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1、有机化学烯烃和炔烃现在学习的是第1页,共82页 分子中含有碳碳不饱和键且具有脂肪烃性质的碳氢化分子中含有碳碳不饱和键且具有脂肪烃性质的碳氢化合物,统称为不饱和脂肪烃。合物,统称为不饱和脂肪烃。一般把仅含有一个碳碳双键的不饱和开链烃一般把仅含有一个碳碳双键的不饱和开链烃,叫做单,叫做单烯烃,习惯上简称烯烃,习惯上简称烯烃烯烃。其通式为:。其通式为:CnH2n(n2的自然数),的自然数),C=C是烯烃的官能团。是烯烃的官能团。把含有一个碳碳叁键(把含有一个碳碳叁键(CC)的不饱和开链烃的不饱和开链烃,叫做,叫做炔炔烃烃,其通式为:,其通式为:CnH2n-2(n2的自然数),的自然数),CC是炔烃的
2、官能是炔烃的官能团。团。现在学习的是第2页,共82页第一节第一节 乙烯和乙炔分子的结构乙烯和乙炔分子的结构 由现代物理方法(电子衍射法、光谱法等)证明,乙由现代物理方法(电子衍射法、光谱法等)证明,乙烯分子为平面结构,分子上的原子都在同一个平面上。烯分子为平面结构,分子上的原子都在同一个平面上。一、乙烯分子的结构一、乙烯分子的结构现在学习的是第3页,共82页1 1、碳原子的、碳原子的spsp2 2杂化和杂化和键键 杂化轨道理论认为,在乙烯分子中,碳原子采取杂化轨道理论认为,在乙烯分子中,碳原子采取spsp2 2杂化,形成三个简并的杂化,形成三个简并的spsp2 2杂化轨道。杂化轨道。基态基态激
3、发态激发态杂化态杂化态激发激发杂化杂化问:问:三个三个spsp2 2杂化轨道在空间如何伸展比较合理?杂化轨道在空间如何伸展比较合理?现在学习的是第4页,共82页图图3-1 3-1 碳原子碳原子spsp2 2杂化轨道示意图杂化轨道示意图现在学习的是第5页,共82页 在乙烯分子中,存在四个在乙烯分子中,存在四个C CSPSP2 2-H-H1S1S键和一个共享的键和一个共享的C CSPSP2 2-C-CSPSP2 2键。同时,两个碳原子各剩下的一个未参与杂化的键。同时,两个碳原子各剩下的一个未参与杂化的p p轨道,它们相互平行且轨道,它们相互平行且“肩并肩肩并肩”地侧面重叠而成键,以地侧面重叠而成键
4、,以这种方式所形成的键叫做这种方式所形成的键叫做键键,键的电子云位于由键的电子云位于由键键所组成的平面的上下两侧。所组成的平面的上下两侧。现在学习的是第6页,共82页1、C=C双键上的两条短横线表示什么含义?双键上的两条短横线表示什么含义?2、构成、构成键的电子叫键的电子叫电子,乙烯分子中共有几个电子,乙烯分子中共有几个电电子?子?3、C=C双键之间能否双键之间能否像像C-C单键那样自由旋转?单键那样自由旋转?提问:提问:现在学习的是第7页,共82页 乙炔分子是直线形结构,键角乙炔分子是直线形结构,键角HCC=180,CC的键的键长为长为0.1205nm,C-H的键长为的键长为0.1058nm
5、。1、碳原子的、碳原子的sp杂化杂化二、乙炔分子的结构二、乙炔分子的结构基态基态激发态激发态杂化态杂化态激发激发杂化杂化现在学习的是第8页,共82页图图3-2 3-2 乙炔分子成键轨道示意图乙炔分子成键轨道示意图现在学习的是第9页,共82页杂化碳原子的比较杂化碳原子的比较化合物化合物 甲烷甲烷 乙烯乙烯 乙炔乙炔杂化方式杂化方式键角键角碳碳键长碳碳键长 电负性电负性sp3 sp2 sp109.5o 120o 180o单键单键 双键双键 叁键叁键Csp3 Csp2 Csp现在学习的是第10页,共82页2、键和键和键的区别键的区别键键键键由原子轨道按由原子轨道按“头碰头头碰头”方式方式重叠而成重叠
6、而成由原子轨道按由原子轨道按“肩并肩肩并肩”方式重叠而成方式重叠而成电子云在键轴呈圆柱形对称分电子云在键轴呈圆柱形对称分布布电子云在轨道的截面处有电子云在轨道的截面处有最大的分布密度最大的分布密度能自由旋转能自由旋转不能自由旋转不能自由旋转能量较低,键能大能量较低,键能大能量较高,键能小能量较高,键能小两个原子间只能有一个两个原子间只能有一个键键两个原子间可能有一个或两个原子间可能有一个或两个两个键键现在学习的是第11页,共82页第二节第二节 烯烃和炔烃的命名烯烃和炔烃的命名一、烯烃的命名一、烯烃的命名1 1、衍生命名法、衍生命名法 该法是以乙烯为母体,把其他烯烃看作是乙烯的烷基衍生该法是以乙
7、烯为母体,把其他烯烃看作是乙烯的烷基衍生物来命名。例如:物来命名。例如:CH3-CH=CH2 CH3-CH=CH-CH3 (CH3)2C=CH2甲基乙烯甲基乙烯对称二甲基乙烯对称二甲基乙烯不对称二甲基乙烯不对称二甲基乙烯现在学习的是第12页,共82页2.1 以含双键的最长碳链为主链,称为以含双键的最长碳链为主链,称为“某基某烯某基某烯”2、IUPAC命名法命名法母体:母体:戊烯戊烯母体:母体:己烯己烯现在学习的是第13页,共82页2.2 主链编号,使双键的编号尽可能小,其次再考主链编号,使双键的编号尽可能小,其次再考虑取代基的位次。虑取代基的位次。1 2 3 4 51 2 3 4 5 62.3
8、 写出名称,标明双键位次,其他命名原则与烷写出名称,标明双键位次,其他命名原则与烷烃相同。十一个碳原子以上的烯烃,其母体叫做烃相同。十一个碳原子以上的烯烃,其母体叫做“某某碳烯某某碳烯”。例如:。例如:现在学习的是第14页,共82页4-4-甲基环戊烯甲基环戊烯3-3-甲基甲基-2-2-乙基乙基-1-1-己烯己烯3-3-乙基乙基-2-2-戊烯戊烯 1-1-十八碳烯十八碳烯现在学习的是第15页,共82页2.4 常见烯基的命名常见烯基的命名乙烯基乙烯基1-1-丙烯基丙烯基/丙烯基丙烯基2-2-丙烯基丙烯基/烯丙基烯丙基1-1-甲基乙烯基甲基乙烯基/异丙烯基异丙烯基现在学习的是第16页,共82页二、炔
9、烃的命名(系统命名法)二、炔烃的命名(系统命名法)炔烃的命名法和烯烃相似,只需将母体炔烃的命名法和烯烃相似,只需将母体“某烯某烯”字改字改为为“某炔某炔”字即可,其他规则不变。例如:字即可,其他规则不变。例如:乙炔乙炔2-2-戊炔戊炔3-3-甲基甲基-1-1-丁炔丁炔现在学习的是第17页,共82页注意:注意:当分子中同时含有双键和叁键时(即烯炔分子),当分子中同时含有双键和叁键时(即烯炔分子),因双键和叁键所处位置的不同,其命名编号顺序会略有因双键和叁键所处位置的不同,其命名编号顺序会略有不同。例如:不同。例如:5 4 3 2 11-1-戊烯戊烯-4-4-炔炔4-4-己烯己烯-1-1-炔炔6
10、5 4 3 2 1现在学习的是第18页,共82页一、异构现象一、异构现象1-1-丁烯丁烯 2-2-丁烯丁烯 2-2-甲基丙烯甲基丙烯 其中(其中()式与(式与()式因官能团位置的不同而互式因官能团位置的不同而互称为称为位置异构体位置异构体,它亦属于构造异构。,它亦属于构造异构。()式式 ()式式 ()式式第三节烯烃的顺反异构第三节烯烃的顺反异构1、构造异构:以、构造异构:以C4H8为例。为例。现在学习的是第19页,共82页2、顺反异构顺反异构 ()式与(式与()式为不同的化合物,它们互称为式为不同的化合物,它们互称为顺反顺反异构体异构体(cis-trans isomer),二者在物理性质和化学
11、性质,二者在物理性质和化学性质上都有差别,它们可人工分离。顺反异构又称为上都有差别,它们可人工分离。顺反异构又称为几何异构几何异构,属立体异构。属立体异构。()式式 ()式式现在学习的是第20页,共82页l必要条件:有双键(或者脂环)必要条件:有双键(或者脂环)l充分条件:构成双键的每个碳原子都必须连接两个不相充分条件:构成双键的每个碳原子都必须连接两个不相同的原子或基团,即同的原子或基团,即 ab abC=Cde de(ab deab de)形成顺反异构体的条件形成顺反异构体的条件顺式顺式反式反式现在学习的是第21页,共82页1 1、下列化合物有没有顺反异构现象?、下列化合物有没有顺反异构现
12、象?课堂练习课堂练习4-4-甲基甲基-3-3-乙基乙基-3-3-庚烯庚烯顺式顺式反式反式现在学习的是第22页,共82页二、顺反异构体的命名二、顺反异构体的命名1、顺反命名法:在顺反异构体中,只需在烯烃的名称、顺反命名法:在顺反异构体中,只需在烯烃的名称前加上前加上“顺顺”或或“反反”字,并用半字线隔开即可。例字,并用半字线隔开即可。例如:如:顺顺-2-2-丁烯丁烯反反-2-2-丁烯丁烯现在学习的是第23页,共82页顺顺-2-2-戊烯戊烯顺顺-3-3-甲基甲基-2-2-戊烯戊烯问:问:下列化合物有没有顺反异构现象?能否用顺反命下列化合物有没有顺反异构现象?能否用顺反命名法命名?名法命名?现在学习
13、的是第24页,共82页顺序(或次序)规则顺序(或次序)规则l原子序数大的原子较优先;同位素则按原子质量大的原子序数大的原子较优先;同位素则按原子质量大的为优;孤电子对则最次。例如:为优;孤电子对则最次。例如:l若与双键直接相连的原子相同时,则以该原子起向外比较,若与双键直接相连的原子相同时,则以该原子起向外比较,依次类推,直到排出优先次序。例如:依次类推,直到排出优先次序。例如:-OCH3-OH-C(CH3)3-CH(CH3)2 -CH2(CH2)2CH3-CH2CH3 l不饱和键中,三键可拆成三个相同的单键,双键可拆成两个不饱和键中,三键可拆成三个相同的单键,双键可拆成两个相同的单键,再依上
14、述原则排序。例如:相同的单键,再依上述原则排序。例如:-CHO-CH2OH-CN-C6H5-CCH-CH=CH2 I Br Cl S F O N C D H :现在学习的是第25页,共82页2、Z-E命名法命名法 先根据先根据“顺序规则顺序规则”,分别排出碳碳双键两侧所,分别排出碳碳双键两侧所连原子或基团的优先次序,若两边的较优基团位于双连原子或基团的优先次序,若两边的较优基团位于双键的同侧,称为键的同侧,称为“Z”式;反之较优基团位于双键的两侧式;反之较优基团位于双键的两侧时,称为时,称为“E”式。式。然后把然后把Z或或E写在小括号里,用一短写在小括号里,用一短线与烯烃分子名称连接。例如线与
15、烯烃分子名称连接。例如:(Z)-3-(Z)-3-甲基甲基-2-2-戊烯戊烯 (E)-3-(E)-3-甲基甲基-4-4-异丙基异丙基-3-3-庚烯庚烯现在学习的是第26页,共82页注意注意l“Z-EZ-E”式和式和“顺顺-反反”式之间没有必然的对应关系;式之间没有必然的对应关系;l顺反异构体的书写要求;顺反异构体的书写要求;l能能“顺顺/反反”式命名的有机物均能用式命名的有机物均能用“Z/EZ/E”式来命名,式来命名,但反之却不一定成立。例如:但反之却不一定成立。例如:顺顺-3-3-甲基甲基-4-4-乙基乙基-3-3-庚烯庚烯/(E)-3-E)-3-甲基甲基-4-4-乙基乙基-3-3-庚烯庚烯(
16、Z)-4-(Z)-4-甲基甲基-3-3-庚烯庚烯现在学习的是第27页,共82页第四节烯烃和炔烃的性质第四节烯烃和炔烃的性质 C4以下的烯烃是气体,以下的烯烃是气体,C5-C18的烯烃为液体,的烯烃为液体,C19以上以上的烯烃是固体。直链烯烃的沸点随着分子中碳原子数的增大的烯烃是固体。直链烯烃的沸点随着分子中碳原子数的增大而升高,而且在烯烃的顺反异构体中,实验发现,而升高,而且在烯烃的顺反异构体中,实验发现,顺式的沸顺式的沸点高于反式,但顺式的熔点却低于反式。点高于反式,但顺式的熔点却低于反式。简单炔烃的沸点、熔点以及密度比碳原子数相同的简单炔烃的沸点、熔点以及密度比碳原子数相同的烷烃和烯烃高一
17、些。炔烃分子极性比烯烃稍强。烷烃和烯烃高一些。炔烃分子极性比烯烃稍强。一、烯烃和烃烃的物理性质一、烯烃和烃烃的物理性质现在学习的是第28页,共82页二、烯烃和炔烃的化学性质二、烯烃和炔烃的化学性质1、烯烃的化学性质、烯烃的化学性质1.1 加成反应加成反应 在反应中在反应中 键断开,两碳原子和其他原子或基团结合,键断开,两碳原子和其他原子或基团结合,形成形成两个两个键键,这种反应称为,这种反应称为加成反应加成反应。按反应时化学键变化的特征,可将加成反应分成三种类按反应时化学键变化的特征,可将加成反应分成三种类型:型:自由基加成反应自由基加成反应 离子加成反应(又分亲电加成、亲核加成反应)离子加成
18、反应(又分亲电加成、亲核加成反应)环加成反应环加成反应现在学习的是第29页,共82页1.1.1 催化加氢和氢化热催化加氢和氢化热 在催化剂的存在下,烯烃与在催化剂的存在下,烯烃与H H2 2发生的加成反应称为发生的加成反应称为催化加氢催化加氢(或称(或称催化氢化催化氢化),它是还原反应的一种重要形式。),它是还原反应的一种重要形式。例如:例如:常用的催化剂有铂黑(常用的催化剂有铂黑(PtPt)、)、钯粉(钯粉(PdPd)、)、瑞尼镍瑞尼镍(Raney NiRaney Ni)等。等。丙烷丙烷现在学习的是第30页,共82页l催化氢化反应的特点:催化氢化反应的特点:顺式加成顺式加成1 1,2-,2-
19、二甲基环己烯二甲基环己烯顺顺-1,-1,2-2-二甲基环己烷二甲基环己烷l相对活性:乙烯相对活性:乙烯一取代乙烯一取代乙烯二取代乙烯二取代乙烯三取代乙烯三取代乙烯四取代乙烯四取代乙烯现在学习的是第31页,共82页 催化氢化反应是一放热反应催化氢化反应是一放热反应(H 0)。1mol不饱和烃氢不饱和烃氢化时所放出的热量称为氢化热化时所放出的热量称为氢化热(Hh,单位:单位:KJ mol-1)。氢化热越高,说明原来的不饱和烃的内能越高,其稳定性就越氢化热越高,说明原来的不饱和烃的内能越高,其稳定性就越差。差。实验发现,烯烃的相对稳定性顺序如下:实验发现,烯烃的相对稳定性顺序如下:l R2C=CR2
20、 R2C=CHR RCH=CHR,R2C=CH2 RCH=CH2 CH2=CH2l 反反-RCHCHR 顺顺-RCHCHR氢化热和烯烃的稳定性氢化热和烯烃的稳定性现在学习的是第32页,共82页烯烃的氢化热烯烃的氢化热现在学习的是第33页,共82页1.1.2 亲电加成反应亲电加成反应 由亲电试剂进攻富集电子的分子(如烯烃)而引起的由亲电试剂进攻富集电子的分子(如烯烃)而引起的加成反应,称为加成反应,称为亲电加成反应亲电加成反应。像烯烃与卤素、卤化氢、硫酸、。像烯烃与卤素、卤化氢、硫酸、水、次卤酸等的加成反应均属于此类反应。水、次卤酸等的加成反应均属于此类反应。H H+、X X+、R R+等等亲电
21、试剂亲电试剂BFBF3 3、AlClAlCl3 3、ZnClZnCl2 2等等现在学习的是第34页,共82页l加卤素(加卤素(X=ClX=Cl、Br)Br)1,2-1,2-二氯乙烷二氯乙烷(常用作溶剂常用作溶剂)反应中因溴会褪色,故该性质可用作烯烃的鉴别。反应中因溴会褪色,故该性质可用作烯烃的鉴别。烯烃的活性顺序:烯烃的活性顺序:(CH3)2C=CH2 CH3CH=CH2 CH2=CH21,2-1,2-二溴丙烷二溴丙烷现在学习的是第35页,共82页l加加卤化氢(卤化氢(HX,X=Cl、Br、I)卤化氢的活性顺序:卤化氢的活性顺序:HI HBr HCl氯乙烷氯乙烷2-2-溴丙烷溴丙烷 1-1-溴
22、丙烷溴丙烷(80%)(20%20%)叔丁基氯(叔丁基氯(100%100%)现在学习的是第36页,共82页马氏规则马氏规则(Markovnikov规则)规则)凡是不对称烯烃加凡是不对称烯烃加HX时,时,HX上的氢原子主要加在含上的氢原子主要加在含氢多的双键碳原子上。该规律称为马氏规则。氢多的双键碳原子上。该规律称为马氏规则。课堂练习课堂练习2-2-甲基甲基-2-2-溴丁烷溴丁烷1、现在学习的是第37页,共82页 区位专一性反应:区位专一性反应:是指反应有两种以上取向时而是指反应有两种以上取向时而只有一种产物生成者的反应。例如,异丁烯与只有一种产物生成者的反应。例如,异丁烯与HClHCl作作用生成
23、叔丁基氯的反应就是区位专一性反应。用生成叔丁基氯的反应就是区位专一性反应。区位选择性反应:区位选择性反应:是指反应有两种以上取向时但有是指反应有两种以上取向时但有一主要产物生成者的反应。例如,一主要产物生成者的反应。例如,1-1-丁烯与丁烯与HBrHBr作用生成作用生成2-2-溴丁烷和溴丁烷和1-1-溴丁烷的反应。溴丁烷的反应。现在学习的是第38页,共82页 实验发现,当有过氧化物实验发现,当有过氧化物 如如ROORROOR、(PhCO)(PhCO)2 2O O2 2 或或H H2 2O O2 2等等 存在时,不对称烯烃与存在时,不对称烯烃与HBrHBr的加成反应是按反马氏规则进的加成反应是按
24、反马氏规则进行的。例如:行的。例如:过氧化物效应过氧化物效应注意:注意:只限只限HBrHBr有此反应。有此反应。2-2-溴丁烷溴丁烷1-1-溴丁烷溴丁烷现在学习的是第39页,共82页l加硫酸:不对称烯烃遵循马氏规则加硫酸:不对称烯烃遵循马氏规则硫酸氢乙酯硫酸氢乙酯这种制备醇的方法称为烯烃间接水合法。这种制备醇的方法称为烯烃间接水合法。硫酸氢异丙酯硫酸氢异丙酯异丙醇异丙醇现在学习的是第40页,共82页l加次卤酸(加次卤酸(HOX):):不对称烯烃不对称烯烃遵循马氏规则遵循马氏规则 次卤酸与不对称烯烃加成时,其分子上的氯原子会加在次卤酸与不对称烯烃加成时,其分子上的氯原子会加在含氢较多的双键碳原子
25、上。该法可用于含氢较多的双键碳原子上。该法可用于-卤代醇的合成。卤代醇的合成。2-2-氯乙醇氯乙醇/-氯乙醇氯乙醇1-1-氯氯-2-2-丙醇丙醇现在学习的是第41页,共82页l加水:不对称烯烃遵循马氏规则加水:不对称烯烃遵循马氏规则 这是工业上生产异丙醇最重要的一种方法,叫做烯烃这是工业上生产异丙醇最重要的一种方法,叫做烯烃直接水合法。直接水合法。现在学习的是第42页,共82页l硼氢化硼氢化-氧化反应氧化反应 烯烃与硼烷加成生成烃基硼烷的反应称为烯烃与硼烷加成生成烃基硼烷的反应称为硼氢化反应硼氢化反应。该。该反应是反应是 美美 BrownBrown于于19791979年发现的。生成的烃基硼烷在
26、碱年发现的。生成的烃基硼烷在碱性条件下经氧化可生成伯醇。例如:性条件下经氧化可生成伯醇。例如:三丙基硼烷三丙基硼烷乙硼烷乙硼烷1-1-丙醇丙醇H 硼氢化反应特点:顺式加成、按反马氏规则进行硼氢化反应特点:顺式加成、按反马氏规则进行H 整个反应过程称为硼氢化整个反应过程称为硼氢化-氧化反应氧化反应现在学习的是第43页,共82页硼氢化硼氢化-氧化反应机理氧化反应机理现在学习的是第44页,共82页l 羟汞化羟汞化-脱汞反应脱汞反应1-1-甲基环己烯甲基环己烯1-1-甲基环己醇甲基环己醇 由烯烃生成羟基汞化物的反应称为羟汞化反应,它由烯烃生成羟基汞化物的反应称为羟汞化反应,它也遵循马氏规则。例如:也遵
27、循马氏规则。例如:现在学习的是第45页,共82页1.2 氧化反应氧化反应1.2.1 KMnO KMnO4 4氧化氧化1,2-1,2-丙二醇(丙二醇(顺式产物顺式产物)反应中,反应中,KMnOKMnO4 4溶液褪色并伴有棕褐色的溶液褪色并伴有棕褐色的MnOMnO2 2沉淀析出,沉淀析出,故该性质亦可用于烯烃的鉴别。故该性质亦可用于烯烃的鉴别。l稀冷的稀冷的KMnOKMnO4 4溶液,在溶液,在中性或弱碱性条件下中性或弱碱性条件下现在学习的是第46页,共82页l酸性酸性KMnOKMnO4 4溶液,在加热条件下溶液,在加热条件下 该反应可用于鉴定烯烃和推导烯烃的结构。该反应可用于鉴定烯烃和推导烯烃的
28、结构。可用可用重铬酸钾重铬酸钾-硫酸溶液(硫酸溶液(K K2 2CrCr2 2O O7 7-H-H2 2SOSO4 4)代替高锰酸钾代替高锰酸钾酸性溶液进行类似的反应。酸性溶液进行类似的反应。羧酸羧酸酮酮羧酸羧酸现在学习的是第47页,共82页1.2.2 臭氧化臭氧化l臭氧化反应亦可来研究烯烃的结构。臭氧化反应亦可来研究烯烃的结构。酮酮醛醛臭氧化物臭氧化物丙酮丙酮 甲醛甲醛现在学习的是第48页,共82页课堂练习课堂练习答答:1 1、试推导出下例烃烯的结构:、试推导出下例烃烯的结构:现在学习的是第49页,共82页1.2.3 催化氧化反应催化氧化反应环氧乙烷环氧乙烷乙醛乙醛丙酮丙酮现在学习的是第50
29、页,共82页1.2.4 有机过酸氧化有机过酸氧化1,2-1,2-环氧化物环氧化物反式邻二醇反式邻二醇(反式产物)(反式产物)过氧乙酸过氧乙酸现在学习的是第51页,共82页1.3 聚合反应聚合反应 在催化剂存在下,烯烃分子通过自身加成生成高分子在催化剂存在下,烯烃分子通过自身加成生成高分子化合物(简称聚合物)的反应称为化合物(简称聚合物)的反应称为聚合反应聚合反应。例如:。例如:乙烯乙烯单体单体聚乙烯聚乙烯链节链节聚合度聚合度高压聚乙烯:制造食品袋薄膜,奶瓶等软制品。高压聚乙烯:制造食品袋薄膜,奶瓶等软制品。低压聚乙烯低压聚乙烯:制造工程塑料部件,水桶等。:制造工程塑料部件,水桶等。齐格勒齐格勒
30、-纳塔催化剂纳塔催化剂现在学习的是第52页,共82页聚丙烯聚丙烯乙丙橡胶乙丙橡胶这种由不同单体进行聚合的反应,又叫做这种由不同单体进行聚合的反应,又叫做共聚反应共聚反应。现在学习的是第53页,共82页1.4-H的活性的活性1.4.1 卤代反应卤代反应 在高温或光照下,烯烃的在高温或光照下,烯烃的-H-H可被卤素原子所取代,该反可被卤素原子所取代,该反应为应为自由基反应历程。自由基反应历程。烯丙基氯烯丙基氯/3-3-氯丙烯氯丙烯烯丙基溴烯丙基溴/3-3-溴丙烯溴丙烯现在学习的是第54页,共82页1.4.2 氧化反应氧化反应 工业上常利用烯烃工业上常利用烯烃-氢原子被氧化的反应来生产氢原子被氧化的
31、反应来生产丙烯丙烯腈、腈、丙烯醛丙烯醛、丙烯酸丙烯酸等化合物。等化合物。氨氧化法氨氧化法丙烯腈丙烯腈现在学习的是第55页,共82页2.1 加成反应加成反应2.1.1 催化加氢催化加氢 采用采用Pd、Ni、Pt等催化剂时,炔烃催化加氢往往无法仅停等催化剂时,炔烃催化加氢往往无法仅停留到烯烃这一步。例如:留到烯烃这一步。例如:2、炔烃的化学性质炔烃的化学性质乙烯乙烯乙烷乙烷1,4-1,4-戊二烯戊二烯现在学习的是第56页,共82页 当采用钝化的催化剂当采用钝化的催化剂如如林德拉林德拉(Lindlar)催化剂、催化剂、Pd/C等等可使炔烃催化氢化反应停留在碳碳双键上,而且反可使炔烃催化氢化反应停留在
32、碳碳双键上,而且反应为应为顺式加成顺式加成。例如:。例如:但在液氨中用但在液氨中用钠钠或或锂锂还原炔烃则主要得到还原炔烃则主要得到反式烯烃反式烯烃。例如:。例如:顺顺-2-2-丁烯丁烯反反-2-2-丁烯丁烯现在学习的是第57页,共82页2.1.2 亲电加成反应亲电加成反应l加卤素(加卤素(X=ClX=Cl、BrBr)该性质可用于炔烃的鉴别。该性质可用于炔烃的鉴别。在烯炔分子中,卤素优先加在双键碳原子上。例如:在烯炔分子中,卤素优先加在双键碳原子上。例如:4,5-4,5-二溴二溴-1-1-戊炔戊炔现在学习的是第58页,共82页l加卤化氢(加卤化氢(HX,X=Cl、Br)炔烃加卤化氢的反应活性不如
33、烯烃,故反应一般需在汞盐炔烃加卤化氢的反应活性不如烯烃,故反应一般需在汞盐或铜盐的催化下才能进行。生成的卤代烯烃能进一步与卤化氢或铜盐的催化下才能进行。生成的卤代烯烃能进一步与卤化氢作用得到偕二卤代烃。例如:作用得到偕二卤代烃。例如:不对称炔烃加不对称炔烃加HXHX,遵循马氏规则,且为反式加成。遵循马氏规则,且为反式加成。偕二卤代烃偕二卤代烃现在学习的是第59页,共82页l水合反应水合反应 这是乙醛工业生产法之一。再者,不对称炔烃与水的加成这是乙醛工业生产法之一。再者,不对称炔烃与水的加成产物遵循马氏规则。例如:产物遵循马氏规则。例如:乙烯醇乙烯醇乙醛乙醛2-2-丁酮丁酮互变异构现在学习的是第
34、60页,共82页2.1.3 亲核加成反应亲核加成反应l加醇加醇甲基乙烯基醚甲基乙烯基醚 由亲核试剂进攻炔烃的不饱和键而引起的加成反应称由亲核试剂进攻炔烃的不饱和键而引起的加成反应称为炔烃的为炔烃的亲核加成反应亲核加成反应。实验发现,炔烃与烯烃比较,是实验发现,炔烃与烯烃比较,是难发生亲电加成反应而易发生亲核加成反应。难发生亲电加成反应而易发生亲核加成反应。现在学习的是第61页,共82页l加醋酸加醋酸乙酸乙烯酯乙酸乙烯酯 该反应亦为亲核加成反应。生成的乙酸乙烯酯是生该反应亦为亲核加成反应。生成的乙酸乙烯酯是生产聚乙烯醇与合成维尼纶的原料。产聚乙烯醇与合成维尼纶的原料。现在学习的是第62页,共82
35、页2.2 氧化反应氧化反应该反应亦可用于炔烃的定性鉴别。该反应亦可用于炔烃的定性鉴别。羧酸羧酸在烯炔分子中,双键优先被氧化。例如:在烯炔分子中,双键优先被氧化。例如:现在学习的是第63页,共82页2.3 聚合反应聚合反应 乙炔在不同的催化剂作用下,能发生二聚、三聚、乙炔在不同的催化剂作用下,能发生二聚、三聚、四聚等低聚反应,但在特殊条件下亦能聚合成高聚物。四聚等低聚反应,但在特殊条件下亦能聚合成高聚物。例如:例如:乙烯基乙炔乙烯基乙炔苯苯环辛四烯环辛四烯聚乙炔聚乙炔现在学习的是第64页,共82页2.4 炔氢的反应炔氢的反应 CH3CH3 CH2=CH2 NH3 HC CH C2H5OH H2O
36、pKa 42 36.5 34 25 16 15.7 那为何炔氢的酸性会强于烯氢或烷氢呢那为何炔氢的酸性会强于烯氢或烷氢呢?这可从两这可从两个方面思考个方面思考:杂化碳原子的电负性;杂化碳原子的电负性;形成共轭碱的形成共轭碱的稳定性。稳定性。2.4.1 炔氢的酸性炔氢的酸性实验发现,下列化合物酸性的相对强弱顺序有:实验发现,下列化合物酸性的相对强弱顺序有:现在学习的是第65页,共82页 在液氨中,用氨基钠(强碱)处理乙炔或末端炔烃,可在液氨中,用氨基钠(强碱)处理乙炔或末端炔烃,可以生成炔钠。例如:以生成炔钠。例如:2.4.2 炔钠的生成炔钠的生成乙炔一钠乙炔一钠乙炔二钠乙炔二钠3-3-己炔己炔
37、l末端炔烃在有机合成上的应用:末端炔烃在有机合成上的应用:1-1-丁炔丁炔现在学习的是第66页,共82页该反应可用于鉴别末端炔烃。该反应可用于鉴别末端炔烃。2.4.3 炔化银和炔化亚铜的生成炔化银和炔化亚铜的生成乙炔亚铜乙炔亚铜(棕红色棕红色)乙炔银乙炔银(白色白色)丙炔银(白色)丙炔银(白色)现在学习的是第67页,共82页课堂练习课堂练习、丙烷、丙烯、丙炔和环丙烷如何区别?、丙烷、丙烯、丙炔和环丙烷如何区别?丙烷丙烷丙烯丙烯丙炔丙炔环丙烷环丙烷Br2/CCl4不裉色不裉色褪色褪色褪色褪色褪色褪色 KMnO4Ag(NH3)2+褪色褪色褪色褪色不褪色不褪色无变化无变化白色白色现在学习的是第68页
38、,共82页三、亲电加成反应机理三、亲电加成反应机理1、诱导效应、诱导效应 有机物分子中因原子间的相互影响导致分子中成键电子云有机物分子中因原子间的相互影响导致分子中成键电子云分布的改变,这种改变对化合物性质所产生的影响称为电子效分布的改变,这种改变对化合物性质所产生的影响称为电子效应。它分为两种类型:应。它分为两种类型:电子效应电子效应诱导效应(诱导效应(I)共轭效应(共轭效应(C)现在学习的是第69页,共82页 由于成键原子电负性不同而引起的使成键电子云密度按由于成键原子电负性不同而引起的使成键电子云密度按一定方向沿键链偏移的作用,这种作用就叫做一定方向沿键链偏移的作用,这种作用就叫做诱导效
39、应诱导效应。它。它会随着碳链的传递而迅速减弱。会随着碳链的传递而迅速减弱。诱导效应有诱导效应有推电子诱导效应推电子诱导效应(叫做(叫做+I I效应效应)和)和拉电拉电子诱导效应子诱导效应(叫做(叫做-I I效应效应)之分,它是以)之分,它是以C-HC-H键作为衡量键作为衡量标准的。标准的。现在学习的是第70页,共82页具有具有-I I效应的原子或基团及其相对强度效应的原子或基团及其相对强度l 同族元素:同族元素:-F-Cl-Br-Il 同周期元素:同周期元素:-OR -NR2 -O+R2-N+R3l 不同杂化态的碳原子:不同杂化态的碳原子:-CCR -CH=CR2 -CH2CR3现在学习的是第
40、71页,共82页-N+R3-N+H3-NO2、-CF3-CN-COOH-X-OAr-CO2R-OR-COR-SH-SR-OH -CCR-Ph-CH=CH2-H 综合比较综合比较(-I效应由强至弱排列):效应由强至弱排列):现在学习的是第72页,共82页具有具有+I I效应的原子或基团及其相对强度效应的原子或基团及其相对强度 Me3C-Me2CH-CH3CH2-CH3-+-+I I-I I注意:注意:烷基只有与不饱和碳原子相连时才具有烷基只有与不饱和碳原子相连时才具有+I I 效应;效应;RORO-、RCOORCOO-等负离子均为强的推电子等负离子均为强的推电子 基团。基团。分析:分析:-+现在
41、学习的是第73页,共82页2、亲电加成反应机理、亲电加成反应机理2.1 烯烃与氢卤酸的加成烯烃与氢卤酸的加成第一步第一步第二步第二步 中间体为碳正离子,其稳定性顺序如下:中间体为碳正离子,其稳定性顺序如下:Me3C+Me2CH+MeCH2+CH3+慢慢快快现在学习的是第74页,共82页2.2 烯烃与溴的加成烯烃与溴的加成溴鎓离子溴鎓离子讨论:讨论:反反-2-2-丁烯、顺丁烯、顺-2-2-丁烯分别与溴的反应将生成何丁烯分别与溴的反应将生成何物?物?现在学习的是第75页,共82页2.3 马氏规则的理论解释马氏规则的理论解释哪个中间体更稳定?哪个中间体更稳定?2-氯丙烷(氯丙烷(主产物主产物)叔丁基
42、氯叔丁基氯现在学习的是第76页,共82页1、-+2、真得吗?真得吗?思考题思考题反马氏产物反马氏产物现在学习的是第77页,共82页重排问题重排问题预期产物(次)预期产物(次)重排产物(重排产物(主主)现在学习的是第78页,共82页第五节第五节 烯烃和炔烃的工业来源和制法烯烃和炔烃的工业来源和制法一、工业来源一、工业来源1 1、低级烯烃的工业来源、低级烯烃的工业来源 石油裂解气石油裂解气 炼厂气炼厂气2 2、乙炔的工业生产、乙炔的工业生产 电石法电石法 烃类裂解法烃类裂解法现在学习的是第79页,共82页二、制法二、制法1、烯烃的制法、烯烃的制法1.1 醇脱水醇脱水1.2 卤代烷脱卤化氢卤代烷脱卤
43、化氢现在学习的是第80页,共82页2、炔烃的制法、炔烃的制法2.1 二卤代烷脱卤化氢二卤代烷脱卤化氢偕二卤代烷偕二卤代烷邻二卤代烷邻二卤代烷丙炔丙炔2-丁炔丁炔1-丁炔丁炔现在学习的是第81页,共82页2.2 末端炔烃的烷基化末端炔烃的烷基化 主要有乙烯、丙烯、丁烯、主要有乙烯、丙烯、丁烯、1 1,3-3-丁二烯等丁二烯等。其中乙其中乙烯亦是一种植物生长激素,具有催熟果实、促进植物生长的作烯亦是一种植物生长激素,具有催熟果实、促进植物生长的作用,其代用品为乙烯利。用,其代用品为乙烯利。重要的烯烃重要的烯烃乙烯利乙烯利(学名:(学名:2-2-氯乙基膦酸,液体)氯乙基膦酸,液体)现在学习的是第82页,共82页