醇
存在编辑本段
分类编辑本段
根据所含羟基的多少,可分为一元、二元、三元或多元醇。一个碳原子上一般不能含有两个羟基,同碳二醇是不稳定的,容易失水形成羰基化合物。醇也可依照连接羟基的碳原子上氢的数目分为一级醇(─CH2OH)、二级醇(>CHOH)和三级醇(>COH)。
命名编辑本段
一般采用三种方法:
- 普通命名法:将醇看作由烃基和羟基两部分组成,羟基部分以醇字表示,烃基部分去掉基字,与醇字合在一起。例如,正丁醇(一级醇)CH3CH2CH2CH2OH、异丁醇(一级醇)(CH3)2CHCH2OH、二级丁醇(二级醇)CH3CH2CH(OH)CH3、三级丁醇(三级醇)(CH3)3COH、新戊醇(一级醇)(CH3)3C─CH2OH。
- 以醇的来源或特征命名:例如,木醇(即甲醇CH3OH)由干馏木材得到,香茅醇由还原香茅醛得到,橙花醇存在于橙花油中,甘醇(即乙二醇)HOCH2CH2OH因具有醇和甘油的特征而得名。
- 系统命名法(国际命名法):选择含羟基的最长碳链,按其所含碳原子数称为某醇,并从靠近羟基的一端开始,依次给主链的碳原子编号。写出全名时,将羟基所在碳原子的编号写在某醇的前边,用短横隔开。侧链的位置编号和名称写在醇的前面,并分别用短横隔开。含有羟基的多官能团化合物命名时,羟基看作取代基,而不以醇命名。
物理性质编辑本段
一般醇为无色液体或固体,含碳原子数低于12的一元正碳醇在室温是液体,碳原子数是12或更多的在室温是固体。多元醇(如甘油)是糖浆状物质。所有一元醇均溶于有机溶剂,三个碳以下的醇可溶于水。随着分子量的增加,醇在水中的溶解度减少。相反,随着羟基的增加,在水中的溶解度增加而在醇或醚中的溶解度减少,而熔点和沸点升高,密度和粘度增大,低级醇的熔点和沸点比同碳原子数的烃的熔点和沸点高得多。这是由于醇分子中有氢键存在,发生缔合作用。一些醇的物理常数见表。
| 醇 | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 密度(g/mL) | 水中溶解度(g/100mL) |
|---|---|---|---|---|
| 甲醇 | -97.8 | 64.7 | 0.791 | 完全互溶 |
| 乙醇 | -114.1 | 78.3 | 0.789 | 完全互溶 |
| 正丙醇 | -126.2 | 97.2 | 0.803 | 完全互溶 |
| 正丁醇 | -89.5 | 117.7 | 0.810 | 7.9 |
| 正戊醇 | -79.0 | 138.0 | 0.814 | 2.3 |
| 正十六醇 | 49.3 | 189.0 | 0.811 | 不溶 |
化学性质编辑本段
醇是一类活泼的化合物,分子中的碳-氧键(C-O)和氢-氧键(O-H)皆为极性键,其偶极矩都指向氧原子。故醇以羟基为中心可进行羟基的氢-氧键断裂和碳-氧键断裂两大类反应。其中有代表性的列举如下:
- 与碱金属作用生成醇盐和氢气: 2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH2ONa + H2
- 与羧酸反应生成酯: CH3COOH + CH3CH2OH ⇌ CH3COOC2H5 + H2O(浓硫酸加热。原理:酸脱羟基醇脱氢原子)
- 与氢卤酸(HCl、HBr、HI)反应生成卤代烃: ROH + HX → RX + H2O
- 醇失水生成烯烃或醚: 醇发生分子内失水为消去反应,醇发生消去反应的结构条件:-OH所在C的邻C上必须有H原子;发生分子间脱水为取代反应,反应条件均为浓硫酸加热条件!如:CH3CH2OH → CH2=CH2↑ + H2O (条件为加热170℃,浓H2SO4)
- 氧化反应: 与羟基相连的碳原子容易被氧化,生成醛、酮或酸,例如:2C2H5OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O (反应条件:铜做催化剂,加热)
制法编辑本段
发酵法
通过微生物进行的一种生物化学法。中国用甘薯、马铃薯及其他含淀粉的物质作原料,在黑曲霉作用下进行糖化,然后加入酵母发酵,把糖变成酒和二氧化碳。用不同的微生物结果也不同,如改用丙酮丁醇核菌作用发酵,产物则含有60%正丁醇,30%丙酮和10%乙醇。
化学合成法
在工业上有价值的有:
应用编辑本段
低分子的醇常用作溶剂、抗冻剂、萃取剂等;高级醇如正十六醇可以用作消泡剂,还可作水库的蒸发阻滞剂。醇不仅本身可以直接使用,而且是合成工业中的中间体。醇可氧化成醛、酮、酸。醇经过分子间的失水生成醚。醇与羧酸作用可以生成酯。其羟基被卤素取代后制得卤代烷,进一步反应可生成胺和腈。醇可制得不同类型的有机化合物,是一类极重要的化工原料。
参考资料编辑本段
- 赵玉芬, 杨振云. 有机化学. 第4版. 北京: 高等教育出版社, 2015.
- 王积涛, 张宝申, 王永梅. 有机化学. 第3版. 天津: 南开大学出版社, 2009.
- Smith, M. B., March, J. March's Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. 7th ed. Hoboken: Wiley, 2013.
- Claiden, J., Greeves, N., Warren, S. Organic Chemistry. 2nd ed. Oxford: Oxford University Press, 2012.
- McMurry, J. Organic Chemistry. 9th ed. Boston: Cengage Learning, 2015.
- Solomons, T. W. G., Fryhle, C. B., Snyder, S. A. Organic Chemistry. 12th ed. Hoboken: Wiley, 2016.
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