《清华大学醇酚醚》课件

清华大学有机化学课件——醇、酚、醚本课件系统地介绍了有机化学中醇、酚、醚三类重要含氧化合物的基本理论与应用知识，适用于清华大学教材体系通过深入浅出的讲解，全面覆盖这三类化合物的命名规则、结构特点、物理化学性质及其在工业和日常生活中的广泛应用本课件不仅注重基础理论的讲解，还融入了大量的实例分析和应用拓展，帮助学生构建完整的知识体系，为后续有机化学的学习和研究奠定坚实基础课程目标与要求知识掌握能力培养实践应用系统掌握醇、酚、醚的命名原则、理解有机反应机理，灵活运用基本了解醇、酚、醚在医药、材料、能分子结构特点和物理化学性质，建原理解决实际问题，培养分析问题源等领域的应用，提高学生对有机立对含氧有机化合物的系统认识和解决问题的能力化学在实际生产生活中重要性的认识醇、酚、醚的定义与基本结构共同特征含氧官能团结构差异醇、酚、醚R-OH Ar-OH R-O-R官能团识别通过红外光谱和核磁共振等方法醇、酚和醚都是重要的含氧有机化合物，它们的结构中均含有氧原子，但连接方式存在明显差异醇分子中羟基连接在脂-OH肪碳上，酚中羟基直接连接在芳香环上，而醚则是由氧原子连接两个碳原子形成的这些结构差异导致了它们具有不同的物理和化学性质目录醇部分醇的结构、命名、性质、反应及应用酚部分酚的结构、命名、性质、反应及应用醚部分醚的结构、命名、性质、反应及应用综合比较与应用三类化合物的结构特点、性质比较和合成应用拓展与思政相关内容行业前沿、环境保护和社会责任

一、醇类基础概述一元醇二元醇分子中只含有一个羟基的醇，如甲醇₃、乙醇分子中含有两个羟基的醇，如乙二醇₂₂、丙CH OHHOCH CH OH1,2-₃₂等这类醇在日常生活和工业生产中应用广泛，是二醇等这类化合物常用作防冻剂、增塑剂和溶剂CH CH OH最基础的醇类化合物三元醇不饱和醇分子中含有三个羟基的醇，如甘油₂₂分子中除了含有羟基外，还含有碳碳双键或三键的醇，如烯丙醇HOCH-CHOH-CH OH甘油在化妆品、药物和食品工业中有广泛应用₂₂、丙炔醇₂等CH=CH-CH OHHC≡C-CH OH醇的系统命名原则分类系统命名常用俗名分子式一元醇甲醇木精₃CH OH一元醇乙醇酒精₂₅C H OH一元醇丙醇正丙醇₃₇1-C H OH一元醇丙醇异丙醇₃₃2-CH CHOHCH二元醇乙二醇乙二醇₂₂1,2-HOCH CH OH醇的命名规则基于相应烃的命名，将末尾的改为，并在醇基团前加数IUPAC-e-ol字表示其位置例如，乙烷变为乙醇对于多元醇，则在烃名后加ethane ethanol、等后缀，并用数字标明羟基的位置，如丙二醇此外，许多醇-diol-triol1,2-还保留其历史俗名的使用，尤其是在工业和日常生活中醇的分子结构及杂化类型碳原子杂化氧原子杂化杂化，四面体结构杂化，两个孤对电子sp³sp³键键O-H C-O极性键，能形成氢键键，极性较大σ在醇分子中，碳原子采用杂化方式，形成四面体结构与羟基相连的碳原子通过键与氧原子相连氧原子也是杂化，具有sp³σsp³两个未共用电子对，使得分子呈现出一定的角度由于氧原子的电负性大于碳和氢，键和键都具有较大的极性，这使得C-O O-H醇分子之间容易形成氢键，影响其物理性质醇的物理性质醇的化学性质总览氧化反应一级醇氧化生成醛或羧酸，二级醇氧化生成酮，三级醇难以氧化脱水反应在酸催化下脱水生成烯烃，遵循扎伊采夫规则酯化反应与羧酸在酸催化下生成酯和水卤代反应与氢卤酸反应生成卤代烃，反应活性三级醇二级醇一级醇与金属反应与活泼金属如钠反应生成醇钠和氢气醇与金属钠反应反应原理醇具有一定的酸性，能与活泼金属如钠、钾发生反应，生成醇钠或醇钾和氢气反应式₂2ROH+2Na→2RONa+H↑反应现象金属钠在无水醇中剧烈反应，放出氢气，生成醇钠溶液反应速度随醇的种类不同而异，一般顺序为甲醇＞乙醇＞丙醇应用价值此反应可用于鉴别醇类化合物，且生成的醇钠是重要的有机合成中间体，可用于多种有机反应，如威廉森醚合成反应需要注意的是，含水的醇与钠反应会更加剧烈，因为钠与水的反应比与醇的反应更为活泼因此进行此实验时必须确保醇的无水条件，并严格遵循安全操作规程，防止发生危险醇的消除反应机制酸催化活化1羟基被质子化形成良好的离去基团碳正离子形成2键断裂形成碳正离子中间体C-OH脱氢生成烯烃3相邻碳上的氢被脱除，形成双键醇的脱水反应是有机合成中的重要反应之一，通常在浓硫酸或磷酸等强酸催化下进行反应温度对产物有重要影响，低温（约°）140C主要发生取代反应，而高温（约°）则有利于消除反应对于不同结构的醇，脱水反应的活性顺序为三级醇＞二级醇＞一级醇，170C这与碳正离子的稳定性直接相关当存在多种可能的消除方向时，反应通常遵循扎伊采夫规则，即优先形成取代度高的烯烃例如，丁醇脱水主要生成丁烯，而不是2-2-丁烯1-醇的氧化反应一级醇的氧化二级醇的氧化三级醇的氧化一级醇在强氧化剂作用下可氧化为醛，二级醇氧化生成酮，不会进一步氧化三级醇由于缺乏氢，在普通条件下α-进一步氧化生成羧酸常用氧化剂包括反应条件通常较为温和不易被氧化只有在强烈条件下才会发重铬酸钠硫酸、高锰酸钾等生键断裂，生成羧酸和酮/C-C反应式₂₂R CHOH→R C=O反应式₂三级醇的这一特性可用于区分不同类型RCH OH→RCHO→这种选择性氧化在有机合成中具有重要的醇RCOOH应用，如环己醇氧化生成环己酮是尼龙若只需获得醛而不继续氧化，可使用吡生产的关键步骤啶氯铬酸酯作为氧化剂PCC醇的酯化反应反应原理醇与羧酸在酸催化下发生酯化反应，生成酯和水这是一种可逆反应，需要采取措施促进反应向生成酯的方向进行反应平衡按勒夏特列原理，可通过增加反应物浓度或不断移除生成的水来提高酯的产率工业上常使用过量的醇或酸，或者添加脱水剂工业应用酯化反应是生产香料、溶剂、聚酯材料等的重要方法例如，醋酸乙酯是常用溶剂，由乙醇和醋酸酯化而成；聚对苯二甲酸乙二醇酯是重要的聚酯材PET料酯化反应通常需要催化剂，常用的有浓硫酸、对甲苯磺酸等反应机理涉及羧酸的活化、醇的亲核进攻和质子转移等步骤在有机合成中，有时会使用酰氯代替羧酸进行酯化，反应条件更温和，产率更高，称为反应Schotten-Baumann醇的取代反应醇的羟基是一个较差的离去基团，但在酸的作用下，羟基被质子化后变成良好的离去基团₂，可发生取代反应生成卤代烃H O常见的卤化试剂包括浓、₂、₃、₃等HXX=Cl,Br,I SOClPCl PBr反应活性顺序为三级醇＞二级醇＞一级醇，与机理的活性顺序一致对于一级醇，常采用机理的反应条件，如使用溴化SN1SN2氢和浓硫酸的混合物；而对于三级醇，则更容易通过机理进行通过选择适当的反应条件和试剂，可以高效地将醇转化为相SN1应的卤代烃醇的保护及应用实例保护基引入使用叔丁基二甲基硅基保护醇羟基，试剂为和咪唑TBDMSTBDMSCl其他官能团反应在分子的其他位置进行反应，而保护的羟基不受影响脱保护使用氟离子如选择性地移除硅保护基，恢复羟基TBAF目标产物获得在特定位置反应而羟基完整的目标分子在复杂有机分子的合成中，羟基的保护是非常重要的策略除了外，常用的羟基TBDMS保护基还包括四氢吡喃基、甲氧基甲基等不同保护基有不同的引入和脱除THP MOM条件，为合成提供了灵活性这种保护反应脱保护的策略在药物合成、天然产物全合成等领域有广泛应用例如，抗--癌药物紫杉醇的合成过程中，需要对分子中多个羟基进行选择性保护和脱保护醇类代表性实例乙醇₂₅甘油₃₈₃山梨醇₆₁₄₆C H OH C H OC HO最常见的醇类化合物，广泛用作饮料成分、重要的三元醇，具有良好的保湿性能，广六元醇，天然存在于多种浆果中，作为食消毒剂、溶剂和燃料添加剂工业上主要泛用于医药、化妆品和食品工业它也是品添加剂广泛用于无糖食品和糖尿E420通过发酵法或乙烯水合法制备作为可再生物柴油生产的副产品，在制造炸药硝病患者食品中它的甜度约为蔗糖的生能源，乙醇燃料有助于减少碳排放化甘油方面有重要应用，但热量低得多，且不会引起龋齿60%醇的天然及工业来源化学合成法合成气法包括烯烃水合法如乙烯水合制利用和₂的混合气体合成CO H乙醇、羰基还原法如乙醛还原气在高压、高温下，通过催化天然提取制乙醇等这些方法通常用于剂作用合成甲醇这是当今世生物发酵法某些醇类如薄荷醇、香叶醇等工业规模生产界甲醇工业生产的主要方法利用微生物主要是酵母发酵含可从植物中提取，常用于香料糖原料生产乙醇，是最古老的工业薄荷醇是薄荷油的主要醇类制备方法工业上主要用成分，具有清凉感和特殊香气于生产饮用酒精和燃料乙醇31实验与安全注意实验室安全规范醇类物质大多易燃易爆，实验中应远离火源，操作时佩戴防护眼镜和手套，使用通风橱进行实验，防止蒸气吸入和皮肤接触2毒性问题甲醇具有较高毒性，摄入可导致失明甚至死亡乙醇长期摄入会导致肝损伤高级醇如正丁醇、异戊醇等对皮肤和眼睛有刺激性环保意识醇类废弃物应按规定处理，避免直接排入环境乙醇作为生物燃料，使用中要考虑能源效益和生态平衡，防止过度消耗粮食资源4酒精检测仪原理基于乙醇氧化生成乙醛并释放电子的原理，通过测量电子产生的电流来判断呼气中乙醇含量，应用于道路交通安全检查醇的常见误解与纠错常见误解正确理解一元醇只能生成一种反应产物一元醇可生成多种产物，取决于反应条件和试剂所有醇都易溶于水只有低碳醇易溶于水，碳数增加后溶解度急剧下降二级醇氧化只能得到酮在特定条件下，二级醇也可能发生C-键断裂生成其他产物C三级醇不能发生氧化反应强氧化剂如₄可氧化三级醇的KMnO键C-C工业乙醇添加甲醇使其变毒工业乙醇添加甲醇等是为防止饮用，甲醇本身就有毒对醇类物质的许多误解源于对其结构和反应性的简化理解实际上，醇的反应性受多种因素影响，包括分子结构、反应条件、催化剂等在学习和研究中，应建立系统、准确的知识体系，避免片面理解

二、酚类基础知识₆₅年C HOH1834苯酚分子式发现时间最简单的酚类化合物由德国化学家鲁格首次从煤焦油中分离°

1.5%

181.7C水溶解度沸点室温下在水中的溶解度百分比比对应的烷基醇高得多酚是一类特殊的含氧有机化合物，其羟基直接连接在芳香环上这种特殊的结构导致酚具有与醇不同的物理和化学性质最具代表性的酚类化合物是苯酚，它在室温下是白色晶体，具有特殊的气味由于苯环的存在，酚的性质受到共轭效应的显著影响，使其呈现出独特的化学反应活性酚的命名与分类单羟基酚多羟基酚萘酚类分子中只含有一个羟基的酚类化合物分子中含有两个或更多羟基的酚类化合羟基连接在萘环上的酚类化合物常见最简单的是苯酚₆₅，通常直物二羟基苯的三种异构体分别是邻苯的有萘酚和萘酚，它们是重要的C HOHα-β-接命名为酚其他常见的单羟基酚还包二酚儿茶酚、间苯二酚间苯二酚和染料中间体和医药原料括甲基酚甲酚、邻氯酚、对溴酚等对苯二酚对苯二酚或氢醌萘酚类化合物的性质与苯酚相似，但由甲酚有三种异构体邻甲酚、间甲酚和三羟基苯的代表是焦性没食子酸，广泛于萘环的影响，它们的反应活性和物理对甲酚，在工业上有重要应用存在于植物中，具有抗氧化性质性质有所不同酚的分子结构与共振基本结构电子效应电荷分布反应活性羟基直接连接在苯环上氧原子的孤对电子与苯环电子共邻、对位电子云密度增加邻、对位更易发生亲电取代π轭酚的分子结构特点在于羟基与芳环直接相连氧原子的未共用电子对可以与苯环的电子系统形成共轭，使电子向苯环流动，增强了环上碳原子特别是邻位和π对位的电子云密度这种电子效应使得酚的芳环比苯本身更容易发生亲电取代反应此外，共轭效应也影响了羟基的性质，使键中的氢原子更易解离，从而增强了酚的酸性苯酚的约为，比普通醇的酸性强得多，这是酚与醇的一O-H pKa10个重要区别酚的物理性质酚的酸性及原因酸性强度酚的酸性比醇强但比羧酸弱共振稳定酚氧负离子由共振结构稳定取代基影响3吸电子基团增强酸性，供电子基团减弱酸性酚的酸性是其最显著的化学性质之一，其值约为，明显强于一般醇类，但弱于羧酸酚的酸性主要来源于pKa10pKa≈16pKa≈4-5两个因素一是羟基氧原子与芳环的共轭作用使电子密度降低，减弱了键；二是酚氧阴离子₆₅⁻能通过共振被稳定O-H C HO取代基对酚酸性的影响显著硝基等吸电子基团能增强酚的酸性，如对硝基苯酚的约为；而烷基等供电子基团则减弱酸性，如对pKa

7.2甲基苯酚的约为这种取代基效应可用于调节酚类化合物的反应性，在有机合成中有重要应用pKa

10.3酚盐的生成与性质酚盐的应用与碳酸盐反应酚盐在有机合成中是重要的中间体，用于制备醚、与强碱反应酚能与碳酸钠反应生成酚钠和二氧化碳，反应式酯等衍生物酚钠溶液可作为酚存在的检验试剂酚与氢氧化钠等强碱反应生成酚钠，反应式₆₅₂₃₆₅酚类化合物的提纯常利用其转化为酚盐再酸化的2C HOH+Na CO→2C HONa+₆₅₆₅₂₂₂这一反应可用于区分酚和醇，方法C HOH+NaOH→C HONa+HOHO+CO↑酚钠呈白色固体，易溶于水，水解后溶液呈碱性因为一般醇不与碳酸盐反应酚酞是一种常用的酸碱指示剂，它本身是无色的，但在碱性环境中开环形成红色的酚酞阴离子当＞时，溶液呈现鲜艳的红色；当＜时，pH

8.2pH

8.2溶液无色这一性质使酚酞成为实验室和教学中常用的酸碱指示剂酚的醚化与酯化威廉森醚合成酯化反应应用实例酚的醚化主要通过威廉森醚合成法进行酚能与酰氯、酸酐等反应生成酯与醇酚的醚化产物如茴香醚在香料工业中有首先将酚与碱反应生成酚盐，然后与卤的酯化不同，酚的酯化通常不需要酸催重要应用酚的酯化产物如阿司匹林代烃反应生成醚化，反应条件更温和乙酰水杨酸是重要的解热镇痛药物聚碳酸酯是一类重要的工程塑料，其合反应式₆₅反应式₆₅₃C HOH+NaOH→C HOH+CH COCl→成涉及双酚的酯化反应A₆₅₂₆₅₃C HONa+HOC H OCOCH+HCl₆₅₆₅常见的酚酯有苯甲酸苯酯、水杨酸甲酯C HONa+RX→C HOR+NaX冬青油等这种方法常用于合成苯甲醚、苯乙醚等芳香醚酚的典型化学反应与溴水反应酚与溴水反应生成三溴苯酚白色沉淀这是酚的特征反应之一，可用于定性检验酚的存在反应快速进行，无需催化剂，显示了酚环上亲电取代反应的活2,4,6-泼性三氯化铁显色反应酚类化合物与三氯化铁溶液反应生成特征性的紫色复合物这是鉴别酚类化合物的重要方法，不同的酚生成不同颜色的络合物，如儿茶酚生成绿色，水杨酸生成紫红色抗坏血酸检验抗坏血酸维生素具有还原性，能使二氯靛酚蓝色脱色这一反应被广泛用于维生素的定量测定，是食品和药品分析中的常用方法C2,6-C酚的醛缩反应（雷氏反应）碱性环境活化1使酚形成酚盐，增强亲核性NaOH与醛基反应2酚盐从邻位或对位进攻醛基碳形成羟基醛经过多步反应生成复杂产物雷氏反应是一种重要的有机合成反应，涉及酚类化合物与醛类化合物在碱性条件下的缩合当苯酚与甲醛在碱性条件下反应时，首先生成邻羟基苄醇和对羟基苄醇，这些产物进一步反应，最终形成复杂的聚合物酚醛树脂是雷氏反应的重要应用，包括热固性的树脂如电木和热塑性的树脂如诺沃拉克酚醛树脂具有优良的耐热性、电绝缘性和机械强度，广泛用于制造电器零件、胶合板和涂料等酚醛树脂的发明标志着塑料工业的开端，对现代材料科学有着重要影响酚的硝化和磺化硝化反应磺化反应酚与硝酸反应生成硝基酚，反应酚与浓硫酸反应在对位引入磺酸条件比苯的硝化温和得多根据基，生成对羟基苯磺酸反应条条件可控制产物为单硝基苯酚件温和，室温下即可进行主要是对位或三硝基苯2,4,6-酚的磺化反应用于制备酚磺酸钠酚苦味酸对羟基苯磺酸钠，是重要的合苦味酸是一种强酸，成中间体pKa≈

0.4也是一种黄色染料和炸药取代位置规律酚的羟基是强的邻对位定位基团，亲电取代反应主要发生在邻位或对位，且对位取代通常占优势这一规律可通过共振理论解释利用这一规律，可预测和控制酚的亲电取代反应产物酚的工业制备苯磺化熔融碱处理1苯与浓硫酸反应生成苯磺酸苯磺酸钠与熔融生成酚钠NaOH分离纯化酸化4蒸馏提纯得到纯苯酚酚钠与酸反应生成苯酚现代工业上生产苯酚主要采用异丙苯法库梅尔法该方法首先由苯与丙烯在酸催化下烷基化得到异丙苯累积产量，然后在空气氧化下生成异丙苯过氧化物高危化学品，须严格控制反应条件，最后在酸催化下分解得到苯酚和丙酮异丙苯法的优点是同时生产两种有价值的产品，过程相对环保，已成为当今世界苯酚生产的主导工艺年产能超过万吨的苯酚主要1000用于生产双酚进而制造聚碳酸酯和环氧树脂、酚醛树脂、己内酰胺制造尼龙等A66酚的应用与环境影响酚类化合物在工业和日常生活中有广泛应用苯酚是制造塑料、树脂、农药、医药和染料的重要原料对苯酚、间苯酚、焦儿茶酚等是合成多种高分子材料的单体酚类化合物如对氯苯酚、三氯苯酚等具有杀菌消毒作用，用于制造消毒剂、杀虫剂然而，酚类化合物对环境有一定污染风险苯酚及其衍生物具有一定毒性，能破坏蛋白质结构，对皮肤和粘膜有腐蚀作用工业废水中的酚类污染物处理是环保工作的重点之一，常采用活性炭吸附、生物降解、高级氧化等技术进行处理我国对酚类废水排放有严格标准，要求总酚含量低于

0.5mg/L常见酚类药物实例对乙酰氨基酚阿司匹林雌激素常见解热镇痛药，商品名如泰乙酰水杨酸，世界上使用最广如雌二醇、己烯雌酚等含有酚诺、扑热息痛等作用机制是泛的药物之一具有解热、镇羟基的激素类药物用于激素抑制前列腺素合成，但肝毒性痛、抗血小板聚集作用，用于替代治疗、避孕和治疗某些激较低，是常用非处方药治疗发热、疼痛和预防心血管素依赖性疾病疾病苯酚类消毒剂如三氯苯酚、对氯间二甲苯酚等具有广谱抗菌作用，用于医院、实验室等场所的消毒酚类化合物在药物中的广泛应用源于其特殊的化学结构和生物活性酚羟基常参与氢键形成，与蛋白质、酶等生物大分子相互作用，发挥药理活性然而，许多酚类药物也有一定的副作用和毒性，使用时需注意剂量和禁忌症

三、醚类基础与结构醚的命名与种类分子式俗名法命名结构特点IUPAC₃₃二甲醚甲氧基甲烷最简单的醚CH OCH₃₂乙醚二乙醚乙氧基乙烷常用有机溶剂CH CHOCH/₂₃CH₆₅₃苯甲醚甲氧基苯芳香醚C HOCH₄₈四氢呋喃四氢呋喃环状醚C HO₂₄环氧乙烷环氧乙烷三元环醚C HO醚的命名有两种主要方法俗名法和命名法俗名法简单直接，将连接在氧原子IUPAC两侧的烷基或芳基按字母顺序排列后加上醚，如二甲醚、乙甲醚等命名法则IUPAC将醚视为烷氧基取代的烷烃，如甲氧基乙烷醚的种类多样，从简单的脂肪醚到复杂的杂环和多官能团醚特殊结构的醚如冠醚能特异性络合金属离子，在有机合成和相转移催化中有重要应用了解不同类型醚的命名和结构特点，有助于理解它们的物理化学性质和应用领域醚的分子结构特性分子几何构型极性与分子间力电子效应醚分子中的氧原子采用杂化方式，由于氧原子的电负性高于碳，键具醚的氧原子具有两个未共用电子对，能sp³C-O键角约为°，略小于正四有一定的极性，使醚分子呈现微弱的极够作为路易斯碱与质子或路易斯酸作用C-O-C110面体角°这是由于氧原子上性醚的偶极矩通常在之间，氧原子的存在还通过诱导效应和超共轭

109.

51.1-

1.3D的孤对电子对之间的排斥作用导致的小于醇但大于烷烃效应影响分子的反应活性简单醚如二甲醚呈形构型，而环状醚醚分子之间主要通过范德华力和偶极在芳香醚中，氧原子的孤对电子能与芳V-如四氢呋喃则呈现出特定的环构型，氧偶极作用相互吸引，不能形成氢键，导环的电子形成共轭，增强环上的电子π原子处于环平面略微上方的位置致其沸点较低，通常接近相应分子量的云密度，特别是邻位和对位烷烃醚的物理性质°-

24.8C二甲醚沸点气态醚，用作制冷剂和喷雾推进剂°

34.6C乙醚沸点极易挥发的液体，曾用作麻醉剂°66C四氢呋喃沸点常用的极性非质子溶剂

7.4g/100g乙醚在水中溶解度室温下每水中溶解的乙醚量100g醚类化合物的物理性质与其分子结构密切相关由于醚分子间不能形成氢键，其沸点通常低于相应分子量的醇，但高于相应的烷烃小分子量的醚如二甲醚在常温下是气体，而大多数简单醚如乙醚、丙醚等是易挥发的液体醚对非极性和极性物质都有一定的溶解能力，是良好的有机溶剂低分子量醚在水中有一定的溶解度，乙醚在水中的溶解度约为水，随

7.4g/100g着碳链的增长，醚在水中的溶解度降低醚能溶解多种有机物和一些无机物，在实验室和工业中广泛用作溶剂和萃取剂醚的化学性质总览化学稳定性过氧化物形成醚分子中的键相对稳定，在一般条件下不易断裂醚不与醚在空气中长期放置会与氧气反应生成过氧化物，特别是在光C-O中性或碱性试剂反应，也不与一般氧化剂和还原剂反应这种照条件下过氧化物具有潜在爆炸性，是醚类化合物使用和存稳定性使醚成为理想的有机反应溶剂储中的主要安全隐患使用前应进行过氧化物检验与强酸反应路易斯碱性醚能与强酸如、等反应，在加热条件下裂解成醇和卤代醚的氧原子上有两对未共用电子对，能够与路易斯酸如₃、HI HBrBF烃这种反应可用于醚的结构鉴定例如₃形成配位化合物这种性质使醚能作为催化剂的配体R-O-R+HI→AlCl或反应中的活化剂R-I+R-OH醚的路易斯碱性电子结构配位作用氧原子上有两对未共用电子对电子对能与路易斯酸形成配位键催化应用络合物形成4作为配体参与催化反应生成稳定的加合物或络合物醚的路易斯碱性是其重要的化学性质之一由于氧原子上存在未共用电子对，醚能够与质子⁺或路易斯酸如₃、₃、⁺等形成配位化合HBF AlClAg物例如，乙醚与三氟化硼反应生成加合物₃₂₅₂，这种加合物在有机合成中有重要应用BF·OC H醚的路易斯碱性强弱与其结构有关一般来说，烷基的给电子效应增强氧原子的电子云密度，提高碱性；而芳基则通过共轭效应减弱碱性因此，二烷基醚的碱性通常强于芳香醚冠醚等特殊结构醚能与碱金属离子形成稳定的配合物，用于相转移催化和离子选择性传感器醚的合成方法威廉森醚合成烷氧化物与卤代烃反应RONa+RX→ROR+NaX醇的脱水浓硫酸催化下加热₂2ROH→ROR+HO烯烃的烷氧汞化烯烃在₂存在下与醇反应HgOAc环状醚合成卤代醇在碱性条件下环化₂环状醚X-CH n-OH+NaOH→威廉森醚合成法是制备醚类化合物最重要、最通用的方法该方法涉及烷氧化物或酚盐与卤代烃的亲核取代反应反应通常在极性非质子溶剂如、中进行，以增加烷氧化DMSO DMF物的亲核性这种方法适用于制备不对称醚，反应条件温和，产率通常较高醇的脱水法主要用于制备对称醚在浓硫酸等强酸催化下，两分子醇脱水生成一分子醚反应温度对产物有重要影响，通常控制在°左右，过高温度会导致烯烃副产物增加这种方140C法在工业上用于生产二乙醚和甲基叔丁基醚等重要产品MTBE醚的裂解及安全注意醚在强酸条件下可发生裂解反应碳氧键首先被质子化，然后被亲核试剂如卤素离子攻击，导致分子断裂例如，二乙醚与浓反-HI应生成乙醇和碘乙烷₂₅₂₅₂₅₂₅这种裂解对不同类型的醚有选择性，一般遵循或C HOC H+HI→C HOH+C HI SN1机理，可用于结构鉴定SN2醚的安全使用是化学实验中的重要问题醚类化合物极易挥发，其蒸气与空气混合物在一定浓度范围内可形成爆炸性混合物更危险的是，醚在存放过程中会与空气中的氧气反应形成不稳定的有机过氧化物，这些过氧化物在震动、加热或浓缩时可能发生剧烈爆炸因此，醚类试剂应储存在阴凉、避光的环境中，并定期检测过氧化物的存在操作时应远离火源，确保通风良好，严格遵守安全规程常见醚的应用乙醚作为溶剂乙醚是重要的有机溶剂，沸点低°，易挥发，能溶解多种有机物但几乎不溶解无机盐这些特性使其成为有机合成和萃取分离的理想溶剂在实验室中，

34.6C乙醚常用于液液萃取，分离有机物和无机盐的混合物-医学麻醉历史乙醚是最早使用的全身麻醉剂之一，年在麻省总医院首次公开示范用于手术麻醉，开创了现代麻醉医学的先河乙醚麻醉具有安全范围宽、肌肉松弛好的1846优点，但因易燃、刺激性大等缺点，现已被更安全的麻醉药替代工业用途甲基叔丁基醚曾广泛用作汽油抗爆添加剂，提高汽油辛烷值，减少一氧化碳排放然而，由于其在环境中的持久性和地下水污染问题，许多国家已限制MTBE或禁止其使用环氧乙烷是重要的工业原料，用于生产乙二醇、聚乙二醇等多种化工产品醚类药物与产业实例药物领域聚合物材料众多重要药物含有醚结构，如抗组胺药苯聚氧化乙烯和聚乙二醇是重要PEO PEG海拉明、阻断剂普萘洛尔、局部麻醉药2的醚类聚合物，广泛用于医药、化妆品和β-利多卡因等醚键的存在影响药物的脂溶工业领域环氧树脂是含醚键的重要工程性和生物利用度材料，用于涂料、粘合剂和复合材料消毒灭菌香料工业环氧乙烷是高效的灭菌剂，能杀死各种微许多芳香醚如茴香醚甲氧基苯、香兰素生物，包括细菌、病毒和孢子它广泛用43甲氧基羟基苯甲醛等具有特殊香3--4-于医疗器械、实验室设备的低温灭菌，特气，是香料和食品添加剂的重要成分别适用于热敏感材料醇、酚、醚性能比较性质醇酚醚沸点相对较高很高相对较低水溶性低碳醇可溶微溶低分子量略溶酸性弱中等几乎无pKa≈16-pKa≈1018与反应放出₂强烈放出₂不反应Na HH氧化反应易被氧化环上易被氧化相对稳定₃反应无明显变化显色反应无反应FeCl醇、酚和醚作为三类重要含氧有机化合物，在结构和性质上有明显差异由于分子间氢键的存在，醇和酚的沸点较高，而醚因不能形成氢键，沸点相对较低在酸性方面，酚由于芳环与羟基的共轭作用，酸性明显强于醇，而醚几乎不显酸性常见结构与性质联系乙醇₂₅乙醚₂₅₂₅苯酚₆₅CHOH CHOCHCHOH乙醇分子中的羟基能够参与氢键形成，乙醚分子不能形成分子间氢键，因此其苯酚的沸点°高于乙醇和乙

181.7C导致其沸点°远高于类似分子沸点°远低于乙醇，接近于丁醚，反映了芳香环结构对物理性质的影

78.5C

34.6C量的甲烷°乙醇能与水以烷°乙醚在水中溶解度有限响苯酚在水中溶解度有限约-

161.5C-

0.5C任意比例混合，这归功于羟基与水分子约水，但能与多种有机水，却易溶于乙醇、乙醚等

7.4g/100g7g/100g之间的氢键作用溶剂混溶有机溶剂在化学性质方面，乙醇具有一定的酸性，乙醚化学性质相对惰性，不与碱反应，苯酚的最显著特性是其较强的酸性能与活泼金属如钠反应放出氢气；同时也不易被氧化，使其成为良好的有机反，能与等碱反应生成pKa≈10NaOH也表现出一定的亲核性，能与酰氯等发应溶剂然而，长期接触空气可生成不酚盐苯环上的羟基使酚易发生芳香亲生取代反应乙醇的羟基便于发生消除、稳定的过氧化物，存在安全隐患乙醚电取代反应，尤其是在邻位和对位苯氧化、酯化等反应，使其成为重要的有的氧原子具有路易斯碱性，能与质子或酚能与三氯化铁溶液反应生成紫色络合机合成原料路易斯酸形成配位化合物物，这是鉴别酚类化合物的重要方法反应类型与合成战略逆合成分析从目标分子逆向推导合成路线官能团转化醇、酚、醚之间的相互转化保护与去保护利用醚基保护羟基在有机合成中，醇、酚和醚官能团的转化是关键环节醇可通过氧化转化为醛、酮、羧酸；通过消除反应生成烯烃；通过取代反应转化为卤代烃等酚可通过威廉森反应转化为醚；通过酯化反应生成酯；通过亲电取代反应引入各种官能团醚可通过酸催化裂解转化回醇和烷基化合物在复杂分子合成中，羟基醇或酚常需要保护以避免在其他反应中干扰常用的保护基包括四氢吡喃基、叔丁基二甲基硅基、THP TBDMS苄基等这些保护基能在特定条件下选择性地引入和移除，为多步合成提供了灵活性逆合成分析是设计合成路线的核心方法，通过分析目标分子的结构，确定关键断键，然后逐步简化为可获得的起始材料环境与社会责任绿色化学原则工业废水处理在醇、酚、醚的合成和应用中应含酚废水是重要的工业污染源，遵循绿色化学原则，如使用可再对生态环境有严重危害现代工生原料、提高反应效率、减少废业应采用活性炭吸附、生物降解、弃物产生、设计安全化合物等高级氧化等技术处理含酚废水，例如，利用生物质发酵生产乙醇确保达标排放此外，通过改进作为燃料，既减少了对石油的依工艺、循环利用等措施减少废水赖，又降低了碳排放产生也至关重要安全意识培养醇类特别是甲醇和酚类物质具有一定毒性，醚类存在过氧化物爆炸风险在教学和实验中，应强化安全教育，正确演示操作规程，培养学生的安全意识和责任感，防止实验事故发生教学拓展与课堂思政化学与生活讨论醇酚醚类化合物在日常生活中的应用，如酒精消毒、香料成分、药物组成等，培养学生将专业知识与生活实际相结合的能力2科技伦理探讨化学研究与应用中的伦理问题，如化学品安全评估、环境保护责任、知识产权保护等，引导学生树立正确的科研伦理观远离毒品结合甲醇中毒、有机溶剂滥用等案例，开展毒品危害教育，警示学生远离毒品，珍爱生命健康创新精神介绍醇酚醚研究领域的重大发现和科学家故事，如威廉森醚合成反应的发现过程，激发学生的创新精神和科学热情重点难点总结反应机理理解1掌握醇酚醚相关反应的机理是关键命名规则系统化建立命名与俗名的对应关系IUPAC结构与性质联系理解分子结构对物理化学性质的影响学习醇、酚、醚知识体系的关键是理解这三类化合物的结构特点、物理化学性质及其反应机理特别要注意的是，由于结构差异，三类化合物在酸碱性、氧化还原性、亲电取代等方面表现出不同特点例如，酚的酸性比醇强，这与芳环的共轭效应有关；醇容易被氧化成醛、酮或羧酸，而醚则相对稳定；酚易发生亲电取代反应，特别是在邻位和对位在命名方面，要掌握命名规则与常用俗名的对应关系对于复杂结构化合物，要能够识别优先官能团，确定主链或母核，正确标注IUPAC取代基位置在实验和应用方面，要注意安全操作规程，特别是乙醚等易挥发、易燃、易形成过氧化物的物质习题与案例分析反应机理推导合成路线设计结构鉴定请写出乙醇在浓硫酸催化下脱水生成乙烯设计至少两条不同的合成路线，以苯为起某有机化合物的分子式为₈₁₀，A CHO的详细反应机理，包括每一步电子转移过始物合成对甲氧基苯酚比较各路线的优能与金属钠反应放出氢气，与₃溶液FeCl程和中间体结构讨论温度对反应的影响，缺点，包括反应步骤数、收率预期、试剂反应呈紫色，与溴水反应生成白色沉淀并解释为什么该反应需要在较高温度下进成本和环境影响等方面请推断化合物的可能结构，并设计实验A行方案进一步确认课件小结与展望核心知识回顾前沿研究方向学习建议本课件系统介绍了醇、酚、含氧官能团在绿色化学、深入理解反应机理，加强醚三类重要含氧有机化合催化、材料科学等领域有实验操作技能，关注学科物的结构、性质、反应和广阔应用前景特别是冠前沿动态，将理论知识与应用，建立了完整的知识醚、聚醚等特殊结构在超实际应用相结合，培养创体系，为后续有机化学学分子化学、药物传递系统新思维和解决实际问题的习奠定基础中的研究正在快速发展能力参考资源推荐阅读《有机化学》清华大学出版社、《Advanced Organic》等教材和期Chemistry刊文献，利用网络资源如有机门户网站Organic等拓展学习Portal。