醚和環(huán)氧化合物

1、 有機(jī)化學(xué)講義-姜國(guó)芳 第十章 醚和環(huán)氧化合物1、 通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，掌握醚和環(huán)氧化合物的命名；2、 掌握醚和環(huán)氧化合物的結(jié)構(gòu)特征；掌握醚和環(huán)氧化合物的物理性質(zhì)；3、 掌握醚的化學(xué)性質(zhì)；理解醚的波譜性質(zhì)；理解醚和環(huán)氧化合物的制法；4、 了解乙醚、環(huán)氧乙烷的性質(zhì)和用途；5、 了解冠醚的一般性質(zhì)和在冶金中的應(yīng)用。 一、醚的結(jié)構(gòu)，分類和命名1結(jié)構(gòu) 2分類3命名1） 簡(jiǎn)單醚在“醚”字前面寫出兩個(gè)烴基的名稱。例如，乙醚、二苯醚等。2） 混醚 是將小基排前大基排后；芳基在前烴基在后，稱為某基某基醚。 例如：1） 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的醚用系統(tǒng)命名法命名。例如： 環(huán)醚多用俗名2、 醚的物理性質(zhì) 常溫下，大多數(shù)醚為易揮發(fā)、

2、易燃燒、有香味的液體。醚分子中因無(wú)羥基而不能在分子間生成氫鍵，因此醚的沸點(diǎn)比相應(yīng)的醇低得多，與分子量相近的烷烴相當(dāng)。常溫下，甲醚、甲乙醚、環(huán)氧乙烷等為氣體，大多數(shù)醚為液體。醚分子中的碳氧鍵是極性鍵，氧原子采用sp3雜化，其上有兩對(duì)未共用電子對(duì)，兩個(gè)碳氧鍵之間形成一定角度，故醚的偶極矩不為零，易于與水形成氫鍵，所以醚在水中的溶解度與相應(yīng)的醇相當(dāng)。甲醚、1,4-二氧六環(huán)、四氫呋喃等都可與水互溶，乙醚在水中的溶解度為每100g水溶解約7克，其它低分子量的醚微溶于水，大多數(shù)醚不溶于水。2、 乙醚能溶于許多有機(jī)溶劑，本身也是一種良好的溶劑。乙醚有麻醉作用，極易著火，與空氣混合到一定比例能爆炸，所以使用乙

3、醚時(shí)要十分小心。 三、醚的化學(xué)性質(zhì) 醚是一類不活潑的化合物，對(duì)堿、氧化劑、還原劑都十分穩(wěn)定。醚在常溫下與金屬Na不起反應(yīng)，可以用金屬Na來(lái)干燥。醚的穩(wěn)定性僅次于烷烴。但其穩(wěn)定性是相對(duì)的，由于醚鍵（C-O-C）的存在，它又可以發(fā)生一些特有的反應(yīng)。1 烊鹽的生成醚的氧原子上有未共用電子對(duì)，能接受強(qiáng)酸中的H+ 而生成烊鹽。烊鹽是一種弱堿強(qiáng)酸鹽，僅在濃酸中才穩(wěn)定，遇水很快分解為原來(lái)的醚。利用此性質(zhì)可以將醚從烷烴或鹵代烴中分離出來(lái)。醚還可以和路易斯酸（如BF3、AlCl3、RMgX）等生成烊鹽。見(jiàn)P299。 烊鹽的生成使醚分子中C-O鍵變?nèi)?，因此在酸性試劑作用下，醚鏈?huì)斷裂。2醚鏈的斷裂在較高溫度下，強(qiáng)

4、酸能使醚鏈斷裂，使醚鏈斷裂最有效的試劑是濃的氫碘酸（HI）。醚鍵斷裂時(shí)往往是較小的烴基生成碘代烷，例如： 芳香混醚與濃HI作用時(shí)，總是斷裂烷氧鍵，生成酚和碘代烷。1 過(guò)氧化物的生成醚長(zhǎng)期與空氣接觸下，會(huì)慢慢生成不易揮發(fā)的過(guò)氧化物。 過(guò)氧化物不穩(wěn)定，加熱時(shí)易分解而發(fā)生爆炸，因此，醚類應(yīng)盡量避免暴露在空氣中，一般應(yīng)放在棕色玻璃瓶中，避光保存。蒸餾放置過(guò)久的乙醚時(shí)，要先檢驗(yàn)是否有過(guò)氧化物存在，且不要蒸干。檢驗(yàn)方法：硫酸亞鐵和硫氰化鉀混合液與醚振搖，有過(guò)氧化物則顯紅色。除去過(guò)氧化物的方法：（1）加入還原劑5%的FeSO4于醚中振搖后蒸餾。 （2）貯藏時(shí)在醚中加入少許金屬鈉。四、醚的制備 1醇脫水此法只

5、適用于制簡(jiǎn)單醚，且限于伯醇，仲醇產(chǎn)量低，叔醇在酸性條件下主要生成烯烴。2威廉姆遜合成法（A.W.Williamson）威廉姆遜合成法是制備混合醚的一種好方法。是由鹵代烴與醇鈉或酚鈉作用而得。例如：威廉姆遜合成法中只能選用伯鹵代烷與醇鈉為原料。因?yàn)榇尖c即是親核試劑，又是強(qiáng)堿，仲、叔鹵代烷（特別是叔鹵代烷）在強(qiáng)堿條件下主要發(fā)生消除反應(yīng)而生成烯烴。例如，制備乙基叔丁基醚時(shí)，可以有如下兩條合成路線。 路線1： 路線2：五、重要的醚1 乙醚 （略）2環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷是最簡(jiǎn)單的環(huán)醚，是一個(gè)很重要的有機(jī)合成中間體。故給予重點(diǎn)討論。（1） 制法 （2） 物理性質(zhì)沸點(diǎn)11，無(wú)色有毒氣體，易液化，與水混溶，溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。一般貯存于鋼瓶中。（3） 化學(xué)性質(zhì)環(huán)氧乙烷化學(xué)性質(zhì)活潑，在酸或堿催化下能與多種試劑反應(yīng)，形成一系列重要工業(yè)原料。1°在酸催化下，環(huán)氧乙烷可與水、醇、鹵化氫等含活潑氫的化合物反應(yīng)，生成雙官能團(tuán)化合物。這些產(chǎn)物同時(shí)有醇和醚的性質(zhì)，是很好的溶劑，常稱溶纖素，廣泛用于纖維素酯和油漆工業(yè)。在堿催化下，環(huán)氧乙烷可與RO-，NH3，RMgX等反應(yīng)生成相應(yīng)的開環(huán)化合物。 環(huán)氧乙烷與RMgX反應(yīng)，是制備增加兩個(gè)碳原子的伯醇的重