烯烃的化学性质和应用

CH3 CH CH3 OSO3H
硫酸氢异丙酯
2.应用：硫酸氢酯是有机合成中重要 H2SO4 H2O
醇的方法---烯烃间接水合法
CH3 CH CH3 OH
④ 与水加成
/ CH2=CH2 + HOH H3PO4 硅藻土 300℃，7 MPa
CH3
CH3CH2OH
H3PO4 / 硅藻土 + HOH CH3CHCH3 CH=CH2 200 ℃，2 MPa OH
+
HBr
+
CH3 CH3 C=C HCH3
+
HBr
过氧化物
CH3 (4) CH3 C= CH2
HOCl
归纳：烯烃的化学反应主要是发生在双键上的， 常见反应如下：
R-CH-CH H
CH-R'
烯烃的加成反应 烯烃的氧化反应 α - H 的卤代反应
目录
１、烯烃的化学性质及其应用 ２、亲电加成反应历程 ３、烯烃的结构
碳正离子的稳定性越大，越易生成.
CH3-C H-CH 3 CH3-CH=CH 2 + H +
(Ⅰ)
+
Br -
CH3-CH-CH 3(主要产物) Br CH3CH2CH2Br(次要产物)
CH3CH2CH2+
(Ⅱ)
Br -
目录
１、烯烃的化学性质及其应用 ２、亲电加成反应历程 ３、烯烃的结构
４、烯烃的制法
５、烯烃的物理性质
６、烯烃的命名和顺反异构
3、烯烃的结构
sp2 sp2 sp2
sp
2
B A
C C
C-C
B A
C=C 610 0.134
键能/kJmol-1 键长/nm
346 0.154
对于乙烯,5个σ键在同一个 平面上；π电子云分布在平 面的上下方。
双键( C=C) = σ键 + π键
键键能：264kJ/mol
丙烷。 要想解决该问题，首先要了解丙烯的主要化学性质 并选择合适的方法对其进行定性和定量，选择合适 的合成路线，这是我们这节课要解决的问题。
烯烃的化 学性质 加成反应 催化加氢 亲电加成 氧化反应 氧化剂氧化 聚合反应 α －碳上氢 原子的卤代
催化氧化
与卤素加成
与卤化氢加成
与硫酸加成
与水加成 与次卤酸加成
不对称二甲基乙烯
命名
系统命名法 （1）选择含碳碳双键的最长碳链为主链，称为某烯。 (2）从最靠近双键的一端开始，将主链碳原子依次编 号。 (3）将双键的位置标明在烯烃名称的前面（只写出双 键碳原子中位次较小的一个）。 (4)其它同烷烃的命名原则
低压法 TiCl4 Al(C 2H5)3 60~75℃ 0.1~1Mpa
高压法
低压聚乙烯
n CH2=CH2
[ CH2-CH2 ]n
n CH2=CH2
乙烯 （单体）
少量引发剂 150~250℃ 150~300Mpa
高压聚乙烯
[ CH2-CH2 ]n
聚乙烯 （高分子）
TiCl4
Al(C 2H5)3 10Mpa
(相似相溶原理）
目录
１、烯烃的化学性质及其应用 ２、亲电加成反应历程 ３、烯烃的结构
４、烯烃的制法
５、烯烃的物理性质
６、烯烃的命名和顺反异构
一、 烯烃的同分异构
1．单烯烃的构造异构和命名
碳链异构
CH2=CHCH2CH3
1-丁烯
CH3 CH 2=CCH 3
2-甲基丙烯
官能团位置异构 CH2=CHCH2CH3
。 CH 2=CH 2 + H 2O
目录
１、烯烃的化学性质及其应用 ２、亲电加成反应历程 ３、烯烃的结构
４、烯烃的制法
５、烯烃的物理性质
６、烯烃的命名和顺反异构
5、烯烃的物理性质（略）
烯烃的物理性质与烷烃相似。烯烃是无色物质。
（1）沸点：直链α -烯烃的沸点随着分子中碳原子
数的增多而升高。 （2）相对密度：都小于1，随着分子中碳原子数的增多， 直链 α -烯烃的相对密度逐渐增大。 （3）不溶于水，能溶解于某些有机溶剂。
(1）高锰酸钾氧化
碱性
3 RCH=CH 2
2KMnO4 4H2O
3R-CH-CH2 OH OH
2MnO2
2KOH
或中性
R CH=CH2
KMnO4 H2SO4
OH OH R C O + O C OH
羧酸
CO2 + H2O
R R
C CH
R KMnO4 H2SO4
R R
C O
酮
+ O
OH C R
羧酸
反应的用途： 1. 鉴别烯烃; 2. 制备一定结构的有 机酸和 酮; 3.推测原烯烃的结构。
那么，下面我们可以完成第二个任务。
任务2 ：如何利用丙烯为原料合成1-溴丙烷、 2-溴丙烷。
过氧化物
CH 3-CH=CH 2 + HBr
CH3-CH2-CH2-Br
反马氏产物
③ 与硫酸加成
CH3 CH CH2
+
H OSO3H
1.遵守马氏规则。 的有机中间体，可水解成醇、做烷基 化试剂 ，是工业上生产乙醇、异丙
1-丁烯
CH3CH=CHCH3
2-丁烯
碳链异构和官能团位置异构统称构造异构. C5H10的烯烃异构体有几种？C6H12呢？
命名 1、普通命名法---适用于简单的单烯烃
CH2=CH2 乙烯 CH2=CHCH3 丙烯
CH3 CH 2=CCH 3
异丁烯
2、衍生命名法 CH2=CHCH3 甲基乙烯
CH3 CH 2=CCH 3
Br Br C C
无色
应用: 1.实验室制备连二卤代烷. 2.此反应可用来检验C=C是否存在.
• 那么，现在我们就可以完成第一个任务了。
• 任务1：有一混合气体，初步判断含有丙烷，请判
断是否含有丙烯，如果有如何对其进行定量？
答案：向丙烷和丙烯中加入Br2，能使Br2褪色的为
丙烯。
② 与卤化氢加成
高氯化聚乙烯 HCPE-L 明大
高氯化聚乙烯 HCPE-M 明大
低压聚乙烯 5000S 燕山石化
应用: 聚乙烯是一个电绝缘性能好，耐酸碱，抗腐蚀， 广泛的应用于农业, 工业, 和国防上.聚丙烯用于制造薄 膜,薄板,挤压成型品,电线和电缆的绝缘层以及纤维等.
4、烯烃的制法
烯烃中最重要的是乙烯，其次是丙烯，他们都是有机化学工 业的基础原料。
3.过氧化物效应
过氧化物
CH3-CH=CH 2 + HBr
CH3-CH2-CH2-Br
反马氏产物
当有过氧化物（如 H2O2, R-O-O-R等）存在时，不 对称烯烃与HBr的加成产物不符合马氏规则（反马氏 取向）的现象称为过氧化物效应。 应用：合成反马氏规则的溴代烷产物，从而可以合成 正某醇. 注意：只适用于溴化氢的加成 .
(2）过氧化物氧化
O 3-CH O CH 2 CH 3COOH
O 常用的过酸有： H-C-O-O-H
过氧甲酸
O CH3-C-O-O-H
过氧乙酸
O C6H5-C-O-O-H
过氧苯甲酸
Cl
O C-O-O-H
过氧间氯苯甲酸
O CF3-C-O-O-H
三氟过氧乙酸
C
Nu 两面进攻
顺式加成 （第二步）
一般Br2, I2通过鎓离子历程，HX等通过碳正离子历程。
马氏规则的理论解释和碳正离子的稳定性
碳正离子的稳定性顺序为：
CH 3 CH 3 C CH 3 > CH 3 CH 3 C H > CH 3 H C H > CH 3
叔 （3° ）
仲 （2° ）
伯 （1° ）
目录
１、烯烃的化学性质及其应用 ２、亲电加成反应历程 ３、烯烃的结构 ４、烯烃的制法
５、烯烃的物理性质
６、烯烃的命名和顺反异构
低压聚乙烯 HDPE 9001
线性聚乙烯 218W
高氯化聚乙烯 （HCPE）明大
线性低密度聚乙 烯 高远
低压聚乙烯 HXF4810H
低密度聚乙烯 LLDPE
氯化石蜡 42 明大
乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的标志。
1、从裂解气、炼厂气中分离 工业上生产乙烯、丙烯的方法
2、醇脱水
实验室中制备烯烃
浓H SO
2 4 CH CH OH 。 3 2 液相催化脱水： 170 C
CH2=CH 2 + H 2O
气相催化脱水:
CH 3CH 2OH
Al 2O3
350-360 C
用途:用烯烃合成环氧化物
2. 氧化反应----催化氧化
PdCl 2-CuCl 2 120 C
O CH3-C-H + H 2O
CH2=CH 2 + O 2
。
应用:工业上用于生产环氧乙烷, 环氧乙烷是重 要的有机合成中间体.
3.聚合反应
烯烃在少量引发剂或催化剂作用下，键断裂而互相 加成，形成高分子化合物的反应称为聚合反应。
C=C + H： X (HX=HCl,HBr,HI) C H C X
1. 反应速度：HI＞HBr＞HCl 2.不对称烯烃的加成产物遵守马氏规则
CH3 100% 80% 20%
马尔科夫尼科夫规则（马氏规则）：不对称烯烃加卤化氢时，氢原子总是加 在含氢最多的碳原子上，其余部分加在含氢较少的双键碳原子上。 主要应用：制备卤代烃，作为合成醇等化工原料的中间体.
烯烃加卤化氢历程
第一步
C=C
+ H




X
C H
C H C X
C
+
+
X-
第二步
C H
C
+
+
X-
HX通过碳正离子历程进行加成反应
烯烃加成历程通式
Nu C δ E δ Nu C E （第一步） E C Nu 反面进攻 C C
C
C
Et 反式加成产物 Nu C E C Nu C E 反式加成 混合产物 C
１、烯烃的化学性质及其应用 ２、亲电加成反应历程 ３、烯烃的结构 ４、烯烃的制法 ５、烯烃的物理性质 ６、烯烃的命名和顺反异构
１、烯烃的化学性质及其应用
烯烃的主要化学性质主要是由其官能团双键所决定
的，而其化学性质又决定了其应用。 任务1：有一混合气体，初步判断含有丙烷，请判
断是否含有丙烯，如果有如何对其进行定量？ 任务2 ：如何利用丙烯为原料合成1-溴丙烷、2-溴
nCH3CH=CH2
50℃
[ CH-CH2 ]n CH3
聚丙烯
4. α －碳原子上氢原子的卤代
CH 2=CH-CH 3
α －氢受双键的影响， 有特殊的活泼性。 C (与双键相连的碳)
500oC CH3 CH=CH2 + Cl2 CCl4 r.t. ClCH2CH=CH2 CH3CHCH2 Cl Cl
1.加成反应
(1)催化加氢
碳碳双键（C=C）中π键容易断裂,在双键的两个碳原子 上各加入一个原子或原子团,这种反应称为加成反应.
单烯烃在铂、钯或镍等金属催化剂的存在下，可以与氢加成 而生成烷烃。
RCH=CHR + H2
Pd, Pt or Ni
RCH 2CH2R
应用: ① 实验室制备纯烷烃；工业上利用此反应可使粗汽油中的少量烯烃 (易氧化、聚合)还原为烷烃，提高油品质量。 ②根据被吸收的氢气的体积，测定分子中双键的数目。
异丙醇
1. 遵从马氏规则.
2. 应用：合成醇 ，是工业上合成乙醇、异丙醇的主 要方法---烯烃直接水合法
烯烃间接水合法与直接水合法在应用上有何区别
?
⑤与次卤酸加成
是制取有机合成 原料环氧乙烷的 中间体.
CH 3CH=CH 2 + HOCl
合成甘油 的中间体
CH 3-CH-CH 2 OH Cl
2. 氧化反应----氧化剂氧化
４、烯烃的制法
５、烯烃的物理性质
６、烯烃的命名和顺反异构
２、亲电加成反应历程
实验:乙烯与Br2/CCl4则可顺利亲电加成反应,产物为
1,2-二溴乙烷,当体系中存在氯化钠时，那么反应产
物为和物质呢?
CH2=CH 2 2 Br2 CH2=CH Br2
NaCl （（ 水溶液） NaCl 水溶液）
CH -CH2 CH2 2-CH2 Br Br Br Br
（2）亲电加成反应
定义:在烯烃分子中，由于π电
子具流动性,易被极化，因而
烯烃具有供电子性能，易受到
缺电子试剂（亲电试剂）的进 攻而发生反应，这种由亲电试 剂的作用而引起的加成反应称 为亲电加成反应.
① 与卤素加成
卤素的反应活性次序： F2 > Cl2 > Br2 > I2
C=C
+
Br 2
红棕色
CCl 4
CH 2-CH 2-CH 2 CH CHCH 2-CH 2 2 无 无 2-CH 2 Br ClCl Br Cl ClCl Cl
由上述实验现象是否可以推测可能的反应历程
烯烃加溴历程
第一步
第二步
Br+ CH2 CH2
+ Br
-
快
Br
CH2
CH2
Br
结论：该加成反应并不是键断裂后二个溴原 子同时加到双键碳原子上，而是分步进行的.
H
+ Br 2
h
Br
3-溴环己烯
烯烃与卤素在室温下可发生双键的亲电加成反应, 但在高温或光 照时，则主要发生α -氢的卤代反应。 卤代反应中α - H的反应活性为：3°α -H > 2°α -H > 1°α - H
练习
1.完成下列反应
(1)
CH3
+ H2O
H2SO4
(2 ) (3)
CH3 CH3C= CH2
第二章
烯烃的化学性质和应用
第二章
问题：
烯烃的化学性质和应用
C2H6叫乙烷，C2H4叫什么？ 怎样把C2H6和C2H4鉴别开来？ 实验室如何制备C2H4？
定义：分子内含有碳碳双键（C=C）的
烃，称为烯烃. 通式: CnH2n 用途: 烯烃是基础化工原料，是合成塑 料、树脂等化工产品的主要原料。
目录