紫外吸收波长影响因素
-8.1.4 最大吸收波长计算(一)
--最大吸收波长的计算(一)
-8.1.5最大吸收波长计算(二)
--最大吸收波长计算(二)
-8.1.6 紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
--紫外光谱的应用
-8.2.1 红外光谱的简介
--红外光谱简介
--红外光谱简介简介
-8.2.2 分子结构与红外光谱特征的吸收频率
--分子结构和红外光谱的特征频率
-8.2.3常见有机化合物的红外光谱图(一)
--烃及卤代烃红外光谱
-8.2.4 常见有机化合物的红外光谱图(二)
--含氧氮有机物红外光谱
-8.2.5 红外光谱应用
--红外光谱的应用
--红外光谱的应用
-8.3.1.1 核磁共振谱的基本原理
--核磁共振谱基本原理
-8.3.1.2 化学位移
--化学位移
--化学位移
-8.3.1.3 自旋耦合和自旋裂分
--自旋耦合和自旋裂分
-8.3.1.4 核磁共振氢谱的解析
--氢核磁谱图的解析
--氢核磁共振谱解析
-8.3.2.1 碳核磁共振谱(上)
--碳核磁共振谱上
--碳核磁共振谱(上)
-8.3.2.2 碳核磁共振谱(下)
--碳核磁共振谱下
--碳核磁谱(下)
-8.3.3.1 二维核磁谱图(一)
--二维核磁谱图(一)
-8.3.3.2 二维核磁谱图(二)
--二维核磁谱图(二)
-8.4.1 质谱简介
--质谱简介
--质谱简介练习题
-8.4.2 有机质谱中的主要离子类型
--有机质谱中的主要离子类型练习题
-8.4.3 有机质谱中的裂解和重排
--有机质谱中的裂解和重排习题
-8.4.4 常见有机化合物的质谱特征(一)
--烃类的质谱特征练习题
-8.4.5 常见有机化合物的质谱特征(二)
--含氧化合物,醚和酮的质谱特征练习题
-8.4.6 常见有机化合物的质谱特征(三)
--醛,羧酸及杂原子有机物的质谱特征练习题
-8.4.7 质谱的解析
--质谱的解析
--质谱解析练习题
-8.5.1 单一谱图解析
--单一谱图解析
--单一谱图解析主观题
--单一谱图解析
-8.5.2 综合谱图解析
--综合谱图解析
--综合谱图解析主观题
--综合谱图解析客观题
-9.1.1 醇的命名和结构
--醇的命名和结构
--醇的结构和命名
-9.1.2 醇的制备
--醇的制备
--醇的制备
-9.1.3 醇的性质(一)
--醇的性质(一)
--醇的性质(一)
-9.1.4 醇的性质(二)
--醇的性质(二)
--醇的性质(二)
-9.1.5 醚的命名和制备
--醚的命名和制备
--醚的命名和制备
-9.1.6 醚的性质
--醚的性质
--醚的性质
-9.2.1 酚的命名、结构
--酚的命名、结构
--酚的命名和结构
-9.2.2酚的制备和物理性质
--酚的制备和物理性质
-9.2.3 酚的化学性质(一)
--酚的化学性质(一)
-9.2.4 酚的化学性质(二)
--酚的化学性质(二)
-9.3.1 醛酮的命名和结构
--醛酮的结构和命名
--醛酮的命名和结构
-9.3.2 醛酮的制备
--醛酮的制备
--醛酮的制备
-9.3.3 醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
--醛酮的性质(一)
-9.3.4 醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
--醛酮的性质(二)
-9.3.5 醛酮的性质(三)
--醛酮的性质(三)
--醛酮的化学性质(三)
-9.4.1 羧酸及其衍生物的结构、命名
--羧酸及其衍生物的结构、命名
-9.4.2 羧酸的制备
--羧酸的制备
--羧酸的制备
-9.4.3 羧酸衍生物制备及物理性质
--羧酸衍生物制备及物理性质
-9.4.4 羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
--羧酸的性质(一)
-9.4.5 羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
--羧酸的性质(二)
-9.4.6 羟基羧酸的制备及性质
--羟基羧酸的制备及性质
-9.4.7 羧酸衍生物的性质(一)
--羧酸衍生物的性质(一)
-9.4.8 羧酸衍生物的性质(二)
--羧酸衍生物的性质(二)
-9.5.1 β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
--β-二羰基化合物
-9.5.2 克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
--克莱森酯缩合及其在有机合成中的应用
-9.5.3 乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
--乙酰乙酸乙酯在有机合成中的应用
-9.5.4 麦克尔加成
--麦克尔加成
--麦克尔加成
-10.1 硝基化合物的结构和命名
--硝基化合物的结构和命名
-10.2 硝基化合物的化学性质
--硝基化合物的化学性质
-10.3 胺的结构和命名
--胺的结构和命名
--胺的结构和命名
-10.4 胺的制备
--胺的制备方法
--胺的制备
-10.5 胺的化学性质(一)
--胺的化学性质(一)
-10.6 胺的化学性质(二)
--胺的化学性质(二)
-10.7 季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
--季铵盐和季铵碱
-10.8 腈和异腈
--腈和异腈
--腈和异腈
-10.9 重氮盐的性质(一)
--重氮盐的性质(一)
-10.10 重氮盐的性质(二)
--重氮盐的性质(二)
-11.1 杂环化合物的分类和命名
--杂环化合物的分类和命名
-11.2 杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
--杂环化合物的结构
-11.3 五元杂环化合物的性质
--五元杂环化合物的性质
-11.4 六元杂环化合物的性质
--六元杂环化合物的性质
-11.5 稠杂环化合物
--稠杂环化合物
--稠杂环化合物
-12.1 有机合成的任务
--有机合成的任务
--有机合成的任务
-12.2 有机合成路线的设计
--有机合成路线的设计
-12.3 药物合成案例
--药物合成案例
--药物合成案例
-有机化学下