酚和醚都是烴的含氧衍生物醇可以看作是烴分子中的氫原(已修改)
2025-04-16 23:52 本頁面
【正文】 第十章 醇、 酚、 醚 醇、酚和醚都是烴的含氧衍生物。醇可以看作是烴分子中的氫原子被羥基（OH）取代而生成的化合物。而芳香環(huán)上的氫原子被羥基取代而生成的化合物則為酚。醇和酚的分子中雖都含有相同的官能團(tuán)190。190。羥基，但是酚羥基僅限于直接連在芳香環(huán)上，這種結(jié)構(gòu)的差別使酚類與醇類的性質(zhì)存在著顯著的不同。通常醇類的羥基稱為醇羥基，酚類的羥基稱為酚羥基。 醚的官能團(tuán)為醚鍵（COC），也可看作是醇或酚羥基上的氫被烴基（R或Ar）取代而生成的化合物。 醇、酚、醚的通式分別為： R－OH Ar－OH R－O－R′（或Ar′） 醇 酚 醚 醇、酚和醚都屬于重要的基本有機(jī)化合物。它們在醫(yī)藥、化妝品等方面具有廣泛的應(yīng)用，可用作消毒劑、防腐劑、保濕劑、抗氧劑、麻醉劑、溶劑等。第一節(jié) 醇 醇類是最常見、應(yīng)用最廣泛的有機(jī)化合物。醇也是制備各種有機(jī)物的重要原料，如由醇制備鹵代烴、醛、酮、羧酸和酯類等多種有機(jī)物。 一、醇的結(jié)構(gòu) 醇的通式為ROH，醇也可看作是水分子的一個氫原子被脂肪烴基取代后的生成物。以最簡單的醇190。190。甲醇CH3OH為例，176。，故認(rèn)為醇羥基的氧原子為不等性sp3雜化，外層6個電子分布在四個sp3 雜化軌道上，其中兩個單電子分別占有兩個sp3雜化軌道，與C和H分別形成OC鍵和OH鍵，余下兩對未共用電子對分別占有另外兩個sp3雜化軌道，形成的OH鍵則以交叉式優(yōu)勢構(gòu)象介于兩個CH鍵之間。如圖101所示。 交叉式優(yōu)勢構(gòu)象介于兩個CH鍵之間。如圖101所示。 圖101 甲醇的優(yōu)勢構(gòu)象和結(jié)構(gòu)示意圖 二、醇的分類和命名 (一)、醇的分類 根據(jù)羥基所連結(jié)的碳原子類型，醇可以分為：伯醇（1176。醇）、仲醇（2176。醇）、和叔醇（3176。醇）。 根據(jù)羥基所連結(jié)的烴基結(jié)構(gòu)不同，醇可分為飽和醇、不飽和醇和芳香醇。例如： 飽和醇 CH3CH2CH2OH 丙醇 不飽和醇 CH2=CHCH2OH 2丙烯醇（烯丙醇） 芳香醇 苯甲醇或芐醇 根據(jù)醇分子所含羥基數(shù)目多少，醇又可分為一元醇、二元醇和三元醇。二元醇以上統(tǒng)稱為多元醇。例如： 兩個羥基連在同一個碳原子上的二元醇稱為偕二醇，偕二醇很不穩(wěn)定，容易脫水生成羰基化合物： 羥基連在碳碳雙鍵上的醇稱為烯醇，某些烯醇也不穩(wěn)定，容易重排成為羰基化合物。例如： (二)、醇的命名 普通命名法 對于結(jié)構(gòu)簡單的醇通常用普通命名法命名，命名方法是在“醇”字前面加上烴基名稱構(gòu)成，省去“基”字。例如： 系統(tǒng)命名法 對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的醇多用系統(tǒng)命名法命名。命名的原則為： (1)、選擇含有羥基的最長的碳鏈作為主鏈，按主鏈所含碳原子數(shù)目稱為某醇。從靠近羥基的一端將主鏈的碳原子依次編號，羥基的位置用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，放在某醇的前面，得到母體的名稱后，再將其他取代基的位次、數(shù)目、名稱寫在母體名稱之前。 (2)、不飽和醇命名時，應(yīng)包含連有羥基和雙鍵或叁鍵在內(nèi)的最長的碳鏈作為主鏈，根據(jù)主鏈所含的碳原子數(shù)目稱為某烯醇或炔醇。編號應(yīng)從靠近羥基的一端開始，并分別在烯或炔、醇前面表示出其位次。 (3)、脂環(huán)醇命名時，可在脂環(huán)烴基名稱后加“醇”字命名，應(yīng)從連有羥基的脂環(huán)碳原子開始編號，并盡量使環(huán)上其他取代基的編號最小。 (4)、芳香醇命名時，可將芳香基作為取代基來命名。例如： 三、醇的性質(zhì) (一)、醇的物理性質(zhì) 低級飽和一元醇中，C4以下的醇為無色液體，C5～C11的醇為油狀粘稠液體，C12以上的醇為蠟狀固體。 溶解度 醇在水中的溶解度取決于醇分子的羥基的親水性和烴基疏水性所占的比例的大小。C1～C3的低級醇或多元醇，因烴基所占的比例較小，羥基與水分子之間可以形成很強(qiáng)的氫鍵，醇與水之間的氫鍵結(jié)合力大于烴基之間的排斥力，而使醇可以與水互溶。 圖102 醇羥基與水分子之間形成的氫鍵示意圖 隨著醇分子的烴基增大，烴基與水之間的排斥力也逐漸增加，并占有主導(dǎo)作用，則使醇在水中的溶解度明顯下降。 沸點(diǎn) 醇的沸點(diǎn)隨著相對分子質(zhì)量增大而升高，在直鏈的同系列中，10個碳以下的相鄰醇之間的沸點(diǎn)相差18～20℃；多于10個碳的相鄰碳原子之間沸點(diǎn)相差較小。醇的沸點(diǎn)比相對分子質(zhì)量相近的烴類高得多，例如甲醇（相對分子質(zhì)量為32）℃ ，而乙烷（相對分子質(zhì)量為30）℃。這是由于液體醇羥基之間可以通過氫鍵相互締合成較大的“締合分子”所致。當(dāng)醇從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時，必須先克服氫鍵，而烴類則不存在這種分子間的氫鍵。 圖103 醇分子間氫鍵示意圖 多元醇的沸點(diǎn)隨著羥基數(shù)目增加升高。例如，℃，℃，而丙三醇的沸點(diǎn)高達(dá)290℃。表101 一些常見醇的物理常數(shù)名稱 結(jié)構(gòu)式 熔點(diǎn)/℃ 沸點(diǎn)/℃ 相對 溶解度 密度 (g/100g水)甲醇乙醇丙醇異丙醇正丁醇環(huán)已醇苯甲醇乙二醇丙三醇正十二醇CH3OHCH3CH2OHCH3CH2CH2OH(CH3)2CHOHCH3CH2CH2CH2OHC6H5CH2OHHOCH2CH2OHHOCH2CH(OH)CH2OHC11H23CH2OH98241518205290262∞∞∞∞∞∞不溶 (二)、醇的化學(xué)性質(zhì) 醇的化學(xué)性質(zhì)主要由其官能團(tuán)(OH)羥基所決定，而與羥基相連的烴基結(jié)構(gòu)不同也會影響到它的化學(xué)性能，由于氧的電負(fù)性比碳和氫都大，因此醇分子中CO鍵和OH鍵都是極性鍵，易被試劑進(jìn)攻而發(fā)生反應(yīng)。根據(jù)鍵的斷裂方式，主要有OH鍵和CO鍵的斷裂兩種不同類型的反應(yīng)。OH鍵斷裂主要表現(xiàn)為醇的酸性，如醇羥基的氫可以被活潑金屬所置換；CO鍵的斷裂主要發(fā)生羥基被其它原子或基團(tuán)所取代的反應(yīng)，以及脫去羥基和βH的消除反應(yīng)，醇分子中容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的部位： 此外，受羥基的影響，αH是有一定的活性，如易被氧化等。 醇與活潑金屬的反應(yīng) 醇與水相似，羥基上的氫原子比較活潑，可與金屬鉀、鈉等反應(yīng)生成醇鹽ROK、RONa，并放
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