2024年5月27日发(作者:晋海颖)
第7章 醚和环氧化合物
本章重点介绍醚和环氧化合物的结构和化学性质;醚键断裂的机制;环氧乙烷开环反应
的机制;取代环氧化合物在酸和碱催化下的开环取向;以及醚在医药学上的应用。
醚(ether)是含氧的有机物,可以看成是醇或酚分子中羟基的氢原子被烃基取代而成的化合
物,醚的化学性质不活泼,是常用的有机溶剂。
环氧化合物(epoxide)是指含有三元环的醚及其衍生物。它属于环醚,但性质与一般的
醚不同,高度活泼,是合成反应重要的中间体。
学完本章后,你应该能够回答以下问题:
1. 醚的结构如何?它怎样分类和命名?
2. 醚键断裂有何规律?反应机制是什么?
3. 环氧化合物特指哪一类环醚?它如何命名?
4. 环氧乙烷开环反应的机制是什么?
5. 取代环氧化合物在酸性和碱性条件下的开环取向是否一样?为什么?
6. 冠醚是什么样的化合物?有哪些重要用途?
7.1 醚的结构、分类和命名
温习提示:醇的结构,醇分子间脱水反应。
醚的结构通式为R-O-R、Ar-O-R或Ar-O-Ar,分子中的C-O-C键称为醚键,是醚的官能
团。
甲醚分子中C-O-C键角为111.7°,氧原子为sp
3
不等性杂化,两对孤对电子位于sp
3
杂化
轨道。
O
H
3
C
CH
3
图7-1 甲醚的结构
按醚键所连接的烃基不同,醚可以是饱和醚、不饱和醚和芳香醚等:
饱和醚:
CH
3
OCH
3
CH
3
CH
2
OCH
2
CH
3
CH
3
OCH
2
CH
3
不饱和醚:
CH
3
CH
2
OCH=CH
2
芳醚:
OCH
3
O
两个烃基相同的为单醚,两个烃基不同的为混醚。如果氧原子与烃基连成环则为环醚。
分子中含有多个氧原子的大环醚,因为结构象皇冠而被称为冠醚。
单醚命名时,如果是两个饱和烃基,在烃基名称后面加上醚字,通常“二”字可省略;
162
如果是不饱和烃基或芳烃基,“二”字不可省略。英文名称醚为ether,例如:
CH
3
CH
2
-O-CH
2
CH
3
CH
2
=CH-O-CH=CH
2
O
(二)乙醚 二乙烯基醚 二苯醚
diethyl ether diethenyl ether diphenyl ether
混醚命名时,分别写出两个烃基的名称,加上醚字,如果是两个脂肪烃基,较优基因放
在后面;如果有芳烃基,则芳烃基放在前面,英文命名醚中烃基按第一个字母顺序排列。例
如:
CH
3
OCH
2
CH
3
OCH
3
甲乙醚 苯甲醚
ethyl methyl ether methyl phenyl ether
结构复杂的醚,采用系统命名法,以较长碳链的烃基作母体,简单的烃基看作含氧取代
基。例如:
OCH
3
CH
3
CH-CHCH
3
CH
3
-
CH
3
O-
-CH
3
C
2
H
5
OCH
2
CH
2
OH
2-甲基-3-甲氧基丁烷 对-甲氧基甲苯 2-乙氧基乙醇
2-methoxy-3-methyl propane p-methoxy methyl benzene 2-ethoxyethanol
环醚可以称为环氧某烷,也可按杂环化合物的名称命名,例如:
O
OO
-
O
环氧乙烷 1,4-二氧六环 四氢呋喃
(二噁烷)
epoxyethane 1,4-dioxane tetrahydrofuran
其中,含有三元环的醚即环氧化合物的普通命名法还可称为氧化某烯,例如:
O
CH
3
O
氧化乙烯 氧化丙烯
ethylene oxide propylene oxide
环氧化合物的衍生物有两种命名法:①将环氧化合物的母体命名为环氧乙烷,三元环中
的氧原子编号为1,两个碳原子依次编号;②环氧化合物命名为环氧某烷,并标明与氧原子成
环的碳原子的位置。例如:
1
O
2
1
O
4
3
2
3
1
O
3
3
4
2
1
3
3
2
1
2
1
2
方法1. 2-甲基环氧乙烷 2-乙基环氧乙烷 2,3-二甲基环氧乙烷
2-methyl epoxyethane 2-ethyl epoxyethane 2,3-dimethyl epoxyethane
163
方法2. 环氧丙烷 1,2-环氧丁烷 2,3-环氧丁烷
epoxypropane 1,2-epoxybutane 2,3-epoxybutane
冠醚(crownther)命名时要分别表明分子中原子总数(X)和氧原子数(Y),称为X-冠
-Y。例如:
O
O
O
O
O
O
OO
O
O
O
O
O
18-冠-6 21-冠-7
18-crown-6 21-crown-7
问题7-1命名下列化合物:
-
1.
(CH
3
)
2
CH-O-CH(CH
3
)
2
2.
(CH
3
)
2
CH-CH-CH(CH
3
)
3.
C
2
H
5
-CH
OCH
3
C
(CH
3
)
2
O
7.2 醚的物理性质
常温下除了甲醚、乙醚和甲乙醚为气体外,大多数醚是无色液体。低级醚挥发性高,易
燃,使用时要注意通风及避免使用明火和电器。与醇不同,醚分子间不能形成氢键,沸点低
于同分异构的醇,而接近于相对分子质量相近的烷烃,如甲醚沸点-23℃而丙烷和乙醇的沸点
分别是-42℃和78℃。醚分子中的氧可与水形成氢键,所以低级醚在水中的溶解度与相对分子
质量接近的醇接近,如乙醚在水中溶解度为8g·(100ml)
-1
。醚能溶于有机溶剂,又能溶解其它
有机物,因此是常用的有机溶剂。表7-1列出了一些醚的物理常数。
表7-1 一些醚的物理常数
化合物
甲醚(meth oxymethane)
乙醚(ethoxy ethane)
丙醚(propoxy propane)
异丙醚(isopropoxy
isopropane)
正丁醚(butoxybutane)
沸点/℃
-140
-116
-122
-60
-95
熔点/℃
-24
74.6
91
69
142
化合物
茴香醚(methyl phenyl ether)
苯乙醚(ethyl phenyl ether)
二苯醚(diphenyl ether)
1,4-二氧六环(1,4-dioxane)
四氢呋喃(tetrahydrofuran)
沸点/℃
-37
-33
27
11
-108
熔点/℃
154
172
259
101
66
7.3 醚的化学性质
醚是十分稳定的化合物,稳定性仅次于烷烃。醚不能与碱、还原剂、氧化剂以及活泼金
属反应,只能在强酸条件下发生反应。
164
1.钅羊 盐的生成 醚能溶于冷的浓酸(硫酸或盐酸)形成钅羊 盐(oxoniumsalt)。例如:
这是因为醚键上的氧原子具有孤对电子,作为路易斯碱,可与强酸的H结合形成类似盐
类结构的化合物。因此醚能溶于强酸中。由于氧的电负性强,对孤对电子吸引力强,所以碱
性很弱,只能与强酸生成钅羊 盐,当用水稀释时,钅羊 盐立即分解成原来的醚。
利用这一特性,可将醚与不溶于浓酸的烷烃或卤代烃相区别。
2.亲核取代反应
温习提示:卤代烃和醇的S
N
1,S
N
2反应及其机制。
醚与浓强酸(如氢卤酸)共热,醚键断裂,生成卤代烃和醇。例如:
CH
3
CH
2
OCH
2
CH
3
+
HICH
3
CH
2
I
+
CH
3
CH
2
OH
-
+
CH
3
CH
2
-O-CH
2
CH
3
H
Cl
-
+ H
2
O
-
+
CH
3
CH
2
-O-CH
2
CH
3
+
H
3
O
+
Cl
+
如果氢卤酸过量,并加热生成的醇可进一步反应生成卤代烃。
CH
3
CH
2
OH
+
HI
氢卤酸的反应活性: HI>HBr>HCl
CH
3
CH
2
I
+
H
2
O
含有两个不同烃基的混合醚与氢卤酸反应时,通常是较小的烃基生成卤代烃,较大的烃
基生成醇;含有苯基的混合醚与氢卤酸反应时,总是生成酚和卤代烃,二苯基的混合醚则不
被氢卤酸分解。
R
O
Ar
R
1
OR
2
HX
HX
R
1
X
+
R
2
OH
RX
+
ArOH
(R
2
>R
1
)
醚键的断裂属于亲核取代反应,首先醚在强酸作用下形成质子化醚(钅羊 盐);在加热条件
下,质子化醚发生断裂,断裂的机理是S
N
1还是S
N
2取决于醚的结构。
X
-
+R
1
R
.
.
O
.
.
.
.
O
H
R
+
H
X
R
.
.
O
H
质子化醚
R
+
X
-
亲核试剂
R
1
R
2
S
N
1
如果
R
2
是
3
烃基
R
1
是
1
。
或
3
。
烃基
。
R
2
+R
1
OH
.
.
-
X
R
2
X
R
1
X
+
R
2
OH
.
.
O
H
R
2
S
N
2
。
如果
R
都是
1
烃基
R
2
>
R
1
165
含有苯基的混合醚与氢卤酸反应时,由于苯基与醚键氧可形成p-π共轭,而使苯基碳氧
键结合较牢固时,因此醚键总是在烷基与氧之间断裂,生成卤代烷和酚。
醚键断裂反应可用于测定有机分子中甲氧基的含量。在受热下氢碘酸总是与甲氧基定量
地生成碘甲烷 ,通过测定碘甲烷的含量可推知分子中甲氧基的数目,这一测定方法称为Zeisel
法。
问题7-2 完成下列方程式
(1)
(CH
3
)
2
CH
2
CH
3
OCH
2
CH
3
(3)
O-CH
3
+
HI
CH
3
+
HI
(2)
(CH
3
)
3
COC(CH
3
)
3
+
HI
3.氧化反应 醚对氧化剂很稳定,但如长期接触空气,可被氧化成过氧化物。例如:
CH
3
CH
2
OCH
2
CH
3
O
2
CH
3
CH
2
-O-CHCH
3
O-O-H
过氧化物的沸点比醚高,受热易分解爆炸,所以蒸馏乙醚时要避免蒸干,以防爆炸。为
了检查乙醚中是否有过氧化物,蒸馏前取少量乙醚与酸性碘化钾混合、振摇,如有过氧化物
存在,碘离子被氧化成碘,遇淀粉显兰色。也可以取少量乙醚与硫酸亚铁和硫氰化钾水溶液
一起振摇,如有过氧化物存在,可将Fe氧化成Fe与硫氰化钾生成[Fe(CNS)
6
]
配位离子
而显红色。如要除去乙醚中的过氧化物,可用硫酸亚铁水溶液将乙醚充分洗涤。
7.4 环氧化合物的开环反应
前面说过,环氧化合物是特指含有三元环的醚及其衍生物。环氧化合物与一般醚不同,
具有高度的活泼性,因为分子中三元环张力大,易于开环。环氧乙烷是最简单,也是最重要
的环醚,它极易与亲核试剂在酸性、碱性或中性条件下反应,生成多种不同的化合物,是有
机合成的重要中间体。
环氧乙烷与Grignard试剂反应,可以制备比试剂本身多两个碳的伯醇,这也是延长碳链
的方法之一。
H
2
O
H
2
C
O
CH
2
CH
3
OH
NH
3
HX
RMgBr
H
+
H
+
H
2
O
HO-CH
2
-CH
2
-OH
HO-CH
2
-CH
2
-OCH
3
HO-CH
2
-CH
2
-NH
2
HO-CH
2
-CH
2
-X
XMgO-CH
2
-CH
2
-R
H
2
O
H
+
HO-CH
2
-CH
2
-R
2+3+3-
环氧乙烷在酸性或碱性条件下的开环反应,都是亲核反应,在酸性条件下亲核性较强的
试剂直接进攻质子化的环氧乙烷。例如:
166
CH
2
O
CH
2
+
H
+
CH
3
OH
CH
2
HO
2
CH
2
OH
CH
2
OH
2
+
CH
2
OH
CH
2
OH
+ H
+
-OH
+
CH
3
CH
2
OH
H
-H
+
-OCH
2
CH
2
OH
+
-OCH
2
CH
2
OH
弱亲核试剂 质子化环氧乙烷
在碱性条件下,碱可增强试剂的亲核性而催化反应的进行。例如:
H
2
O
CH
2
CH
2
-O
-
+
-OCH
2
CH
2
OH
-OCH
2
CH
2
O
-
O
强亲核试剂 非质子化环氧乙烷
取代环氧化合物中,两个碳原子是不等同的,发生开环反应时,将生成两个不同的产物,
哪一种产物为主,决定于亲核试剂先向哪一个碳原子进攻,这就是环氧化合物开环反应的取
向。例如:2-甲基环氧丙烷的开环反应。
CH
3
CH
3
C
O
CH
3
CH
3
CCH
2
O
+
CH
3
OH
C
2
H
5
ONa
CH
2
+
CH
3
OH
H
+
CH
3
CH
3
C
CH
2
OH
CH
3
CH
3
C
OH
CH
2
OCH
3
OCH
3
从上面两个反应可以看出,在酸催化下,亲核试剂向取代较多的碳原子进攻;而在碱催
化下,则向取代较少的碳原子进攻。
在碱性条件下,反应按S
N
2机制进行,亲核试剂烷氧基负离子进攻含取代基较少的(空
间位阻小)碳原子。反应机制如下:
CH
3
OH
CH
3
O
H
C
H
CH
3
C
O
H
CH
3
CH
3
O
-
+
H
H
C
O
CH
3
C
CH
3
CH
3
O
H
H
C
δ
CH
3
C
CH
3
O
δ
CH
3
O
H
C
H
CH
3
C
O
CH
3
在酸性条件下,环氧化合物先质子化,然后可按S
N
1或S
N
2机制进行反应。如按S
N
1机
制,质子化环氧化合物先开环生成正碳离子,根据碳正离子的稳定性,所生成的正碳离子是
正电荷在环中含烃基较多的碳原子上,亲核试剂进攻正碳离子,即进攻含烃基较多的碳原子,
这正好与碱催化的开环情况相反。
CH
3
CH
3
CH
O
CH
3
O
-
CH
3
CH
2
H
+
CH
3
CH
CH
2
S
N
1
CH
3
CH
3
C
+
CH
2
OH
O
+
H
CH
3
C
CH
2
OH
CH
3
OCH
3
167
如按S
N
2机制,亲核试剂仍进攻环中含取代基较多的碳原子,这与空间位阻有矛盾。这
该如何解释呢?
环氧化合物中,三元环的角张力使碳氧键减弱,质子化进一步削弱了碳氧键,使离去基
团—醇羟基很易离去,使开环反应具有一定程度的S
N
1性质—亲核试剂的进攻,不是发生于
位阻较小的碳原子上,而是含取代基较多的碳原子上。反应机制如下:
H
H
C
O
H
δ
+
HOCH
3
C
CH
3
CH
3
H
CH
3
C
CH
3
CH
3
δ
+
C
CH
3
H
+
H
H
C
+
O
H
CH
3
C
CH
3
H
H
C
δ
+
O
..
HOCH
3
H
C
H
C
+
HOCH
3
C
CH
3
H
H
+
H
H
C
OH
O
CH
3
C
CH
3
CH
3
δ
+
O
OH
CH
3
问题7-3 完成下列反应式
1.
CH
2
O
CH
2
+
CH
3
OH
H
2
SO
4
2.
CH
2
O
CH
2
+
CH
3
OH
CH
3
ONa
7.5 环氧化合物的生物活性
温习提示:稠环芳烃的致癌性。
环氧化合物是重要的有机合成中间体, 在生物体内也以代谢中间体存在.例如,从角鲨烯生
成胆固醇、由苯丙酸合成酪氨酸等的生物合成中都有环氧化合物中间体生成。
环氧化合物有一定的毒性,还具有致癌性。我们在第2章中讨论过致癌芳烃——苯并芘。
研究表明,这些芳烃可能本身不具致癌性,它们在体内经生物活化作用生成的环氧衍生物具
有致癌作用。
苯并芘在肝细胞内经酶催化氢化,生成苯并芘二醇—环氧衍生物:
OH
OH
肝细胞
(酶,O
2
)
正常情况下,二醇衍生物可被除去,也就是说,将苯并芘氧化成其二醇衍生物是人体的
一种解毒功能。但在某些情况下,环氧衍生物得以进入细胞核与DNA的亲核基团发生反应。
尽管还未完全证实,但有充分研究表明,正是这种反应引起正常细胞向癌细胞的最初突变。
已经确认有些烃基化试剂具有致癌性。环氧化合物是烃基化试剂,有些具有致癌作用,
例如,氧化苯乙烯和1,2,6,7-二环氧庚烷。
C
6
H
5
CH
O
CH
2
CH
2
CH-
CH
2
CH
2
CH
2
-
CH
O
168
O
CH
2
O
7.6 冠醚
冠醚(crown ether)是一种大环多醚,分子中氧原子的键角105°与碳原子的键角109º
很接近,因此,环类似于脂环化合物的构象呈折迭形,分子模型像皇冠而得名冠醚。
O
O
O
O
O
15-冠-5
冠醚是二十世纪六十年代由美国C.J Pederson首次合成,其特殊的性质引起了化学家们的
极大的兴趣和关注。几十年来,已合成了上千种冠醚类化合物,1987年,对冠醚的合成及性
质研究做出重大贡献的C. J Pederson获得诺贝尔化学奖。
冠醚最重要的特性是能和金属离子形成配合物。实验证明,冠醚对碱金属离子、碱土金
属离子和铵离子都有配合作用,冠醚的大环结构中有空穴,而且氧原子上含有未共用电子对,
因此能和金属离子形成配合物。不同结构的冠醚,空穴大小不同,可以容纳大小不同的金属
离子,例如:12-冠-4可与锂离子配合,而18-冠-6能与钾离子形成稳定的配合物,因此冠醚
的配位作用具有高度的选择性。应用这一特性,可以分离大小不同的金属离子。
O
O
O
18-冠-6
O
O
O
K
+
O
O
O
K
+
O
O
O
冠醚的另一个重要用途是作为相转移催化剂(phase-tranfer catalyst)。冠醚与金属离子配
合形成新的正离子,外层为-CH
2
CH
2
-结构具有亲脂性,新的正离子以静电引力与负离子组成
疏松的离子对,这样便可将极性试剂转移到有机相中,加快非均相有机反应的速率。例如:
用高锰酸钾氧化环已烯,因为高锰酸钾不溶于环已烯,反应不易发生。加入18-冠-6后,常温
和较短时间即可完成。因为18-冠-6把K
+
配位在空穴中,MnO
4
ˉ在有机溶剂中不发生或很少
发生溶剂化,成为近似裸露的离子包裹在[冠醚-K]-络离子的外围,一起进入有机溶剂中,使
氧化反应可以在均系相体系中进行,并表现更强的氧化能力,产率可达100%。
KMnO
4
+
18- 冠- 6
MnO
-
4
+
KMnO
4
18-冠-6
CH
2
CH
2
COOH
100%
CH
2
CH
2
COOH
另一个典型的例子是卤代烃的亲核取代反应. 亲核试剂(NaCN中的CNˉ)只溶于水不
169
溶于有机溶剂,卤代烃只溶于有机溶剂不溶于水,很难实现均相反应。加入冠醚,先在水相
中与阳离子配合,再把亲核试剂CNˉ带出来,一并转移到有机相中,即可使反应顺利进行。
冠醚作为相转移催化剂,已经应用于各种类型的有机合成反应中,它可以加快反应速率,
增加产物选择性,降低能量消耗,具有极大的工业应用价值。
7.7 醚在医药学上的应用
早在1842年著名的美国医生Long将乙醚作为全身麻醉药用于外科手术。乙醚和氧化亚
氮作为第一代全麻药问世以来,第二代乙烯醚、环丙烷也进入临床,乙烯醚的作用比乙醚强
七倍。但由于这些化合物易燃易爆、气味不佳、不良反应多,已逐渐被淘汰。乙醚主要用作
溶剂,特别是进行格氏反应时一般都用乙醚。第三代以氟烷(氟代醚)为代表,开辟了氟代
吸入全麻药的新纪元。
1.氨氟醚(又称恩氟醚 enflurance) HFCICF
2
C-O-CF
2
H,为无色挥发性液体,沸点56.5℃,
是目前临床应用最为广泛的吸入麻醉剂。国外应用已有三十余年,我国长期依赖进口,因而
在一定程度上限制了临床应用,直到1995年本品的生产工艺才取得突破性进展。
2.异氟醚 (又称异氟烷 isoflurance) CF
3
CHCl-O-CF
2
H,无色挥发性液体,沸点48.5 ℃,
与氨氟醚是异构体,吸入性麻醉剂。
3.七氟醚(又称七氟异丙甲醚 sevoflurance) CH
2
F-O-CH(CF
3
)
2
,是近年来投入临床应
用的新吸入麻醉剂。
许多环醚类化合物,不仅是重要的有机合成原料或中间体,还是重要的医药合成中间体。
1.环氧乙烷(ethylene oxide) 常温常压下为无色气体,熔点-111.3℃,沸点10.73℃,与
水以任意比例混溶,溶于有机溶剂,是重要的有机合成原料,主要用于制造乙二醇、合成洗
涤剂、非离子表面活性剂、消毒剂、谷物熏蒸剂、抗冻剂及缩乙二醇产品等,也用于生产增
塑剂、润滑剂及喷气式推进器的燃料等。在医药上,是合成一些抗肿瘤药、麻醉药、止咳药
等的重要原料或中间体。
2.四氢呋喃(tetrahydrofuran) 为无色透明液体,熔点-108.5℃,沸点66℃,与
O
水、醇、醚、酯和烃类混溶,是非常优良的有机溶剂。在医药上,作为溶剂,用于许多药物、
特别是甾体类药物的合成过程,是制备咳美芬、咳必清、呋氟脲嘧啶、驱蛲净等药物的中间
体。
OCH
3
3.苯甲醚(又称茴香醚 phenyl methyl ether) 无色透明液体,熔点
-37.5℃,沸点155.5℃,不溶于水,溶于醇、醚。在医药上用于合成多巴酚丁胺、三碘甲状腺
原胺酸等药物。
170
Ethers are the compounds with the general formula R-O-R, Ar-O-Ar or Ar-O- R. C-O-C is
called ether linkage. If the two groups attached to ether linkage are identical, the ether is said to be a
single ether; if different, a mixed ether. Ethers are named after the two halides with a suffix "ether" .
If the structure of the ether is complicated, the compound may be named as an alkoxy derivative.
Ethers react with strong acids to yield the oxonium salt. Under quite vigorous conditions with
concentrated acids and high temperature, the cleavage of ether linkage takes place and yields an
halide and an alcohol. For the mixed ether, the smaller alkyl group yields the halide, while the aryl
group yields phenol. For Ar-O-Ar, the cleavage does not take place.
Epoxides owe their importance to their high reactivity, which is due to the ease of opening of
the highly strained three-membered ring. The nucleophile always attacks the carbon atom in the ring.
For an unsymmetrical epoxide, the nucleophile generally attacks the more substitude carbon in
acid-catalyzed cleavage; but the less substitude carbon in bace-catalyzed cleavage.
Crown ethers are cyclic ethers containing several oxygen atoms. To name crown ethers , we
should indicate separately the total number of the atoms in the ring(X) and the number of oxygen(Y),
as is X-crown-Y. The most characteristic property of crown ethers is that they can complex
metal ions, and are mainly used as phase-transfer catalysts. In this complex compound, the crown
ether is the host, and the cation is the guest. This kind of relationship is the base of host-guest
chemistry and is used in the simulation of enzyme and biomembrane.
习 题
1.命名下列化合物:
CH
3
(1)
(3)
CH
3
CH
2
OCH(CH
3
)
2
CH
3
CH
O
OCH
3
(5)
CH
3
CH-C-CH
2
CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
(7)
Br
OCH
3
(6)
-CH
2
-O-C(CH
3
)
3
CHCH
2
CH=CH
2
(2)
CH
3
CH
2
CHCHOH
OCH
3
(4)
CH
3
O
CH
3
2.写出下列化合物的结构式:
(1)苄醚 (2)乙基叔丁基醚 (3)烯丙基醚 (4)12-冠-4 (5)对-硝基苄苯醚
(6)3-甲基-3,4-环氧-1-丁烯
3.完成下列反应式:
171
(1)
(2)
(3)
(CH
3
)OCH
2
CH
3
+
H
2
SO
4
+
+
2HI
CH
3
OCH
2
CH(CH
3
)
2
CH
2
OCH
3
OCH
3
HI
(4)
O
+
HI (过)
CH
3
(5)
CH
3
C
O
CH
3
CH
2
+
HCl
(6)
CH
3
C
O
CH
2
+
NH
3
H
2
O
+
CH
3
CH
2
OH
-OCH
3
H
+
(7)
CH
2
O
CH
2
(8)
CH
3
+
KMnO
4
OH
-
4.用化学方法鉴别下列各组化合物:
(1)丁醇与丁醚
(2)异丙醚和甲基烯丙基醚
(3)苯甲醇、苯甲醚和对-甲基苯酚
(4)环戊醇和四氢呋喃
5.化合物A(C
9
H
12
O)与氢氧化钠、高锰酸钾均不反应,遇碘化氢生成B(C
6
H
5
O)和C(C
3
H
7
I),
B遇溴水立即生成白色沉淀,C与硝酸银溶液共热产生黄色沉淀。试写出A、B、C的结构式
和相应的反应方程式。
172
2024年5月27日发(作者:晋海颖)
第7章 醚和环氧化合物
本章重点介绍醚和环氧化合物的结构和化学性质;醚键断裂的机制;环氧乙烷开环反应
的机制;取代环氧化合物在酸和碱催化下的开环取向;以及醚在医药学上的应用。
醚(ether)是含氧的有机物,可以看成是醇或酚分子中羟基的氢原子被烃基取代而成的化合
物,醚的化学性质不活泼,是常用的有机溶剂。
环氧化合物(epoxide)是指含有三元环的醚及其衍生物。它属于环醚,但性质与一般的
醚不同,高度活泼,是合成反应重要的中间体。
学完本章后,你应该能够回答以下问题:
1. 醚的结构如何?它怎样分类和命名?
2. 醚键断裂有何规律?反应机制是什么?
3. 环氧化合物特指哪一类环醚?它如何命名?
4. 环氧乙烷开环反应的机制是什么?
5. 取代环氧化合物在酸性和碱性条件下的开环取向是否一样?为什么?
6. 冠醚是什么样的化合物?有哪些重要用途?
7.1 醚的结构、分类和命名
温习提示:醇的结构,醇分子间脱水反应。
醚的结构通式为R-O-R、Ar-O-R或Ar-O-Ar,分子中的C-O-C键称为醚键,是醚的官能
团。
甲醚分子中C-O-C键角为111.7°,氧原子为sp
3
不等性杂化,两对孤对电子位于sp
3
杂化
轨道。
O
H
3
C
CH
3
图7-1 甲醚的结构
按醚键所连接的烃基不同,醚可以是饱和醚、不饱和醚和芳香醚等:
饱和醚:
CH
3
OCH
3
CH
3
CH
2
OCH
2
CH
3
CH
3
OCH
2
CH
3
不饱和醚:
CH
3
CH
2
OCH=CH
2
芳醚:
OCH
3
O
两个烃基相同的为单醚,两个烃基不同的为混醚。如果氧原子与烃基连成环则为环醚。
分子中含有多个氧原子的大环醚,因为结构象皇冠而被称为冠醚。
单醚命名时,如果是两个饱和烃基,在烃基名称后面加上醚字,通常“二”字可省略;
162
如果是不饱和烃基或芳烃基,“二”字不可省略。英文名称醚为ether,例如:
CH
3
CH
2
-O-CH
2
CH
3
CH
2
=CH-O-CH=CH
2
O
(二)乙醚 二乙烯基醚 二苯醚
diethyl ether diethenyl ether diphenyl ether
混醚命名时,分别写出两个烃基的名称,加上醚字,如果是两个脂肪烃基,较优基因放
在后面;如果有芳烃基,则芳烃基放在前面,英文命名醚中烃基按第一个字母顺序排列。例
如:
CH
3
OCH
2
CH
3
OCH
3
甲乙醚 苯甲醚
ethyl methyl ether methyl phenyl ether
结构复杂的醚,采用系统命名法,以较长碳链的烃基作母体,简单的烃基看作含氧取代
基。例如:
OCH
3
CH
3
CH-CHCH
3
CH
3
-
CH
3
O-
-CH
3
C
2
H
5
OCH
2
CH
2
OH
2-甲基-3-甲氧基丁烷 对-甲氧基甲苯 2-乙氧基乙醇
2-methoxy-3-methyl propane p-methoxy methyl benzene 2-ethoxyethanol
环醚可以称为环氧某烷,也可按杂环化合物的名称命名,例如:
O
OO
-
O
环氧乙烷 1,4-二氧六环 四氢呋喃
(二噁烷)
epoxyethane 1,4-dioxane tetrahydrofuran
其中,含有三元环的醚即环氧化合物的普通命名法还可称为氧化某烯,例如:
O
CH
3
O
氧化乙烯 氧化丙烯
ethylene oxide propylene oxide
环氧化合物的衍生物有两种命名法:①将环氧化合物的母体命名为环氧乙烷,三元环中
的氧原子编号为1,两个碳原子依次编号;②环氧化合物命名为环氧某烷,并标明与氧原子成
环的碳原子的位置。例如:
1
O
2
1
O
4
3
2
3
1
O
3
3
4
2
1
3
3
2
1
2
1
2
方法1. 2-甲基环氧乙烷 2-乙基环氧乙烷 2,3-二甲基环氧乙烷
2-methyl epoxyethane 2-ethyl epoxyethane 2,3-dimethyl epoxyethane
163
方法2. 环氧丙烷 1,2-环氧丁烷 2,3-环氧丁烷
epoxypropane 1,2-epoxybutane 2,3-epoxybutane
冠醚(crownther)命名时要分别表明分子中原子总数(X)和氧原子数(Y),称为X-冠
-Y。例如:
O
O
O
O
O
O
OO
O
O
O
O
O
18-冠-6 21-冠-7
18-crown-6 21-crown-7
问题7-1命名下列化合物:
-
1.
(CH
3
)
2
CH-O-CH(CH
3
)
2
2.
(CH
3
)
2
CH-CH-CH(CH
3
)
3.
C
2
H
5
-CH
OCH
3
C
(CH
3
)
2
O
7.2 醚的物理性质
常温下除了甲醚、乙醚和甲乙醚为气体外,大多数醚是无色液体。低级醚挥发性高,易
燃,使用时要注意通风及避免使用明火和电器。与醇不同,醚分子间不能形成氢键,沸点低
于同分异构的醇,而接近于相对分子质量相近的烷烃,如甲醚沸点-23℃而丙烷和乙醇的沸点
分别是-42℃和78℃。醚分子中的氧可与水形成氢键,所以低级醚在水中的溶解度与相对分子
质量接近的醇接近,如乙醚在水中溶解度为8g·(100ml)
-1
。醚能溶于有机溶剂,又能溶解其它
有机物,因此是常用的有机溶剂。表7-1列出了一些醚的物理常数。
表7-1 一些醚的物理常数
化合物
甲醚(meth oxymethane)
乙醚(ethoxy ethane)
丙醚(propoxy propane)
异丙醚(isopropoxy
isopropane)
正丁醚(butoxybutane)
沸点/℃
-140
-116
-122
-60
-95
熔点/℃
-24
74.6
91
69
142
化合物
茴香醚(methyl phenyl ether)
苯乙醚(ethyl phenyl ether)
二苯醚(diphenyl ether)
1,4-二氧六环(1,4-dioxane)
四氢呋喃(tetrahydrofuran)
沸点/℃
-37
-33
27
11
-108
熔点/℃
154
172
259
101
66
7.3 醚的化学性质
醚是十分稳定的化合物,稳定性仅次于烷烃。醚不能与碱、还原剂、氧化剂以及活泼金
属反应,只能在强酸条件下发生反应。
164
1.钅羊 盐的生成 醚能溶于冷的浓酸(硫酸或盐酸)形成钅羊 盐(oxoniumsalt)。例如:
这是因为醚键上的氧原子具有孤对电子,作为路易斯碱,可与强酸的H结合形成类似盐
类结构的化合物。因此醚能溶于强酸中。由于氧的电负性强,对孤对电子吸引力强,所以碱
性很弱,只能与强酸生成钅羊 盐,当用水稀释时,钅羊 盐立即分解成原来的醚。
利用这一特性,可将醚与不溶于浓酸的烷烃或卤代烃相区别。
2.亲核取代反应
温习提示:卤代烃和醇的S
N
1,S
N
2反应及其机制。
醚与浓强酸(如氢卤酸)共热,醚键断裂,生成卤代烃和醇。例如:
CH
3
CH
2
OCH
2
CH
3
+
HICH
3
CH
2
I
+
CH
3
CH
2
OH
-
+
CH
3
CH
2
-O-CH
2
CH
3
H
Cl
-
+ H
2
O
-
+
CH
3
CH
2
-O-CH
2
CH
3
+
H
3
O
+
Cl
+
如果氢卤酸过量,并加热生成的醇可进一步反应生成卤代烃。
CH
3
CH
2
OH
+
HI
氢卤酸的反应活性: HI>HBr>HCl
CH
3
CH
2
I
+
H
2
O
含有两个不同烃基的混合醚与氢卤酸反应时,通常是较小的烃基生成卤代烃,较大的烃
基生成醇;含有苯基的混合醚与氢卤酸反应时,总是生成酚和卤代烃,二苯基的混合醚则不
被氢卤酸分解。
R
O
Ar
R
1
OR
2
HX
HX
R
1
X
+
R
2
OH
RX
+
ArOH
(R
2
>R
1
)
醚键的断裂属于亲核取代反应,首先醚在强酸作用下形成质子化醚(钅羊 盐);在加热条件
下,质子化醚发生断裂,断裂的机理是S
N
1还是S
N
2取决于醚的结构。
X
-
+R
1
R
.
.
O
.
.
.
.
O
H
R
+
H
X
R
.
.
O
H
质子化醚
R
+
X
-
亲核试剂
R
1
R
2
S
N
1
如果
R
2
是
3
烃基
R
1
是
1
。
或
3
。
烃基
。
R
2
+R
1
OH
.
.
-
X
R
2
X
R
1
X
+
R
2
OH
.
.
O
H
R
2
S
N
2
。
如果
R
都是
1
烃基
R
2
>
R
1
165
含有苯基的混合醚与氢卤酸反应时,由于苯基与醚键氧可形成p-π共轭,而使苯基碳氧
键结合较牢固时,因此醚键总是在烷基与氧之间断裂,生成卤代烷和酚。
醚键断裂反应可用于测定有机分子中甲氧基的含量。在受热下氢碘酸总是与甲氧基定量
地生成碘甲烷 ,通过测定碘甲烷的含量可推知分子中甲氧基的数目,这一测定方法称为Zeisel
法。
问题7-2 完成下列方程式
(1)
(CH
3
)
2
CH
2
CH
3
OCH
2
CH
3
(3)
O-CH
3
+
HI
CH
3
+
HI
(2)
(CH
3
)
3
COC(CH
3
)
3
+
HI
3.氧化反应 醚对氧化剂很稳定,但如长期接触空气,可被氧化成过氧化物。例如:
CH
3
CH
2
OCH
2
CH
3
O
2
CH
3
CH
2
-O-CHCH
3
O-O-H
过氧化物的沸点比醚高,受热易分解爆炸,所以蒸馏乙醚时要避免蒸干,以防爆炸。为
了检查乙醚中是否有过氧化物,蒸馏前取少量乙醚与酸性碘化钾混合、振摇,如有过氧化物
存在,碘离子被氧化成碘,遇淀粉显兰色。也可以取少量乙醚与硫酸亚铁和硫氰化钾水溶液
一起振摇,如有过氧化物存在,可将Fe氧化成Fe与硫氰化钾生成[Fe(CNS)
6
]
配位离子
而显红色。如要除去乙醚中的过氧化物,可用硫酸亚铁水溶液将乙醚充分洗涤。
7.4 环氧化合物的开环反应
前面说过,环氧化合物是特指含有三元环的醚及其衍生物。环氧化合物与一般醚不同,
具有高度的活泼性,因为分子中三元环张力大,易于开环。环氧乙烷是最简单,也是最重要
的环醚,它极易与亲核试剂在酸性、碱性或中性条件下反应,生成多种不同的化合物,是有
机合成的重要中间体。
环氧乙烷与Grignard试剂反应,可以制备比试剂本身多两个碳的伯醇,这也是延长碳链
的方法之一。
H
2
O
H
2
C
O
CH
2
CH
3
OH
NH
3
HX
RMgBr
H
+
H
+
H
2
O
HO-CH
2
-CH
2
-OH
HO-CH
2
-CH
2
-OCH
3
HO-CH
2
-CH
2
-NH
2
HO-CH
2
-CH
2
-X
XMgO-CH
2
-CH
2
-R
H
2
O
H
+
HO-CH
2
-CH
2
-R
2+3+3-
环氧乙烷在酸性或碱性条件下的开环反应,都是亲核反应,在酸性条件下亲核性较强的
试剂直接进攻质子化的环氧乙烷。例如:
166
CH
2
O
CH
2
+
H
+
CH
3
OH
CH
2
HO
2
CH
2
OH
CH
2
OH
2
+
CH
2
OH
CH
2
OH
+ H
+
-OH
+
CH
3
CH
2
OH
H
-H
+
-OCH
2
CH
2
OH
+
-OCH
2
CH
2
OH
弱亲核试剂 质子化环氧乙烷
在碱性条件下,碱可增强试剂的亲核性而催化反应的进行。例如:
H
2
O
CH
2
CH
2
-O
-
+
-OCH
2
CH
2
OH
-OCH
2
CH
2
O
-
O
强亲核试剂 非质子化环氧乙烷
取代环氧化合物中,两个碳原子是不等同的,发生开环反应时,将生成两个不同的产物,
哪一种产物为主,决定于亲核试剂先向哪一个碳原子进攻,这就是环氧化合物开环反应的取
向。例如:2-甲基环氧丙烷的开环反应。
CH
3
CH
3
C
O
CH
3
CH
3
CCH
2
O
+
CH
3
OH
C
2
H
5
ONa
CH
2
+
CH
3
OH
H
+
CH
3
CH
3
C
CH
2
OH
CH
3
CH
3
C
OH
CH
2
OCH
3
OCH
3
从上面两个反应可以看出,在酸催化下,亲核试剂向取代较多的碳原子进攻;而在碱催
化下,则向取代较少的碳原子进攻。
在碱性条件下,反应按S
N
2机制进行,亲核试剂烷氧基负离子进攻含取代基较少的(空
间位阻小)碳原子。反应机制如下:
CH
3
OH
CH
3
O
H
C
H
CH
3
C
O
H
CH
3
CH
3
O
-
+
H
H
C
O
CH
3
C
CH
3
CH
3
O
H
H
C
δ
CH
3
C
CH
3
O
δ
CH
3
O
H
C
H
CH
3
C
O
CH
3
在酸性条件下,环氧化合物先质子化,然后可按S
N
1或S
N
2机制进行反应。如按S
N
1机
制,质子化环氧化合物先开环生成正碳离子,根据碳正离子的稳定性,所生成的正碳离子是
正电荷在环中含烃基较多的碳原子上,亲核试剂进攻正碳离子,即进攻含烃基较多的碳原子,
这正好与碱催化的开环情况相反。
CH
3
CH
3
CH
O
CH
3
O
-
CH
3
CH
2
H
+
CH
3
CH
CH
2
S
N
1
CH
3
CH
3
C
+
CH
2
OH
O
+
H
CH
3
C
CH
2
OH
CH
3
OCH
3
167
如按S
N
2机制,亲核试剂仍进攻环中含取代基较多的碳原子,这与空间位阻有矛盾。这
该如何解释呢?
环氧化合物中,三元环的角张力使碳氧键减弱,质子化进一步削弱了碳氧键,使离去基
团—醇羟基很易离去,使开环反应具有一定程度的S
N
1性质—亲核试剂的进攻,不是发生于
位阻较小的碳原子上,而是含取代基较多的碳原子上。反应机制如下:
H
H
C
O
H
δ
+
HOCH
3
C
CH
3
CH
3
H
CH
3
C
CH
3
CH
3
δ
+
C
CH
3
H
+
H
H
C
+
O
H
CH
3
C
CH
3
H
H
C
δ
+
O
..
HOCH
3
H
C
H
C
+
HOCH
3
C
CH
3
H
H
+
H
H
C
OH
O
CH
3
C
CH
3
CH
3
δ
+
O
OH
CH
3
问题7-3 完成下列反应式
1.
CH
2
O
CH
2
+
CH
3
OH
H
2
SO
4
2.
CH
2
O
CH
2
+
CH
3
OH
CH
3
ONa
7.5 环氧化合物的生物活性
温习提示:稠环芳烃的致癌性。
环氧化合物是重要的有机合成中间体, 在生物体内也以代谢中间体存在.例如,从角鲨烯生
成胆固醇、由苯丙酸合成酪氨酸等的生物合成中都有环氧化合物中间体生成。
环氧化合物有一定的毒性,还具有致癌性。我们在第2章中讨论过致癌芳烃——苯并芘。
研究表明,这些芳烃可能本身不具致癌性,它们在体内经生物活化作用生成的环氧衍生物具
有致癌作用。
苯并芘在肝细胞内经酶催化氢化,生成苯并芘二醇—环氧衍生物:
OH
OH
肝细胞
(酶,O
2
)
正常情况下,二醇衍生物可被除去,也就是说,将苯并芘氧化成其二醇衍生物是人体的
一种解毒功能。但在某些情况下,环氧衍生物得以进入细胞核与DNA的亲核基团发生反应。
尽管还未完全证实,但有充分研究表明,正是这种反应引起正常细胞向癌细胞的最初突变。
已经确认有些烃基化试剂具有致癌性。环氧化合物是烃基化试剂,有些具有致癌作用,
例如,氧化苯乙烯和1,2,6,7-二环氧庚烷。
C
6
H
5
CH
O
CH
2
CH
2
CH-
CH
2
CH
2
CH
2
-
CH
O
168
O
CH
2
O
7.6 冠醚
冠醚(crown ether)是一种大环多醚,分子中氧原子的键角105°与碳原子的键角109º
很接近,因此,环类似于脂环化合物的构象呈折迭形,分子模型像皇冠而得名冠醚。
O
O
O
O
O
15-冠-5
冠醚是二十世纪六十年代由美国C.J Pederson首次合成,其特殊的性质引起了化学家们的
极大的兴趣和关注。几十年来,已合成了上千种冠醚类化合物,1987年,对冠醚的合成及性
质研究做出重大贡献的C. J Pederson获得诺贝尔化学奖。
冠醚最重要的特性是能和金属离子形成配合物。实验证明,冠醚对碱金属离子、碱土金
属离子和铵离子都有配合作用,冠醚的大环结构中有空穴,而且氧原子上含有未共用电子对,
因此能和金属离子形成配合物。不同结构的冠醚,空穴大小不同,可以容纳大小不同的金属
离子,例如:12-冠-4可与锂离子配合,而18-冠-6能与钾离子形成稳定的配合物,因此冠醚
的配位作用具有高度的选择性。应用这一特性,可以分离大小不同的金属离子。
O
O
O
18-冠-6
O
O
O
K
+
O
O
O
K
+
O
O
O
冠醚的另一个重要用途是作为相转移催化剂(phase-tranfer catalyst)。冠醚与金属离子配
合形成新的正离子,外层为-CH
2
CH
2
-结构具有亲脂性,新的正离子以静电引力与负离子组成
疏松的离子对,这样便可将极性试剂转移到有机相中,加快非均相有机反应的速率。例如:
用高锰酸钾氧化环已烯,因为高锰酸钾不溶于环已烯,反应不易发生。加入18-冠-6后,常温
和较短时间即可完成。因为18-冠-6把K
+
配位在空穴中,MnO
4
ˉ在有机溶剂中不发生或很少
发生溶剂化,成为近似裸露的离子包裹在[冠醚-K]-络离子的外围,一起进入有机溶剂中,使
氧化反应可以在均系相体系中进行,并表现更强的氧化能力,产率可达100%。
KMnO
4
+
18- 冠- 6
MnO
-
4
+
KMnO
4
18-冠-6
CH
2
CH
2
COOH
100%
CH
2
CH
2
COOH
另一个典型的例子是卤代烃的亲核取代反应. 亲核试剂(NaCN中的CNˉ)只溶于水不
169
溶于有机溶剂,卤代烃只溶于有机溶剂不溶于水,很难实现均相反应。加入冠醚,先在水相
中与阳离子配合,再把亲核试剂CNˉ带出来,一并转移到有机相中,即可使反应顺利进行。
冠醚作为相转移催化剂,已经应用于各种类型的有机合成反应中,它可以加快反应速率,
增加产物选择性,降低能量消耗,具有极大的工业应用价值。
7.7 醚在医药学上的应用
早在1842年著名的美国医生Long将乙醚作为全身麻醉药用于外科手术。乙醚和氧化亚
氮作为第一代全麻药问世以来,第二代乙烯醚、环丙烷也进入临床,乙烯醚的作用比乙醚强
七倍。但由于这些化合物易燃易爆、气味不佳、不良反应多,已逐渐被淘汰。乙醚主要用作
溶剂,特别是进行格氏反应时一般都用乙醚。第三代以氟烷(氟代醚)为代表,开辟了氟代
吸入全麻药的新纪元。
1.氨氟醚(又称恩氟醚 enflurance) HFCICF
2
C-O-CF
2
H,为无色挥发性液体,沸点56.5℃,
是目前临床应用最为广泛的吸入麻醉剂。国外应用已有三十余年,我国长期依赖进口,因而
在一定程度上限制了临床应用,直到1995年本品的生产工艺才取得突破性进展。
2.异氟醚 (又称异氟烷 isoflurance) CF
3
CHCl-O-CF
2
H,无色挥发性液体,沸点48.5 ℃,
与氨氟醚是异构体,吸入性麻醉剂。
3.七氟醚(又称七氟异丙甲醚 sevoflurance) CH
2
F-O-CH(CF
3
)
2
,是近年来投入临床应
用的新吸入麻醉剂。
许多环醚类化合物,不仅是重要的有机合成原料或中间体,还是重要的医药合成中间体。
1.环氧乙烷(ethylene oxide) 常温常压下为无色气体,熔点-111.3℃,沸点10.73℃,与
水以任意比例混溶,溶于有机溶剂,是重要的有机合成原料,主要用于制造乙二醇、合成洗
涤剂、非离子表面活性剂、消毒剂、谷物熏蒸剂、抗冻剂及缩乙二醇产品等,也用于生产增
塑剂、润滑剂及喷气式推进器的燃料等。在医药上,是合成一些抗肿瘤药、麻醉药、止咳药
等的重要原料或中间体。
2.四氢呋喃(tetrahydrofuran) 为无色透明液体,熔点-108.5℃,沸点66℃,与
O
水、醇、醚、酯和烃类混溶,是非常优良的有机溶剂。在医药上,作为溶剂,用于许多药物、
特别是甾体类药物的合成过程,是制备咳美芬、咳必清、呋氟脲嘧啶、驱蛲净等药物的中间
体。
OCH
3
3.苯甲醚(又称茴香醚 phenyl methyl ether) 无色透明液体,熔点
-37.5℃,沸点155.5℃,不溶于水,溶于醇、醚。在医药上用于合成多巴酚丁胺、三碘甲状腺
原胺酸等药物。
170
Ethers are the compounds with the general formula R-O-R, Ar-O-Ar or Ar-O- R. C-O-C is
called ether linkage. If the two groups attached to ether linkage are identical, the ether is said to be a
single ether; if different, a mixed ether. Ethers are named after the two halides with a suffix "ether" .
If the structure of the ether is complicated, the compound may be named as an alkoxy derivative.
Ethers react with strong acids to yield the oxonium salt. Under quite vigorous conditions with
concentrated acids and high temperature, the cleavage of ether linkage takes place and yields an
halide and an alcohol. For the mixed ether, the smaller alkyl group yields the halide, while the aryl
group yields phenol. For Ar-O-Ar, the cleavage does not take place.
Epoxides owe their importance to their high reactivity, which is due to the ease of opening of
the highly strained three-membered ring. The nucleophile always attacks the carbon atom in the ring.
For an unsymmetrical epoxide, the nucleophile generally attacks the more substitude carbon in
acid-catalyzed cleavage; but the less substitude carbon in bace-catalyzed cleavage.
Crown ethers are cyclic ethers containing several oxygen atoms. To name crown ethers , we
should indicate separately the total number of the atoms in the ring(X) and the number of oxygen(Y),
as is X-crown-Y. The most characteristic property of crown ethers is that they can complex
metal ions, and are mainly used as phase-transfer catalysts. In this complex compound, the crown
ether is the host, and the cation is the guest. This kind of relationship is the base of host-guest
chemistry and is used in the simulation of enzyme and biomembrane.
习 题
1.命名下列化合物:
CH
3
(1)
(3)
CH
3
CH
2
OCH(CH
3
)
2
CH
3
CH
O
OCH
3
(5)
CH
3
CH-C-CH
2
CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
(7)
Br
OCH
3
(6)
-CH
2
-O-C(CH
3
)
3
CHCH
2
CH=CH
2
(2)
CH
3
CH
2
CHCHOH
OCH
3
(4)
CH
3
O
CH
3
2.写出下列化合物的结构式:
(1)苄醚 (2)乙基叔丁基醚 (3)烯丙基醚 (4)12-冠-4 (5)对-硝基苄苯醚
(6)3-甲基-3,4-环氧-1-丁烯
3.完成下列反应式:
171
(1)
(2)
(3)
(CH
3
)OCH
2
CH
3
+
H
2
SO
4
+
+
2HI
CH
3
OCH
2
CH(CH
3
)
2
CH
2
OCH
3
OCH
3
HI
(4)
O
+
HI (过)
CH
3
(5)
CH
3
C
O
CH
3
CH
2
+
HCl
(6)
CH
3
C
O
CH
2
+
NH
3
H
2
O
+
CH
3
CH
2
OH
-OCH
3
H
+
(7)
CH
2
O
CH
2
(8)
CH
3
+
KMnO
4
OH
-
4.用化学方法鉴别下列各组化合物:
(1)丁醇与丁醚
(2)异丙醚和甲基烯丙基醚
(3)苯甲醇、苯甲醚和对-甲基苯酚
(4)环戊醇和四氢呋喃
5.化合物A(C
9
H
12
O)与氢氧化钠、高锰酸钾均不反应,遇碘化氢生成B(C
6
H
5
O)和C(C
3
H
7
I),
B遇溴水立即生成白色沉淀,C与硝酸银溶液共热产生黄色沉淀。试写出A、B、C的结构式
和相应的反应方程式。
172