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第6章　醇、酚和醚
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第1节　醇
第2节　酚
第3节　醚
第1节　醇
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一、醇的分类和命名
1.醇的分类
按烃基的结构，醇可以分为饱和醇、不饱和醇和芳香醇。例如：
按醇分子中所含羟基的数目可分为一元醇、二元醇及多元醇等。例如：
按羟基所连碳原子的类型分为伯醇（一级醇）、仲醇（二级醇）和叔醇（三级醇）。例如：
第1节　醇
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2.醇的命名
（1）俗名　俗名往往是根据某些醇的来源和性质特点而来的，例如，CH3OH最初是从木材干馏得到的，因而称为木精；CH3CH2OH是酒的主要成分，称作酒精；HOCH2CH2OH有甜味，称作甘醇。甘油［HOCH2CH（OH）CH2OH］、巴豆醇［CH3CH＝CHCH2OH］、肉桂醇［C6H5CH＝CHCH2OH］等都是俗名。
（2）普通命名法　醇的普通命名法是根据和羟基相连的烃基来命名。例如：
普通命名法只适用于结构比较简单的醇，当烃基的结构比较复杂，无法写出烃基的名称时，则必须用系统命名法。
第1节　醇
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（3）系统命名法　选择含有羟基的最长碳链为主链，从靠近羟基的一端给主链编号，根据主链碳原子的多少称为“某醇”，并在“醇”字前边标出羟基的位次。例如：
不饱和醇的命名是选择含羟基及重键的最长碳链作为主链，从离羟基最近的一端开始编号，芳香醇命名时是将芳基作为取代基。例如：
第1节　醇
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二元醇和多元醇的命名，应选择含有尽可能多的羟基的碳链作为主链，羟基的数目写在醇字的前面，并注明羟基的位次，对具有特定构型的醇还需标记它们的构型。例如：
二、醇的物理性质
低级饱和一元醇中，C4以下的醇为无色液体，C5～C11的醇为油状黏稠液体，C12以上的醇为蜡状固体。
直链饱和一元醇的沸点随相对分子质量的增加而有规律地升高，在同系列中，少于10个碳原子的醇，每增加一个CH2，沸点将升高18℃～20℃。低级醇的沸点比和它相对分子质量相近的烷烃要高得多，这是因为醇在液体状态，分子之间可以通过氢键而缔合，它们的分子实际是以“分子缔合体”的形式存在：
第1节　醇
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碳原子数相同的一元醇，支链越多沸点越低，其中直链一元醇的沸点是最高的。例如：
另外，羟基数目的增多会使分子间形成更多的氢键，因此，沸点会更高。
由于醇羟基与水分子之间也能形成氢键，因此，低级醇如甲醇、乙醇和丙醇可与水以任意比例混溶，
第1节　醇
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从正丁醇起在水里的溶解度显著降低，到癸醇以上则不溶于水。一元醇的比重小于1；芳香醇及多元醇比重大于1。
某些醇的物理常数。
某些低级醇如甲醇、乙醇等能和CaCl2、MgCl2、CuSO4等无机盐类形成结晶状物质，称为结晶醇。如MgCl2·6CH3OH、CaCl2·4CH3OH、CaCl2·4C2H5OH等，这些结晶醇溶于水而不溶于有机溶剂。利用这一性质可除去有机物中混有的少量杂质醇，如乙醚中含有少量的乙醇，可以加入CaCl2生成结晶醇而从乙醚中沉淀出来。
三、醇的化学性质
1.醇的结构
一元醇的通式为R—OH，羟基（—OH）是醇的官能团，醇也可看做是水分子的一个氢原子被脂肪烃基取代后的生成物。以最简单的醇——甲醇CH3OH为例，其C—O—H键的键角为108.9°，故认为醇羟基的氧原子为不等性sp3杂化，外层6个电子分布在四个sp3杂化轨道上，其中两个单电子分别占有两个sp3杂化轨道，与C和H分别形成O—C键和O—H键，
第1节　醇
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余下两对未共用电子对分别占有另外两个sp3杂化轨道，形成的O—H键则以交叉式优势构象介于两个C—H键之间。由于氧的电负性较强，所以在醇分子中的C—O键和O—H键都有较强的极性。醇羟基和醇分子本身的极性对醇的物理性质和化学性质有较大的影响。
醇的化学性质主要由其官能团决定，而反应活性则受烃基的影响。
醇分子中的C—O和O—H键都是极性很强的键，易受到外来试剂的进攻，是反应的主要部位。此外，由羟基所产生的诱导效应增强了α-H和β-H的活性，也会发生或参与某些反应。
第1节　醇
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2.羟基中氢的反应（O—H键的断键）
（1）与活泼金属的反应　在醇分子中，由于氧原子的电负性较强，故羟基中的氢与水中的氢类似，可以被金属钠取代生成氢气，醇则生成相应的醇钠：
HO—H＋Na→NaOH＋1/2H2　剧烈反应，放热，自燃
RO—H＋Na→RONa＋1/2H2　反应缓和，放热，不自燃
　　醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼，当醇与金属钠作用时，比水与金属钠作用缓慢得多，而且所产生的热量不足以使放出的氢气燃烧。据此，某些反应过程中残留的钠可用乙醇处理。
由于烃基是给电子基团，叔醇的羟基受到三个给电子基团的影响，使氧原子上的电子云密度较高，相应地，氢原子和氧原子结合得也较牢，而伯醇的羟基只受到一个给电子基团的影响，氧原子上的电子云密度较低，氢原子受到的束缚力较小，所以不同类型的醇与金属钠反应的活性顺序是：
水＞甲醇＞伯醇＞仲醇＞叔醇
第1节　醇
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由于醇的酸性比水弱，其共轭碱烷氧基（RO－）的碱性就比OH－强，所以醇盐遇水会分解为醇和金属氢氧化物，在有机反应中，烷氧基既可作为碱性催化剂，也可作为亲核试剂进行亲核加成反应或亲核取代反应。
RONa＋H2O→ROH＋NaOH
醇和金属镁、铝等也能反应，生成醇镁或醇铝：
异丙醇铝、叔丁醇铝在有机合成中都是重要的化学试剂。
（2）与无机含氧酸的反应　醇和酸作用生成酯的反应称为酯化反应。醇和有机酸的酯化在羧酸一章中讨论，在此主要讨论一下醇与无机酸的酯化。
醇与硫酸作用得到硫酸氢酯，例如：
CH3CH2OH＋HOSO2OH→CH3CH2OSO2OH＋H2O
硫酸氢乙酯
第1节　醇
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硫酸氢酯是酸性酯，可以和碱作用生成盐。
把硫酸氢甲酯或硫酸氢乙酯在减压条件下进行蒸馏可以得到硫酸二甲酯或硫酸二乙酯：
硫酸二甲酯是无色油状有刺激性的液体，有剧毒，使用时应小心。它和硫酸二乙酯在有机合成中是重要的甲基化和乙基化试剂。
醇与浓硝酸作用可得硝酸酯：
ROH＋HONO2→RONO2＋H2O
硝酸酯
甘油与硝酸通过酯化反应可制得三硝酸甘油酯，它俗称硝化甘油，是一种炸药。临床上用于血管舒张，治疗心肌梗死和胆绞痛。
第1节　醇
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3.羟基被卤原子取代（C—O键的断裂）
醇的羟基可以与HX、PX3、PX5或SOCl2（亚硫酰氯或氯化亚砜）等反应而被卤素取代，生成卤代烃。
（1）与氢卤酸反应　醇与氢卤酸作用，羟基被卤素取代而生成卤代烃和水：
这个反应是可逆的，酸的性质和醇的结构都影响这个反应的速度。
HX的活性次序是：HI＞HBr＞HCl。
醇的活性次序是：烯丙型醇和苄醇＞叔醇＞仲醇＞伯醇。
第1节　醇
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如果是同样的伯醇，与浓HI作用，加热即可生成碘代烃，与浓HBr作用必须在H2SO4存在下加热才能生成溴代烃，与浓HCl作用必须有ZnCl2作为催化剂才能生成氯代烃。
将浓盐酸和无水氯化锌所配的溶液称为卢卡斯（Lucas）试剂，六个碳以下的一元醇可以溶解在这个试剂中，而生成的卤代烃因不溶而呈现浑浊，根据呈现浑浊的快慢即可鉴别不同的醇。注意此反应的鉴别只适用于含六个碳以下的伯、仲、叔醇异构体，因高级一元醇也不溶于卢卡斯试剂。例如：
（2）与卤化磷（PX3、PX5）反应　醇与PX3反应，生成相应的卤代烃和亚磷酸，此反应不易发生重排，产率较高，是制备溴代烃和碘代烃的常用方法。氯代烃常用PCl5与醇反应制备：
第1节　醇
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ROH＋PX3→RX＋H3PO3
ROH＋PCl5→RCl＋POCl3＋HCl
（3）与亚硫酰氯（氯化亚砜）反应　亚硫酰氯SOCl2（氯化亚砜）和醇反应，可直接得到氯代烃，同时生成二氧化硫和氯化氢两种气体，易于分离。
ROH＋SOCl2→RCl＋SO2↑＋HCl↑
这是制备氯代烃的常用方法，此反应不仅速率快，反应条件温和，产率高，而且不生成其他副产物。
4.脱水反应
醇的脱水反应有两种方式，一种是分子内脱水生成烯烃，另一种是分子间脱水生成醚。
（1）分子内脱水　醇与脱水剂（浓硫酸、三氧化二铝）共热能发生脱水反应。醇的脱水反应是制备烯烃常用方法之一。
第1节　醇
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结构不同的醇分子内脱水难易程度是不一样的。例如：
伯、仲、叔醇脱水由易到难的顺序是：叔醇＞仲醇＞伯醇。
醇的脱水与卤代烃的脱卤化氢一样，遵循查依采夫规则，即从含氢数目较少的β碳原子上消除氢。但是对某些不饱和醇脱水时，首先要考虑的是能否生成含稳定的共轭体系的烯烃。
例如:
第1节　醇
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有的醇在进行E1消除脱水时会产生重排产物，例如：
但是在Al2O3催化下，很少发生重排，并且Al2O3则经再生后可重复使用，但反应温度较高。例如：
（2）分子间脱水　醇在相对较低的温度下加热进行分子间的脱水反应生成醚。例如乙醇在140℃时在浓H2SO4的作用下主要发生分子间脱水生成乙醚：
第1节　醇
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其反应历程是：首先生成质子化的醇，然后由另一分子醇中带部分负电荷的氧进行亲核取代反应生成醚：
如果是仲级或叔醇，反应可按SN1历程进行。
由此可见，醇的分子内脱水和分子间脱水其实就是消除反应和亲核取代反应之间的竞争，一般情况下，高温有利于分子内脱水生成烯，低温有利于分子间脱水生成醚。而叔醇脱水只生成烯烃，不会生成醚，因为叔醇消除倾向大。
5.氧化反应
醇分子中由于羟基的影响，使得α-氢较活泼，容易发生氧化反应。伯醇和仲醇由于有α-氢存在容易被氧化，而叔醇没有α-氢难氧化，不同类型的醇得到不同的氧化产物。
第1节　醇
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（1）强氧化剂氧化　酸性高锰酸钾和酸性重铬酸钾是常用的氧化剂。伯醇首先氧化成醛，醛能继续被氧化为酸，仲醇氧化生成含同数碳原子的酮。
　　
叔醇分子中不含α-H，一般反应条件下不被氧化；若在强烈条件下氧化（如在酸性条件下加热），原料首先脱水成烯烃，烯烃再被氧化成小分子化合物。如：
第1节　醇
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上述氧化剂氧化醇时，反应前后有明显的颜色变化。如采用K2Cr2O7的硫酸溶液为氧化剂，氧化前后溶液的颜色将由六价铬（Cr6＋）的橙黄色还原为三价铬（Cr3＋）的绿色，因此，可根据溶液颜色的变化来区别伯醇（仲醇）和叔醇。此外，检测汽车驾驶员是否饮酒的呼吸分析仪就是根据醇能被K2Cr2O7氧化而设计的，最低限80mg。
（2）其他选择性氧化剂氧化　沙瑞特（Sarrett）试剂氧化：CrO3和吡啶的配合物，能迅速将伯醇氧化成醛、仲醇氧化成酮，产率高，而且对双键无影响。例如：
第1节　醇
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琼斯（Jones）试剂氧化：该试剂是将CrO3溶于稀H2SO4中，然后滴加到被氧化醇的丙酮溶液中，分子中的碳碳双键不受影响，且产率较高。
?
新制的二氧化锰（MnO2）试剂可将β碳上为不饱和键的伯醇、仲醇氧化为相应的醛和酮，不饱和键不受影响，产率较高；在叔丁醇铝或异丙醇铝存在下，仲醇和丙酮一起反应，醇把两个氢原子转移给丙酮，变成酮，而丙酮被还原为异丙醇。
（3）脱氢氧化　伯醇、仲醇的蒸气在高温下通过催化剂活性铜时发生脱氢反应，生成醛或酮：
第1节　醇
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脱氢反应是可逆的，为使反应完全，往往通入空气，使氢被氧化成水。目前工业上由甲醇制备甲醛，乙醇制备乙醛都采用这种方法。
叔醇分子中没有α-氢，不能脱氢，只能脱水生成烯烃。
四、个别化合物
1.甲醇
甲醇（木精）是一种无色易燃的液体，沸点是65℃。能溶于水和许多有机溶剂，但不形成共沸物，直接分离可达到99％的纯度，余下的水可加入金属镁除去。
甲醇毒性很强，严重损伤视神经和中枢神经，10mL可使人失明，30mL致人死亡。
目前工业上将一氧化碳和氢在250℃和100个大气压下，以铜、锌和铬的氧化物为催化剂直接合成甲醇。
甲醇用途很广，主要用来制备甲醛以及在有机合成工业中用做甲基化剂和溶剂，也可加入汽油或单独用做汽车或飞机的燃料。
第1节　醇
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2.乙醇
乙醇（酒精）也是一种无色易燃的液体，沸点78.4℃，比重为0.789。
乙醇是重要的工业原料和溶剂，医药上用做消毒剂，又可做防腐剂和燃料。医用酒精是75％的乙醇，在此浓度下的酒精溶液消毒杀菌效果最好。
人的酒量有大有小，这与人体内含有的两种乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的含量有关。第一种酶能在体内有效催化氧化乙醇为乙醛，后者再在乙醛脱氢酶的作用下，分解为CO2和H2O。这两种酶的含量少，酒中乙醇在人体内不易转化，就引起酒醉现象。
3.乙二醇
乙二醇（甘醇）是一种有甜味而有毒的黏稠液体，沸点197℃，可与水、乙醇或丙酮混溶，但不溶于极性较小的乙醚。乙二醇的熔点低，为－16℃。与水混溶后，可降低水的冰点。40％乙二醇的水溶液冰点为－25℃，60％的水溶液的冰点为－49℃，是较好的防冻剂。
第1节　醇
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乙二醇一般都由乙烯制备，有两种主要的方法：乙烯次氯酸化法和乙烯氧化法。
乙二醇可作为高沸点溶剂，也是合成树脂、合成纤维的主要原料。
4.丙三醇
丙三醇（甘油）是一种无色、黏稠带有甜味的液体，沸点是290℃（分解），能与水混溶，不溶于有机溶剂，吸湿性很强，被广泛用做“吸湿剂”。
甘油过去是从肥皂工业的副产品得到，近代工业则用石油裂解气中的丙烯来合成。
甘油在纺织、医药、化妆品工业及日常生活中用途很广，如与硝酸反应得到的硝化甘油是军工炸药和弹药的生产原料，硝化甘油也可用做医用药治疗心绞痛和心肌梗死。
第1节　醇
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5.苯甲醇
苯甲醇（苄醇）是无色有香味的液体，可溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，能被空气缓慢氧化为苯甲醛。苯甲醇有素馨香味，多用于香料工业。另外，它有微弱的麻醉作用，常用做医用局部麻醉剂。
第2节　酚
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一、分类及命名
羟基直接与芳香环相连的化合物统称为酚，通式为ArOH。依据芳香环的不同，酚可以分为苯酚、萘酚等；依据芳环上所连羟基的个数，可以分为一元酚、二元酚以及多元酚。
酚的命名是在“酚”字的前面加上芳香基的名称，以此作为母体，将其他取代基的位次和名称写在母体名称的前面。例如:
第2节　酚
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当芳香环上有比羟基更优先的官能团时，以优先的官能团作为母体，羟基作为取代基。
例如:
二、酚的物理性质
常温下除极少数酚是高沸点液体外，大多数酚都是以无色晶体的形式存在，在空气中容易被氧化而呈现粉红色，长时间放置则会变成深棕色。由于酚的分子中含有羟基，可以形成分子间氢键，所以酚的沸点比相对分子质量相近的芳烃或卤代芳烃要高。
酚中的羟基也可以与水分子间形成较强的氢键，所以酚在水中也有一定的溶解度，而且随着羟基个数的增多或温度的升高，溶解度增大。酚易溶于乙醇、乙醚、苯、卤代烃等有机溶剂中。
给出一些常见的酚的物理常数。
第2节　酚
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当酚羟基的邻位有硝基、羟基等基团时，由于可以形成分子内氢键，所以其沸点都比相应的间位、对位取代产物的沸点低。
三、酚的化学性质
酚羟基中的氧以sp2杂化与苯环相连，未杂化p轨道中的一对电子与苯环的大π键之间形成p－π共轭体系。在这个共轭体系中，氧原子上的电子云向苯环上转移，从而使得苯环上电子云密度增大，而氧原子上电子云密度减小，氢氧键更易断开，而碳氧键不易断裂，表现出酚与醇在化学性质上具有较大的差异。酚的化学性质总体上表现为酚羟基的酸性增强，苯环上的亲电取代反应活性增大。
1.酚的酸性
苯酚可以与氢氧化钠作用形成苯酚钠而溶于水中，说明苯酚具有酸性。醇与氢氧化钠很难起作用，表明苯酚的酸性比醇强。一般绝大多数醇的pKa值为18左右，而酚的pKa值则小于11。
第2节　酚
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在苯酚钠的水溶液中通入CO2，可以使苯酚重新游离出来而出现混浊，说明苯酚的酸性比碳酸弱。
苯环上连有的强吸电子基团如—NO2、—F等可以使其酸性增强，且吸电子基团越多影响越大。如2，4，6-三硝基苯酚的pKa值为0.25，酸性与三氟乙酸的酸性相当，为强酸，俗称苦味酸。相反，当苯环上连有给电子取代基时，如—CH3、—NH2等，它们会使苯环上的电子云密度增大，从而使得酚羟基不易离解释放出质子，所以酸性比苯酚的酸性减弱。
含酚的废水随意排放将会给环境造成严重的污染，对人和动物植物产生极为有害的影响。工业上处理含酚废水采用“磺化煤”（是由发烟硫酸与褐煤作用形成的一种含磺基的阳离子交换树脂）进行吸附处理，然后用碱液洗涤树脂。这样被吸附的酚变为钠盐而溶于水，再用酸处理酚钠溶液回收酚。
第2节　酚
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2.酚醚的生成
由于酚羟基与苯环形成p-π共轭体系，使得C—O键很难发生断裂，因此酚与醇不同，通常很难发生分子间的脱水反应生成醚。酚醚的生成一般是在碱性条件下生成酚盐后再与卤代烃或硫酸酯作用得到。
2，4-二氯苯氧乙酸又称为2，4-D，是一种植物生长调节剂，也是一种常用的除草剂。
3.与三氯化铁的显色反应
酚类化合物可以和三氯化铁溶液作用生成有颜色的络合物。苯酚与三氯化铁作用生成蓝紫色络合物：
第2节　酚
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酚中的羟基直接连在苯环上，相当于一种烯醇式结构。稳定的烯醇类化合物都可以与三氯化铁作用生成蓝色到紫色的配合物。一般酚类主要生成蓝色、紫色和绿色产物，而烯醇类则主要生成红褐色和红紫色产物，这种特殊的显色反应常用来鉴别酚类化合物的存在。
4.芳环上的反应
羟基是很强的第一类定位基，使得苯环的邻、对位上电子云密度增大，易于发生亲电取代反应，尤其当以酚盐负离子的形式存在时，这种活化作用更为明显，可以使一些在通常情况下不能与苯环发生亲电取代反应的弱亲电试剂也能与酚的芳环发生反应。
（1）卤代　苯酚的卤代反应非常容易进行。例如，常温下，溴与苯酚的水溶液反应生成2，4，6-三溴苯酚白色沉淀，该反应迅速，现象明显，且是定量进行，可用于定性和定量检验水中含有的万分之几的微量苯酚。
第2节　酚
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酚在酸性条件下或在CS2、CCl4等非极性溶剂中进行卤代，可以得到一取代产物：
（2）硝化　用浓硝酸很容易引起酚的氧化。由于羟基的致活作用，苯酚在室温下可直接用稀硝酸硝化得到邻硝基苯酚和对硝基苯酚。前者由于形成分子内氢键使得其沸点和溶解度较低，可以随水蒸气蒸出，而后者形成分子间氢键，不易被蒸出。
第2节　酚
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多元硝基苯酚的制备一般用间接的方法以避免苯酚的氧化。如苦味酸（2，4，6-三硝基苯酚）的制备就是先将苯酚磺化，再用硝基置换磺酸基得到。
（3）磺化　苯酚磺化产物受反应温度的影响较大。一般在室温时（15℃～25℃），苯酚与浓硫酸进行磺化主要得到邻羟基苯磺酸，在100℃时用稀硫酸磺化则主要得到对羟基苯磺酸，邻羟基苯磺酸和对羟基苯磺酸继续磺化都可以得到4-羟基-1，3-苯二磺酸：
（4）同醛的缩合反应　苯酚在酸或碱的作用下都能与甲醛发生缩合反应，生成在塑料和油漆工业中占重要地位的高分子化合物酚醛树脂。
第2节　酚
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在碱的作用下，苯酚生成酚盐负离子，通过电子的离域作用使得苯环上原羟基的邻、对位电子云密度增大，可以与甲醛的羰基碳发生亲核加成反应，生成邻、对位羟甲基化的取代产物：
酚盐继续与羟甲基酚盐发生加成反应即可聚合成为高分子化合物———酚醛树脂。如果所用甲醛的量与苯酚的量相当，得到的就是线型大分子，即热塑性酚醛树脂；如果甲醛过量，得到的就是体型大分子，即热固性酚醛树脂。在此树脂上引入磺酸基、羧酸基，就是强酸型和弱酸型阳离子交换树脂。
第2节　酚
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5.酚的氧化
酚非常容易被氧化剂氧化，生成有颜色的醌式结构，随着氧化剂和氧化条件的不同，产物也有所不同。
苯酚在醋酸中被氧化铬氧化生成对苯醌：
多元酚更容易被氧化。邻苯二酚可以被新生成的氧化银氧化成邻苯醌：
对苯二酚还能使溴化银还原成单质银，用做照相底片感光后的显影剂：
第2节　酚
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四、个别化合物
1.苯酚
苯酚俗称石炭酸，纯品为无色针状晶体，熔点41℃，在空气中可以被氧化呈红色至褐色。苯酚易溶于乙醚、乙醇等极性有机溶剂，难溶于水，但温度升高到65℃以上时，可与水以任意比互溶。苯酚可用做消毒剂和防腐剂，能使蛋白质变性，对皮肤有腐蚀性，一旦触及皮肤立即用乙醇擦洗。
苯酚在工业上大量用于酚醛树脂和其他高分子材料的合成原料，也可被催化氢化还原后用做制备尼龙-66的原料。苯酚可以从煤焦油中分离得到，工业上一般用异丙苯氧化法或氯苯水解法制备。
2.甲酚
甲酚是甲苯酚的邻、间、对三种异构体的统称。这三种异构体都存在于煤焦油中，沸点接近，溶解性相似，很难分离，一般使用的都是三种异构体的混合物，统称为甲酚。
第2节　酚
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甲酚的消毒能力比苯酚强，医药上常用的消毒剂“来苏儿”就是含47％～53％的三种甲酚的肥皂水溶液，也称“煤酚皂”，是常用的杀菌消毒液。由于甲酚的毒性比苯酚大，家庭使用时一般可稀释到3％～5％。甲酚可用于木材的防腐剂，也是农药、炸药和燃料等工业的原料。
3.对苯二酚
苯二酚也有邻、间、对三种异构体，都有还原性，可以还原银氨溶液，与FeCl3溶液作用显色。对苯二酚的还原性更强，常被用做显影剂，也被用做抗氧剂和阻聚剂（自由基链反应的抑制剂）。例如，在苯甲醛中加入千分之一的对苯二酚就可以有效地抑制其被氧氧化成为过氧酸，在储藏苯乙烯时，加入对苯二酚也可有效防止其发生聚合反应。
4.萘酚
萘酚有α和β两种异构体，都少量存在于煤焦油中。萘酚很容易发生亲电取代反应，主要用于合成燃料。
第2节　酚
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5.环氧树脂
苯酚与甲醛缩合生成酚醛树脂，同样苯酚也可以与丙酮发生缩合，生成的产物称为双酚A：
双酚A与环氧氯丙烷反应即可得到不同聚合度的产物——环氧树脂。这种环氧树脂是线性结构，与固化剂多元胺（如乙二胺）或多元酸酐（如均苯四甲酸二酐等）作用，生成具有胶连结构的高分子树脂。这种树脂具有极强的粘接力，俗称“万能胶”，可以牢固地黏合多种材料。同时，它还具有良好的热稳定性，吸湿性小，即使在潮湿的环境中也可保持粘接面具有较高的机械强度和绝缘性。用环氧树脂浸渍玻璃纤维制得的玻璃钢，质量轻，强度大，有很多用途。
第2节　酚
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6.离子交换树脂
在酚醛树脂中引入磺酸基或羧基等负性基团，就可以得到酚醛型阳离子交换树脂。
离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。
阳离子交换树脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂，其结构式可简单表示为R—SO3H，式中R代表树脂母体，其交换原理为：
这也是硬水软化的基本原理。
阴离子交换树脂含有季铵基［—N（CH3）3OH］、胺基（—NH2）或亚胺基（—NHR）等碱性基团。
第2节　酚
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它们在水中能生成OH－，与各种阴离子起交换作用，其交换原理为（以与Cl－交换为例）：
利用强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂，可把水中所含有的阳离子和阴离子杂质除去而得到去离子的纯水。使用后的阴、阳离子交换树脂可分别用无机酸或碱处理，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。
离子交换树脂的用途很广，主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。
第3节　醚
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一、醚的分类和命名
醚可以看做是水分子中的两个氢都被烃基取代的产物。醚类化合物都含有醚键。
1.醚的分类
醚可以根据醚键是否成环而分为链醚和环醚两大类。在链醚中，氧原子所连接的两个烃基相同的为简单醚；两个烃基不相同的为混合醚；两个烃基中有一个或两个是芳香基的称为芳香醚。例如：
第3节　醚
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2.醚的命名
结构简单的醚用普通命名法命名。命名时，先写出两个烃基的名称，后面加上“醚”字，“基”可以省掉。例如：
混合醚的命名先写较小的基团，再写较大的基团，后面加上“醚”字。芳香醚的命名把芳环写在前面。例如：
醚中的烃基比较复杂，或者分子中含有其他更优先的官能团时，则采用系统命名法。将较大的复杂的烃基作为母体，将较小的烃基和氧原子一起作为取代基（即烃氧基，RO—）。例如：
第3节　醚
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环醚一般命名为环氧化合物，以环氧为词头，同时标明环氧在碳链上的位次，写在母体烃的前面。例如：
含有较大环的环醚一般看做是含氧杂环化合物，按杂环衍生物来命名：
第3节　醚
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二、醚的物理性质
大多数醚都是易挥发、易燃的液体。醚分子中氧上没有活泼氢相连，不能形成氢键，所以醚的沸点比相同碳原子数醇的沸点要低很多，而与相对分子质量相近的烃的沸点接近。例如乙醚沸点为34.6℃，丁醇的沸点为117℃，而戊烷的沸点为36.1℃。醚中的氧可以与水分子间形成氢键，所以低级醚在水中有一定的溶解度，但随着烃基的增大，溶解度降低。乙醚微溶于水，100g水中可溶解8g左右，这与正丁醇在100g水中可溶解7.9g相近。而四氢呋喃和1，4-二氧六环却可以与水以任意比互溶。这主要是因为它们的结构不同，与水分子间形成氢键的难易程度不同。
三、醚的化学性质
醚的官能团为醚键，C—O—C。醚键中的氧为sp3杂化，所以醚是非线型分子，C—O—C键的键角为110°。
醚的化学性质比较稳定，不与一般的氧化剂、还原剂反应，在碱性介质中尤为稳定，因此醚经常被用做有机溶剂。
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常温下醚同金属钠也不起反应，因而可用金属钠干燥醚，但醚分子中的氧原子上有孤电子对，可以与酸作用，形成盐。另外醚键在一定条件下也可发生断裂。
1. 盐的形成
醚中的氧原子作为电子对给予体与强酸（如浓硫酸、盐酸等）作用，可以生成 盐而溶解于酸中：
因此，可利用这个反应鉴别醚与烷烃或醚与卤代烷。例如乙醚和戊烷的沸点相近，但乙醚能溶于冷的浓硫酸中成为均相溶液，而戊烷不溶于冷的浓硫酸，有明显的分层。
第3节　醚
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醚也能与强的路易斯酸如BF3、AlCl3、RMgX等作用形成 盐：
盐是不稳定的强酸弱碱盐，与水会分解为原来的醚和相应酸。
2.醚键的断裂
醚与浓强酸（如氢碘酸）共热，醚键中碳氧键的断裂生成卤代烷和醇，如有过量酸存在，则生成醇能进一步转变为卤代烷。例如：
混合醚反应时，一般是小的烃基断裂生成卤代烃，大的基团或芳香烃生成醇或酚。
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反应历程如下：
但含有叔烃基的混合醚，醚键优先在叔丁基一边断裂。因为这种断裂可生成较稳定的叔碳正离子（SN1历程）。
反应历程如下：
氢溴酸、盐酸没有氢碘酸活泼，发生上述反应时需要较大的浓度和较高的反应温度。
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3.过氧化物的形成
饱和的醚对一般的氧化剂是稳定的，但若将醚长期置于空气中或经过光照，也会发生缓慢的氧化生成醚的过氧化物。
醚的过氧化物不易挥发，受热后迅速分解引起爆炸。为防止醚的氧化，一般应避光密封保存于棕色瓶中，或者在其中加入抗氧化剂防止过氧化物的生成。蒸馏醚之前应先检查是否有过氧化物的存在，可使用酸性淀粉碘化钾试纸，如有过氧化物，试纸变蓝。也可使用硫酸亚铁-硫氰化钾混合溶液来检验，如有过氧化物，则溶液显血红色。过氧化物的去除是向其中加入5％FeSO4水溶液，使过氧化物还原分解。
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四、环醚
1.环氧乙烷
环氧乙烷为无色有毒的气体，沸点11℃，可与水混溶，能与空气形成爆炸混合物，爆炸范围3％～8％。它本身也可用做杀虫剂。
环氧乙烷是最小的环氧化合物。与一般醚稳定的化学性质不同，它的三元环结构使得分子内存在较强的环张力，极易与多种试剂发生开环加成反应。它不仅可以与酸发生反应，还能与不同的碱反应，而且反应条件温和，速度快。环氧乙烷是极重要的化工原料，由它出发可以制备许多种化工产品。
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第3节　醚
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反应得到的乙二醇可以用做高沸点溶剂以及防冻剂，也是用于制造涤纶的原料；乙二醇醚具有醇和醚的性质，是良好的有机溶剂，广泛用于纤维素酯和油漆工业；乙醇胺可用做溶剂、乳化剂以及合成洗涤剂的原料；环氧乙烷与格氏试剂的反应是用于制备增加两个碳原子的伯醇的重要方法。
环氧乙烷可以用乙烯在银催化下用空气氧化制取：
2.冠醚
冠醚是一种大环多醚类化合物，其结构是由多个乙二醇醚结构单元形成的环，由于形状类似皇冠，所以称为冠醚。
冠醚的名称记为a-冠-b，其中a表示冠醚环上的原子总数（包括碳原子和氧原子），b表示环上氧原子数。例如：
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第3节　醚
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例如在KCN和卤代烃的亲核取代反应中，KCN和卤代烃分属于水相和有机相，不能混溶，二者只能在两相的界面处反应，效率很低。如果在反应体系中加入18-冠-6，就可以与KCN形成配合物而将其带入有机相，使其与卤代烃在均相中反应。反应过程如下：
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图6-1
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图6-2
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图6-3
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表6-1
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表6-2
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表6-3
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表6-4

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