03-3炔烃

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(白)
Cu-C≡C-Cu
(棕红色) 棕红色)
(注意:乙炔银或乙炔亚铜干燥或受撞易爆炸。常用 注意:乙炔银或乙炔亚铜干燥或受撞易爆炸。 分解。) 稀HCl或HNO3分解。) 或
(五)重要的炔烃—乙炔 重要的炔烃 乙炔 制备: 制备: 1)CaO + C )
(石灰石 石灰石) 石灰石 2300℃ ℃
CaC2 + CO CH≡CH + Ca(OH)2
衍生命名法以乙炔为母体例普通命名法衍生物命名法系统命名法正丙炔甲基乙炔1丙炔lch3异戊炔异丙基乙炔3甲基1丁炔甲基烯丙基乙炔1己烯4炔ch3cchch3ccch2chch2ch3chcch叔丁基乙炔3?3二甲基1丁炔新己炔ch33ccch若分子中同时含有双键和叁键命名以炔烃为母体称某烯叁键位次炔编号首先给双键和叁键尽可能低的位次若从两边编号和一样则优先使双键的位次尽可能小
C-C-C-C-C ll O C-C-C-C-C ll O
3、其它加成 、 炔可与HCN、ROH、RCOOH加成(亲核加 、 加成( 炔可与 、 加成 这与烯烃不同。 成)这与烯烃不同。
HC CH
+
CH3OH
KOH
CH2 CH
OCH3
催化剂: 催化剂:KOH、季铵碱类等 、 反应机理: 反应机理:亲核加成
δ HC
_
δ+ CH
_
_
+ CH3O
CH CH
OCH3
CH3OH
CH2 CH
OCH3
负碳离子 涂料、 涂料、胶粘剂的单体组分 2杂化 sp
HC
CH + HCN
Cu2Cl2-NH4Cl CH3COOH
CH2 CH CN
丙烯腈的工业制法,现在被丙烯氨氧化代替 丙烯腈的工业制法,
Zn(CH3COO)2-C O H3C C O CH CH2
顺式加成产物
Pb(OAC)2、喹啉的作用:催化剂部分中毒 喹啉的作用: 同烯烃相似: 吸附反应历程。 同烯烃相似 吸附反应历程。 炔比烯易加氢。 炔比烯易加氢。因炔在催化剂表面的吸附 能力大于烯,不饱和性也更大。 能力大于烯,不饱和性也更大。
2、 亲电加成 、 (1)与卤素加成(活性 2>Br2 ) )与卤素加成(活性Cl 乙醚 CH3 Br CH3-C≡C-CH3 + Br2 C=C CH3 -20℃ Br ℃ Br Br l l CH3-C—C-CH3 l 25℃ ℃ l Br Br
第三节 炔烃
分子中含有 的不饱和烃—炔烃 分子中含有C≡C的不饱和烃 炔烃。 含有 的不饱和烃 炔烃。 通式C 没有顺反异构,是线型结构。 通式 nH2n-2 。没有顺反异构,是线型结构。 一、炔烃的命名 与烯烃相似 普通命名法: 普通命名法: “正” 、“异” 、“新” 系统命名法:选主链、编号、命名。 系统命名法:选主链、编号、命名。 衍生命名法: 衍生命名法:以乙炔为母体
例: CH3-C=CH-C≡CH l CH3 4-甲基 戊烯 炔 甲基-3-戊烯 甲基 戊烯-1-炔
5 4 3 2 1
CH≡CCH2CH=CH2 1-戊烯 炔 戊烯-4-炔 戊烯
CH3 CH3 1 7 2 6l 3l CH3-CH CH-C≡CH 5 4 C=C 二甲基-4-庚烯 顺-3,6-二甲基 庚烯 炔 二甲基 庚烯-1-炔 H H
二、炔烃的结构和sp杂化轨道 炔烃的结构和 杂化轨道 1、乙炔的结构 、 现代物理方法测得,乙炔分子是直线型, 现代物理方法测得,乙炔分子是直线型,四 个原子在一条直线上。 键角180° 个原子在一条直线上。C-H键角 °, 键角 键长:C≡C为0.120nm, C-H为0.106nm. 键长 为 为 理论解释:杂化理论认为,乙炔中碳为 杂化 杂化。 理论解释:杂化理论认为,乙炔中碳为sp杂化。 形成sp杂化轨道 形成 杂化轨道 形状:一头大一头小;两个轨道夹角180 ° 形状:一头大一头小;两个轨道夹角 如何形成乙炔? 如何形成乙炔?
共轭二烯
乙炔衍生物的聚合物(了解): 乙炔衍生物的聚合物(了解):
OMe n x ClCH2 MeO CH2Cl O(CH2)mH
+ n y ClCH2
MeO
CH2Cl
t- BuOK solvent
OMe
O(CH2)mH
(
OMe
CH CH ) x
(
CH CH
)y
n
m= 4, 8
MeO
有机导体;有机电池; 有机导体;有机电池;化学发光染料 ; 电致变色的显示装置
(一)炔烃的加成反应
1、催化加氢(Pt,Pd,Ni) 、催化加氢(
R-C≡CH + H2
Ni
R-CH=CH2 H R-CH2-CH3
不易停留于此
2
Ni
烷烃中存在少量的炔烃可用此法除去 Ni 例: C-C=C-C-C≡C-C H2 C-C-C-C-C-C-C
如果使反应停留在烯烃阶段, 如果使反应停留在烯烃阶段,必须选用活 使反应停留在烯烃阶段 性较低的催化剂,常用:林德拉( 性较低的催化剂,常用:林德拉(Lindlar) ) 催化剂,即将Pd沉淀于 沉淀于CaCO3,再以 催化剂,即将 沉淀于 Pb(OAC)2处理,或Pd -BaSO4 /喹啉。 处理, 喹啉。 喹啉 H Pd-BaSO4 H R-C≡C-R ´+ H2 C=C 喹啉 R R´ R´
CaC2 + 2H2O
用木炭和石头合成有机物
2) ) 2CH4
1500℃ ℃
CH≡CH + 3H2
(工业制备氯乙烯的方法) 工业制备氯乙烯的方法)
不对称炔烃与氢卤酸加成时,符合马氏规则: 不对称炔烃与氢卤酸加成时,符合马氏规则: 马氏规则
R-C
CH
+
HX X
HgCl2
R-C X
CH2
HX HgCl2
R-C X
CH3
加成同样存在过氧化物效应: 与HBr加成同样存在过氧化物效应: 加成同样存在过氧化物效应 R-C≡CH + HBr
双、叁键同时存在时,加成首先发生在双键上。 叁键同时存在时,加成首先发生在双键上。
(2)加成卤化氢 ) 加成HI易进行,加成 须有催化剂。 加成 易进行,加成HCl须有催化剂。 易进行 须有催化剂
HC CH
+ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱCl
Cl CH3 CH Cl
HgCl2-C
CH2=CH Cl 可控制在此
HgCl2-C HCl
4CH≡CH
Ni(CN)2
对研究苯的结构、非苯芳香烃的性质有重要意义 对研究苯的结构、
(四) 炔氢的反应 末端炔烃RC≡CH叁键碳上的氢 炔氢。 叁键碳上的氢—炔氢 末端炔烃 叁键碳上的氢 炔氢。 炔氢的弱酸性: 炔氢的弱酸性: + HC≡C-H HC≡C + H
sp杂化 杂化
电负性: 电负性 Csp>Csp2>Csp3 使得≡C-H 之间的电子云密度更接近于C, 使得 之间的电子云密度更接近于 , 所以容易异裂。末端炔烃表现一定酸性。 所以容易异裂。末端炔烃表现一定酸性。 酸性: 酸性:H2O > HC≡CH > H2C=CH2 > CH3-CH3 pKa 15.7 25.0 36.5 42.0
Cl 2 C7H15MgBr Cl
C7H15 HCHO / HCl H2SO4 C7H15
C7H15 ClCH2 C7H15
C7H15 CH2Cl
BuOK / THF 25℃ ℃
C7H15
CH CH2
excess BuOK n THF
Cl
C7H15 CH CH C7H15
n
3CH≡CH
Ni(CO)2·[Ph3P]2
(三)聚合反应 一般不易聚成高聚物, 一般不易聚成高聚物,只能生成几个分子的 聚合物。 聚合物。 CH≡CH + CH≡CH
CuCl-NH4Cl CH2=CH-C≡CH 95℃ ℃ 1-丁烯 炔 丁烯-3-炔 丁烯 乙烯基乙炔) (乙烯基乙炔) 生产氯丁橡胶 的原料
H2 Lindlar CH2=CH-CH=CH2
例:
普通命 名法: 名法: 衍生物命 名法: 名法: 系统命 名法: 名法:
CH3-C≡CH 正丙炔 甲基乙炔 1-丙炔 丙炔
(CH3)3C-C≡CH 新己炔 叔丁基乙炔 3¸3-二甲基 丁炔 二甲基-1-丁炔 二甲基 CH3-C≡C-CH2-CH=CH2 甲基烯丙基乙炔 1-己烯 炔 己烯-4-炔 己烯
(二)氧化反应 易被KMnO4氧化,结构不同,氧化产物不同。 氧化,结构不同,氧化产物不同。 易被 O ll H2O CH3-C≡CH + KMnO4 加热 CH3COH+CO2+H2O 应用:鉴别炔烃及推断炔烃结构。 应用:鉴别炔烃及推断炔烃结构。 RC≡CR’、 RC≡CH、 HC≡CH 、 、 氧化产物? 氧化产物?
应用: 应用: 增长碳链,合成高级炔烃( 的方法。 增长碳链,合成高级炔烃(烯、烷)的方法。 2、与硝酸银(或氯化亚铜)的氨溶液反应 、与硝酸银(或氯化亚铜) R-C≡CH + Ag(NH3)2 NO3 R-C≡C-Ag H-C≡CH + Cu(NH3)2 Cl R-C≡C-R’没有上述反应 没有上述反应 应用:鉴别乙炔和末端炔。 应用:鉴别乙炔和末端炔。 乙炔和末端炔
HC
CH + CH3COOH
醋酸乙烯酯 生产维尼纶的原料
n CH2=CH O C O CH3 CH2-CH O C O CH3 CH3OH n CH3ONa CH2-CH OH n
聚乙烯醇
做胶粘剂; 甲醛缩醛化后 做胶粘剂;用甲醛缩醛化后,抽丝成纤维
O H3C C CH + CH3COOH OHH3C 醋酸酸 C O C CH2 CH3
重排 HgSO4 稀H2SO4
CH3CHO
醛酮类化合物
[CH=CH2] l OH 不稳定, 不稳定,烯醇式
除乙炔外都生成酮
CH3-C≡CH + H2O
重排
HgSO4 H2SO4
CH3-C=CH2 l OH
例:
CH3-C-CH3 遵守马氏规则 ll O
HgSO4 H2SO4
CH3CH2C≡CCH3 + H2O
π电子云围绕在碳原子的上下前后,呈圆桶形,碳 电子云围绕在碳原子的上下前后,呈圆桶形, 原子核被电子云包围。 原子核被电子云包围。
H—C≡C—H
一个σ键,两个π键 一个 键 两个π
sp杂化,键角180° 杂化,键角 杂化 °
三、炔烃的化学性质 炔都是不饱和烃, 烯、炔都是不饱和烃,都有π键,有相似的化学 有相似的化学 性质。都能发生加成、氧化、聚合, 性质。都能发生加成、氧化、聚合,但由于炔中 含两个双键, 杂化形式不同, 含两个双键,且杂化形式不同,所以与烯烃的化 学性质也有许多不同之处。 学性质也有许多不同之处。
CH3-CH-C≡CH l CH3 异戊炔 异丙基乙炔 3-甲基 丁炔 甲基-1-丁炔 甲基
在系统命名法中: 在系统命名法中:
若分子中同时含有双键和叁键: 若分子中同时含有双键和叁键: 同时含有双键和叁键
规则: 规则: 选链: 选链:选含有双键和叁键的最长碳链为主链 编号:首先给双键和叁键尽可能低的位次, 编号:首先给双键和叁键尽可能低的位次,若 双键和叁键尽可能低的位次 从两边编号和一样, 从两边编号和一样,则优先使双键的位 次尽可能小. 次尽可能小 命名: 某烯-(叁键位次 叁键位次)-炔 命名:以炔烃为母体 称 某烯 叁键位次 炔
1、与NaNH2、LiNH2等反应 、 、 CH≡CH+Na
液氨
CH≡CNa
离子键
液氨 Na
NaC≡CNa
CH≡CH+NaNH2
NaC CH
液氨
CH≡CNa+NH3
CH3CH2CH2C CH
亲核试剂
NaNH2
+ CH3CH2CH2Cl
必须是伯 必须是伯RX
CH3CH2CH2Cl
CH3CH2CH2C CCH2CH2CH3
_
CH3
δ+ C CH
δ
马氏加成? 马氏加成?
HCN、ROH、R-COOH都是亲核试剂,其负 、 都是亲核试剂, 、 都是亲核试剂 离子具有亲近正电荷的倾向。 离子具有亲近正电荷的倾向。由亲核试剂的进 攻而引起的加成—亲核加成 亲核加成。 攻而引起的加成 亲核加成。 乙炔进行反应时,加成产物中均含有乙烯基, 乙炔进行反应时,加成产物中均含有乙烯基, 故称之为乙烯基化反应 乙烯基化反应。 故称之为乙烯基化反应。
ROOR
R-CH=CH l Br
(3)加成 2O )加成H 仅在酸性条件(H 下与 下与H 加成困难 加成困难。 仅在酸性条件 +)下与 2O加成困难。 催化下,加成得到烯醇 烯醇, 在HgSO4-H2SO4催化下,加成得到烯醇, 烯醇极不稳定,马上重排,得到醛或酮。 烯醇极不稳定,马上重排,得到醛或酮。 HC≡CH + H2O
+2Br2
炔烃亲电加成较烯烃难。 炔烃亲电加成较烯烃难。 原因: 原因: Csp>Csp2(电负性), Csp(即叁键 吸电子 电负性), 即叁键C)吸电子 能力强, 电子结合更为紧密, 能力强,与π电子结合更为紧密,尽管叁键比 双键多出一对π电子, 不易给出电子与亲电 双键多出一对π电子,但不易给出电子与亲电 试剂结合;三键π 试剂结合;三键π电子云不容易极化 C=C-C-C≡C + Br2(1mol) C—C-C-C≡C l l Br Br
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