有机化学醚和环氧化合物

有机化学课件醚和环氧化合物2023/6/10有机化学课件第一页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件

一.醚的定义、分类、结构特征和命名二.醚的物理性质和光谱特征三.醚的反应四.醚的制备五.环氧化合物六.冠醚七.硫醚

本章提纲第二页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件醚1.定义、类型和命名？2.物理性质和光谱特征？3.反应？4.制备？第三页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件

第一节醚的定义、分类、结构特征和命名二醚的分类(I)(取代基是否相同)醚？

简单醚：ROR混合醚：ROR’

醚的分类(II)(取代基类型)二烷基醚二芳基醚烷芳混合醚乙烯醚烯丙醚一醚的定义环醚第四页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件三醚的结构特征烷基醚分子中氧原子是sp3杂化，整个分子成交叉构象。芳基醚分子中氧原子采用sp2，氧原子中的一对孤电子与苯环中的π电子存在p-π共轭。第五页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件四醚的命名

如果有一个烃基是芳基，例如：

C6H5OCH3（1）如果两个烃基不同，烃基按照先简单后复杂的顺序书写；

例如：C2H5OCH3

环戊基苯基醚1.

普通命名法:写出两个烃基的名称，再加上“醚”字，即：“烃基烃基醚”,（2）如果两个烃基相同命名时把芳基写在烷基前面例如：CH3OCH3：二甲基醚（甲醚），C2H5OC2H5二乙基醚（乙醚）甲乙醚苯甲醚烃基名称用“二…基”来表示，“二”字和“基”字可以省略第六页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件2.系统命名法

当烃基命名复杂时，醚可当作烃氧基衍生物来命名2-甲氧基戊烷对甲氧基甲苯

环戊氧基苯3-甲氧基-1-丙烯（甲基烯丙醚）第七页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件第二节醚的物理性质和光谱特征氧原子上有孤对电子，作为受体能与水分子形成氢键：醚在水中溶解度较大.醚分子中有氧原子，但无给体奉献氢原子，醚分子间不能形成氢键。1.物理性质氧原子在整个分子中相当于一个亚甲基：沸点与烷烃相似第八页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件2.醚的波谱特征(1)IR:(2)1HNMR第九页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件第三节

醚的反应1.碱性2.醚键断裂4.Claisen重排反应3.氧化反应第十页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件1.醚的碱性醚与酸反应形成氧盐的能力取决于孤电子云密度的大小，顺序如下：烷基醚＞烷芳混合醚＞芳基醚+HClC2H5OC2H5

第十一页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件2.醚键的断裂反应醚与强酸反应生成氧盐，但生成的氧盐并不稳定，在加热条件下，易发生醚键的断裂反应，例如：即在酸过量的条件下：ROR＋HＩRＩ＋ROH过量HIRＩ＋H2OROR＋2HＩ2RＩ＋H2O∆∆第十二页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件先生成氧盐，然后随烷基类型的不同，发生SN1或SN2反应：一级烷基发生SN2反应，三级烷基发生SN1反应。例如：反应机理？第十三页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件(CH3)3COCH3

+HI(1mol)(CH3)3CI+CH3OHI-+(CH3)3C–OCH3H+SN1I-+(CH3)3C++CH3OH碘负离子与碳正离子结合的速率快，碘负离子与CH3OH发生SN2速率相对较慢。氧与二个1oC相连，发生SN2，氧与2oC、3oC相连，发生SN1。第十四页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件3.自动氧化注意：烯丙位、苯甲位、3oH、醚-位上的H均易在C-H之间发生自动氧化。化学物质和空气中的氧在常温下温和地进行氧化，而不发生燃烧和爆炸，这种反应称自动氧化（CH3)2CH—O—CH3自动氧化O2醚-位上的H3.1定义：第十五页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件R•+O2ROO•+(CH3)2CHOCH3

ROO•ROOH+(CH3)2COCH3•(CH3)2COCH3+O2(CH3)2COCH3OO•(CH3)2COCH3+(CH3)2CHOCH3

•OO•(CH3)2COCH3+(CH3)2COCH3OOH•多数自动氧化是通过自由基机理进行的引发：链增长：3.2反应机理:第十六页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件4.

Claisen重排反应（苯基烯丙醚）CH2CH=CH2HCH2CH=CH2HΔCH2CH=CH2ΔH苯酚的烯丙基醚在加热条件下，烯丙基优先重排到邻位碳原子上，当邻位被占据后，才重排到对位。第十七页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件问题：烯丙基重排后，与苯环相连的是α-碳或是γ-碳？重排原理：HΔ第十八页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件第十九页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件＋（威廉孙合成法）（醇脱水）（烯烃与醇的加成）第四节醚的制备第二十页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件一威廉森合成法＋SN2ROR注意：亲核试剂底物：卤代烃（RX）、磺酸酯、硫酸酯〔(CH3)2SO2〕等.2.常用的甲基化试剂有碘甲烷、硫酸甲酯等；3.卤代芳烃不能作为亲核试剂的底物，例如4.此反应一般是SN2反应；碳-氯键极性小，不易断裂5.烷氧负离子与仲卤代烷发生SN2反应的同时起E2反应。第二十一页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件(CH3)2CHOCH2C6H5？？？？YY选择合适的原料合成下列醚第二十二页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件二醇脱水醇脱水合成醚的原理：浓H2SO4反应机理：＋H3O＋第二十三页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件三烯烃与醇的加成H2SO4制取原理：反应机理：RCH=CH2H﹢－第二十四页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件第四节环醚

一环氧化合物（epoxides）结构数据：C-C147pm∠COC61.6°C-O147pm∠OCC59.2°∠HCH116°结构特征：环的张力很大！张力能：114.1kg.mol-1第二十五页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件1.环氧乙烷的反应

环氧乙烷作为一种特殊的醚，由于环的张力巨大，因此具有很高的反应活性：易于发生开环反应

（1）碱性条件下的开环反应：第二十六页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件反应机理是：第二十七页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件反应特征：SN2，中心碳原子发生构型反转。由于环氧乙烷与亲核试剂发生SN2，当两个带正电核的碳原子空间位阻不同时，亲核试剂进攻空间位阻较小的碳原子。第二十八页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件（2）酸性条件下的开环反应酸性条件下，环氧乙烷非常容易开环：

第二十九页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件酸性条件下开环反应的机理：首先生成氧盐：氧盐具有部分碳正离子的性质

然后亲核试剂进攻较稳定的碳正离子：第三十页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件例如：酸性条件下开环反应仍然是SN2反应，产物构型发生反转。

例如第三十一页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件（3）环氧乙烷的与氢化铝锂及格氏试剂的反应环氧化合物与氢化锂铝的反应环氧化合物与格氏试剂的反应第三十二页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件2.环氧乙烷的制法（1）烯烃与过氧化物反应

第三十三页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件注意：如果烯烃有顺反异构，用过氧酸氧化后，取代基的相对位置不变，再如：（2）β-卤代醇的环化（分子内SN2）第三十四页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件注意：如同烯烃过氧化取代的相对位置不变一样，烯烃加次卤酸，再脱氢卤酸环化后，取代基的相对位置仍然不变！第三十五页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件第四节冠醚

环腔结构。分子呈环形，中间有一个空隙，氧原子向内，CH2向外。主客体配合物主体(host)客体(guest)

选择性地络合不同金属离子，用于分离金属离子作相转移催化剂第三十六页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件

RX+CN-RCN+X-K+有机相K+

手性冠醚手性中心的引入，使其对客体分子具有结构选择性和手性选择性。

冠醚环上连接环糊精，增加对客体分子的多点识别。第三十七页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件

含冠醚结构的化合物第三十八页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件第三十九页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件第六节硫醚

通式：RSR一硫醚的性质

1.亲核取代反应

2.氧化反应第四十页，共四十四页，编辑于2023年，星期三2023/6/10有机化学课件3.脱硫反应二亚砜的结构与性质硫氧双键：一个键，一个键

键键第四十一页，共四十四页，编辑于