化學醇和酚課件改第一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五第2章官能團與有機化學反應烴的衍生物第2節醇和酚第二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五聯想·質疑醇和酚是重要的有機化合物，你對它們并不陌生。例如，常用做燃料和飲料的酒精(乙醇)、汽車發動機防凍液中的乙二醇、化妝品中的丙三醇、茶葉中的茶多酚、用于制藥皂的苯酚、漂亮漆器上涂的漆酚分別屬于醇和酚。一位著名的有機化學家曾說過，假如讓一個有機化學家帶上10種有機化合物到荒島獨自工作，他一定會選擇醇。有了醇，他就能合成出多種多樣的有機化合物。那么，在有機化合物的合成中醇為什么會有如此重要的作用？醇和酚都是含有羥基的有機化合物，它們的性質相似嗎？第三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五烴分子中飽和碳原子上的一個或幾個氫原子被羥基取代生成的有機化合物稱為醇。芳香烴分子中苯環上的一個或幾個氫原子被羥基取代生成的有機化合物稱為酚。雖然醇和酚的官能團均為羥基，但二者在性質上存在著較大的差別。第四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五一、醇類1．醇的定義、分類和物理性質規律（1）醇的定義：醇是分子中含有跟鏈烴基或苯環側鏈上的碳結合的羥基化合物。飽和一元醇的通式：CnH2n＋2O或CnH2n＋1OH。第五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五醇的概述醇廣泛存在于自然界中，是一類重要的有機化合物。醇在人類的生產、生活中有著重要的應用，如用做溶劑、燃料、消毒劑及有機合成原料等。第六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五醇的種類很多，根據分子中所含羥基的數目可分為一元醇、二元醇、三元醇等，一般將二元以上的醇統稱為多元醇。例如：CH3－OHCH2－CH2OHOHCH2－CH－CH2OHOHOH甲醇乙二醇丙三醇第七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五(2)醇的分類第八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五甲醇甲醇是組成最簡單的一元醇。因最早由木材得到，所以也稱木醇。甲醇是無色、具有揮發性的液體，沸點為65℃，有毒，誤服會損傷視神經，甚至會致人死亡。它是一種重要的化工原料，廣泛應用于化工生產，也可直接用做燃料。第九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五甲醇用做F1賽車的燃料第十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五乙二醇乙二醇是無色，具有甜味的黏稠液體，熔點為－16℃，沸點為197℃，與水互溶能顯著降低水的凝固點。它是目前市售汽車發動機防凍液的主要化學成分，也是合成滌綸等高分子化合物的主要原料。第十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五乙二醇用于制造合成滌綸第十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五丙三醇丙三醇俗稱甘油，是無色、無臭有甜味的黏稠液體，沸點為290℃(分解)、能與水互溶，具有很強的吸水能力。丙三醇主要用于制造日用化妝品和三硝酸甘油酯。三硝酸甘油酯俗稱硝化甘油，主要用做炸藥，也是治療心絞痛藥物的主要化學成分之一。第十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五日用化妝品炸藥第十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五相對分子質量相近的醇和烷烴、烯烴的沸點比較有機化合物結構簡式相對分子質量沸點/℃CH3OH3265CH3CH330－89CH2＝CH228－102CH3CH2OH4678CH3CH2CH344－42CH3CH＝CH242－48第十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五從上表的數據可以看出，飽和一元醇的沸點比其相對原子質量接近的烷烴或烯烴的沸點要高。這是因為一個醇分子中羥基上的氫原子可與另一個醇分子中羥基上的氧原子相互吸引形成氫鍵，增強了醇分子間的相互作用。第十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五氫鍵

氫鍵是一種特殊的分子間作用。它是指分子中與電負性大的原子X以共價鍵相連的氫原子，和另一個分子中一個電負性大的元素原子Y之間所形成的一種較強的相互作用，常用X－H…Y表示。氫鍵的鍵能在10～40kJ·mol-1之間，比化學鍵弱許多，但比普通的分子間作用力稍強。

X、Y是電負性大，半徑小的原子，常見的有氟、氧、氮原子。例如，在醇分子中，一個羥基上的氧原子就會形成氫鍵；在醇的水溶液中，水分子和醇分子之間也會形成氫鍵。第十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五飽和一元醇也可以看成是水分子中的一個氫原子被烷基取代后的產物。當烷基較小時，醇和水近似，醇分子與水分子形成氫鍵使醇與水能互溶；隨著分子中烷基的增大，醇的物理性質逐漸接近烷烴。常溫常壓下，分子中碳原子數為1～3的醇能與水任意比互溶；分子中碳原子數為4～11的醇為油狀液體，僅可部分溶于水；分子中碳原子更多的高級醇為固體，不溶于水。

由于多元醇分子中的羥基較多，增加了分子間形成氫鍵的幾率，因此多元醇表現出高沸點、低凝固點和易溶于水的特點。第十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五(3)、醇的物理性質(ⅰ)相對分子質量相近的醇和烷烴相比，醇的沸點遠遠高于烷烴。這是醇分子中羥基的氧原子與另一醇分子羥基的氫原子間存在著氫鍵的緣故。(ⅱ)甲醇、乙醇、丙醇均可與水以任意比例混溶，這是因為它們與水形成氫鍵的緣故。(ⅲ)飽和一元醇的同系物沸點隨碳原子數增加而升高，溶解度減小。羥基數目越多，分子間形成的氫鍵數越多，沸點越高。第十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五【基礎題一】乙醇的熔沸點比含相同碳原子的烷烴的熔沸點高的主要原因是()A．乙醇的相對分子質量比含相同碳原子的烷烴的相對分子質量大B．乙醇分子之間易形成氫鍵C．碳原子與氫原子的結合沒碳原子與氧原子的結合的程度大D．乙醇是液體，而乙烷是氣體B第二十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五(4)醇的命名(5)醇的同分異構體

醇類的同分異構體可有碳鏈異構、羥基的位置異構，相同碳原子數的飽和一元醇和醚是類別異構。第二十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五第二十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五RCHCH2HOH取代氧化取代消去醇分子發生反應的部位及反應類型二、醇的化學性質第二十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五1、取代反應（1）醇與氫鹵酸(HCl、HBr、HI)發生反應時，分子中的碳氧鍵發生斷裂，羥基被鹵原子取代，生成相應的鹵代烴和水，例如：CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2OH+△CH3CH2CH2OH＋HBrCH3CH2CH2Br＋H2OH+△第二十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五

（2）在酸做催化劑及加熱的條件下，醇可以發生分子間的取代反應[一個醇分子中的烴氧基(RO-)取代另一個醇分子中的羥基]，生成醚和水。例如，乙醇在濃硫酸做催化劑的情況下，加熱到140℃時會生成乙醚和水。C2H5－OH＋H－OC2H5C2H5－O－C2H5＋H2O濃硫酸△第二十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五在乙醇與乙酸反應制取乙酸乙酯時，利用氧同位素示蹤法對乙醇分子中的氧原子進行標記，經過對生成物的檢測，發現產物乙酸乙酯中含有氧的同位素18O。這說明，酯化反應中脫掉羥基的是羧酸，脫掉氫原子的是醇。CH3－C－OHO＋H18OC2H5CH3－C－18O－C2H5O＋H2O濃硫酸△（3）酯化反應第二十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五思考：醇分子和羧酸分子都含有羥基，那么，在發生酯化反應時是“誰”脫掉羥基呢？如何在實驗室里合成香蕉含有的一種香味物質－－乙酸異戊酯？第二十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五根據酯化反應的特點，用乙酸與異戊醇在濃硫酸的催化作用下加熱可以制得乙酸異戊酯。CH3COOH＋CH3－CHCH2CH2OHCH3濃硫酸△CH3COOCH2CH2CH－CH3＋H2OCH3乙酸異戊醇乙酸異戊酯第二十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五2、與活潑金屬反應能與鈉、鉀、鋁等金屬發生反應2C2H5OH＋2Na2C2H5ONa＋H2↑例如，乙醇可以與金屬鈉反應生成乙醇鈉和氫氣：實驗證明，乙醇與金屬鈉的反應要比水與金屬鈉的反應緩和得多。第二十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五【基礎題二】(2010·榆樹模擬)乙醇、乙二醇()、甘油()分別與足量金屬鈉作用，產生等量的氫氣，則三種醇的物質的量之比為()A．6∶3∶2B．1∶2∶3C．3∶2∶1D．4∶3∶2A第三十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五CH2－CH2HOH濃硫酸170℃CH2＝CH2↑＋H2O注：實驗室利用該反應制備乙烯時，溫度應控制在170℃。其他含有β－H的醇在一定溫度下，也能發生消去反應生成相應的烯烴。3、消去反應在濃硫酸做催化劑及溫度較高時，乙酸發生分子內的消去反應而脫水生成乙烯。第三十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五消去原理：醇在濃硫酸和加熱的條件下可脫去分子內的水分子，形成不飽和鍵。第三十二頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五4.醇的氧化（1）大多數醇可以燃燒生成二氧化碳和水。（2）醇也可以被催化氧化。例如，1－丙醇和2－丙醇的催化氧化反應分別為：2CH3CH2CH2OH＋O2Cu△2CH3CH2－C－H＋2H2OO1－丙醇丙醛2CH3CHOHCH3＋O2Cu△2CH3－C－CH3＋2H2OO2－丙醇丙酮第三十三頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五醇的催化氧化反應能夠實現從醇到醛、酮的轉化。例如，工業上可利用甲醇的催化氧化生產甲醛。由于醇具有上述性質且便宜易得，所以在有機化合物轉化中占有非常重要的地位。（3）某些醇能被高錳酸鉀酸性溶液(或酸性重鉻酸鉀)氧化。第三十四頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五醇烯烴鹵代烴醛或酮醇鈉酯氫鹵酸氧氣金屬鈉濃硫酸羧酸醇轉化為其他類別有機化合物示意圖第三十五頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五三、酚酚在自然界中廣泛存在。例如，煤焦油中含有苯酚、甲苯酚，有些植物中含有麝香草酚、丁香酚，芝麻油中含有芝麻酚，等等。丁香花麝香草芝麻油第三十六頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五苯酚苯酚俗稱石炭酸，是組成最簡單的酚，結構簡式為OH。苯酚是有特殊氣味的無色晶體，熔點為43℃，暴露在空氣中會因部分被氧化而呈粉紅色。第三十七頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五常溫下苯酚在水中的溶解度不大，溫度高于65℃時，則能與水互溶。苯酚具有一定的殺菌能力，可以用做殺菌消毒劑。因苯酚有毒，其濃溶液對皮膚有強烈的腐蝕性，使用時要小心，如果不慎沾到皮膚上，應立即用酒精清洗。苯酚分子中羥基和苯環直接相連，由于官能團之間的相互影響使得苯酚的化學性質不再是醇和苯化學性質的簡單加和。第三十八頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五苯酚分子的結構模型第三十九頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五1.苯環對羥基的影響受苯環吸電子作用的影響，苯酚分子中的氫氧鍵比醇分子中的氫氧鍵更容易斷裂，能在水溶液中發生微弱電離生成氫離子：OHO-＋H+第四十頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五因此，苯酚具有弱酸性，能與NaOH溶液反應，而醇卻不能。苯酚與NaOH溶液的反應為：OHONa＋H2O＋NaOH苯酚鈉苯酚分了中的碳氧鍵因受苯環的影響而不易斷裂，因此，苯酚不能與氫鹵酸反應生成鹵苯。第四十一頁，共四十七頁，編輯于2023年，星期五2、羥基對苯環的影響苯酚分子中的羥基使苯環容易發生取代反應。實驗證明，連在苯環上的羥基對與其相鄰和相對位置上的碳氫鍵的影響尤為明顯，在發生取代反應時，羥基鄰位和對位的氫原子較容易被取代。將苯酚的稀溶液滴加到溴水中，可以看到溶液中有白色沉淀產生，這是因為溴原子取代了苯環上與羥基處于鄰位和對位的氫原子，生成了2,4,6-三溴苯酚的緣