页数:100页文件大小:488.4 KB来源: 医用化学ppt课件
本课件围绕烃的含氧衍生物展开,依次讲解醇的分类命名、物理性质与化学性质,酚的结构、酸性与特征反应,醚的分类命名与性质,最后介绍硫醇和硫醚的结构与性质,配合例题说明官能团对性质的决定作用。
第七章醇、酚和醚
醇、酚和醚都是烃的含氧衍生物。醇的通式:ROH、Ar-CH2-OH酚的通式:Ar-OH醚的通式:R一O一R’、Ar-O-R、Ar-O-Ar’
第一节醇一、醇的分类1.根据羟基所连的烃基结构不同,分为脂肪醇、脂环醇和芳香醇。例如:
乙醇环己醇苯甲醇(脂肪醇)(脂环醇)(芳香醇)
2.根据分子中羟基的数目不同,分为一元醇、二元醇和多元醇。二元以上的醇称多元醇。
甲醇乙二醇丙三醇(一元醇)(二元醇)(多元醇)
3.根据羟基所连接的碳原子的类型不同,分为伯醇、仲醇和叔醇。例如:正丁醇仲丁醇叔丁醇
二、醇的命名普通命名法:即在烃基名称后加“醇”字,如甲醇、乙醇等。系统命名法:命名原则是如下:
(1)选择含有羟基的最长碳链为主链,按主链所含碳原子的数目称为某醇。从靠近羟基的一端将主链的碳原子依次编号,羟基的位置用阿拉伯数字表示,放在某醇的前面,这样得到母体的名称,再把取代基的位次、数目、名称写在母体名称的前面。
(2)不饱和醇命名时应选择包含连有羟基和重键在内的最长碳链作主链,根据主链所含碳原子的数目称为某烯醇。编号从靠近羟基的一端开始,并分别在烯、醇前面表示出其位次。
(3)脂环醇命名时,可按脂环烃基的名称后加“醇”字来命名,再从连接羟基的环碳原子开始编号,并尽量使环上取代基的编号最小。
(4)芳香醇命名时,则可将芳基作为取代基加以命名。例如:l-丁醇3-甲基-l-戊醇
l-甲基环戊醇2,4-二甲基-3-戊醇
1-苯基-2-丁醇2-丙烯-l-醇
三、醇的理化性质1.物理性质:低级醇是无色透明易挥发的液体,较高级的醇为粘稠的液体,十二碳以上的高级醇是无嗅无味的蜡状固体。
醇的沸点比分子量相近的烷烃高得多。原因是液态的醇通过氢键发生缔合而形成较大的“缔合分子”。
液态醇分子之间缔合的氢键
低级醇如甲醇、乙醇、丙醇都能与水混溶。但随分子量增加溶解度降低,直链的醇从丁醇开始,溶解度显著降低,癸醇以上的基本不溶于水。
醇羟基与水之间形成的氢键
2.化学性质醇的化学性质主要发生在羟基以及与羟基相连的碳原子上。一种是整个羟基被取代,另一种是羟基上的氢原子被取代。另外,α-碳(与羟基相连的碳)原子上的氢(即α-氢)原子比较活泼,也可在反应中表现出来。
(1)与碱金属的反应:醇与水一样含有羟基,因此与水有相似的化学性质,它可与各种活泼金属反应,生成各种醇金属化合物,并放出氢气和一定的热量。
醇与钠的反应比水缓和,放出的热量也不致于使氢气燃烧,这说明醇的酸性比水弱。其反应速度顺序是:伯醇>仲醇>叔醇
醇钠是一种白色固体,能溶于醇,遇水即分解成氢氧化钠和醇。
(2)与氢卤酸的反应:醇和氢卤酸反应.生成卤代烷和水,此反应是可逆的:
不同类型的氢卤酸活性顺序为:HI>HBr>HCl。不同结构的醇活性顺序为:叔醇>仲醇>伯醇。
无水氯化锌的浓盐酸溶液叫卤卡斯(Lucas)试剂。一般叔醇立即反应使溶液变混浊;仲醇需十几分钟后变混浊;而伯醇在室温下放置数小时后才见混浊。此法可用于鉴别含6个碳原子以下的伯、仲、叔醇。
多数硝酸酯受热后因剧烈分解而爆炸。甘油三硝酸酯和亚硝酸异成酯可用作治疗心绞痛的药物。醇也可和磷酸作用,生成磷酸酯。在体内有很多种磷酸酯,如;
磷酸烷基酯磷酸二烷基酯磷酸三烷基酯
它们在生物化学中具有重要意义,组成细胞的重要成分如核酸、磷脂中都含有磷酸酯的结构;重要的供能物质三磷酸腺苷(简称ATP)是一种具有三磷酸酯结构的化合物。
乙烯乙醚
醇分子内脱水生成烯烃的反应叫消去反应,消去反应的方向是羟基和含氢较少的碳原子上的氢脱水,即主要产物是双键破上连有最多烃基的烯烃。
例如:2-丁烯(主要产物)1-丁烯叔醇最容易脱水,其次是仲醇,伯醇最难脱水。
(5)氧化反应:通常把在有机分子中加氧或去氢的反应叫氧化反应;反之加氢或去氧的反应则叫还原反应。常用的氧化剂为重铬酸钾或高锰酸钾的硫酸溶液。
伯醇醛羧酸
仲醇氧化生成比较稳定的酮;可用作合成酮的方法:异丙醇(仲醇)丙酮
叔醇在同样条件下不被氧化。利用此性质可区别伯、仲、叔醇。
在人体内酶的催化下,某些含有羟基的化合物也能脱氢氧化形成含羰基的化合物,这称为生物氧化。例如,乙醇在肝内通过酶的催化作用氧化成为乙酸,乙酸可被细胞利用,但肝不能转化过量的乙醇,饮酒过量时大量的乙醇就继续在血液中循环。最终引起醇中毒。
(6)与氢氧化铜反应:具有2个相邻羟基的多元醇与新配制的氢氧化铜反应,可使其沉淀溶解生成一种深蓝色的溶液。例如:
甘油铜
第二节酚一、酚的分类和命名l.酚的分类:一元酚、二元酚和多元酚等。
2.酚的命名:酚命名时一般在酚字前面加上芳环的名称。若芳环上还连有取代基时。则将它们的位次、个数、名称写在母体名称的前面。
对于只含1个羟基和1个烃基的酚,基团的相对位置也可以用邻、间、对等表示。某些结构复杂的酚,可把酚羟基作为取代基加以命名。例如:
苯酚邻-甲苯酚
2,4-二甲苯酚β-萘酚
邻-苯二酚间-苯二酚对-苯二酚(1,2-苯二酚)(1,3-苯二酚)(1,4-苯二酚)
连-苯三酚偏-苯三酚均-苯三酚(1,2,3-苯三酚)(1,2,4-苯三酚)(1,3,5-苯三酚)
二、酚的结构酚的结构存在着p-π共轭体系,形成了包括6个碳原子和1个氧原子的大π键:
共轭效应使得整个分子中电子云发生平均化,氧的电子要向苯环转移,增加了O-H键的极性,酚羟基的氢原子较醇羟基中的氢原子活泼,易于电离成氢离子,所以酚呈弱酸性。三、酚的化学性质
由于酚羟基和苯环间存在着p一π共轭,使苯环上的电子云密度相对增高,特别是羟基的邻位和对位碳上增加的较多,增强了反应活性,有利于亲电取代反应的发生。
1.弱酸性酚羟基上的氢不但能被碱金属取代,生成可溶性的酚盐,酚还能和氢氧化钠作用生成酚的钠盐:
苯酚的pKa为10,比乙醇酸性强(pKa为17),比碳酸弱(pKa为6.4)。因此苯酚只能和强碱成盐,而不能和NaHCO3作用,不溶于碳酸氢钠溶液。
若在酚钠溶液中通人二氧化碳,则苯酚又游离出来,可利用酚的这一特性进行分离提纯:
吸电子基(如卤原子、硝基等)的存在可降低苯环上的电子云密度,使酚的酸性增强,例如2,4,6-三硝基苯酚几乎和强酸一样,pKa为0.80。
2,4,6-三硝基苯酚
2.与三氯化铁的显色反应含酚羟基的化合物大多数都能与三氯化铁作用发生显色反应。不同的酚可呈现不同的颜色。一般显紫色、显绿色、红色等,常用于酚类的鉴别。
紫色
凡是分子中具有烯醇式结构或通过分子内的互变异构作用能产生烯醇式结构的化合物,遇见三氯化铁溶液都能显色。
烯醇式
3.苯环上的取代反应酚类分子中的羟基与苯环形成p-π共轭后,使苯环上的电子云密度增加,尤其是在羟基的邻、对位上增加得更多。酚的邻、对位更容易发生亲电取代反应。
(1)卤代反应:苯酚只要用溴水处理,就立即生成不溶于水的2,4,6-三澳苯酚:
2,4,6-三澳苯酚
凡是酚羟基的邻、对位上还有氢的酚类化合物与溴水作用,均能生成溴化物沉淀。该反应常用于酚类的鉴别。
(2)硝化反应:邻-硝基苯酚对硝基苯酚
(3)磺化反应:浓硫酸在室温下可使苯酚磺化,生成邻-羟基苯磺酸和对-羟基苯磺酸
4.氧化反应酚类很容易被氧化,氧化过程很复杂。苯酚是无色的针状结晶,但长时间与空气接触,就会被氧化成粉红色、红色或暗红色。
酚与重铬酸钾及硫酸作用,不但羟基被氧化,同时羟基对位的氢原子也被氧化,生成对-苯醌。
多元酚更易被氧化,例如邻-苯二酚和对-苯二酚可被弱的氧化剂(如氧化银、溴化银)氧化成邻-苯醌和对-苯醌。
邻-苯二酚邻-苯醌
对-苯二酚对-苯醌
冲洗照相底片时常用多元酚作显影剂,就是利用其可将底片上的银离子还原成金属银的性质。由于酚类药物易被氧化,所以贮存时应尽量不与空气接触,且避光保存为好。
第三节醚一、醚的分类和命名(一)分类醚结构中与氧相连的两个烃基相同的称为单醚,两个烃基不同的则称为混醚。
(二)命名单醚的命名是在烃基名称后面加“醚”字;混醚命名时,两个烃基的名称都要写出来,较小的烃基的名称放在前面,较大的烃基的名称放在后面,但芳香烃基的名称放在脂肪烃基的前面,然后再加上“醚”字。单醚分子中烃基为烷基时,往往把“二”字省去,例如:
单醚:(二)甲醚(二)乙醚
二苯醚二乙烯醚
混醚:甲乙醚对-甲苯乙醚
二、乙醚乙醚是最重要的醚。是无色透明的液体,沸点34.5℃,有特殊的气味,极易挥发及着火。乙醚在水中溶解度小,又比水轻。乙醚化学性质稳定,又能溶解许多有机物,是常用的有机溶剂。
1.乙醚的氧化过氧化乙醚
过氧化乙醚有毒,在受热或受到冲击等情况下,非常容易爆炸。因此在蒸馏乙醚时一定不能蒸干,以防止发生意外。
检验过氧化物:取少量乙醚加碘化钾的酸性溶液,过氧化乙醚可将碘离子被氧化成游离的碘而显黄色或棕色,可进一步用淀粉试纸检验。
除去过氧化乙醚:可用还原剂如硫酸亚铁、亚硫酸钠或碘化钠等处理。贮存乙醚:应放在棕色瓶中,并加人铁丝等以防止过氧化乙醚的生成。
2.盐的形成乙醚不溶于水,但能溶于浓强酸,如浓硫酸、浓盐酸等。盐(溶于酸)
第四节硫醇和硫醚一、硫醇1.硫醇的结构和命名硫醇的通式为R-SH。-SH称为巯基,硫醇的命名与醇类似,只须将“醇”改成“硫醇”便可。例如:
甲硫醇乙硫醇烯丙硫醇乙二硫醇
2.硫醇的性质硫醇易挥发并且具有非常难闻的臭味,人们在燃料气中常加人少量叔丁硫醇,一旦漏气,就可产生自动报警的效果。
硫醇的化学性质主要表现在它具有弱酸性,能和氢氧化钠作用生成盐。
硫醇可与重金属离子汞、铜、银、铅等生成不溶于水的硫醇盐。重金属中毒,即是这些重金属离子能与体内酶的巯基结合,使酶失去活性所致。某些含求巯基的化合物可作为重金属类中毒的解毒剂。
二巯基丙醇(BAL)
二巯基丙醇有一定的毒性,目前已逐渐被其他巯基化合物所代替,如二巯基丁二酸钠:
硫醇另一个与醇不同的性质是它很容易被氧化生成二硫化物。
硫醇二硫化物
生物体中,巯基与二硫键之间的氧化还原反应是非常重要的生理过程。二硫键对于保持蛋白质分子的特殊构型也起着很重要的作用。
二、硫醚1.硫醚的结构和命名硫醚的通式为R-S-R’。命名与醚相似,可在醚名称前面加上“硫”字即可。
甲硫醚苯甲硫醚甲乙硫醚
2.硫醚的性质硫醚的化学性质主要是易被氧化,氧化产物视所用氧化条件不同而生成亚砜或砜。
亚砜砜
下载地址:{{downurl}}
{{{a}}}
{{#b}}{{{b}}}
{{/b}} {{/title}} {{#nolog}}登陆注册
{{/nolog}} {{#djsx}}点我刷新
{{/djsx}} {{#gocz}} {{/gocz}} {{#ffqr}} {{/ffqr}}