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1、第三章第三章 烯烯 烃烃（Alkenes）(4学时学时)一、烯烃的结构一、烯烃的结构二、烯烃的同分异构二、烯烃的同分异构三、烯烃的命名三、烯烃的命名四、烯烃的物理性质四、烯烃的物理性质五、烯烃的化学性质五、烯烃的化学性质六、烯烃的来源和制法六、烯烃的来源和制法从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。通式通式烯烃烯烃 Cn H2n 官能团官能团从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。一、烯烃的结构一、烯
2、烃的结构（一）乙烯的结构（一）乙烯的结构1.实验事实实验事实 CC CC键能键能 347 kj/mol 611 kj/mol键长键长 0.154nm 0.133nm数据表明：碳碳双键数据表明：碳碳双键不是由两个不是由两个加和而成加和而成的。的。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.理论解释理论解释2S2P2S2PSP22P激发激发杂化杂化碳原子轨道的碳原子轨道的SP2 杂化杂化 1个个 SP2 杂化轨道杂化轨道=1/3 s +2/3 p从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤
3、压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。余下一个未参与杂化的余下一个未参与杂化的p轨道，垂直与三个轨道，垂直与三个杂化轨道对称轴所在的平面。杂化轨道对称轴所在的平面。三个三个SP2杂化轨道杂化轨道 在平面上的在平面上的 分布分布1个个SP2杂化轨道杂化轨道从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。-键的键能CCHHHHCC
4、CC611 kJ/mol347 kJ/mol键键能能：p p-键键 264 kJ/mol(乙烷单键旋转所需能量为乙烷单键旋转所需能量为12.1 kJ/mol)一般情况下双键不能自由旋转一般情况下双键不能自由旋转从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。-键的旋转从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。碳羰双键的组成碳羰双键的组成乙烯分子中的乙烯分子中的键键乙烯分子中的乙烯分子中的键键以乙烯为例以乙烯为例
5、从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（二）（二）键和键和键的比较键的比较 键键 键键存在：存在：任何共价键任何共价键 只能和只能和键共存键共存电子云重叠：电子云重叠：程度大，电子云程度大，电子云 程度少，电子云程度少，电子云 集中在两原子之间集中在两原子之间 较分散较分散 键的性质：键的性质：键能大（键能大（347kj/mol)键能小（键能小（264kj/mol）有对称轴，可旋转有对称轴，可旋转 无对称轴，不能旋转无对称轴，不能旋转 稳定性：稳定性：稳定稳定 不稳定，易断裂不稳定，易断裂从使用
6、情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（三）其它烯烃的结构（三）其它烯烃的结构SP3SP2SSP2从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。二、烯烃的同分异构二、烯烃的同分异构（一）构造异构（一）构造异构1.碳链异构碳链异构CH2=CHCH2CH3CH2=CHCH3CH32.官能团位置异构官能团位置异构CH3CHCHCH3（二）顺反异构（二）顺反异构1.定义定义：由于双键旋转受阻产生的原子在分子中空间由于双
7、键旋转受阻产生的原子在分子中空间 排列方式不同所引起的异构排列方式不同所引起的异构从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。顺顺2丁烯丁烯反反2丁烯丁烯b.p()m.p()d3.7 138.9 0.6213 0.9 106.5 0.60422.产生的条件：产生的条件：1）分子内存在阻碍自由旋转的键）分子内存在阻碍自由旋转的键 2）双键两端的）双键两端的C原子都连有不同的原子或原子团原子都连有不同的原子或原子团从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年
8、的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。三、三、烯烃的命名烯烃的命名(CCS系统命名法）系统命名法）（一）烯基的命名（一）烯基的命名CH=CH2 乙烯基乙烯基CH2=CH2CH2=CHCH3CH=CHCH3 丙烯基丙烯基 CH2=CHCH2 烯丙基烯丙基CH2=CCH3 异丙烯基异丙烯基（二）烯烃的命名（二）烯烃的命名原则原则:1）选择含有）选择含有C=C双键在内最长碳链为主链双键在内最长碳链为主链3）碳数超过十个，则在烯前加）碳数超过十个，则在烯前加“碳碳”2）使）使C=C双键的编号最小双键的编号最小从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在
9、近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2 13 4 52乙基乙基1戊烯戊烯可省略1 2 34 5 63甲基甲基3己烯己烯不可省略3 2 14 5 63甲基甲基2乙基乙基1己烯己烯CH3(CH2)15CH=CHCH32十九碳烯十九碳烯从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。（三）顺反异构体的命名（三）顺反异构体的命名1.顺反标记法：顺反标记法：相同基团在同边的为顺（相同基团在同边的为顺（cis-)相同基团在异边的为反（相同基团在异边的为反（trans-)顺顺-2-戊烯戊烯 反反-2-戊
10、烯戊烯反反3,4二甲基二甲基3庚烯庚烯从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。但当两个双键碳原子所连接的四个原子或基团但当两个双键碳原子所连接的四个原子或基团 都不相同时都不相同时,则难用顺反命名法命名。则难用顺反命名法命名。2.Z/E标记法标记法1)命名原则，命名原则，Z构型：原子序数大的在双键构型：原子序数大的在双键同侧同侧称为称为Z E构型：原子序数大的在双键构型：原子序数大的在双键异侧异侧称为称为E原子序数的大小用原子序数的大小用“次序规则次序规则”来判来判定定从使用情况来看，闭胸式的使用
11、比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2）次序规则：）次序规则：对所连的基团进行排列的规则对所连的基团进行排列的规则(a)与双键碳原子直接相连的原子按原子序数大小排与双键碳原子直接相连的原子按原子序数大小排列列,大者为大，也称为大者为大，也称为“较优基团较优基团”。I Br Cl S P F O N C D H OH CH2Cl(b)如与双键碳原子直接相连的原子的原子序数相同如与双键碳原子直接相连的原子的原子序数相同,则需再比较由该原子外推至相邻的第二个原子的原则需再比较由该原子外推至相邻的第二个原子的原子序数，如仍相同，
12、继续外推，直到比较出子序数，如仍相同，继续外推，直到比较出“较优较优”基团为止。基团为止。CH2OH C(CH3)3 CH(CH3)2 CH2CH2OH C(O,H,H)C(C,C,C)C(C,C,H)C(C,H,H)从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。(c)当基团含有双键和三键时当基团含有双键和三键时,可以认为双键和三键可以认为双键和三键原子连接着两个或三个相同的原子。原子连接着两个或三个相同的原子。C(O,O,C)C(O,O,H)C(N,N,N)C(C,C,C)练习：按次序规则排列下列各组
13、基团的优先次序练习：按次序规则排列下列各组基团的优先次序1.CN COOH COOCH3 COCH32.OCH2CH2Br OCH3 OH CH=CH23.3.N(CH3)2 CONH2 NO2 CN从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。顺和顺和Z、反和、反和E 没有对应关系！没有对应关系！顺顺3甲基甲基4乙基乙基3庚烯庚烯E3甲基甲基4乙基乙基3庚烯庚烯Z-2,2-二甲基二甲基4,5-二二异丙基异丙基4辛烯辛烯 1 23 5 6 74从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式
14、盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。四、烯烃的物理性质（四、烯烃的物理性质（P47）1.性状性状 24C 气体气体 518C 液体液体2.沸点与熔点沸点与熔点 无特别规律无特别规律3.密度密度14.溶解度溶解度 几乎不溶于水，溶于非极性溶剂几乎不溶于水，溶于非极性溶剂从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。d420 从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。五、
15、五、烯烃的化学性质烯烃的化学性质CC键能键能 HBr HCl溶剂：溶剂：CH3COOH，CH2Cl2，CS2等等催化剂：催化剂：有时需无水有时需无水AlCl3从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2)反应历程反应历程慢慢快快从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3)3)Markovnikov 规则规则(马氏规则或不对称规则）马氏规则或不对称规则）主产物主产物规则：规则：不对称烯烃与不对称烯烃与HX
16、等极性试剂进行加成反应时，等极性试剂进行加成反应时，氢总氢总是加到含氢较多的双键碳原子上是加到含氢较多的双键碳原子上，而，而X则加到含氢较少的双则加到含氢较少的双键碳原子上。键碳原子上。（氢加氢多）（氢加氢多）从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。4)4)Markovnikov 规则的理论解释规则的理论解释HCH=CH2CH3 CH=CH2SP3SP2CH3 CH=CH2诱导效应：分子内原子间由于电负性的大小不同所产生价键诱导效应：分子内原子间由于电负性的大小不同所产生价键的极性通过静电诱导方式
17、，在碳链上传递，促使键的电子云的极性通过静电诱导方式，在碳链上传递，促使键的电子云在键链上向着一定方向偏移，而使整个分子发生极化的效应。在键链上向着一定方向偏移，而使整个分子发生极化的效应。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。碳正离子稳定性碳正离子稳定性不对称规则不对称规则：不对称烯烃与极性试剂加成，试剂中的正离子：不对称烯烃与极性试剂加成，试剂中的正离子加到带有部分负电荷的双键碳原子上，负离子加到带有部分加到带有部分负电荷的双键碳原子上，负离子加到带有部分正电荷的双键碳原子上。正电荷的双键碳
18、原子上。+-+-+-从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。5）碳正离子重排）碳正离子重排Cl-CCH3H3CCHHCH2+重排重排从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。6)加加 HBr 时的时的过氧化物效应过氧化物效应过氧化乙酰过氧化乙酰 过氧化苯甲酰过氧化苯甲
19、酰只有只有HBr才有过氧化物效应才有过氧化物效应从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3.与硫酸的加成与硫酸的加成(间接合成醇）间接合成醇）硫酸氢乙酯硫酸氢乙酯硫酸二乙酯硫酸二乙酯不对称稀烃加不对称稀烃加硫酸硫酸，也符合，也符合Markovnikov规则。规则。+烯烃间接水合制备醇烯烃间接水合制备醇从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。+H2OCH3CCH2CH3 H2SO4H2O,从使用情况来看
20、，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。4.与水的加成与水的加成不对称稀烃加不对称稀烃加水水，也符合，也符合Markovnikov规则。规则。反应条件需反应条件需、P，而且，而且C会与水中的其它杂质会与水中的其它杂质反应，副反应较多，缺乏工业价值。反应，副反应较多，缺乏工业价值。习题：习题：P63 7从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。5.与次卤酸的加成与次卤酸的加成-氯乙醇氯乙醇 HOX不稳定，常用不稳定，常
21、用X2H2O来表示，来表示，X为为Br，Cl（CH3)2C=CH2+Br2+H2O(CH3)2CCH2OH Br不对称稀烃和不对称稀烃和次卤酸次卤酸(Cl2+H2O)的加成，也符合的加成，也符合Markovnikov规则。规则。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。6.硼氢化硼氢化-氧化水解反应氧化水解反应CH3CH=CH2B2H6(CH3CH2CH2)3BH2O2OH，H2OCH3CH2CH2OH烯烃的硼氢化氧化水解反应的总结果是双键上烯烃的硼氢化氧化水解反应的总结果是双键上加上一分子水（加上
22、一分子水（H和和OH），其加成反应是），其加成反应是反反Markovnikov规则。规则。RCH=CH2+HBH2 THF(RCH2CH2)BHHRCH=CH2(RCH2CH2)2BHRCH=CH2(RCH2CH2)3BH2O2OH，H2ORCH2CH2OH从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。CH3(CH2)7CH=CH2 B2H6,THF H2O2,OH,H2OCH3(CH2)7CH2CH2OH(CH3)2C=CCH3H B2H6,THF H2O2,OH,H2O(CH3)2CHCHCH3OH
23、1癸醇癸醇3甲基甲基2丁醇丁醇从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。(三）氧化反应三）氧化反应 碳碳重键的活泼性也表现为容易被氧化碳碳重键的活泼性也表现为容易被氧化,其氧化产物随氧其氧化产物随氧化剂和氧化条件的不同而不同。化剂和氧化条件的不同而不同。此反应使高锰酸钾的紫色消失此反应使高锰酸钾的紫色消失,故可用来鉴别含有碳碳故可用来鉴别含有碳碳双键的化合物；收率低，一般不用于合成。双键的化合物；收率低，一般不用于合成。1.高锰酸钾的氧化高锰酸钾的氧化1)用稀的碱性等量高锰酸钾水溶液用稀的碱性等量高
24、锰酸钾水溶液,在较低温度下与烯在较低温度下与烯烃或其衍生物反应烃或其衍生物反应,生成生成 顺式顺式-二醇。二醇。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2)在较强烈的条件下在较强烈的条件下(如加热或在酸性条件下如加热或在酸性条件下),碳碳碳碳s双键完全断裂双键完全断裂,烯烃被氧化成酮或羧酸。例如烯烃被氧化成酮或羧酸。例如:从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。将含有将含有6%8%臭氧的氧气通入到烯烃
25、的非水溶液臭氧的氧气通入到烯烃的非水溶液中，得到臭氧化物，后者在还原剂的存在下直接用水中，得到臭氧化物，后者在还原剂的存在下直接用水分解，生成醛和分解，生成醛和/或酮。或酮。根据生成醛和酮的结构，就可推断烯烃的结构根据生成醛和酮的结构，就可推断烯烃的结构。2.臭氧化臭氧化从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。烯烃结构不同烯烃结构不同,氧化产物也不同氧化产物也不同,此反应可用于此反应可用于推测原烯烃的结构。推测原烯烃的结构。KMnO4 O3Zn，H2O练习练习P64，9从使用情况来看，闭胸式的使用
26、比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。烯烃与过氧酸（简称过酸，烯烃与过氧酸（简称过酸，）反应）反应生成生成 1,2-环氧化物，例如：环氧化物，例如：此反应是顺式亲电加成反应。双键碳原子连有供此反应是顺式亲电加成反应。双键碳原子连有供电基时，反应较易进行；有时用电基时，反应较易进行；有时用 H2O2 代替过酸。代替过酸。3.环氧化反应环氧化反应CH3CH=CH2环氧丙烷环氧丙烷从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。4.催化氧化
27、催化氧化专有工业反应，不宜类推！专有工业反应，不宜类推！专有工业反应，不能类推用于制备其它环氧化物！专有工业反应，不能类推用于制备其它环氧化物！从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。(四四)-氢原子的反应氢原子的反应与官能团直接相连的与官能团直接相连的C原子称为原子称为碳原子，依次碳原子，依次排列为排列为、，连在，连在碳原子上的氢称为碳原子上的氢称为氢氢原子原子从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明
28、。1.卤化反应卤化反应 练习练习P64，15从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.氧化反应氧化反应从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。(五五)聚合反应聚合反应聚丙烯聚丙烯共聚共聚 乙丙橡胶乙丙橡胶单体单体聚合度聚合度聚合体聚合体从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。低级烯烃低级烯烃六、烯烃的来源和制法（六、烯烃的来源和制法（P4647)石油馏分或天然气高温裂解石油馏分或天然气高温裂解石油炼制过程中的气相成分石油炼制过程中的气相成分从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。烯烃的实验室制法烯烃的实验室制法1.醇脱水醇脱水2.卤代烷脱卤化氢卤代烷脱卤化氢作业：作业：P63 2,3,6,9,10 1)5),11,12