醇
一、醇的概念
定义:
(2)羟基连接在链烃基上的是醇,但没有羟基连在烯键(或炔键)C原子上的醇,因为这样的醇也不稳定。
(3)羟基连在苯环上的不是醇,羟基连在苯环的侧链上的是醇。
(4)此外,羟基连在环烷基(或环烯基)的C原子上的也是醇。
例1 ,叫做异戊二烯.已知维生素A的结构简式可写为,式中以线示键,线的交点与端点处代表碳原子,并用氢原子数补足四价,但C、H原子未标记出来,关于它的叙述正确的是( )
A.维生素A的分子式为C20H30O
B.维生素A是一种易溶于水的醇
C.维生素A分子中有异戊二烯的碳链结构
例2.下列物质的名称中,正确的是 ( )
A.1,1-二甲基-3-丙醇 B.2-甲基-4-丁醇
C.3-甲基-1-丁醇 D.3,3-二甲基-1-丙醇
二、常见醇的种类和组成
① 按醇分子里的羟基数:一元醇、二元醇和多元醇
② 按醇分子里的烃基是否饱和:饱和醇和不饱和醇
③ 按烃基种类:脂肪醇和芳香醇
② 按醇分子里的烃基是否饱和:饱和醇和不饱和醇
③ 按烃基种类:脂肪醇和芳香醇
说明:所有烃的含氧衍生物都可用通式3表示。
例3.二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等,一旦进入人体会导致急性肾衰竭,危及生命。二甘醇的结构简式是HO-CH2CH2-O—CH2CH2-OH。下列有关二甘醇的叙述中正确的是 ( )
A.不能发生消去反应 B.能发生取代反应
C.能溶于水,不溶于乙醇 D.符合通式CnH2nO3
三、醇的同分异构现象
①醇分子内,因羟基位置不同产生同分异构体,因碳链的长短不同产生碳链异构体。
如CH3-CH2-CH2OH与
CH3-CH2-CH2-CH2OH与
②醇和醚之间也存在同分异构现象,如CH3-CH2-OH与CH3-O-CH3,
与 均互为同分异构体。
③芳香醇的同分异构体现象更为广泛,如与(酚类)也互为同分异构体。
说明:在二元或多元醇的分子里,两个或两个以上的羟基结合在同一个碳原子上时,物质不能稳定存在,在写二元或多元醇的同分异构体时,要避开这种情况。
四、醇的命名:
选含连有羟基的碳原子的C链为主链,称“某醇”,并注明羟基的位置,将取代基的名称放在“某醇”的前面,二元醇称为“某二醇”。
①醇分子内,因羟基位置不同产生同分异构体,因碳链的长短不同产生碳链异构体。
如CH3-CH2-CH2OH与
CH3-CH2-CH2-CH2OH与
②醇和醚之间也存在同分异构现象,如CH3-CH2-OH与CH3-O-CH3,
与 均互为同分异构体。
③芳香醇的同分异构体现象更为广泛,如与(酚类)也互为同分异构体。
说明:在二元或多元醇的分子里,两个或两个以上的羟基结合在同一个碳原子上时,物质不能稳定存在,在写二元或多元醇的同分异构体时,要避开这种情况。
四、醇的命名:
选含连有羟基的碳原子的C链为主链,称“某醇”,并注明羟基的位置,将取代基的名称放在“某醇”的前面,二元醇称为“某二醇”。
五、醇的物理性质及溶解性
① 低级的饱和一元醇为无中性液体,具有特殊的气味和辛辣味道;
② 甲醇、乙醇、丙醇可以与水以任意比混溶;(与水形成氢键的原因)
③ 醇的沸点随碳原子数的递增而逐渐升高,而在相同碳原子数的不同醇中,所含羟基数越多,沸点越高;
④ 水溶性逐渐降低直至不溶。
a:相对分子质量接近的醇与烷烃比较,醇的沸点会高于烷烃,这是因为氢键产生的影响;
② 甲醇、乙醇、丙醇可以与水以任意比混溶;(与水形成氢键的原因)
③ 醇的沸点随碳原子数的递增而逐渐升高,而在相同碳原子数的不同醇中,所含羟基数越多,沸点越高;
④ 水溶性逐渐降低直至不溶。
a:相对分子质量接近的醇与烷烃比较,醇的沸点会高于烷烃,这是因为氢键产生的影响;
b:乙二醇的沸点高于乙醇、1,2,3-丙三醇的沸点高于1,2-丙二醇,1,2-丙二醇的沸点高于1-丙醇,其原因是:由于羟基数目增多,使得分子间形成的氢键增多增强。
醇分子中因为含有羟基而有极性,分子越大,羟基越少,极性越弱,在水中越难溶解;分子越小,羟基越多,极性越强,在水中越易溶解。所以:
(1)C1~C3的饱和一元醇与水以任意比混溶;C4~C11的饱和一元醇部分溶于水;C12以上的饱和一元醇不溶于水.
(2)乙二醇、丙三醇与水以任意比混溶。
(3)聚乙烯醇易溶于水。
例4.婴儿用一次性尿片中有一层能吸水保水的物质。下列高分子中有可能被采用的是( )
六、甲醇、乙二醇和丙三醇
①甲醇:无透明的液体,有剧毒。
②乙二醇:无、黏稠、有甜味的液体,易溶于水和乙醇,具有醇的化学性质。乙二醇的水溶液凝固点很低,可作汽车发动机的抗冻剂。制造涤纶的重要原料。
③丙三醇:无、黏稠、有甜味的液体,能跟水、乙醇以任意比混溶, 具有醇的化学性质。吸湿性强,可用做护肤产品,俗称甘油。
②乙二醇:无、黏稠、有甜味的液体,易溶于水和乙醇,具有醇的化学性质。乙二醇的水溶液凝固点很低,可作汽车发动机的抗冻剂。制造涤纶的重要原料。
③丙三醇:无、黏稠、有甜味的液体,能跟水、乙醇以任意比混溶, 具有醇的化学性质。吸湿性强,可用做护肤产品,俗称甘油。
例5 1998年山西朔州发生假酒案,假酒中严重超标的有毒成分主要是( )
七、醇的化学通性
醇类的化学性质与乙醇相似:能发生氧化反应和取代反应。如丙三醇的硝化反应为:
是一种烈性。
1.醇的取代反应
(1)乙醇与活泼金属的反应:① 键断裂()
2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa(aq)+H2
① 本反应是取代反应,也是置换反应。
② 其他活泼金属也能与CH3CH2OH反应。
③ Na与乙醇的反应比与水的反应缓和的多。
④ CH3CH2ONa(aq)水解显碱性。
(2)乙醇与HBr的反应: ② 键断裂
① 该反应与卤代烃的水解反应方向相反,但反应条件不同,不是可逆反应。
③ 反应物HBr是由浓H2SO4和NaBr提供的:2NaBr+H2SO4Na2SO4+2HBr
④ 反应过程中,同时发生系列副反应,如:2Br-+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O+SO
(3)分子间脱水成醚:①②键断裂
① 该反应是实验室制乙烯过程中的主要副反应。实验室制乙烯要求“迅速升温170℃”就是为减少该反应的发生。
② 该反应属取代反应,而不是消去反应,因为脱水在分子间而非分子内进行。
朴灿烈前女友③ 浓H2SO4是催化剂和脱水剂,是参加反应的催化剂。
(4)酯化反应
与无机含氧酸反应:②断裂
与羧酸反应:①键断裂
例6.丙烯醇(CH2=CH-CH2OH)可发生的化学反应有 ( )
①加成 ②氧化 ③燃烧 ④加聚 ⑤取代
A.只有①②③ B.只有①②③④ C.①②③④⑤ D.只有①③④
例7.A、B、C三种醇同足量的金属钠反应,在相同条件下产生相同体积的氢气,消耗这三种醇的物质的量之比为3:6:2,则A、B、C三种醇分子中的羟基数之比是 ( )
A.3 :2 :1 B.2 :6 :3 C.3 :6 :2 D.2 :1 :3
例8.在下列醇中,不能脱水变成同碳原子数的烯烃的是 ( )
A.2,2-二甲基-1-丙醇 B.2-戊醇
C.3-甲基-2-丁醇 D.2-甲基-2-丁醇
例9.今有组成为CH4O和C3H8O的混合物,在一定条件下进行脱水反应,可能生成的有机物的种数为 ( )
A.3种 B.4种 C.7种 D.8种
2.醇的氧化反应
(1) 燃烧氧化:
① CH3CH2OH燃烧,火焰淡蓝。
② 烃的含氧衍生物燃烧通式为:
(2)催化氧化:①③断裂
或
① 乙醇去氢被氧化
② 葡萄酒的酿制方法催化过程为:2Cu+O2 2CuO ;
3.醇的消去反应:②、④断裂
例10.化学式为C4H10O的醇,能被氧化,但氧化产物不是醛,则该醇的结构简式是
A.C(CH3)3OH B.CH3刘循子墨CH2CH(OH)CH3
C.CH3CH2CH2CH2OH D.CH3CH(CH3)CH2OH
例11.下列各醇既能发生消去反应生成相应的烯烃,又能被氧化生成相应的醛的是( )
A、CH3CH2022年世界杯赛程2CH2OH B、(CH3)2COHCH3 C、(CH3)3C—CH2OH D、CH2OHCH2CH3
例12.分子式为C5H12O的所有醇中,被氧化后可产生饱和一元醛最多有 ( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
八、脱水反应和消去反应的关系
脱水反应有两种,一是分子内脱水,如:
金士顿优盘1、
这类脱水反应是消去反应,但不属于取代反应。二是分子间脱水,如:
2、
这类脱水反应不是消去反应,而是取代反应。
消去反应有多种,有的消去小分子H2O分子,这样的反应又叫脱水反应,如①反应;有的消去其他小分子HX等,这样的反应不叫脱水反应。如:
总的说来,消去、脱水、取代三反应间有如右图所示关系:
醇的性质图解:
例13.把质量为m g的Cu丝灼烧变黑,立即放入下列物质中,使Cu丝变红,而且质量仍为m g的是( )
A. 稀H2SO4 B.C2H5OH C.稀HNO3
D.CH3COOH(aq) E.CO
例14.由丁炔二醇制备1,3—丁二烯,请在下面这个流程图的空框中填入有机物的结构简式.
例15.乙醇的分子结构如右图,乙醇与钠反应时,断开的键是 ;与HX反应时,断开的键是 ;分子内脱水生成乙烯时,断开的键是 ;分子间脱水生成乙醚时,断开的键是 ;在铜催化作用下发生催化氧化反应时,断开的键是 ;酯化反应时,断开的键是 。
例16.若丙醇中的氧为18O,它与乙酸反应生成酯的相对分子质量为 ( )
A.102 B.104 C.120 D.122
例17.如图是某化学课外活动小组设计的乙醇与氢卤酸反应的实验装置图.在烧瓶A中放一些新制的无水硫酸铜粉末,并加入20 mL无水乙醇;锥形瓶B中盛放浓盐酸;分液漏斗C和广口瓶D中分别盛浓H2SO4;干燥管F中填满碱石灰;烧杯作水浴器.当打开分液漏斗C的活塞后,由于浓H2SO4流入B中,则D中导管口有气泡产生.过几分钟后,无水硫酸铜粉末由无变为蓝.此时水浴加热后,发生化学反应,生成的气体从F处逸出,点燃气体,有绿火焰.试回答:
(1)B中逸出的气体主要成分是 。
(2)D瓶的作用是 。
(3)E管的作用是 。
(4)F管口点燃的气体是______________________。
(5)A瓶中无水硫酸铜粉末变蓝的原因是 。
(6)由A中发生的反应事实,可推断出的结论是 。
九、醇的氧化、消去规律
A.醇分子能否氧化,取决于醇的结构。
1、若α位的C原子上有2个氢原子,醇被氧化成醛,如:
2、若αC上有1个氢原子,醇被氧化成酮,如:
3、若αC上没有氢原子,该醇不能被催化氧化,如
B.醇的消去反应规律
1、只有1个碳原子的醇不能发生消去反应。
2、βC上有氢原子,能发生消去反应,否则不能。
特别提示:卤代烃与醇均能发生消去反应,其反应原理相似,但它们消去反应的条件有明显的差别,卤代烃消去反应的条件是NaOH醇溶液、加热,而醇消去反应的条件为浓H2SO4、加热,应用时应注意反应条件的差别,以免混淆。
例18. 有下列几种醇①CH3CH2CH2OH、
(1) 其中能被催化氧化生成醛的是____(填编号,下同),其中能被催化氧化,但不是生成醛的是________,其中不能被催化氧化的是__________。
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