第三章烯烃和炔烃

第三章 不饱和烃--烯烃和炔烃
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碳氢键
不饱和脂肪烃 炔烃
含有一个碳碳双键者为 烯烃. 含有一个碳碳三键者为炔 烃. 同时含有碳碳双键和碳碳 三键者为烯炔.
烯烃
烯烃和炔烃的通式
烯烃的通式是CnH2n。凡符合烯烃通式且性质相似 的化合物组成烯烃同系列，它的系差也是CH2。 炔烃的通式是CnH2n-2
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4.有顺反异构的烯烃标明构型。
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烯烃顺反异构体的命名
顺反标记法：
两个相同基团处于双键同侧的为顺式，异侧的为反式。
a
a
C=C
b
b
顺式
a
b
C=C
b
a
反式
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立体化学的表述
cis (相同的取代基 在双键的同侧)
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• trans (相同的取代 基在双键的异侧)
CCH3
常见炔基
乙炔基 •丙炔基 炔丙基
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HC C C CCH3
HC CCH2
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2-环戊烯基
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3.3.2 烯烃和炔烃的命名
衍生物命名法
分别以乙烯和乙炔为母体,其它烯烃和炔烃分别 看成乙烯和乙炔的烷基衍生物,取代基按”次序规 则”放在母体化合物之前。
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炔的结构，乙炔中的两个氢原子如果被一个或两个烷基取 代，就是其它的炔烃。
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0.120nm
HC C H
0.106nm
H 0.134nm
H
HC C H
0.108nm
H 0.154nm HC C
0.110nm
H
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H H H
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837KJ/mol 611KJ/mol 347KJ/mol
系统命名法
1.选主链； 选择包含碳碳重键的最长碳链为主链
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2.编号；
从靠近重键一端开始编号，用重键碳原子 中较小数字表示重键位置
CH3-CH2-CH=CH2
1-丁烯
CH3-CH=CH-CH3 2-丁烯
CH3 CH3-CH-CH=CHCH2
4-甲基-2-戊烯
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CH3-CH2-C CH CH3-C C-CH3
trans
炔烃的同分异构
构造异构
碳链异构，官能团异构，官能团位置异构
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3.3 烯烃和炔烃的命名
3.3.1 烯基和炔基
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常见烯基
乙烯基(Vinyl)
H2C CH
•丙烯基
HC CHCH3
烯丙基(Allyl-)
H2C CHCH2
异丙烯基
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H2C
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顺反异构
H3C C
CH3 C
H
H
cis-2-丁烯
H3C C
H C
H
CH3
trans-2-丁烯
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通常立体异构的化合物不会发生翻转. 翻转需要断裂双键中的 p 键
cis
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trans
立体异构体 的能量图
26 cis
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Sp2和sp3杂化轨道的形状大体相似，只是由于s成分的 逐渐增多，形状较胖，电负性较大。
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• 每个碳由一个半充满 的p 轨道
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• 肩并肩交叠 半充满的p
轨道形成一个 p 键
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乙炔中的s键
C 原子同H 原子间通过s 键相连,而C 原子同C 原子 之间通过一个s 键和两个 P键相连.
3.2 烯烃和炔烃的同分异构
异构
构造异构
立体异构
连接方式不同
连接方式相同,只是原 子在空间的排列不同
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烯烃的同分异构体
构造异构
碳链异构，官能团异构，官能团位置异构
顺反异构
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碳链异构
H C
CH2CH3 C
H
H
1-丁烯
H3C
H
CC
H3C
H
2-甲基丙烯
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官能团异构
CH3-CH2-CH=CH2
CH3
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官能团位置异构
H C
CH2CH3 C
H
H
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1-丁烯
H3C
CH3
CC
H
H
cis-2-丁烯
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顺反异构
当双键两端的碳原子连接不同的原子和基团时，由 于双键不能自由旋转，四个基团在空间有两种不同 的排布方式，称为顺反异构。
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例如
Cl C
H
Br C
F
• 当四个取代基都不相同时该怎么办? 1) 取代基如何排列 2) 比 cis 和 trans 更好的命名方法:
—Z-E
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次序规则
将双键两端碳原子所连的原子或基团按原子序数大小 排列，原子序数大的优先；
-I > -Br > Cl > -S > -P > -O > -N > -C > -H
1-丁炔 2-丁炔
CH3 CH3-CH-C CH
3-甲基-1-丁炔
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3.对于含有双键的炔烃，一般先命名烯再命名炔，碳 链编号在满足双键和三键位置之和最小的前提下，优 先给双键低位次。
CH2=CH-C CH CH3CH=CH-C CH
1-丁烯-3-炔 3-戊烯-1-炔
CH3CH2C CCH（CH3）2 2-甲基-3-己炔
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3.1 烯烃和炔烃的结构
键角:
H-C-H = 117°
•键长:
H-C-C = 121° C—H = 110 pm
C=C = 134 pm
平面构形
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H
116.7
o
H
121.7 o
0.134n m
m
H
0.108n
H
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烯烃中的s键
s s
s s
s
• 框架为 s 键 • 每个碳为 sp2 杂化
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Br > F
Cl > H
higher Br C
lower F
Cl higher C
H lower
(Z )-1-fluoro-2-chloro-1-bromoethene
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•(2) 如果两个原子相同,则比较与之相连的 原子,直到有不相同的为止.
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结构
•乙炔的线形结构
120 pm H CC H 106 pm 106 pm
121 pm CH3 C C H
146 pm 106 pm
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乙炔中的p键
乙炔中的p 键之一, 另一 p键同这成直角.
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乙炔中的p键
另一个p键
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在乙炔分子中，两个sp杂化碳原子成键时，它们各以一个 sp杂化轨道相交盖，形成一个碳碳σ键，而碳原子上另外 的两个sp杂化轨道分别与一个氢原子的1s轨道交盖，形成 两个碳氢σ键．在形成σ键的同时，两对相互平行的轨道从 侧面肩并肩地交盖，形成两个相互垂直的π键，这就是乙