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1、2022-4-16指分子中含碳碳双键C=C 的开链烃 ,也叫不饱和烃。H2C=CH2 、CH3-CH=CH2 、 CH3CH2CH=CH2烯烃通式: CnH2n一.烯烃的同分异构现象1.构造异构CH3-CH-CH2-CH=CH2 、CH3-CH2-CH-CH=CH2CH3CH3第三章 烯烃和二烯烃(1)碳链异构(一)烯烃的通式(二)烯烃的同分异构2022-4-162.顺反异构: 由于双键不能自由旋转引起的。(2)官能团位置异构CH3-CH2-CH=CH2 、CH3-CH =CH-CH3C CHHCH3HC CHHCH3CH3C CHHCH3Cl没有顺反异构乙烯结构的特点乙烯结构的特点:乙烯分子
2、是平面的,两个碳原乙烯分子是平面的,两个碳原子核四个氢原子处于一个平面;子核四个氢原子处于一个平面; C=C双键不能绕双键不能绕键轴自由旋转。键轴自由旋转。由于上述两种原因,当两个由于上述两种原因,当两个各连各连,可能产生两种不同的空间排,可能产生两种不同的空间排列方式。列方式。2022-4-16二.烯烃的结构:1.碳原子的sp2杂化:2022-4-162. 乙烯的分子结构:实验测定平面分子116.60121.70C CHHHH1 +1 乙烯 H2C = CH2 sp2杂化 2022-4-16 键特点肩并肩式交叠,重叠小、不牢固、不能沿键轴旋转。HHHH 键和 键的空间关系2022-4-162
3、9页:课内练习2:有有无无2022-4-161. 普通命名法: 根据碳原子数称为“某烯”,适用于简单烯烃。三. 烯烃的命名:烯烃去掉一个H后的基团称为烯基。例如: CH2=CHCH2=CHCH2CH3CH=CH烯丙基 异丙烯基乙烯基 丙烯基 CH2=CCH3CH2 CH2CH2 CHCH3CH2 CCH3CH3乙烯丙烯异丁烯2022-4-162. 系统命名:(1)选主链:选含有双键的最长碳链作为主链;(2)编号:从距离双键最近的一端开始编号;(3)书写:把双键中碳原子位号较小的编号写在名称“烯”的前面。CH3CH2CCHCH2CH3CH33甲基2乙基1丁烯 2022-4-163-3-甲基甲基-
4、2-2-戊戊烯烯 3-3-甲基甲基-5-5-乙基乙基-2-2-庚庚烯烯2-2-乙乙基基戊烯戊烯5-5-甲甲基基-3-3-丙基丙基庚烯庚烯2022-4-16badcC Cbadca b ; c d ( Z )- (E )-2)Z、E命名法 (德文:Z是Zusammen,E是Entgegen)Z式:双键碳原子上两个较优基团或原子处于双键同侧。E式:双键碳原子上两个较优基团或原子处于双键异侧。1)顺反命名法: 同侧为顺,异侧为反同侧为顺,异侧为反(适用于简单结构适用于简单结构)3. 顺反异构体的命名C=CClClHHC=CCH3CH3HH2022-4-16优先基团确定“次序规则”:1)比较与双键碳原
5、子直接相连的原子的原子序数大小,大者为“较优”基团。例如:I (53)Br(35)Cl(17)S(16) F(9)ONCH(2)如果与双键碳原子相连的第一个原子相同, 则考虑第二个, 依此类推。结论:异丙基 丙基 乙基 甲基C=CCH3H CH2CH3CH3HC=C ClBrCl例如:C CHCH3CH3CH2CH32022-4-16(3)若与双键或叁键相连, 看做连两个或三个相同的原子.C=CCH3H CH2CH3CH=CH2 CH=CH2 CH2CH3HCH3C=C(Z)-3-乙基-1, 3-戊二烯(E)-3-乙基-1, 3-戊二烯例:2022-4-16注意:顺反异构体命名注意:顺反异构体
6、命名 何时用何时用“顺顺/反反” 何时用何时用“Z/E”表示构型?表示构型?C=Cbaba可用可用“顺顺/反反”也可用也可用“Z或或E”C=Cdabc只能用只能用“Z/E”C=CClH3CClCH3C=CBrH3CClC2H52022-4-16例:命名(E)-5-甲基-2-己烯 (Z)-2-戊烯 C CCH3HCH3CH2HC CHCH2CH(CH3)2CH3H(Z)-2, 3, 4-三甲基-3-己烯 C CCH3CH(CH3)2CH3CH3CH22022-4-1631页:课内练习 (1) (3) (4)(1) 3,3-二甲基丁烯(3)(E)-4-甲基-2-戊烯(4)(Z)-4-甲基-3-乙基
7、-2-戊烯2022-4-16四. 烯烃的化学性质:一. 加成反应1. 催化加氢(还原)常用催化剂: Pt、Pd、Ni2022-4-16例: 请鉴别CH3CH3 和 CH2=CH2马氏规则(经验规则)带正电荷的原子总是加到含氢较多的双键的碳上,而带负电荷的原子主要加到含氢较少的双键碳原子上。CH2CH3CH=CH2 +CH3CHHXCH3XXCH3CH22-卤代丙烷1-卤代丙烷2. 亲电加成亲电试剂缺电子的物种(试剂)-由亲电试剂的进攻而引起的加成反应常见的亲电试剂:正离子、Br-Br、H-Cl、HOSO2OH(1)与卤素加成: 鉴别烯烃无色(红棕色褪去)无色(红棕色褪去)( Br2 / CCl
8、4 ) 红棕色红棕色CH CH2 + Br2CH3CH3CH CH2BrBrCCl4溴褪色,用溴褪色,用于鉴别。于鉴别。结论:结论:C=CC=C双键与溴加成是检验双键与溴加成是检验C=CC=C双键的一个方法(不是唯一)。双键的一个方法(不是唯一)。2022-4-16练习:CH3 C CH3CH3Br过氧化物存在时, 遵循反马氏规则:过氧化物过氧化物CH3 C CHCH3BrHCH3CCH3 CH2+HBrCH3CCH3 CH2+HBr2022-4-16(3)与水加成(硫酸或磷酸催化) 直接水合法制醇(4)与H2SO4加成: 可生成硫酸氢酯应用:制备醇类。 CH2+CH3HH3PO4/硅藻土30
9、00C,4MPaOHCHCH CH3OHCH3CH CH2+H2SO4CH CH3CH3OSO3HCH3H2OCH CH3OHCH3(H-OSO3H)2022-4-16(二)氧化反应: 使高锰酸钾褪色, 鉴别烯烃(1) 高锰酸钾氧化 条件温和氧化冷的中性或弱碱性高锰酸钾水溶液在双键处引入两个羟基,生成邻二醇,高锰酸钾溶液的紫色褪去 +3RCH CHR2KMnO4+4H2O3RCHCHROHOH+2MnO2+2KOH反应后高锰酸钾溶液的紫色褪去,生成褐色二氧化锰沉淀。因此是鉴别碳碳双键的常用方法之一。2022-4-16 条件强烈氧化酸性高锰酸钾水溶液RCH= RCOOHCH2= CO2 + H2
10、OC= C=ORRRR例:HKMnOCHRCH/24例:CH3CH2CH=C(CH3)2KMnO4H+RCOOH + CO2 + H2OCH3CH2COOH +2022-4-1636页:课内练习CH3 C CH2CH3BrCH3CH3 CH CH3OHCH3 C O CH3+ CO2 +H2O2022-4-16练习:某烯烃分子式为C5H10,用高锰酸钾氧化后,得到乙酸(CH3COOH)和丙酮(CH3COCH3),试推断该烯烃的结构式。C CHCH3CH3CH32022-4-16(三) -氢原子的卤代反应:取代反应小于300: 加成; 高温或光照: -氢原子被取代CH3CH=CH2+Cl2ClC
11、H2HCl+CH=CH2500 练习:CH3CCH3 CH2+Cl2室温5000CCH3CCH3 CH2Cl ClCH2CCH3 CH2Cl2022-4-162022-4-16(四)聚合反应2聚合反应由低分子量的化合物相互作用生成高分子化合物的反应。 加成聚合反应加成聚合反应应用:1)聚乙烯薄膜;2)吹塑法制成各种容器,如:牛奶瓶等;3)聚乙烯纤维,如防弹背心。2022-4-16 由于分子内原子或基团电负性不同,引起成键电子云沿着原子链向某一方向移动的极化现象,简称I效应。例如,在氯丙烷分子中:电负性:ClC电子云偏向Cl共价键产生极性共价键极性沿碳链传递 诱导效应五. 诱导效应与马氏规则的解
12、释:吸电子诱导效应(-I): 比氢原子电负性大的原子或基团称为吸电子基,具有吸电诱导效应,一般用I表示;供电子诱导效应(+I): 比氢原子电负性小的原子或基团称为供电子基,具有供电诱导效应,一般用+I表示。常见原子或基团的诱导效应强弱次序为:吸电子基(I):-NO2、 -COOH 、-X(-F -Cl -Br -I ) 、 -OH、 RCC- 、 C6H5- 、 RCH=CR-。供电子基(+I):(CH3)3C- (CH3)2CH- CH3CH2- CH3-2022-4-162022-4-16马氏规则的解释CH3-为供电子基, 使双键电子云发生极化, 含氢较多的C电子云密度较大, 利于亲电试剂
13、的进攻.3323CHCHCHBrHHCHCCH+2022-4-16CH2CH CH2CHCH2CH2CCH2二烯烃:分子中含两个碳碳双键的烃。通式为CnH2n-2一、二烯烃分类1. 隔离二烯烃:两碳碳双键被两个以上的单键隔开。2. 累积二烯烃:两个双键连在同一C原子上。3. 共轭二烯烃:双键与单键间隔。CH2CHCHCH2第二节 二烯烃2022-4-16二. 二烯烃的命名1, 3 丁二烯课堂练习:1,3-戊二烯CH2C CH CH2CH32-甲基-1, 3 丁二烯1 2 3 4CH2 CH CH CH2CH2 CH CH CHCH31 2 3 4 52022-4-1638页:课内练习(1)2-
14、乙基-1,3-丁二烯(2)2-甲基-3-乙基-1,4-戊二烯(3)2,4-二甲基-1,3-己二烯(4)2,3,5-三甲基-1,4-己二烯2022-4-162022-4-16三. 共轭二烯烃的结构1. 1,3-丁二烯的结构2022-4-162022-4-162. 共轭体系和共轭效应(C)共轭效应: 共轭体系中, 形成键的所有原子互相影响,使整个电子云的分布趋向平均化的倾向, 称为共轭效应.特点:1 .键长平均化; 2.能量降低; 3.共平面性(1)共轭: 凡双键和单键交替排列的结构是由键和键形成的共轭体系,叫做-共轭体系。+共轭体系: 具有共轭键的体系称为共轭体系.2022-4-162022-4
15、-16(2) p共轭: 具有p轨道且与双键碳原子直接相连的原子,其p轨道与双键轨道平行并侧面重叠形成共轭,这种共轭体系叫p-共轭体系。如:氯乙烯的p-共轭体系.1. 共轭加成1, 2加成和1, 4-加成CH3CH2CH=CH2 + CH3CH=CHCH3 H2 / 催化剂催化剂Br2 , 4HBr40极性溶剂极性溶剂CH2CHCH=CH2 + CH2CH=CHCH2 BrBrBrBr30%70%HCH2CHCH=CH2 + CH2CH=CHCH2 HBrBr20%80%四. 共轭二烯烃的化学性质2022-4-162. 聚合反应:在催化剂存在下,共轭二烯烃可以聚合为高分子化合物。C=CCH2CH2CH3Hn顺-1,4-聚异戊二烯CH2CH2 CH3HnC C聚合2022-4-16上交作业:43页二.(1)三.(1) (2) (3)六.(1) (2) (7) (9)七. (1)