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醚环氧化物专题知识讲座醚环氧化物专题知识讲座醚环氧化物专题知识讲座第1页2第九章 醚和环氧化合物 醚醚(ethers)是两个烃基经过氧原子连接是两个烃基经过氧原子连接起来化合物。起来化合物。环氧化合物环氧化合物(epoxides)多指含多指含有三元环醚及其衍生物。有三元环醚及其衍生物。第九章第九章 醚和环氧化合物醚和环氧化合物 上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第2页3第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚(一、结构和命名)第一节第一节 醚醚 一、醚结构和命名一、醚结构和命名 l 醚通式：醚通式：R-O-R、Ar-O-R 或或 Ar-O-Ar l 醚键中氧杂化（醚键中氧杂化（sp3、sp2）和键角和键角(110、120)l 醚官能团为醚键醚官能团为醚键 121121o o142pm142pm142pm142pm136pm136pm上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第3页4甲醚甲醚(methyl ether)乙醚乙醚 (ethyl ether)苯甲醚苯甲醚Methyl phenyl ether Methyl phenyl ether 第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚(一、结构和命名)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第4页5 在醚分子中在醚分子中,与氧原子相连两个烃基相同时为与氧原子相连两个烃基相同时为单醚单醚；两个烃基不一样时为；两个烃基不一样时为混醚混醚；两个烃基中有一；两个烃基中有一个或两个是芳香烃基为个或两个是芳香烃基为芳香醚芳香醚。氧原子和碳原子结。氧原子和碳原子结合成环状化合物，通常称为合成环状化合物，通常称为环醚环醚。甲醚甲醚(methyl ether)苯甲醚苯甲醚Methyl phenyl ether Methyl phenyl ether 第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚(一、结构和命名)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第5页6 简简单单醚醚常常见见普普通通命命名名法法命命名名：“A基基B基基醚醚”。单单醚醚普普通通省省略略“二二”字字。混混醚醚按按先先先先小小小小后后后后大大大大,先先先先芳芳芳芳基基基基后后后后脂脂脂脂基基基基排列烃基。英文命名则按字母次序排列烃基。排列烃基。英文命名则按字母次序排列烃基。二甲基醚二甲基醚(甲醚甲醚)二苯基醚二苯基醚(苯醚苯醚)(dimethyl ether or methyl ether)(diphenyl ether)甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚(甲叔丁醚甲叔丁醚)苯基异丙基醚苯基异丙基醚(苯异丙醚苯异丙醚)(methyl tertiary butyl ether)(isopropyl phenyl ether)第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚(一、结构和命名)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第6页7 结结构构复复杂杂醚醚可可用用系系统统命命名名法法：将将醚醚键键所所连连接接2个个烃烃基基中碳链较长烃基作母体，称中碳链较长烃基作母体，称“某烃氧基某烃某烃氧基某烃”。2-甲氧基甲氧基戊烷戊烷(2-methoxypentane)环醚多用俗名。环醚多用俗名。四氢呋喃四氢呋喃(tetrahydrofuran)1,4-二氧六环二氧六环(1,4-dioxane)2-乙氧基乙氧基乙醇乙醇(2-ethoxyethanol)第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚(一、结构和命名)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第7页8第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚(二、醚物理性质)二、醚物理性质二、醚物理性质 1.醚醚分分子子中中没没有有直直接接与与氧氧相相连连氢氢,故故不不会会形形成成份份子子间间氢氢键键,沸点比相对分子质量相同醇为低沸点比相对分子质量相同醇为低,而与对应烷烃靠近。而与对应烷烃靠近。2.醚醚分分子子中中氧氧在在一一定定程程度度上上可可与与水水形形成成氢氢键键，故故水水溶溶性与相对分子质量相同醇相近而比烷烃为大。性与相对分子质量相同醇相近而比烷烃为大。上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第8页9COC 第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚(三、醚化学性质)三、醚化学性质三、醚化学性质 醚较稳定，其稳定性仅次于烷烃。醚不能与醚较稳定，其稳定性仅次于烷烃。醚不能与强碱、稀酸、氧化剂、还原剂或活泼金属反应。强碱、稀酸、氧化剂、还原剂或活泼金属反应。在一定条件下可发生反应，反应与醚氧原子上孤在一定条件下可发生反应，反应与醚氧原子上孤电子对相关。电子对相关。上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第9页10例：例：第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚(三、醚化学性质)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第10页11（二）醚键断裂（二）醚键断裂 在加热条件下在加热条件下,醚与氢卤酸反应，醚键断裂，生成醚与氢卤酸反应，醚键断裂，生成醇和卤代烷，生成醇可深入与过量氢卤酸反应。醇和卤代烷，生成醇可深入与过量氢卤酸反应。浓浓HI是最有效分解醚试剂。是最有效分解醚试剂。通通常常是是较较小小烃烃基基生生成成卤卤代代烃烃,较较大大烃烃基基生生成成醇醇(芳芳基基则则生生成酚成酚);若为若为R-OCH3与与HI作用作用,则可定量地生成则可定量地生成CH3I。第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚(三、醚化学性质)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第11页12 醚键断裂反应属于亲核取代反应醚键断裂反应属于亲核取代反应,通常伯烷基醚通常伯烷基醚易按易按SN2机制进行机制进行,叔烷基醚易按叔烷基醚易按SN1机制进行。机制进行。H-ISN2第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚(三、醚化学性质)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第12页13(三三)过氧化物生成过氧化物生成 烷基醚在空气中久置，烷基醚在空气中久置，-碳上氢碳上氢可被氧化可被氧化,生成醚过氧化物。生成醚过氧化物。乙醚乙醚 过氧化乙醚过氧化乙醚 l过氧化醚受热易分解爆炸，蒸馏醚时应防止蒸干过氧化醚受热易分解爆炸，蒸馏醚时应防止蒸干第九章 醚和环氧化合物 第一节 醚(三、醚化学性质)l过氧化醚检验：酸性碘化钾过氧化醚检验：酸性碘化钾-淀粉试纸淀粉试纸l过氧化醚除去：还原剂硫酸亚铁或亚硫酸钠过氧化醚除去：还原剂硫酸亚铁或亚硫酸钠 上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第13页14第二节第二节 环氧化合物环氧化合物 第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物 环氧化合物环氧化合物(epoxides)是指含有三元环醚及其衍生物是指含有三元环醚及其衍生物。一、环氧化合物结构与命名一、环氧化合物结构与命名 OCC61.6105 59.2o149pm147pm上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第14页15第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物(一、结构与命名)1.环氧化合物普通命名法是依据对应烯烃称为环氧化合物普通命名法是依据对应烯烃称为“氧化某烯氧化某烯”。氧化乙烯又称为。氧化乙烯又称为环氧乙烷环氧乙烷。氧化乙烯氧化乙烯（环氧乙烷）（环氧乙烷）(ethylene oxide)氧化丙烯氧化丙烯(propylene oxide)氧化异丁烯氧化异丁烯(isobutylene oxide)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第15页16 2.环氧化合物系统命名法通常以环氧化合物系统命名法通常以“环氧乙烷环氧乙烷”为母体，为母体，三元环中氧原子编号为。三元环中氧原子编号为。2-甲基甲基-2-乙基环氧乙烷乙基环氧乙烷(2-methyl-2-ethyloxirane)2,3-二甲基环氧乙烷二甲基环氧乙烷(2,3-dimethyloxirane)2-乙基环氧乙烷乙基环氧乙烷(2-ethyloxirane)第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物(一、结构与命名)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第16页17第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物(二、开环反应)二、环氧化合物开环反应二、环氧化合物开环反应 环环氧氧化化物物分分子子中中存存在在张张力力很很大大三三员员氧氧环环，化化学学性性质质活活泼泼。与与酸酸、碱碱或或其其它它强强亲亲核核试试剂剂均均能能直直接接进进行行开环反应开环反应(opening of ring reaction)。上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第17页18(一一)酸催化开环反应酸催化开环反应 在稀酸条件下，环氧化合物环被在稀酸条件下，环氧化合物环被打开，生成对应加成产物。打开，生成对应加成产物。第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物(二、开环反应)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第18页19 非对称环氧化合物在酸催化下进非对称环氧化合物在酸催化下进行开环反应时行开环反应时,亲核试剂主要进攻取代亲核试剂主要进攻取代基较多环氧碳原子。基较多环氧碳原子。2-甲基环氧乙烷甲基环氧乙烷 2-氯氯-1-丙醇丙醇 1-氯氯-2-丙醇丙醇 第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物(二、开环反应)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第19页20(二二)碱催化开环反应碱催化开环反应 环氧化合物在强碱作用下环氧化合物在强碱作用下,环环被打开，生成对应加成产物。被打开，生成对应加成产物。第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物(二、开环反应)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第20页21 非非对对称称环环氧氧化化合合物物在在碱碱性性条条件件或或用用强强亲亲核核试试剂剂进进行行开开环环反反应应时时，亲亲核核试试剂剂主主要要进攻取代基较少环氧碳原子。进攻取代基较少环氧碳原子。1-甲氧基甲氧基-2-丙醇丙醇 第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物(二、开环反应)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第21页22三、环氧化合物开环反应机制三、环氧化合物开环反应机制 第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物(三、开环反应机制)1.酸催化开环反应机制酸催化开环反应机制 环氧化合物开环反应属于亲核取代反应。酸性条件下环氧化合物开环反应属于亲核取代反应。酸性条件下,首先首先生成质子化环氧化合物生成质子化环氧化合物(protonated epoxide),然后亲核试剂进攻然后亲核试剂进攻质子化环氧化合物质子化环氧化合物,质子化环氧化合物快速开环生成产物。质子化环氧化合物快速开环生成产物。上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第22页23 碱催化开环反应碱催化开环反应,是亲核试剂直接进攻环氧化是亲核试剂直接进攻环氧化合物本身合物本身,而不是先生成质子化环氧化合物而不是先生成质子化环氧化合物,所以所以开环需要在强碱条件下或强亲核试剂。开环需要在强碱条件下或强亲核试剂。2.碱催化开环反应机制碱催化开环反应机制 第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物(三、开环反应机制)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第23页24 不对称环氧化物开环不对称环氧化物开环,当当用酸催化时用酸催化时,亲核试剂有亲核试剂有利于进攻连有较多取代基环碳原子；用碱催化时，亲利于进攻连有较多取代基环碳原子；用碱催化时，亲核试剂主要进攻连有较少取代基环碳原子。核试剂主要进攻连有较少取代基环碳原子。酸性条件下亲核试酸性条件下亲核试剂进攻点剂进攻点主要受电子效应控制主要受电子效应控制碱性条件下亲核碱性条件下亲核试剂进攻点试剂进攻点主要受立体原因控制主要受立体原因控制第九章 醚和环氧化合物 第二节 环氧化合物(三、开环反应机制)上页上页下页下页首页首页醚环氧化物专题知识讲座第24页