丙醇醇类的结构

醇類(alcohols)、醚類(ethers)與酚類(phenols)均由碳、氫、氧三種元素所組成，其中同碳數醇類和醚類互為結構異構物，兩者的水溶液均為中性。酚類和醇類都具有羥基，但是酚的羥基接在苯環上，故酚具有弱酸性。醇類、醚類與酚類7-67-6.1醇類的結構、命名與分類7-6.2醇類的反應與製備7-6.3醚類7-6.4酚類醇類、醚類與酚類7-6學習目標：了解醇類、醚類與酚類的結構、性質及常見的化學反應醇類、醚類與酚類7-6一.醇類的結構將水分子的一個氫原子以烷基取代則可得醇，水分子與甲醇分子的氧原子均以

混成軌域參與鍵結。sp3醇類的結構、命名與分類7-6.1羥基具有極性，且可與水分子形成氫鍵，故甲醇、乙醇及正丙醇可以與水完全互溶，

隨著碳鏈增長，則性質愈接近烷類，對水溶解度愈低。醇分子間有氫鍵存在，故熔點與沸點均比分子量相近之醛、酮、醚、酯及烷類等高。醇類的結構、命名與分類7-6.1二.醇類的命名醇的系統命名規則和烴類相似：1.以含有羥基的最長碳鏈為主名，2.碳鏈的編號從先出現－OH的那端開始標號，3.依其碳原子數而稱為「某醇」，4.將羥基所在的碳原子之編號寫在醇的名稱之前。例如：俗稱：正丙醇中文系統命名：1-丙醇俗稱：異丙醇中文系統命名：2-丙醇醇類的結構、命名與分類7-6.1的中文系統命名為何？解答含羥基之最長鏈有6個碳，主名為己醇羥基接於主碳鏈的第2個碳上，甲基接於主碳鏈的第4個碳上，故命名為4-甲基-2-己醇。範例7-7畫出2,3-二甲基-1-戊醇的結構式。解答練習題7-7三.醇類的分類(Ⅰ)依含有羥基的數目分：含一個、兩個或三個羥基的醇，依序稱為

一元醇、二元醇及三元醇。例如：甲醇、乙醇、苯甲醇為常見的一元醇。醇類的結構、命名與分類7-6.1乙二醇(CH2OHCH2OH)為常見二元醇，可作為抗凍劑。丙三醇(CH2OHCHOHCH2OH)俗稱甘油，則屬於三元醇，

常用於牙膏添加劑或潤膚液保溼劑。醇類的結構、命名與分類7-6.1(Ⅱ)依連接羥基的碳原子之取代情形分：連接羥基的碳原子上最多只接一個烴基者，

稱為

醇(

醇)，

如：乙醇、2-甲基-1-丙醇、苯甲醇⋯⋯等；接兩個烴基者，稱為

醇(

醇)，

如：2-丙醇、2-丁醇⋯⋯等；接三個烴基者，稱為

醇(

醇)，

如：2-甲基-2-丙醇、三苯基甲醇⋯⋯等。見表：一級1。二級2。三級3。醇類的結構、命名與分類7-6.1下列何者為三級醇？2,3-二甲基-2-丁醇3,3-二甲基-1-丁醇3,3-二甲基-2-丁醇2-乙基-1-丁醇苯甲醇範例7-8畫出2-甲基-3-戊醇的結構式，並指出其為幾級醇？解答二級醇練習題7-8醇的反應主要發生在羥基上，大致可分為三類反應：脫去反應、取代反應及氧化反應。一.脫去反應在硫酸的催化下，依反應溫度的不同，醇會進行兩種不同的脫水反應。在130∼140℃

時，兩個醇分子間的羥基可脫去一分子水而生成醚。醇類的反應與製備7-6.2醇的反應主要發生在羥基上，大致可分為三類反應：脫去反應、取代反應及氧化反應。一.脫去反應在硫酸的催化下，依反應溫度的不同，醇會進行兩種不同的脫水反應。在170∼180℃

時，醇分子的羥基亦可與分子內旁邊碳原子上的氫原子形成水而脫去，生成烯類。醇類的反應與製備7-6.2二.取代反應醇分子中有RO－H

及R－OH

兩處化學鍵易斷裂，因而於此兩處均易發生反應。

鍵斷裂：醇和金屬鈉等反應產生氫氣：

有機酸進行酯化反應：醇類的反應與製備7-6.2水、醇、羧酸與金屬鈉的反應二.取代反應醇分子中有RO－H

及R－OH

兩處化學鍵易斷裂，因而於此兩處均易發生反應。

鍵斷裂：醇與鹵化氫進行取代反應，生成鹵烷及水：

低碳數的醇及鹵化氫均易溶於水，因而反應前的混合液為澄清溶液；反應後則因產物鹵烷難溶於水，故呈油狀混濁。醇類的反應與製備7-6.2三.氧化反應幾千年前人類就會釀酒製醋，利用醋酸菌將酒精氧化成醋。醇類的氧化相當複雜，被氧化後的產物與其級數有關，例如：甲醇為最簡單的醇類，被氧化銅氧化可得甲醛：

醇類的反應與製備7-6.2乙醇為一級醇，和二鉻酸鉀等氧化劑反應，可得乙醛：

若和過錳酸鉀等強氧化劑反應，則可得乙酸：醇類的反應與製備7-6.2異丙醇等二級醇氧化得酮：

三級醇無上述反應，不會被氧化。因此，可藉此辨別三級醇。醇類的反應與製備7-6.2醇類的反應工業上，可用烯類的水合反應、醣類的發酵或利用合成氣來製造醇類。例如：在酸的催化下，丙烯經水合反應可得2-丙醇，

葡萄糖經過發酵亦可製得乙醇。醇類的反應與製備7-6.2甲醇的製備：可利用合成氣來製造甲醇。合成氣為CO與H2的混合氣體，水煤氣為常見的合成氣之一，一氧化碳與氫氣在高溫、高壓及催化劑作用下，可反應產生甲醇。醇類的反應與製備7-6.2甲醇及乙醇除了可與汽油混合作為汽車燃料，亦有完全使用甲醇與乙醇的引擎。甲醇與乙醇可轉化為氫氣，用於氫氧燃料電池，液態甲醇與乙醇比壓縮氫氣更安全及儲存更方便，因此這技術對於汽車業有很大吸引力，例如：

2000年德國曾推出一款氫氣燃料電池車，車上設置有甲醇重組器，可將液態甲醇轉化為氫氣，五人座小轎車的車速可達每小時150公里。醇類的反應與製備7-6.2亞洲首創汽車吃甲醇便宜又環保－民視新聞

含4個碳的醇類與醚類之分子式均為C4H10O，回答下列問題：(1)畫出分子式為C4H10O的醇類異構物。(2)其中有幾種可與鈉反應產生氫氣？(3)其中有幾種可與二鉻酸鉀酸性溶液反應？範例7-9解答C4H10O的醇類異構物：1-丁醇(1。醇)2-甲基-2-丙醇(3。醇)2-丁醇(2。醇)2-甲基-1-丙醇(1。醇)(2)可與鈉反應產生氫氣：(3)可與二鉻酸鉀酸性溶液反應：4種3種範例7-9實驗桌上有五支標明

①∼⑤的試管，含有未知成分的溶液，只知其可能為氯化鈉溶液、溴化鈉溶液、碘化鈉溶液、乙醇的正己烷溶液、及乙炔的正己烷溶液。某生進行實驗測試，以「＋」表示有反應發生，「－」表示沒有反應，空白為未測試，得到的結果歸納如右表。練習題7-9下列有關測試結果的敘述，哪些正確？(多重選擇題)(A)試管①、③與④中，可能含有鹵素鹽類(B)試管③最可能是氯化鈉溶液(C)試管②最可能是乙炔的正己烷溶液(D)試管④與AgNO3(aq)

反應會生成白色的沉澱(E)試管⑤的化合物可使KMnO4/OH－的溶液褪色練習題7-9解答①、③、④可能為溴化鈉溶液、碘化鈉溶液或氯化鈉溶液③、④可能為溴化鈉溶液或碘化鈉溶液，

①則為氯化鈉溶液練習題7-9④為碘化鈉溶液，

③則為溴化鈉溶液⑤為乙炔的正己烷溶液，

②則為乙醇的正己烷溶液①、②、③、④、⑤

均會被KMnO4/OH－氧化故選(A)(E)練習題7-9解答將水分子的兩個氫原子以烴基取代則得醚，例如：CH3OCH3

稱為

或

，簡稱

，為

的官能基異構物；再如：CH3OC2H5

則稱為

或

，為

的官能基異構物。二甲基醚二甲醚甲醚乙醇甲基乙基醚甲乙醚丙醇醚類7-6.3醚類的化性安定，常作為溶劑，因不具氫鍵，故沸點遠低於同分子量的醇類，因而揮發性甚大，使用時需慎防其蒸氣著火。除作為溶劑之外，甲基三級丁基醚是汽油的辛烷值提升劑。醚類7-6.3羥基連結於苯環上的化合物稱為酚，其水溶液呈弱酸性；因此，苯酚(C6H5OH)俗稱

，其Ka

值僅為1.28×10－10，酸性甚弱，故其水溶液不能使藍色石蕊試紙變色。常溫下，苯酚為無色的透明晶體，難溶於水，亦難溶於碳酸氫鈉溶液，顯見其酸性比碳酸弱，但可溶於碳酸鈉、氫氧化鈉等溶液。石炭酸酚類7-6.4苯酚可製成許多藥物，例如：

阿司匹靈，成分為對乙醯胺基苯酚的普拿疼，

都是以苯酚為原料製得的。具酚結構的化合物與鐵離子結合，產生

色的錯離子，

為酚的常用檢驗方法。紫酚類7-6.4下列有關醇、醚、酚的敘述，何者正確？2-戊醇的「2」表示有2個－OH基阿司匹靈可由酚製備醚類分子間具有氫鍵醚類與鈉反應生成氫氣苯酚的酸性比碳酸強範例7-10濃度皆為0.10M的

(甲)乙醇鈉C2H5ONa，

(乙)苯氧鈉C6H5ONa，

(丙)碳酸氫鈉NaHCO3，

三種鹽類的水溶液，pH值的大小順序為何？(甲)＞(乙)＞(丙)(丙)＞(乙)＞(甲)(甲)＞(丙)＞(乙)(丙)＞(甲)＞(乙)(乙)＞(甲)＞(丙)練習題7-10有關C4H10O的異構物之下列敘述，何者正確？(A)能被過錳酸鉀的酸性溶液氧化成羧酸者共有2種(B)能被二鉻酸鉀的酸性溶液氧化成醛者共有3種(C)能被氧化劑氧化成酮者共有4種(D)不能被氧化劑氧化者共有3種下列化合物中，沸點最高的是？

(A)C2H5Cl

(B)C2H6

(C)CH3OCH3