Ⅰ 乙醇物理常數
乙醇液體密度是0.789g/cm3,
乙醇氣體密度為1.59kg/m3,
式量(相對分子質量)為46.07g/mol。
沸點是78.2℃,
熔點是-114.3℃。
純乙醇是無色透明的液體,有特殊香味,易揮發。乙醇的物理性質主要與其低碳直鏈醇的性質有關。分子中的羥基可以形成氫鍵,因此乙醇黏性大,也不及相近相對分子質量的有機化合物極性大。20℃下,乙醇的折射率為1.3611。
溶解性
能與水以任意比互溶;可混溶於醚、氯仿、甲醇、丙酮、甘油等多數有機溶劑。
潮解性
由於存在氫鍵,乙醇具有較強的潮解性,可以很快從空氣中吸收水分。
羥基的極性也使得很多離子化合物可溶於乙醇中,如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氯化鎂、氯化鈣、氯化銨、溴化銨和溴化鈉等;但氯化鈉和氯化鉀微溶於乙醇。此外,其非極性的烴基使得乙醇也可溶解一些非極性的物質。
酒精作用
消毒用品
不同濃度的消毒劑:
99.5%(體積分數)以上的酒精稱為無水酒精。生物學中的用途:葉綠體中的色素能溶在有機溶劑無水乙醇(或丙酮)中,所以用無水乙醇可以提取葉綠體中的色素。
95%的酒精用於擦拭紫外線燈。這種酒精在醫院常用,在家庭中則只會將其用於相機鏡頭的清潔。
70%~75%的酒精用於消毒。這是因為,過高濃度的酒精會在細菌表面形成一層保護膜,阻止其進入細菌體內,難以將細菌徹底殺死。若酒精濃度過低,雖可進入細菌,但不能將其體內的蛋白質凝固,同樣也不能將細菌徹底殺死。其中75%的酒精消毒效果最好。
40%~50%的酒精可預防褥瘡。長期卧床患者的背、腰、臀部因長期受壓可引發褥瘡,如按摩時將少許40%~50%的酒精倒入手中,均勻地按摩患者受壓部位,就能達到促進局部血液循環,防止褥瘡形成的目的。
25%~50%的酒精可用於物理退熱。高燒患者可用其擦身,達到降溫的目的。用酒精擦拭皮膚,能使患者的皮膚血管擴張,增加皮膚的散熱能力,酒精蒸發,吸熱,使病人體表面溫度降低,症狀緩解。
注意:酒精濃度不可過高,否則可能會刺激皮膚,並吸收表皮大量的水分。
飲料製品
乙醇是酒主要成分(含量和酒的種類有關系)。
注意:日常飲用的酒內的乙醇不是把乙醇加進去,而是微生物發酵得到的乙醇,當然根據使用的微生物種類不同還會有乙酸或糖等有關物質。
有機原料
乙醇也是基本的有機化工原料,可用來製取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料,也是製取溶劑、染料、塗料、洗滌劑等產品的原料。
汽車燃料
乙醇可作為汽車燃料,也可與汽油混合作為混合燃料。
我國雅津甜高粱乙醇在汽油中佔10%。美國銷售乙醇汽油已有20多年的歷史。
Ⅱ 乙醇的物理性質。
乙醇分子來由烴基(—C2H5)和官能團羥自基(—0H)兩部分構成,其物理性質〔熔沸點、溶解性)與此有關。乙醇是無色、透明、有香味、易揮發的液體,熔點-117.3℃,沸點78.5℃,比相應的乙烷、乙烯、乙炔高得多,其主要原因是分子中存在極性官能團羥基(—OH)。密度0.7893g/cm3,能與水及大多數有機溶劑以任意比混溶。工業酒精含乙醇約95%。含乙醇達99.5%以上的酒精稱無水乙醇。含乙醇95.6%水4.4%的酒精是恆沸混合液,沸點為78.15℃,其中少量的水無法用蒸餾法除去。製取無水乙醇時,通常把工業酒精與新制生石灰混合,加熱蒸餾才能得到。工業酒精和衛生酒精中含有少量甲醇,有毒,不能摻水飲用。
Ⅲ 求乙醇的物理常數
性質
外觀與性狀: 無色液體,有特殊香味。
密度:0.789 g/cm^3; (液)
熔點:
Ⅳ 為什麼乙醇的蒸餾這個實驗用的是百分之九十五的酒精而不是純凈的酒精
因為製取超過95%的乙醇,常規的做法不存在,【需要用到化學手段】
而使用物理的蒸發方式,本來就只能得到95%的乙醇,事實上當濃度95%這個狀態下,乙醇和水形成了共沸物關系,二者將同時沸騰
將任意濃度的乙醇沸騰蒸發,然後收集蒸汽,冷凝,所得的乙醇只會趨近於95%
故而乙醇蒸餾實驗,當然只會使用95%這個濃度的乙醇進行。即便花錢製取超過這個濃度的乙醇,做完實驗馬上濃度跌回95%。
Ⅳ 乙醇的物理常數
乙醇的物理常數:
乙醇液體密度是0.789g/cm³,乙醇氣體密度為1.59kg/m³,相對密度(d15.56)0.816,式量(相對分子質量)為46.07g/mol。沸點是78.4℃,熔點是-114.3℃。純乙醇是無色透明的液體,有特殊香味,易揮發。
乙醇的物理性質主要與其低碳直鏈醇的性質有關。分子中的羥基可以形成氫鍵,因此乙醇黏性大,也不及相近相對分子質量的有機化合物極性大。
λ=589.3nm和18.35℃下,乙醇的折射率為1.36242,比水稍高。
(5)乙醇蒸餾物理常數擴展閱讀:
乙醇的毒理性:
1、毒性:低毒。急性毒性:LD50 7060mg/kg(大鼠經口);7340 mg/kg(兔經皮);LC50 37620 mg/m³,10小時(大鼠吸入);人吸入4.3 mg/L×50分鍾,頭面部發熱,四肢發涼,頭痛;人吸入2.6 mg/L×39分鍾,頭痛,無後作用。
2、刺激性:家兔經眼:500 mg,重度刺激。家兔經皮開放性刺激試驗:15 mg/24小時,輕度刺激。
3、亞急性和慢性毒性:大鼠經口10.2 g/(kg·天)、12周:體重下降,脂肪肝。
4、致突變性:(微生物致突變)鼠傷寒沙門氏菌陰性。
5、顯性致死試驗:小鼠經口1~1.5 g/(kg·天),2周,陽性。
6、生殖毒性:大鼠腹腔最低中毒濃度(TDL0):7.5 g/kg(孕9天),致畸陽性。
7、致癌性:小鼠經口最低中毒劑量(TDL0):340 mg/kg(57周,間斷),致癌陽性。
乙醇用途:
乙醇的用途很廣,可用乙醇製造醋酸、飲料、香精、染料、燃料等。醫療上也常用體積分數為70%~75%的乙醇作消毒劑等,在國防化工、醫療衛生、食品工業、工農業生產中都有廣泛的用途。
Ⅵ 乙醇的物理性質
乙醇分子由烴基(—C2H5)和官能團羥基(—0H)兩部分構成,其物理性質〔熔沸點、溶解內性)與此有關。乙醇容是無色、透明、有香味、易揮發的液體,熔點-117.3℃,沸點78.5℃,比相應的乙烷、乙烯、乙炔高得多,其主要原因是分子中存在極性官能團羥基(—OH)。密度0.7893g/cm3,能與水及大多數有機溶劑以任意比混溶。工業酒精含乙醇約95%。含乙醇達99.5%以上的酒精稱無水乙醇。含乙醇95.6%水4.4%的酒精是恆沸混合液,沸點為78.15℃,其中少量的水無法用蒸餾法除去。製取無水乙醇時,通常把工業酒精與新制生石灰混合,加熱蒸餾才能得到。工業酒精和衛生酒精中含有少量甲醇,有毒,不能摻水飲用。
Ⅶ 乙醇的蒸餾及沸點的測定的注意事項
乙醇的蒸餾及沸點的測定的注意事項:
()沸石必須在加熱前加入。如加熱前忘記加入,補加時必須先停止加熱,待被蒸物冷至沸點以下方可加入。若在液體達到沸點時投入沸石,會引起猛烈的暴沸,部分液體可能沖出瓶外引起燙傷或火災。如果沸騰中途停止過,在重新加熱前應加入乾燥過的沸石 。
(2)蒸餾時的速度不能太快,否則易在蒸餾瓶的頸部造成過熱現象或冷凝不完全,使溫度計讀得的沸點偏高;同時蒸餾也不能進行得太慢,否則由於溫度計的水銀球不能為蒸出液蒸氣充分浸潤而使溫度計上所讀得的沸點偏低或不規則。
實驗原理
液體物質在大氣壓下和一定溫度下存在氣液平衡當液體受熱溫度升高時, P0 同時升高,當P0 =大氣壓P時液體內部開始氣化,大量的液體分子逸出液體表面向外擴散,這時液體開始沸騰。
蒸餾分離原理
(1)水和乙醇沸點不同,用蒸餾或分餾技術,可將乙醇溶液分離提純。
(2)當溶液的蒸氣壓與外界壓力相等時,液體開始沸騰。據此原理可用微量法測定乙醇的沸點。
步驟:
1. 用酒精燈在石棉網下加熱,並調節加熱速度使餾出液體的速度控制在每移秒1滴~2滴。
記錄溫度剛開始恆定而餾出的一滴餾液時的溫度和最後一滴餾液流出時的溫度。當具有此沸點范圍(沸程)的液體蒸完後,溫度下降,此時可停止加熱。同時收集好除去前餾分後的餾液。千萬不可將蒸餾瓶里的液體蒸干,以免引起液體分解或發生爆炸。
2.稱量所收集餾分的質量或量其體積,並計算回收率。
微量法測乙醇沸點
沸點測定有常量法和微量法兩種,常量法可藉助簡單蒸餾或分餾進行。微量法測定沸點是置3滴~4滴乙醇樣品於沸點管中,再放入一根上端封閉的毛細管,然後將沸點管用小橡皮圈縛於溫度計旁,放入熱浴中進行緩慢加熱。加熱時,由於毛細管中的氣體膨脹,會有小氣泡緩緩逸出,在到達該液體的沸點時,將有一連串的小氣泡快速地逸出。此時可停止加熱,使浴液自行冷卻,氣泡逸出的速度即漸漸減慢。當氣泡不再冒出而液體剛要進入毛細管的瞬間(即最後一個氣泡縮至毛細管中時),表示毛細管內的蒸氣壓與外界壓力相等,此時的溫度即為該液體的沸點。
Ⅷ 乙醇的常壓蒸餾的實驗原理
將液體加熱至沸點,使液體變為氣體,然後再將蒸氣冷凝為液體,這兩個過程的聯回合操作稱為蒸答餾。
蒸餾是分離和純化液體有機混合物的重要方法之一。當液體混合物受熱時,由於低沸點物質易揮發,首先被蒸出,而高沸點物質因不易揮發或揮發的少量氣體易被冷凝而滯留在蒸餾瓶中,從而使混合物得以分離。
蒸餾法提純工業乙醇只能得到95%的乙醇,因為乙醇和水形成恆沸化合物(沸點78.1℃),若要製得無水乙醇,需用生石灰、金屬鈉或鎂條法等化學方法。
Ⅸ 無水乙醇物理常數
無水乙醇物理常數:
熔點:-114℃;密度:0.79g/cm3;沸點:78℃;揮發性:易揮發;折射率:1.3611(20℃);飽和蒸氣壓:5.33kPa(19℃);燃燒熱:1365.5kJ/mol。
乙醇在濃硫酸條件下迅速加熱升至170℃,生成乙烯,濃硫酸作為脫水劑、催化劑。乙醇與氫溴酸在加熱條件下反應,生成溴乙烷和水。
乙醇在濃硫酸條件下加熱至140℃,生成乙醚和水。乙醇與羧酸在濃硫酸存在下加熱,可生成對應的酯類化合物。乙醇與酸性高錳酸鉀溶液或酸性重鉻酸鉀溶液反應,可被氧化為乙酸。
作用與用途:
乙醇是重要的有機溶劑,廣泛用於醫葯、塗料、衛生用品、化妝品、油脂等各個方面,占乙醇總耗量的50%左右。乙醇是重要的基本化工原料,用於製造乙醛、乙烯、乙胺、乙酸乙酯、乙酸、氯乙烷等等。
並衍生出醫葯、染料、塗料、香料、合成橡膠、洗滌劑、農葯等產品的許多中間體,其製品多達300種以上,乙醇作為化工產品中間體的用途正在逐步下降,許多產品例如乙醛、乙酸不再採用乙醇作原料而用其他原料代替。
以上內容參考:網路——無水乙醇
Ⅹ 醇的物理化學性質
一、醇的物理性質
低級的一元飽和醇為無色中性液體,具有特殊的氣味和辛辣味道。水與醇均具有羥基,彼此可以形成氫鍵,根據相似相溶的原則,甲醇、乙醇和丙醇可與水以任意比例混溶,4~11個碳的醇為油狀液體,僅可部分地溶於水;高級醇為無臭、無味的固體,不溶於水。隨著相對分子質量的增大,烷基對整個分子的影響也越來越大,從而使高級醇的物理性質與烷烴近似。一元飽和醇的密度雖比相應的烷烴大,但仍比水輕。醇的沸點隨相對分子質量的增大而升高,在同系列中,少於10個碳原子的相鄰兩個醇的沸點差為18~20℃,高於10個碳原子者,沸點差較小。叉鏈醇的沸點總比相同碳原子數的直鏈醇低,如下表所示。
一些常見醇的名稱及物理常數
化合物
熔點/℃
沸點/℃
相對密度
甲醇
-97
64.7
0.792
乙醇
-115
78.4
0.789
正丙醇
-126
97.2
0.804
正丁醇
-90
117,8
0.810
正戊醇
-79
138.0
0.817
正己醇
-52
155.8
0.820
正庚醇
-34
176
—
異丙醇
-88.5
82.3
0.786
異丁醇
-108
107.9
0.802
異戊醇
-117
131.5
0.812
二級丁醇
-114
99.5
0.808
三級丁醇
26
82.5
0.789
環戊醇
—
140
0.949
環己醇
24
161.5
0.962
烯丙醇
-129
97
0.855
苯甲醇
-15
205
1.046
二苯甲醇
69
298
—
三苯甲醇
162.5
—
—
乙二醇
-16
197
1.113
1,3-丙二醇
—
215
1.060
1,2,3-丙三醇
18
290
1.261
低級醇的熔點和沸點比碳原子數相同的碳氫化合物的熔點和沸點高得多,這是由於醇分子間有氫鍵締合作用的結果。實驗結果顯示,氫鍵的斷裂約需要21~30KJ/mo1,這表明它比原子間弱得多(105~418KJ/mol)。醇在固態時,締合較為牢固;液態時,氫鍵斷開後,還會再形成;但在氣相或非極性溶劑的稀溶液中,醇分子彼此相距甚遠,各個醇分子可以單獨存在單獨存在。多元醇分子中有兩個以上位置可以形成氫鍵,因此沸點更高,如乙二醇沸點197℃。分子間的氫鍵隨著濃度增高而增加,分子內氫鍵卻不受濃度的影響。
二、醇的化學性質
醇的酸性和鹼性
醇羥基的氧上有兩對孤對電子,氧能利用孤對電子與質子結合。所以醇具有鹼性。在醇羥基中,由於氧的電負性大於氫的電負性,因此氧和氫共用的電子對偏向於氧,氫表現出一定的活性,所以醇也具有酸性。醇的酸性和鹼性與和氧相連的烴基的電子效應相關,烴基的吸電子能力越強,醇的鹼性越弱,酸性越強。相反,烴基的給電子能力越強,醇的鹼性越強,酸性越弱。烴基的空間位阻對醇的酸鹼性也有影響,因此分析烴基的電子效應和空間位阻影響是十分重要的。[2]
烴基的電子效應
在氣相下研究一系列醇的酸性次序,其排列情況如下:
(CH3)3CCH2OH > (CH3)3COH > (CH3)2CHOH > C2H5OH > CH3OH > H2O
這說明烷基是吸電子基團。醇在氣態時,分子處於隔離狀態。因此烷基吸電子反映了分子內在的本質。
烴基的空間效應
在液相中測定的醇的酸性次序與電子效應方面正好相反:
CH3OH > RCH2OH > R2CHOH > R3COH
這是因為在液相中有溶劑化作用,R3CO-由於R3C體積增大,溶劑化作用小,負電荷不易被分散,穩定性差,因此R3COH中的質子不易解離,酸性小。而RCH2O-體積小,溶劑化作用大。因此RCH2OH中的質子易於解離,酸性大。一般pKa值是在液相測定的,很多反應也是在液相中進行的。因此根據液相中各類醇的酸性的大小順序,認為烷基是給電子的。
各類醇的共軛酸在水中酸性的強弱,也由它們的共軛酸在水中的穩定性來決定,共軛酸的空間位阻小,與水形成氫鍵而溶劑化的程度愈大,酸性就愈低。如空間位阻大,溶劑化作用小,質子易離去,酸性強。[2]
醇羥基中氫的反應
由於醇羥基中的氫具有一定的活性,因此醇可以和金屬鈉反應,氫氧鍵斷裂,形成醇鈉(CH3CH2ONa)和放出氫氣。
由於在液相中,水的酸性比醇強,所以醇與金屬鈉的反應沒有水和金屬鈉的反應強烈。若將醇鈉放入水中,醇鈉會全部水解,生成醇和氫氧化鈉。雖然如此,在工業上制甲醇鈉或乙醇鈉還是用醇與氫氧化鈉反應,然後設法把水除去,使平衡有利於醇鈉一方。常用的方法是利用形成共沸混合物將水帶走轉移平衡。所沸共合物是指幾種沸點不同而又完全互溶的液體混合物,由於分子間的作用力,它們在蒸餾過程中因氣相和液相組成相同而不能分開,得到具最低沸點(比所有組分沸點都低)或晟高沸點(比所有組分沸點都高)的餾出物。這些餾出物的組成與溶液的組成相同,直到蒸完沸點一直恆定,如乙醇一苯一水組成三元共沸混合物,其沸點為64.9℃(乙醇18. 5%,苯74%,水7.5%),苯一乙醇組成二元共沸混合物,其沸點為68.3℃(乙醇32.4%,苯67. 6%)。由於乙醇一水形成共沸混合物,其沸點為78℃(乙醇95. 57%,水4. 43%),所以乙醇中含有少量的水不能通過蒸餾方法除去,可計算加入比形成乙醇苯一水三元共沸混合物稍過量的苯,先將水除去,然後過量苯與乙醇形成二元共沸混合物除去,剩下為無水乙醇。醇鈉的醇溶液,可通過上述去水方法得到。醇鈉及其類似物在有機合成中是一類重要的試劑,並常作為鹼使用。[2]
醇與含氧無機酸的反應
醇與含氧無機酸反應失去一分子水,生成無機酸酯。
醇與硝酸的反應過程如下:醇分子作為親核試劑進攻酸或其衍生物的帶正電荷部分,氮氧雙鍵打開,而後醇分子的氫氧鍵斷裂,硝酸部分失去一分子水重新形成氮氧雙鍵。
該類反應主要用於無機酸一級醇酯的制備。無機酸三級醇酯的制備不宜用此法,因為三級醇與無機酸反應時易發生消除反應。
醇與含氧無機酸的醯氯和酸酐反應,也能生成無機酸酯。
含氧無機酸酯有許多用途。乙二醇二硝酸酯和甘油三硝酸酯(俗稱硝化甘油)都是烈性炸葯。硝化甘油還能用於血管舒張、治療心絞痛和膽絞痛。科學家發現:硝化甘油能治療心臟病的原因是它能釋放出信使分子「NO」,並闡明了「NO」在生命活動中的作用機理。為此,他們榮獲了1998年諾貝爾生理學和醫學獎。
生命體的核苷酸中有磷酸酯,例如甘油磷酸酯與鈣離子的反應可用來控制體內鈣離子的濃度,如果這個反應失調,會導致佝僂病。[2]
醇羥基的取代反應
醇中,碳氧鍵是極性共價鍵,由於氧的電負性大於碳,所以其共用電子對偏向於氧,當親核試劑進攻正性碳時,碳氧鍵異裂,羥基被親核試劑取代。其中最重要的一個親核取代反應是羥基被鹵原子取代。常採用的方法如下:
1.與氫鹵酸的反應
(1)一般情況
氫鹵酸與醇反應生成鹵代烷,反應中醇羥基被鹵原子取代。
ROH+HX——>RX+H20
醇羥基不是一個好的離去基團,需要酸的幫助,使羥基質子化後以水的形式離去。各種醇的反應性為3°>2°>1°,三級醇易反應,只需濃鹽酸在室溫振盪即可反應,氫溴酸在低溫也能與三級醇進行反應。如用氯化氫、溴化氫氣體在0℃通過三級醇,反應在幾分鍾內就可完成,這是制三級鹵代烷的常用方法。
在氫鹵酸中,氫碘酸酸性最強,氫溴酸其次,濃鹽酸相對最弱,而鹵離子的親核能力又是I->Br->Cl-,故氫鹵酸的反應性為HI> HBr>HCl。若用一級醇分別與這三種氫鹵酸反應,氫碘酸可直接反應,氫溴酸需用硫酸來增強酸性,而濃鹽酸需與無水氯化鋅混合使用,才能發生反應。氯化鋅是強的路易斯酸,在反應中的作用與質子酸類似。
【用Lucas試劑鑒別一級醇、二級醇、三級醇】
濃鹽酸和無水氯化鋅的混合物稱為Lucas試劑。可用來鑒別六碳和六碳以下的一級、二級、三級醇別加入盛有Lucas試劑的試管中,經振盪後可發現,三級醇立刻反應,生成油狀氯代烷,它不溶於酸中,溶液呈混濁後分兩層,反應放熱;二級醇2~5min反應,放熱小明顯,溶液分兩層;一級醇經室溫放置1h仍無反應,必須加熱才能反應。
在使用Lucas試劑時須注意,有些一級醇如烯丙型醇(allylicalcohol)及苯甲型醇(benzylicalcohol),也可以很快地發生反應,這是因為p-π共軛,很容易形成碳正離子進行SN1反應。
各類醇與Lucas試劑的反應速率為
烯丙型醇,苯甲型醇,三級醇>;二級醇>;一級醇
氫鹵酸與大多數一級醇按SN2機理進行反應。
氫鹵酸與大多數二級、三級醇和空阻特別大的一級酵按SN1機理進行反應。
如果按SN機理反應,就有重排產物產生,如2-戊醇與氫溴酸反應有86% 2-溴戊烷與14% 3-溴戊烷;異丁醇在氫溴酸與硫酸中加熱反應,有80%異丁基溴與20%三級丁基溴,新戊醇由於β位位阻太大,得到的是重排產物2-甲基-2-溴丁烷。三級醇與氫鹵酸的反應一般不會發生重排,但三級醇易發生消除反應,所以取代反應需在低溫時進行。
2.與鹵化磷反應
醇與鹵化磷反應生成鹵代烷。
醇羥基是一個不好的離去基團,與三溴化磷作用形成CH3CH2OPBr2,Br進攻烷基的碳原子,-OPBr2作為離去基團離去。- OPBr2中還有兩個溴原子,可繼續與醇發生反應。
碘代烷可由三碘化磷與醇制備,但通常三碘化磷是用紅磷與碘代替,將醇、紅磷和碘放在一起加熱,先生成三碘化磷,再與醇進行反應。
氯代烷常用五氯化磷與醇反應制備。
上述方法中,最常用的是三溴化磷與一級醇、β位有支鏈的一級醇、二級醇生成相應溴代烷,在用二級醇及有些易發生重排反應的一級醇時溫度須低於0℃,以避免重排。紅磷與碘常用於一級醇制相應碘代烷。[2]3.與亞硫醯氯反應
若用亞硫醯氯和醇反應,可直接得到氯代烷,同時生成二氧化硫和氯化氫兩種氣體,在反應過程中這些氣體都離開了反應體系,這有利於反應向生成產物的方向進行,該反應不僅速率快,反應條件溫和,產率高,而且不生成其它副產物。一般用過量的亞硫醯氯並保持微沸,是一個很好的制氧代烷的方法。[2]4.經醇與磺醯氯反應為中間階段來制備鹵代烴
醇羥基必須在質子酸或路易斯酸催化下才可進行取代反應,而苯磺酸酯中酸根部分是很好的離去基團,因此這類酯比醇容易進行親核取代反應。
這樣將一級或二級醇通過與苯磺醯氯反應形成磺酸酯,再轉為鹵代烷,純度很好。磺醯氯可以由相應的磺酸與五氯化磷反應來制備。[2]
醇的氧化
一級醇及二級醇與醇羥基相連的碳原子上有氫,可以被氧化成醛、酮或酸;三級醇與醇羥基相連的碳原子上沒有氫,不易被氧化,如在酸性條件下,易脫水成烯,然後碳碳鍵氧化斷裂,形成小分子化合物。
1.用高錳酸鉀或二氧化錳氧化
醇不為冷、稀、中性的高錳酸鉀的水溶液所氧化,一級醇、二級醇在比較強烈的條件下(如加熱)可被氧化。一級醇生成羧酸鉀鹽,溶於水,並有二氧化錳沉澱析出,中和後可得羧酸。
二級醇可氧化為酮。但由於二級醇用高錳酸鉀氧化為酮時,易進一步氧化使碳碳鍵斷裂,故很少用於合成酮。
三級醇在中性、鹼性條件下不易為高錳酸鉀氧化,在酸性條件下,則能脫水成烯,再發生碳碳鍵斷裂,生成小分子化合物。
高錳酸鉀與硫酸錳在鹼性條件下可製得二氧化錳,新制的二氧化錳可將β碳上為不飽和鍵的一級醇、二級醇氧化為相應的醛和酮,不飽和鍵可不受影響。[2]2.用鉻酸氧化
鉻酸可作為氧化劑的形式有:Na2Cr2O7與40%~50%硫酸混合液、CrO3的冰醋酸溶液、CrO3與吡啶的絡合物等。
一級醇常用NaCr2O7與40%~50%硫酸混合液氧化,先得醛,醛進一步氧化為酸。如控制合適的氧化條件,在氧化成醛後立即將其從反應體系中蒸出,可避免醛進一步被氧化為酸,反應需在低於醇的沸點,高於醛的沸點溫度下進行將丙醇滴加到溫度為~75℃的NaCr2O7,H2SO4,H2O的溶液中,一旦生成丙醛,就被蒸餾出來。這種反應產率不高,因為總有一部分醛氧化為酸。醛的沸點低於100℃才能用此法,因此它的用途是非常有限的。
二級醇常用上述幾種鉻酸氧化劑氧化,酮在此條件下比較穩定。因此是比較有用的方法。
用鉻酐(CrO3)與吡啶反應形成的鉻酐一雙吡啶絡合物是吸潮性紅色結晶,稱Sarrett(沙瑞特)試劑,可使一級醇氧化為醛,二級醇氧化為酮,產率很高,因為吡啶是鹼性的,對在酸中不穩定的醇是一種很好的氧化劑,反應一般在二氯甲烷中於25℃左右進行。分子中如有雙鍵、三鍵,氧化時不受影響。
二級醇還可以被Jones(瓊斯)試劑氧化成相應的酮,若反應物是不飽和的二級醇,用Jones試劑氧化時生成相應的酮而雙鍵不受影響,該試劑是把鉻酐溶於稀硫酸中,然後滴加到要被氧化的醇的丙酮溶液中,反應在15~20℃進行,可得較高產率的酮。
如用過量鉻酸並反應條件強烈,雙鍵也被氧化成酮或酸。
【用鉻酐的硫酸水溶液鑒別一級醇、二級醇】
一級醇、二級醇可使清澈的鉻酐的硫酸水溶液由橙色變為不透明的藍綠色。三級醇無此反應。烯烴、炔烴也無此反應。上述反應的原因是一級醇與二級醇起了氧化作用。[2]3.用硝酸氧化
一級醇能在稀硝酸中氧化為酸。二級醇、三級醇需在較濃的硝酸中氧化,同時碳碳鍵斷裂,成為小分子的酸。環醇氧化,碳碳鍵斷裂成為二元酸。
4.Oppenauer氧化法
另一種有選擇性的氧化醇的方法叫做Oppenauer(歐芬腦爾)氧化法(oxidation methods),即在鹼如三級丁醇鋁或異丙醇鋁的存在下,二級醇和丙酮(或甲乙酮、環己酮)一起反應(有時需加入苯或甲苯做溶劑),醇把兩個氫原子轉移給丙酮,醇變成酮,丙酮被還原成異丙醇。該反應的特點是,只在醇和酮之間發生氫原子的轉移,而不涉及分子的其它部分。所以在分子中含有碳碳雙鍵或其它對酸不穩定的基團時,利用此法較為適宜。因此該法也是由一個不飽和二級醇制備不飽和酮的有效方法。[2]5.用Pfitzner—Moffatt試劑氧化
一級醇在Pfitzner(費茲納)- Moffatt(莫發特)試劑的作用下,可以得到產率非常高的醛。這個試劑是由二甲亞碸和二環己基碳二亞胺組成。二環己基碳二亞胺英文名叫dicyclohexylcarbodiimide,簡稱為DCC,是二取代脲的失水產物。這是一個非常重要的失水劑(dehydrating agent)。如對硝基苯甲醇在磷酸和這個試劑的作用下,得到92%產率的對硝基苯甲醛。
在這個反應中,環己基碳二亞胺接受一分子水,變為脲的衍生物,而二甲亞碸變為二甲硫醚。這個氧化劑也可用於氧化二級醇。
在進行氧化反應時必須注意:許多有機物與強氧化劑接觸會發生強烈的爆炸,岡此在使用高錳酸鉀、高氯酸以及類似氧化劑時,一定要在溶劑中進行反應,因為溶劑可使放出的大量熱消散,減緩反應速率。[2]
醇的脫氫
一級醇、二級醇可以在脫氫試劑(dehydrogenating agent)的作用下,失去氫形成羰基化合物,醇的脫氫一般用於工業生產,常用銅或銅鉻氧化物等作脫氫劑,在300℃下使醇蒸氣通過催化劑即可生成醛或酮。此外Pd等也可作脫氫試劑。