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1、第十章 醚和环氧化合物,10.1 醚和环氧化合物的命名10.2 醚和环氧化合物的结构10.2.1 醚的结构10.2.2 环氧化合物的结构10.3 醚和环氧化合物的制法10.3.1 醚和环氧化合物的工业合成10.3.2 Williamson 合成法(1)醇钠对RX的SN2反应合成醚(2)合成环醚生成环的大小与反应 速率的关系(3)立体专一性邻基参与作用10.3.3 不饱和烃与醇的反应,10.4 醚的物理性质10.5 醚的波谱性质10.6 醚和环氧化合物的化学性质10.6.1 盐的生成10.6.2 酸催化碳氧键断裂10.6.3 碱催化碳氧键断裂10.6.4 环氧乙烷与Grignard试剂的反应10
2、.6.5 Claisen 重排10.6.6 过氧化物的生成绿色化学简介,醚(ethers):,醚键：,对于烃基部分简单的混醚：烃基 烃基“醚”“优先”的烃基放在后面 芳基放在前面,对于结构复杂的醚：较大的烃基作为母体，烃氧基作为取代基。,2甲氧基戊烷(2-methoxypentane),1乙氧基4甲苯(1-ethoxy-4-methylbenzene),二甲氧基乙醚二甘醇二甲醚(diglyme),环氧化合物：环氧某烃,3氯1,2环氧丙烷 环氧氯丙烷,10.2 醚和环氧化合物的结构,图10.1 乙醚分子的球棍模型,10.2.2 环氧化合物的结构,三元环具有较大的环张力,环氧乙烷：,(1)醇钠对R
3、X的SN2反应合成醚,影响反应的因素：X与OH的距离愈小，愈易反应；环张力愈小，愈易反应。,X与OH处于反式，RO从背后进攻中心C原子，形成具有立体专一性的环氧化合物。,顺1,2环氧丁烷,反1,2环氧丁烷,10.3.3 不饱和烃与醇的反应,醇与烯烃在酸的催化下，发生亲电加成反应，生成醚：,例如：,在碱的催化下，醇与炔烃发生亲核加成反应，生成烯基醚：,10.4 醚的物理性质10.5 醚的波谱性质,IR:CO 1200 1050cm-1,波数/cm-1,T%,图 10.2 正丙醚的红外光谱图,T/%,a 3.37b 1.59c 0.93,图 10.3 正丙醚的核磁共振谱图,在酸催化下，环氧化合物发
4、生亲核取代反应，开环生成 2取代乙醇：,工业上制备乙二醇的方法,不对称的环氧化合物在酸催化下，发生SN2反应，Nu:优先进攻取代较多的C原子：,空间效应决定碱性开环方向；电子效应决定酸性开环方向。,反应机理：,经历一个六元环过渡态。烯丙基同时重排和异构化。,当两个邻位均被占有时，取代发生在对位：,10.6.6 过氧化物的生成,1990年 美国 污染防止法案(pollution prevention act)1995年 美国 国家环境技术战略：2020年 废物减少40%-50%，装置消耗原材料减少20%-25%1995年 美国设立：“总统绿色化学挑战奖”我国进行绿色化学的研究有10年的历史,绿色
5、化学简介,绿色化学(green chemistry),环境无害化学(environmental benign chemistry)环境友好化学(environmental friendly chemistry)清洁化学(clean chemistry),绿色化学：从源头消除污染的一项措施，是利用化学防止污染的一门科学。,内容：新设计或重新设计化学合成、制造 方法和化工产品来根除污染源。,绿色化学12条规则：防止废物生成比其生成后再处理更好。合成方法 使原料最大量地进入产品之中。原料、中间产物和最终产品均对人类 和环境无害、无毒。(4)化工产品：具有高效的功能，同时减少 毒性。(5)尽可能避免使
6、用溶剂、助剂，选用无毒、无害的助剂。,(6)降低能耗，最好采用常温、常压下的 合成方法。(7)原料采用可再生性资源代替消耗性资源。(8)尽量不用不必要的衍生物，如限制性 基团、保护/去保护基团、临时调变物理/化学工艺。(9)采用高选择性的催化剂。(10)化工产品：使用后能分解成可降解的 无害产品。(11)对危害物质在生成前实行在线监测和 控制。(12)选择化学生产过程中的物质，使化学 意外事故的危险性降低到最小程度。,绿色化学的基本内容,原子经济性(atom economy),Trost 教授,Trost B M Science 1991,254,1471,最大限度地利用原料分子每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放(zero emmission),加成反应：,重排反应,前者：25%后者：100%,使用碳酸二甲酯替代硫酸二甲酯：,性质：密度接近于液体，黏度接近气态(扩散 系数比液体大100倍)，具有很高的传 质速度。流体的密度、溶剂强度和黏度均可由 压力和温度变化来调节。,功能：作为反应的溶剂取代有机溶剂，提高反应效率,ee=95%,使用分子筛取替AlCl3,仿生催化,第十章练习（P375-377）：（二）（四的2、3小题）,
