10 第十章_醚和环氧化合物（课件）- 《有机化学》同步教学（高教版）

第十章 醚和环氧化合物 有机化学 Organic Chemistry 1 第十章 醚和环氧化合物 醚和环氧化合物的分类、命名、制法 醚和环氧化合物的物理性质和波谱性质 醚键的断裂 环氧化合物的开环反应 环氧化合物与 Grignard 试剂的反应 Claisen 重排 冠醚 水分子中的两个氢原子都被烃基取代的化合物称为醚。脂环烃的环上碳原子被一个或多个氧原子取代后所形成的化合物,称为环醚；其中三元环醚称为环氧化合物 。 水 醇 醚 单醚: 混醚: 环醚： 环氧化合物： (Ether) 乙醚 叔丁基甲基醚 四氢呋喃(THF) 1,4-二氧六环 环氧乙烷 醚的分类 3 10.1 醚和环氧化合物的命名 单醚： “二”字和“基”字有时可省略，但不饱和醚习惯上保留“二”字。 (二)乙(基)醚 乙醚 二苯(基)醚 “二”＋“烃基” ＋ “醚” diethyl ether diphenyl ether 混醚： 按英文名称顺序将两个烃基依次列出。 “烃基” ＋ “烃基” ＋ “醚” 乙基甲基醚 ethyl methyl ether 乙基乙烯基醚 ethyl vinyl ether 甲基苯基醚 (苯甲醚，茴香醚) methyl phenyl ether (anisole) 叔丁基甲基醚 t-butyl methyl ether 混醚的命名 以较简单的烃氧基作为取代基，或使用俗名。 2–甲氧基戊烷 2-methoxypentane 1–乙氧基–3,5–二甲基苯 1-ethoxy-3,5-dimethylbenzene 2–乙氧基乙醇 (乙二醇单乙醚) 2-ethoxyethanol 1,2–二甲氧基乙烷 (乙二醇二甲醚) 1,2-dimethoxyethane 结构复杂的醚 环氧乙烷 (氧杂环丙烷) 1,2-epoxyethane (oxirane) 2–(氯甲基)氧杂环丙烷 (环氧氯丙烷) 2-(chloromethyl)oxirane (1,2-epoxy-3-chloropropane) 环醚： 按杂环化合物命名为“氧杂环某烷”， 三元环醚习惯称为“环氧某烷”。 氧杂环丁烷 oxetane 四氢呋喃 (氧杂环戊烷) tetrahydrofuran (oxolane) 1,4–二氧杂环己烷 (1,4–二氧六环) 1,4-dioxane 环醚的命名 10.2 醚和环氧化合物的结构 O: sp3 杂化 sp3杂化 10.2.1 醚的结构 10.2.2 环氧化合物的结构 10.3 醚和环氧化合物的制法 10.3.1 醚和环氧化合物的工业合成 10.3.2 Williamson合成法 (1) 醇钠与RX的SN2反应合成醚 合成混醚时,必须选择适当的原料组合： 10.3.2 Williamson合成法 剧毒 无毒 绿色化学 原子经济反应 高选择性反应 无毒无害原料 可再生资源 无毒无害 催化剂 无毒无害 溶剂 环境友好 产品 绿色化学：从源头消除污染的一项措施，是利用化学防止污染的一门科学。 绿色化学 10.3.2 Williamson合成法 (2) 合成环醚 影响反应的因素： X与–OH的距离愈小，愈易反应； 环张力愈小，愈易反应。 反应速率与环的大小相关： 反应速率依次减小 10.3.2 Williamson合成法 (3) 立体专一性反应 10.3.3 不饱和烃与醇的反应 可逆反应，有机合成中可用于保护醇羟基。 例： 10.4 醚的物理性质和波谱性质 IR: C–O 伸缩振动 1200 ~ 1050cm-1 醚的沸点较低，但有一定的水溶性。THF能与水互溶。 乙醚、THF、二氧六环、乙二醇二甲醚等是优良的有机溶剂。 丙醚的红外光谱图 叔丁基甲基醚的红外光谱图 1203 1065 叔丁基甲基醚的红外光谱 1H NMR: 1H NMR: δ 3.4 ~ 4.0 丙醚的核磁共振氢谱谱图 丙醚的核磁共振氢谱 叔丁基甲基醚的核磁共振氢谱谱图 叔丁基甲基醚的核磁共振氢谱 醚的结构 环氧化合物的结构 三元环具有较大的角张力，易发生开环 反应。 10.5 醚和环氧化合物的化学性质 醚在中性、碱性和弱酸性条件下稳定，常用作溶剂。 10.5 醚和环氧化合物的化学性质 δ+ α− H易被氧化 α−碳有一定亲电性，但难亲核取代 α−碳有亲电性，可亲核取代 较好的离去基团 碱性 10.5.1 氧正离子的生成 Brönsted 碱 Lewis 碱 氧正离子 Oxonium 碱性，pKb ≈ 17.5 酸碱复合物 10.5.2 酸催化醚键断裂 例： 不对称醚键的开裂取向： 醚键开裂机理： 位阻影响 中间体稳定性 SN2机理 SN1机理 10.5.3 环氧化合物的开环反应 环氧乙烷