醇、酚、醚和羰基化合物
醇、酚、醚和羰基化合物
一、醇
氢键---醇与醚对比

水 醇 醚

硫化氢 硫醇 硫醚
醇分子间能形成氢键，醚分子中不含羟基分子间不能形成氢键，硫醇不能形成氢键，如：
CH3SH(M=48,bp=6℃)、
CH3OH(M=32,bp=64.7℃)；
CH3CH2SH(M=62,bp=37℃)、
CH3CH2OH(M=46,bp=78.3℃)
维生素C分子结构中的烯二醇基C3位—OH由于受共轭效应的影响，酸性较强（pKa=4.17);
C2位—OH由于形成分子内氢键，酸性极弱 （pKa=11.75）。故维生素C一般表现为一元酸,可与碳酸氢钠作用生成钠盐。
对羟基苯甲醛的分子间氢键
邻羟基苯甲醛的分子内氢键
BP: 196.5℃
BP: 246.6 ℃
对羟基苯甲醛的酸性大于苯酚
邻羟基苯甲醛的酸性小于苯酚
分子中羟基越多形成的氢键越多，如：

Bp: 197℃ 125℃ 84℃
硫醇的酸性比醇强
CH3CH2SH：pka=10.5；CH3CH2OH：pka=17
1.制备：

（1）   烯烃的水合
(B) 间接水合
（a）加硫酸（遵循马氏）
(A)直接水合（遵循马氏）
（b）硼氢化-氧化（反马氏）
(2)卤代烃的水解

(3)羰基化合物的还原
醛酮的还原：



①催化加氢/Pd、Pt、Ni，
② NaBH4(不还原碳碳双键、碳碳叁键、氰基、硝基)，LiAlH4（不还原碳碳双键、碳碳叁键）
羧酸、酯的还原：


①催化加氢/Pd、Pt、Ni
② LiAlH4
③乙硼烷还原羧酸
④羧酸很难用催化氢化法还原，一般转化为酯再还原
(4)格氏反应
醛和酮与Grignard试剂（RMgX）发生加成反应，加成产物水解生成醇。
甲醛与RMgX反应用于合成伯醇；
其它醛与RMgX反应用于合成仲醇；
酮与RMgX反应用于合成叔醇。
酰卤、酯、酸酐与Grignard试剂（RMgX）发生加成-消去反应生成酮，进而再与RMgX反应生成叔醇。
低温酰卤、酸酐与RMgX反应可停留在酮阶段用于制备酮。
腈与RMgX反应生成酮

与活泼金属反应得到的醇金属盐一般用作强碱，与活性氢反应生成碳负离子作为亲核试剂进行取代或加成反应。常用于酯-酯缩合，酮-酯缩合，迈克尔加成等。
3． 反应：
(1)与活泼金属的反应（Na、K、Al）
对于氢活性较弱的可以用更强的碱，如氢化钠、氨基钠等.
(2)与卤化氢的反应：Lucas试剂
HX = HI, HBr, HCl 活性依次减弱。
叔醇 〉仲醇 〉伯醇
Lucas试剂（浓盐酸/无水氯化锌）
(3) 与卤化磷和亚硫酰氯作用
(4)与无机酸成酯----硝酸甘油酯、硫酸氢甲酯和硫酸二甲酯
（4）脱水反应
扎依采夫规则：脱去的是羟基和含氢较少的碳上的氢。
也有一些不符合扎依采夫规则
(5)氧化(KMnO4/H2SO4、Na2Cr2O7/H2SO4)
(6) 邻二醇的制备和氧化开裂
①烯烃氧化制备1,2-二醇（顺式）
②环氧化合物水解制备1,2-二醇(反式）
③邻二醇的氧化开裂
二、酚
1．制备：
（1）磺化碱熔
(2) 芳卤的水解
2. 反应：
(1)酚羟基上的反应
①酸性（与醇对比）
苯酚的pKa=10，它的酸性比醇强（乙醇的pKa=17；环己醇的pKa=18），比碳酸弱（pKa=6.38）
② 与FeCl3的颜色反应（凡是具有烯醇式结构的脂肪族化合物都反应）


③ 与酰氯、酸酐成酯
(2) 与溴水反应

三、醚
1．制备：
(1)醇分子间脱水（制备单醚）
(2)Williamson醚的制备
乙基叔丁基醚的制备：

酚醚的制备：
2．反应：
(1)醚键的开裂

三溴化硼和三氯化铝等路易斯酸也能使醚键断裂，如：
合成上常用苄基醚保护羟基，再采用催化氢化还原脱保护。
(2)环氧乙烷的开裂：
①酸催化开裂：
②碱催化开裂：
③不对称环氧化合物的开裂：
抗生素麦咪诺的合成
④ 例题
一种含硅阻燃剂的合成
1．制备：
（1）醇的氧化

常用的氧化剂：
四、醛酮化合物
①重铬酸钾/硫酸；高锰酸钾/硫酸。
只适应制备低级的挥发性高的醛（采用边滴加边蒸馏），高级醛会进一步氧化成羧酸；
KMnO4一般不用于仲醇氧化成酮的制备，会发生碳链断裂。
② Collins试剂（CrO3·Py2），PDC(重铬酸·Py2)或PCC(氯铬酸·Py2)
用于氧化伯醇至醛类的氧化剂，对于氧化仲醇至酮类同样适用；
分子中如存在不饱和键不受影响。
③ Oppenauer氧化(丙酮-异丙醇铝)和Jones试剂(CrO3-H2SO4）
不饱和仲醇用丙酮-异丙醇铝或Jones试剂为氧化剂，可得相应不饱和酮；
Oppenauer氧化不适合伯醇，生成的醛在碱性条件下可自身或与丙酮发生羟醛缩合。
Jones试剂可将伯醇氧化为羧酸。
④活性二氧化锰
活性二氧化锰可以氧化β不饱和伯、仲醇（烯丙醇或苄醇）为相应的不饱和醛、酮。
（2）炔烃的水合
(3)傅克酰基化反应

3．反应：
（1） 亲核加成（HCN、NaHSO3、 醇、格氏试剂、氨的衍生物）
（A）与氢氰酸的加成反应
脂肪族酮发生加成反应，生成 α–羟基腈（即氰醇）
由于HCN为弱酸，加入碱使其离解为CN-，从而加速反应。
氰醇中，氰基可以水解成羧基然后酯化，也可还原成氨基甲基，羟基可脱水和氨基化。有机玻璃单体和噁唑烷酮可以此为原料合成。
有机玻璃单体: α-甲基丙烯酸甲酯
噁唑烷酮
(B) 与亚硫酸氢钠的加成反应
大多数醛和脂肪族甲基酮能与亚硫酸氢钠发生加成反应，生成 α–羟基磺酸。

α–羟基磺酸易溶于水，但不溶于饱和的亚硫酸氢钠溶液，故可用于鉴别醛和酮。
(C)与醇的加成反应
在无水HCl或其它无水强酸的催化下，醛（酮）与一分子醇反应生成半缩醛（半缩酮），进一步与一分子醇缩合生成缩醛（缩酮）。
由于缩醛（缩酮）对氧化剂和碱稳定，可以用来保护羰基，等反应结束后在酸的水溶液中加热水解去掉保护，重生羰基。

D)与Grignard试剂的加成反应
醛和酮与Grignard试剂（RMgX）发生加成反应，加成产物水解生成醇。
甲醛与RMgX反应用于合成伯醇；
其它醛与RMgX反应用于合成仲醇；
酮与RMgX反应用于合成叔醇。

(E) 与氨的衍生物加成反应
醛和酮与氨的衍生物（羟胺、肼、2,4-二硝基苯肼、氨基脲）作用，分别生成肟、腙、2,4-二硝基苯腙、缩氨脲。
(2) α氢的活泼性：
醛、酮与氨的衍生物的反应，除了合成意义外，常常用于羰基化合物的鉴别与分离。因为反应后的生成物大部分是固体，且具有一定的熔点，可利用来鉴别醛、酮。在稀酸作用下，又水解成原来的醛、酮，可利用来分离和提纯醛、酮.
(A)烯醇互变异构
(B) 羟醛缩合反应
在稀碱存在下，两分子醛（酮）相互作用，一分子的α氢加到另一分子的羰基的氧原子上，而其余部分加到另一分子的羰基的碳原子上，生成 α–羟基醛（酮），α–羟基醛（酮）受热生成α，β-不饱和醛（酮）。
含α氢的两种醛（酮）之间的产物有四种在合成中没有意义；如果两者之一不含α氢（如甲醛、苯甲醛、糠醛），则产物为两种，在合成中有着重要意义。

(C) 醛(不含的α氢醛)与硝基化合物的缩合
（D）酮与不含α氢酯的缩合
不含α氢酯：苯甲酸酯、甲酸酯、碳 酸酯、草酸二酯等
（E）Mannich反应
（F）卤代及卤仿反应
卤代反应：p286.4.

卤仿反应：
凡具有CH3CO-结构的醛、酮，或具有CH3CH(OH)- 结构的醇能发生卤仿反应。由于碘仿是不溶于水的黄色的固体，且具有特殊的气味，可用于鉴别。

(3)． 氧化还原反应
（A）氧化反应
醛易被氧化，可被弱的氧化剂Fehling试剂（以酒石酸盐为络合剂的碱性氢氧化铜）或Tollen试剂（硝酸银的氨溶液）氧化，而碳碳不饱和键双键不受影响。
RCHO + Cu(OH)2 + NaOH RCOONa + Cu2O

RCHO + Ag(NH3)OH RCOONH4 + Ag

酮不易被氧化，在强烈氧化条件下，发生碳碳键的氧化开裂，一般在合成上没有意义。
（B）还原反应
（a）催化氢化
醛、酮在Ni、Cu、Pt、Pd等的催化作用下与氢反应生成醇。
(b) 金属氢化物还原

(c) Clemmenson 还原
醛和酮用锌汞齐加盐酸可还原为烃。
(d) Wolff-Kishner-黄鸣龙
醛和酮与肼在高沸点溶剂如一缩二乙二醇中，首先与肼生成腙，腙在碱性条件下加热失去氮，羰基转变为亚甲基。
Clemmenson 还原和Wolff-Kishner-黄鸣龙还原都可将羰基还原为亚甲基，前者在酸性性条件下进行，后者在强碱条件下进行，根据反应物分子中其它基团对反应条件的要求，选择使用。
(e) Cannizzro反应
不含氢的醛在浓碱存在下，发生自身的氧化还原-歧化反应，一分子还原为醇，另一分子氧化为酸。
RCHO + 浓 NaOH RCOONa +RCH2OH

(4) 乙烯酮及双乙烯酮的反应
制备：
练习题：
1．他莫昔芬（Tamoxifen）是一种合成的非甾体类三苯乙烯衍生物，由帝国化学工业公司研究开发，具有抗雌激素和雌激素样双重作用，主要用于治疗乳腺癌，其合成的路线如下：
（1）写出A、B、C、D、E的结构式或化学式；
（2）写出的制备方法；
（3）化合物G是否有顺反异构，并用 Z/E 法标出；
（4）用’*’标出E、F的手性碳。

2． 桂利嗪是钙拮抗剂类周围血管扩张药，其合成路线如下：
（1）写出A、B、C、D、E、F、G的结构式；
（2） 标出桂利嗪分子的手性碳，是否有顺反异构，并用Z/E法标出。