
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文檔簡(jiǎn)介
大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)第十章醇、酚、醚大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)(一)、教學(xué)要求1、掌握醇的分類、命名及同分異構(gòu);
2、掌握醇、酚、醚的結(jié)構(gòu)特征,重要的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),片吶醇重排反應(yīng);
3、掌握消除反應(yīng)E1和E2機(jī)理,E2的立體化學(xué),理解影響消除反應(yīng)機(jī)理的因素(結(jié)構(gòu)、堿、離去基團(tuán)),掌握消除反應(yīng)的方向:Saytzeff規(guī)則;
4、理解消除反應(yīng)與親核取代反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng),
5、了解α-消除反應(yīng)(卡賓生成);了解E1cb機(jī)理;
6、了解下列術(shù)語(yǔ):β-消除、α-消除、E1反應(yīng)、E2反應(yīng)、威廉遜反應(yīng)、瓦格涅爾-麥爾外因重排、片吶醇重排。大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)(二)、重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn)是醇、酚、醚的重要反應(yīng)及其應(yīng)用。重要反應(yīng)有親核取代反應(yīng)、消除反應(yīng)、重排反應(yīng)等。機(jī)理主要是指SN1和SN2歷程,E1和E2機(jī)理。難點(diǎn)是對(duì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系、親核取代、消除反應(yīng)機(jī)理等知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和理解。
大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)(三)、教學(xué)內(nèi)容
1、醇的結(jié)構(gòu)、分類、命名、物理性質(zhì),
2、醇的化學(xué)性質(zhì)與活潑金屬的反應(yīng)、與氫鹵酸反應(yīng)、與鹵化磷反應(yīng)、與硫酸、硝酸、磷酸等反應(yīng)、脫水反應(yīng)、氧化和脫氫、多元醇的反應(yīng),醇的制備,重要的醇。
3、消除反應(yīng):β-消除(消除反應(yīng)的機(jī)理、消除反應(yīng)的取向、消除反應(yīng)的立體化學(xué)、消除反應(yīng)與親核取代反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)),α-消除反應(yīng)。大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)4、酚:酚的結(jié)構(gòu)、分類、命名和物理性質(zhì),酚的化學(xué)性質(zhì),重要的酚。5、醚:醚的結(jié)構(gòu)、分類、命名和物理性質(zhì),醚的化學(xué)性質(zhì),醚的制備,重要的醚,大環(huán)多醚。
大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)2(2、4、6、8、10)、3(2、4、6、8、10
)、5、6、8、9、11、12、13(1、2、3、4)、14、15、16、17、作業(yè):課堂練習(xí):11、21、22大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)第十章醇酚和醚通式醇:R-OH酚:Ar-OH醚:R-O-R’Ar-O-RAr-O-Ar醇、酚的官能團(tuán):羥基—OH(醇羥基、酚羥基)大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)第一節(jié)醇飽和一元醇的通式:CnH(2n+1)OH——R-OH不論哪一種醇,其結(jié)構(gòu)特征是羥基直接與飽和碳原子相連,若與雙鍵碳原子相連很不穩(wěn)定,易重排分類:①依烴基類型分:脂肪族、脂環(huán)族和芳香族醇②依羥基所連碳原子類型分:伯、仲、叔醇1°2°3°伯醇仲醇叔丁醇③依羥基數(shù)目分:一、醇的結(jié)構(gòu)、分類和命名大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)①習(xí)慣命名法烯丙醇:烴(基)醇:甲醇:乙醇:異丙醇:甲醇衍生物命名法:三苯甲醇三乙基甲醇命名:大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)
選主鏈(母體)---某醇編號(hào):羥基位次最小原則,最低系列原則3,4-二甲基-3-庚醇3-對(duì)氯苯基-2-丙烯醇2-苯基-(1)-丙醇1-苯基-(1)-乙醇③系統(tǒng)命名法大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)
5-甲基-2-環(huán)己烯醇3,4-二甲氧基苯甲醇(巴豆醇——俗名)(肉桂醇——俗名)2-丁烯醇3-苯基-2-丙烯醇大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)乙二醇(α-二醇)
1,2-丙二醇醇的英文詞尾:-ol將烷烴詞尾-e改為-ol1,3丙二醇(β-二醇)季戊四醇大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)二、醇的物理性質(zhì)——閱讀-分析-理解1、物態(tài)、氣味?2、沸點(diǎn):直鏈飽和一元醇C、bp
每增加一個(gè)CH2,bp升高18℃~20℃
從下列沸點(diǎn)數(shù)據(jù)中可得到什么結(jié)論?bp:117℃108℃100℃82℃mp:-90℃-108℃-114℃-25℃同碳數(shù)異構(gòu)體中:支鏈越多,bp越低;同碳數(shù)醇bp:伯醇>仲醇>叔醇大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)
分析比較下列各類物質(zhì)沸點(diǎn)數(shù)據(jù)又得到什么結(jié)論?如何解析?構(gòu)造式相對(duì)分子量沸點(diǎn)/℃CH3(CH2)3CH37236(C2H5)2O7435CH3(CH2)2Cl7947CH3(CH2)2CHO7276CH3(CH2)3OH74118
結(jié)論:相對(duì)分子質(zhì)量相近時(shí)各類物質(zhì)沸點(diǎn):醇>醛酮>鹵代烴>醚、烷烴
主要原因——醇分子之間具有氫鍵締合作用,沸點(diǎn)最高;強(qiáng)極性分子沸點(diǎn)大于弱極性分子的沸點(diǎn)大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)P262問(wèn)題10-2下列化合物按沸點(diǎn)的高低排列次序:
3-己醇、正己烷、二甲基正丙基甲醇、正辛醇、正己醇bp:正辛醇>正己醇>3-己醇>二甲基正丙基甲醇>正己烷
多元醇由于羥基數(shù)目的增多,分子間的氫鍵作用更強(qiáng),其沸點(diǎn)更高:例如:乙二醇——沸點(diǎn):197℃
季戊四醇——固態(tài),熔點(diǎn):260℃。大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)低級(jí)醇(C1-C3)能與水的任意比例互溶——?dú)滏I作用溶解度:7.910.012.5∞六個(gè)碳以上的伯醇在水中的溶解度很??;在芳醇中由于芳環(huán)的存在,溶解度都很??;常見的一些二元醇、三元醇可與水混溶。3、溶解度:大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)低級(jí)醇能與一些無(wú)機(jī)鹽(MgCl2、CaCl2、
CuSO4等)形成結(jié)晶狀的化合物——結(jié)晶醇:
MgCl2·6CH3OHMgCl2·CH3CH2OHCaCl2·4CH3OHCaCl2·4CH3CH2OH結(jié)晶醇不溶于有機(jī)溶劑而溶于水中——這一性質(zhì)有什么實(shí)際應(yīng)用?舉例說(shuō)明。4、結(jié)晶醇——使低級(jí)醇與其他有機(jī)物分離或從反應(yīng)中除去醇類雜質(zhì);例如:除去乙醚中的乙醇雜質(zhì);用飽和氯化鈣溶液洗滌除去反應(yīng)混合物中的醇雜質(zhì);
無(wú)水CaCl2
是常用干燥劑——不能用于干燥醇類。大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)三、醇的光譜性質(zhì)IR中–OH常有兩個(gè)吸收峰:
3640~3610cm-1——未締合尖峰
3600~3200cm-1——?dú)滏I締合寬峰NMR中O-Hδ=1~5.5
乙醇中:O-Hδ=5.4(與濃度、溫度有關(guān))
-CH2-δ=~2.7-CH3δ=~1.2見P263~264圖10-2和圖10-3返回教學(xué)內(nèi)容大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)四、醇的化學(xué)性質(zhì)
羥基是醇的官能團(tuán)羥基的質(zhì)子性質(zhì):O-H鍵斷裂——酸性(似水性)羥基的性質(zhì):C-OH斷裂——羥基被取代α、β-H的活潑性:β-氫活性——分子內(nèi)脫水生成烯
α-氫活性——易被氧化1、醇的酸性——與活潑金屬的反應(yīng)(似水性)2、與氫鹵酸的反應(yīng)
3、與鹵化磷反應(yīng)生成鹵代烴4、酯化反應(yīng)——與無(wú)機(jī)含氧酸或有機(jī)酸反應(yīng)生成酯5、醇的分子內(nèi)和分子間脫水6、醇的氧化和脫氫——α–H的反應(yīng)7、多元醇的反應(yīng)(特性反應(yīng))返回教學(xué)內(nèi)容大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)1、醇的酸性——與活潑金屬的反應(yīng)(似水性)HOH+NaNaOH+1/2H2R-OH+NaNa-OR+1/2H2醇比水反應(yīng)慢得多,常用乙醇來(lái)消去金屬Na廢料。RONa為白色固體,遇水立即水解:RONa+H2OROH+NaOH醇鈉的應(yīng)用:堿性試劑:RONa+H2ONaOH+ROH烷氧基試劑;工業(yè)上制乙醇鈉:NaOH+醇+苯——加熱共沸蒸餾,蒸出水、醇和苯的三元共沸物帶出生成的水。大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)
R不同醇與金屬鈉反應(yīng)活性不同:
HOH>CH3OH>伯醇>仲醇>叔醇水溶液中
PKa:15.7>16>18>18.5>19R-OHH++RO-原因:烷基推電子作用使O-H鍵電子云密度升高,
O—H鍵牢固,活性降低,醇質(zhì)子酸性降低;異丙醇鋁,叔丁醇鋁都是有機(jī)合成中常用的試劑返回教學(xué)內(nèi)容醇與其它金屬反應(yīng):大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)2、與氫鹵酸的反應(yīng)
——醇羥基被鹵素的親核取代反應(yīng)1、哪些醇按SN1?哪些醇按SN2?2、氫鹵酸的反應(yīng)活性?不同的醇反應(yīng)活性?3、什么叫盧卡斯試劑?有什么作用?4、什么情況下會(huì)有重排產(chǎn)物生成?或有重排產(chǎn)物產(chǎn)生說(shuō)明反應(yīng)按怎樣的機(jī)理進(jìn)行?5、用醇制備鹵代烷應(yīng)注意什么?R-OH+HXR-X+H2O思考如下問(wèn)題:大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)2、與氫鹵酸的親核取代反應(yīng)
一般烯丙基型、叔醇按SN1進(jìn)行,伯醇按SN2進(jìn)行;
HX的反應(yīng)活性:HI>HBr>HCl
(用濃鹽酸時(shí)需ZnCl2作催化劑)醇的活性次序:
烯丙基式醇>叔醇>仲醇>伯醇>CH3OH大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)Lucas試劑用于區(qū)別伯、仲、叔醇;但一般僅適用于3—6個(gè)碳原子的醇;因?yàn)?—2個(gè)碳的產(chǎn)物(鹵代烷)的沸點(diǎn)低,易揮發(fā);大于6個(gè)碳的醇(芐醇除外)不溶于盧卡斯試劑,易混淆實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。濃HCl+ZnCl2溶液即盧卡斯試劑用于醇的鑒定反應(yīng):叔醇(濃HCl+ZnCl2)1分鐘變渾濁,并立即分層仲醇盧卡斯試劑10分鐘內(nèi)變濁,并分層伯醇室溫1小時(shí)內(nèi)不反應(yīng),加熱后才變渾濁P267問(wèn)題10-5,大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)伯醇與氫鹵酸反應(yīng)按SN2歷程進(jìn)行;烯丙基型、叔醇——按SN1歷程進(jìn)行;仲醇——一般按SN2歷程進(jìn)行;按SN1歷程由于生成碳正離子中間體,易發(fā)生烷基或氫原子的重排生成重排產(chǎn)物——是SN1反應(yīng)歷程的標(biāo)志之一(正碳離子在酸性溶液中最易重排)無(wú)論是SN1還是SN2,反應(yīng)首先都生成質(zhì)子化醇:
大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)返回教學(xué)內(nèi)容例如:由于醇在酸介質(zhì)中容易發(fā)生重排反應(yīng),所以,用醇制備鹵代烴時(shí)常常不用氫鹵酸。重排產(chǎn)物為主大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)3、與鹵化磷反應(yīng)生成鹵代烴(1)ROH+PX33R-X+P(OH)3(X=Br、I)(2)ROH+PCl5RCl+POCl3+HCl
(3)R-OH+SOCl2
RCl+SO2+HCl
亞硫酰氯(氯化亞砜)(1)、(2)反應(yīng)屬于SN2反應(yīng),反應(yīng)中心碳發(fā)生構(gòu)型翻轉(zhuǎn)、無(wú)重排反應(yīng),但常有磷酸酯生成,返回教學(xué)內(nèi)容反應(yīng)(3)得到純R-X,但試劑昂貴,有腐蝕性大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)4、酯化反應(yīng)——與無(wú)機(jī)含氧酸或有機(jī)酸反應(yīng)生成酯①與硫酸反應(yīng)ROH+HO-SO3HROSO2OHROSO2OR
硫酸氫酯(酸性)硫酸二烷基酯(中性)十二烷基硫酸鈉是一種常用陰離子表面活性劑大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)硫酸二甲酯都是有機(jī)合成中常用的甲基化試劑硫酸二乙酯或乙基化試劑,但都有劇毒例如:大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)②與硝酸作用
ROH+HONO2RONO2+H2O
三硝酸甘油酯俗稱硝化甘油,是一種炸藥,醫(yī)學(xué)上防治心絞痛大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)④醇與有機(jī)酸反應(yīng)(在第十三章討論)返回教學(xué)內(nèi)容醇與磺酰氯反應(yīng)生成磺酸烷基酯:請(qǐng)見P308習(xí)題11磷酸三烷基酯:是重要的農(nóng)藥,磷酸三丁酯常用作萃取劑和增塑劑③與磷酸作用大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)5、醇的分子內(nèi)和分子間脫水結(jié)論:乙醇與濃硫酸在不同溫度下反應(yīng)生成不同主產(chǎn)物CH3CH2OHCH3CH2OSO3H(CH3CH2)2O分子間脫水CH2=CH2分子內(nèi)脫水
H2SO4-H2O<100℃140℃170℃分析下列反應(yīng)得到什么結(jié)論?醇與無(wú)機(jī)含氧強(qiáng)酸的反應(yīng)不僅可以生成無(wú)機(jī)酸酯,隨著反應(yīng)溫度的不同以及所用酸的濃度的不同,還可以生成醚或烯烴為主要的脫水反應(yīng)。大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)1、醇分子內(nèi)脫水的活性次序:叔醇>仲醇>伯醇重排產(chǎn)物為主分析下列分子內(nèi)脫水反應(yīng)又得到什么結(jié)論?2、仲醇可生成不同的烯烴——遵循一定反應(yīng)規(guī)律3、常常有重排產(chǎn)物大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)醇分子內(nèi)脫水反應(yīng)的特點(diǎn):1)仲醇主要生成札依采夫烯烴(Saytzeff規(guī)律——生成穩(wěn)定性較大的烯烴為主要產(chǎn)物)例如:大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)2)酸催化脫水時(shí),常有重排物生成,且常為主要產(chǎn)物H+-H2O1,2-甲基遷移-H+β-消除大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)3)消除反應(yīng)與取代反應(yīng)互為競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)醇分子內(nèi)脫水為消除反應(yīng)生成烯烴;醇分子間脫水為親核取代反應(yīng)生成醚;
升高溫度有利于消除反應(yīng)生成烯烴;叔醇主要是分子內(nèi)脫水生成烯烴,不能生成醚;例如正丁醚的合成:-H+由不同的醇發(fā)生分子間脫水得到的是多種醚的混合物,故很少有合成價(jià)值;但甲醇和叔丁醇分子間脫水制備甲基叔丁醚除外,且收率較高——這是因?yàn)槭宥』x子容易形成,使反應(yīng)按SN1機(jī)理進(jìn)行。正丁醚大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)6.醇的氧化和脫氫——α–H的反應(yīng)(1)氧化反應(yīng):
KMnO4/H+
溶液常用氧化劑:K2Cr2O7/H+HNO3
CrO3/吡啶——高選擇性氧化劑PCC
伯醇[O]醛[O]
酸大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)
仲[O]
酮使用(t-C4H9O)3Al進(jìn)行選擇性氧化叔醇:無(wú)α-H,一般條件下不被氧化,但是劇烈條件下則C-C鍵斷裂生成碳少的產(chǎn)物己二酸
丙酮既是溶劑又是反應(yīng)物大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)返回教學(xué)內(nèi)容上述反應(yīng)是可逆反應(yīng),實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中通入空氣、則H2被氧化生成水,使反應(yīng)進(jìn)行到底。(2)催化脫氫大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)7.多元醇的反應(yīng)(特性反應(yīng))常用于區(qū)別一元醇和1、2-二元醇(1)與新沉淀氫氧化銅的顯色反應(yīng):藍(lán)色溶液大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)(2)與高碘酸反應(yīng)(四乙酸鉛有同樣作用)此反應(yīng)定量進(jìn)行,常用于測(cè)定結(jié)構(gòu)或定性鑒定P273問(wèn)題10-7大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)(3)片吶醇在酸性中發(fā)生重排——片吶醇重排
H+返回教學(xué)內(nèi)容比較:大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)頻哪醇重排反應(yīng)機(jī)理(在第十四章學(xué)習(xí)):H+—H2O—H+在這個(gè)重排過(guò)程中,最初生成的碳正離子是一個(gè)叔碳正離子,爾后它重排為一個(gè)更為穩(wěn)定的碳正離子,其穩(wěn)定的因素是通過(guò)一個(gè)仲碳正離子與氧原子的p-p共軛效應(yīng)。這類重排屬于親核重排返回教學(xué)內(nèi)容返回醇的化學(xué)性質(zhì)大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)五、醇的制備1、由烯烴制備⑴烯烴的水合——馬氏規(guī)則產(chǎn)物
①H2SO4②H2O/
水合H3PO4H2O水解H2SO4(濃)大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)⑵硼氫化一氧化反應(yīng)——反馬氏規(guī)則產(chǎn)物特點(diǎn):步驟簡(jiǎn)單,副反應(yīng)少,生成醇的產(chǎn)率極高①(BH3)2②H2O2/OH-(BH3)2H2O2/OH-(BH3)2H2O2/OH-反式加成產(chǎn)物大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)2、由醛、酮與格氏試劑反應(yīng):
伯醇
H2OH+增長(zhǎng)一個(gè)C伯醇的合成方法Mg2++X-+H2OH+乙醚甲醛大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)H2OH+H2OH+
①②H3+O見P275問(wèn)題10-9CH3-CHO應(yīng)注意:1、反應(yīng)的第一步要絕對(duì)無(wú)水,因此兩步一定要分開。2、制格氏試劑的底物應(yīng)無(wú)易與格氏試劑反應(yīng)的基團(tuán)。增加兩個(gè)碳的伯醇大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)3、由醛硐的還原:
H2CatLiAlH4水解或NaBH44、由鹵代烴水解(只有在特殊情況下應(yīng)用)返回教學(xué)內(nèi)容R-CHO金屬氫化物還原——對(duì)C=C無(wú)作用:催化加氫:異丙醇鋁還原——還原劑對(duì)C=C-NO2無(wú)影響:大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)六、重要的醇1、甲醇(木醇)bp=65℃有毒200℃/10MPa9:12、乙醇(酒精)
人的酒量——與乙醇脫氫酶和乙醛脫氫酶有關(guān)
大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)3、乙二醇粘稠狀無(wú)色液體bp198℃——高沸點(diǎn)溶劑汽車散熱器的防冰劑60%的水溶液凝固點(diǎn)40℃
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的致冷劑合楊纖維“絳綸”的原料乙二醇的硝酸酯是一種炸藥O2Ag/H2O/壓力Cl2+H2O0℃H2ONaOH②反應(yīng)①為“原子經(jīng)濟(jì)”路線原子利用率100%“三廢“零排放②的原子利用率為37.45%廢物排放大,污染嚴(yán)重制法:①大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)4、丙三醇(甘油)500℃水解Na2CO3返回教學(xué)內(nèi)容大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)第二節(jié)消除反應(yīng)(Eliminationreaction)
β—消除反應(yīng)(1,2—消除)α—消除反應(yīng):γ消除反應(yīng):主要討論是β—消除反應(yīng)
β—消除反應(yīng)常常與親核取代反應(yīng)互相競(jìng)爭(zhēng),
學(xué)習(xí)機(jī)理時(shí)用比較法——與SN反應(yīng)機(jī)理比較;大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)主要討論是β—消除反應(yīng)
β—消除反應(yīng)常常與親核取代反應(yīng)互相競(jìng)爭(zhēng),
學(xué)習(xí)機(jī)理時(shí)用比較法——與SN反應(yīng)機(jī)理比較;本節(jié)主要內(nèi)容:1、β-消除反應(yīng)的兩種機(jī)理——E2和E12、消除反應(yīng)的取向(同時(shí)有兩種β-H時(shí))3、消除反應(yīng)的立體化學(xué)4、消除反應(yīng)與親核取代反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)快第二步失去β質(zhì)子、同時(shí)生成C=C慢第一步離解生成碳正離子:(1)單分子消除反應(yīng)(E1)——與SN1相似分兩步進(jìn)行第一步是決定反應(yīng)速度一步,化學(xué)動(dòng)力學(xué)上叫一級(jí)反應(yīng)一、β-消除反應(yīng)1、β-消除反應(yīng)的兩種機(jī)理(E2和E1)(Elimination)大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)E1與SN1比較:都是分步進(jìn)行的,同屬于一級(jí)反應(yīng)第一步相同:動(dòng)力學(xué)相同,反應(yīng)物活性順序相同第二步不同:
E1——堿性試劑進(jìn)攻β-H,生成烯烴
SN1——親核試劑進(jìn)攻α-C,生成取代產(chǎn)物因此:SN1和E1常常是同時(shí)發(fā)生,相互竟?fàn)嶴N1:ν=[RL]
E1:
ν=[RL]大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)
例如:80%H2O/乙醇H2OE1SN117%83%+快+慢+③CH2-CH2CH2=CH2+H2O+快
醇的脫水反應(yīng)主要是按E1歷程進(jìn)行的,所不同的是在強(qiáng)酸性催化下進(jìn)行:①CH3CH2OH+H2SO4CH3CH2OH2+HSO4-②CH3CH2OH2CH3CH2+H2O大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)由于C+的形成。E1/SN1反應(yīng)都有重排反應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生故通常把重排反應(yīng)作為E1和SN1(單分子歷程)的標(biāo)志。例如:(P279)大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)返回教學(xué)內(nèi)容P308習(xí)題8(10):主要產(chǎn)物大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)⑵雙分子消除(E2)——與SN2相似
CH3CH2O-+H-CH2-CH2-Br
(強(qiáng)堿性試劑)
C2H5OH/55℃
過(guò)渡態(tài)ν=k[CH3CH2Br][CH2CH5O-]
二級(jí)反應(yīng)(雙分子反應(yīng))CH3CH2OH+CH2=CH2+Br-[CH3CH2O·····H····CH2
·····CH2·····Br]大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)E2與SN2比較:
都是一步完成的,但屬二級(jí)反應(yīng)
E2——堿性試劑,進(jìn)攻β-HSN2——親核試劑,進(jìn)攻α-C
返回教學(xué)內(nèi)容SN2:ν=[RL][-Nu]
E2:ν=[RCH2-L][-B]大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)影響消除反應(yīng)機(jī)理(E1和E2)的因素
結(jié)構(gòu)性質(zhì)試劑的性質(zhì)溶劑的極性與親核取代反應(yīng)的SN1和SN2影響因素相似一般地:有利于SN1的因素也有利于E1
有利于SN2的因素也有利于E2
有利于碳正離子生成的因素即有利于E1反應(yīng)
伯鹵代烷一般按E2歷程反應(yīng)叔鹵代烷一般按E1歷程反應(yīng)試劑的堿性強(qiáng)、濃度大有利于E2反應(yīng)溶劑的極性大,有利于C-L鍵破裂生成C+,
E1反應(yīng)增加大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)2、消除反應(yīng)的取向(同時(shí)有兩種β-H時(shí))消除反應(yīng)的取向與反應(yīng)歷程有關(guān)一般遵循札依切夫規(guī)則,生成穩(wěn)定的札依采夫烯烴對(duì)E1,主要是生成札依采夫(Saytzeff)烯
烴一般鹵代烴消除反應(yīng)活性:3°>2°>1°>CH3CH2X
醇消除反應(yīng)活性:3°>2°>1°>CH3CH2OHE1中:決定消除取向的是第二步,生成烯烴的穩(wěn)定性起著決定性作用,但有例外,例如:大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)慢快(主要產(chǎn)物)E1空間位阻大大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)E1+KOH/H2O主要主物次要產(chǎn)物對(duì)E2:大多數(shù)消除遵守札依采夫規(guī)則——生成穩(wěn)定的烯烴為主,例如:
CH3CH2CH2CHCH3CH3CH2CH2CH=CH2+CH3CH2CH=CHCH3C2H5OK乙醇Br31%69%Hofman烯烴Saytzeff烯烴E2:大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)
L容易離去時(shí)如I,Saytzeff烯烴增加見表10-2;E2中:進(jìn)攻試劑堿的體積增大,Saytzeff烯烴減少;
β-H空間阻礙增大,不利于堿性試劑進(jìn)攻;
Saytzeff烯烴減少分別見P281-282:表10-2,10-3,10-4返回教學(xué)內(nèi)容在E2反應(yīng)中有時(shí)生成Hofmann烯烴為主:大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)
表10-2離去基團(tuán)L對(duì)E2取向的影響(反應(yīng)物堿CH3ONa/CH3OH)X2-已烯%1-已烯%I8119Br7228Cl6733F3070體積增大百分比增大CH3ONaCH3OH+2-已烯1-已烯大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)
表10-3不同堿對(duì)的E2方向的影響
(反應(yīng)溫度:70~75℃)
產(chǎn)物試劑C2H5O-7030(CH3)3CO-27.572.5C2H5(CH3)2CO-22.577.5(C2H5CO-11.588.5體積增大百分比增大進(jìn)攻試劑堿的體積增大,Saytzeff烯烴減少大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)
表10-4β-氫的空間位阻對(duì)E2方向的影響
(試劑C2H5O-)
產(chǎn)物反應(yīng)物
1981
8614位阻1-位烯%2-位烯%返回教學(xué)內(nèi)容β-H空間阻礙增大,不利于堿性試劑進(jìn)攻,Saytzeff烯烴減少大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)3.消除反應(yīng)的立體化學(xué)
對(duì)E2反應(yīng)要求β-H和L彼此處于反式——共平面-反式消除:E1反應(yīng)的立體化學(xué)特征不突出,在此不于討論。大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)RO-
+C2H5O-E2歷程
共平面-反式消除方式可用單鍵旋轉(zhuǎn)受阻的鹵代物的消除產(chǎn)物來(lái)證明例1例2,
1,2-二苯基-1-溴丙烷有兩對(duì)對(duì)映體,在E2反應(yīng)中:一對(duì)對(duì)映體只產(chǎn)生順式烯烴,另一對(duì)只產(chǎn)生反式烯烴:大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)赤式(R,R)蘇式(R,S)主要生成順式:
主要生成反式:
大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)
(1R,2S)的對(duì)映異構(gòu)體(1S,2R)同時(shí)給出反式烯烴:(1S,2R)-1,2-二苯基-1-溴丙烷反-1,2-二苯基丙烯實(shí)際上是烯烴反式加成的逆過(guò)程大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)反式消除順式消除孟基氯新孟基氯反式消除反式消除(1)(2)為什么孟基氯消除得到100%(1),而新孟基氯消除只得到25%的(1)產(chǎn)物,例外孟基氯消除反應(yīng)速率較慢例3大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)翻環(huán)新孟基氯的最穩(wěn)定構(gòu)象,存在Cl反式H孟基氯的最穩(wěn)定構(gòu)象但沒(méi)有Cl的反式共平面H,構(gòu)象必須翻環(huán),但必須提供能量,所以孟基氯的消除反應(yīng)速率較慢大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)為什么E2消除要求共平面-反式消除?(1)試劑堿(B:)與離去基團(tuán)處于反式時(shí)彼此排斥力小,有利于試劑堿進(jìn)攻β-H:大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)-H2O-L(2)共平面-反式有利于形成π鍵時(shí)
P軌道最大的電子云重疊:(3)反式構(gòu)象的范德華斥力小,有利于試劑︰B進(jìn)攻β-H。
過(guò)渡態(tài)大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)4、消除反應(yīng)與親核取代反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)⑴反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)因素當(dāng)α-C上支鏈增加時(shí)或β-C上支鏈增加時(shí),不利于SN2,有利于E2;有利于SN1,也有利于E1所以:當(dāng)用鹵代烷制烯烴時(shí),用叔鹵烷最好(消除產(chǎn)物)
當(dāng)用鹵代烷制醇時(shí),用伯鹵烷最好(取代產(chǎn)物)大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)β-H的酸性大,有利與堿進(jìn)攻
大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇.消除反應(yīng).第一二節(jié)⑵試劑的堿性影響(主要影響E2或SN2反應(yīng))試劑的堿性強(qiáng),濃度大,有利于消除反應(yīng)試劑的堿性弱,濃度小或親核性強(qiáng),有利于親核取代例如:弱堿:NH3強(qiáng)堿:—NH2大學(xué)有機(jī)化學(xué)第十章.醇
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