第19章 含硫、磷的化合物
§1、硫、磷原子的成键特征
价电子层构型
O 2S22p4 S 3S23P43d0
N 2S22P3 p 3S23P33d0
1. 由于价电子层构型类似,所以硫、磷原子可以形成与氧、氢相类似的共价键化合物。
醇 胺 硫醇 膦
2. 由于3P轨道比2P轨道比较扩散,它与碳原子的2P轨道的相互重叠不如2P轨道之间那样有效, 以硫、磷原子难以和碳原子形成稳定的P—Pπ键。
如 硫醛和硫酮,除了少数芳香硫酮(二苯硫酮)之外,一般不稳定,易于二聚,三聚或多聚成为只含σ键的化合物
3. 硫,磷除了利用3S,3P电子成键外,还可以利用能量上相接近的空3d轨道参与成键。
3d轨道参与成键有两种方式,一种是s电子跃迁到3d轨道上,形成由s. p. d电子组合而成的杂化轨道
磷原子 sp3d杂化 形成五个共价单键 PCl5
硫原子 sp3d2杂化 形成六个共价单键 SF6
另一种方式是利用它的空3d轨道,接受外界提供的未成键电子对形成d—Pπ键,如:亚砜,砜,磷酸酯都是含有这种d-Pπ键。
4、硫,磷原子常取sp3杂化态,与胺类似具有四方体构型
叔胺 叔膦 硫醚
季铵盐 季膦盐 锍盐
氧化叔胺 氧化叔膦 亚砜
§2、含硫有机化合物的主要类型和命名
一 结构类型
硫原子可以形成与氧相似的低价含硫化合物
硫醇 硫酚 硫醚
二硫化物 亚砜 砜
次磺酸 亚磺酸 磺酸
[ ] [ ]
硫醛 硫酮 硫代羧酸
硫脲 异硫氰酸酯 黄原酸酯
二 命名
含硫化合物的命名,只需在相应的含氧衍生物类名前加上“硫”字即可。
如:
异丙硫醇 2.2-二氯二乙硫醚
-SH作取代基命名时,与其他官能团的命名原则相同。
巯基乙酸
亚砜、砜、磺酸及其衍生物的命名,也只需在类名前加上相应的烃基就可以了。
二甲亚砜 对甲苯磺酸 环丁砜
对甲苯磺酰氯 对氨基苯磺酰胺
§3、有机硫化合物的性质及在有机合成上的应用
1 硫醇和硫酚
① 制备
硫脲法
② 反应
醇的氧化反应在与羟基相连的碳原子上,硫醇的氧化反应发生在硫原子上.
乙磺酸
1.3-二噻烷
2 硫醚,亚砜和砜
① 制备
②、反应
碘化三甲锍
98%可控制在生成亚砜阶段。
3. 应用
①、Raney Ni 脱硫反应
②、含S碳负离子在有机合成上的应用
(i) 的反应(相当于 )
可以与1。卤代烷进行烷基化反应,与醛酮进行亲核加成反应.
α-羟基酮
(ii) 亚砜和砜碳负离子反应.
β-酮亚砜 α-甲基酮
(iii) 硫叶立德反应
§4. 含磷有机化合物的分类和命名
一 分类
三价磷化合物:
伯膦 仲膦 叔膦
亚磷酸 烃基亚膦酸 二烃基次亚膦酸
亚磷酸酯 烃基亚膦酸酯 二烃基次亚膦酸酯
五价磷化合物:
磷酸 膦酸 次膦酸
磷酸酯 膦酸酯 次膦酸酯
五苯膦 亚甲基三烃基膦
二 命名
1 瞵、亚瞵酸和瞵酸的命名,在其相应的类名前加上烃基的名称
三苯膦 苯膦酸 甲基亚膦酸
2 凡属含氧的酯基,都用前缀O—烃基表示
o.o-二乙基苯膦酸酯
3 含P—X或P—N键的化合物可看作含氧酸的-OH基被-X、- NH2取代后所形成的酰卤或酰胺。如:
苯基亚膦酰氯 苯膦酰胺
三 wittig试剂及其反应
1 制备
Wittig 试剂对空气,水极敏感,加热易分解。
① 碱的强弱视季磷盐的α-H的酸性大小而定
磷盐的α-H酸性较小者,如 需用
磷盐的α-H酸性较大者,如 之类则用NaOH EtONa即可。
② 用来制备wittig试剂的卤代烃,可以是CH3X 1。 2。卤代烃,但是不能用3。卤代烃。卤代烃分子中还可以含
2 wittig反应
71%
58%
77%
四 阿尔布佐夫(H.E.Arbnzor)反应 即亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烃作用,生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烃
三烃基亚磷酸酯 二烷基磷酸酯
反应步骤: