大学有机化学第三章烯炔烃

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有机化学--第三章 不饱和烃:烯烃和炔烃

有机化学--第三章 不饱和烃:烯烃和炔烃
碳架异构 官能团位次异构 构造异构 官能团异构 互变异构
碳碳双键不能绕键轴自由旋转。因此,当两个双键碳 原子各连有两个不同的原子或基团时,可能产生两种不同 的空间排列方式。
一些烯烃的物理性质
构型:(I)和(Ⅱ)的分子式相同,构造亦相同,但分子中的原子在空间 排列不同。分子中原子在空间的排列形式称为构型。 构型异构体:(I)和(Ⅱ)是由于构型不同而产生的异构体,称为构型异 构体(configurational isomers)。构型异构体具有不同的物理性质。
3.1.1 碳原子轨道的sp2杂化
H
H
CC
H
Hale Waihona Puke H1/3s +2/3p
3.1.2 碳碳双键的组成
在乙烯中,成键的两碳原子各以一个sp2杂化轨道彼 此交盖形成一个C—C σ键,并各以两个sp2杂化轨道分 别与两个氢原子的1s轨道形成两个C—H σ键,这样形成 的五个σ键其对称轴都在同一平面内。
由于每个碳原子上余下的p轨道的对称轴垂直于同一 平面,且彼此平行,这样两个p轨道就从侧面相互平行交 盖成键,组成新的轨道,称为π轨道。处于π轨道的电子称 为π电子,这样构成的共价键称为π键。
含一个碳碳三键者称为炔烃(alkynes),通式为CnH2n-2, 碳碳三键(一C≡C一)是炔烃的官能团。分子中既含有碳碳 双键,又含有碳碳三键者称为烯炔。
3.1 烯烃和炔烃的结构
碳碳双键是由两对共用电子构成,通常用两条短线表 示:C=C。碳碳三键由三对共用电子构成,通常用三条 短线表示:C≡C。但实验事实表明,它们都不是由两个 或三个σ键加合而成:
与烷基相似,一个不饱和烃从形式上去掉两个氢原 子也构成亚基。最常见的不饱和亚基有—CH=CH—, 称为1,2-亚乙烯基。

3章-烯烃和炔烃

3章-烯烃和炔烃

H
O H C H H
H C H H C C H H C H H H
H C C H H C H H H
H
1
2
3
4
CH3 H3C
1 H HO H HH C H 3C H H C C C C C
CH2OH * CH3 CH2Cl
2 C H H H H C C H H 3 4
H C
HH H H H Cl H
1) 催化加氢
a. 提高汽油的稳定性
植物油
人造黄油
b. 改良油脂的性质
c. 判断烯烃的稳定性(氢化热的测量)
CH3CH2CH CH2 CH3 H CH3 H C C CH3 C C CH3 H H -115.5 H2 -126.8 kJ/mol -119.7 CH3CH2CH2CH3
故稳定性:反-2-丁烯 > 顺-2-丁烯 > 1-丁烯 同理有: R2C=CR2 > R2C=CHR > RCH=CHR > RCH=CH2 > CH2=CH2
1)定义:分子因共轭而产生的各种效应, 称做共轭效应。 具有单双(重)键交替出现的分 子,称为 共轭分子。如
CH2=CH-CH=CH-CH-CH=CH 2 O
2)特点和表示:
(1)π 键电子是离域的。
(2)共轭效应的影响可沿着共轭体系传递很 远,并出现极性交替现象。如
dCH2
d+
d-
d+
d-
d+
CH
公差为CH2
通式为:CnH2n(n = 2,3,4…..正整数)
1. 乙烯的结构
C原子的sp2 杂化
激发 2px,2py,2pz 2s 2px,2py,2pz

第三章-烯烃、炔烃、二烯烃

第三章-烯烃、炔烃、二烯烃
Br C H H
以反式加成产物为主
Br
Br
CH2 CH2 + Br2 NaCl水溶液 CH2 CH2 + CH2 CH2
Br
Cl
亲电试剂:试剂带有正电荷,或者电子云密度较低,在
反应中进攻反应物上带部分负电荷的位置,这种试剂叫
做亲电试剂,例如X+(卤素)、R+、H +等。详见课本 P54-56。
亲电加成反应:由亲电试剂进攻而引起的加成反应。
1埃 = 0.1纳米(nm) = 10-10米(m)
1
键的特点: 1.成键原子不能绕两核连线自由旋转。
2.键比键易断裂。
3.电子云易极化。
PS:极化(polarization),指事物在一定条件下发生两极 分化,使其性质相对于原来状态有所偏离的现象
烯烃的同分异构
构造异构:碳链异构;官能团位置异构 构型异构:顺反异构 (几何异构or立体异构)
链终止 CH3CH· CH2Br +Br· CH3CHBrCH2Br
注:过氧化物只对HBr有影响,不影响HCl和HI。
诱导效应:受分子中电负性不同的原子或基团的影响,整个分 子中成键的电子云向着一个方向偏移,分子发生极化的效应。
δ+ δ- δ+ δH3C CH CH2 + HBr
CH3CHCH2 Br
电负性差别:O:3.5 Cl:3.1 O> Cl
由于次氯酸不稳定,反应中常用氯气和水代替次氯酸
Cl2 + H2O HOCl + HCl
H2C CH2 + Cl2 + H2O
CH2 CH2 OH Cl
(2) 臭氧化反应
O
CH3CH CH2 O3 CH3HC O

有机化学第03章 烯炔烃

有机化学第03章 烯炔烃
CH3 H C C CH3 H CH3 H C C H CH3
~

具有下列构型的烯烃均有顺反异构: 具有下列构型的烯烃均有顺反异构:
a b
C
a C b
a b
C
C
a d
a b
C
C
d e
注意:任何一个双键C上有相同基团,则无顺反异构。 注意:任何一个双键C上有相同基团,则无顺反异构。
⑵ 命名 顺反命名: ①顺反命名:
若取代基的第一个原子相同,则要外推比较。 ③若取代基的第一个原子相同,则要外推比较。 例: 比较大小: —CH2OH , —CH2CH3 原子序数: ﹥ 原子序数:O﹥C ∴前者为较优基团 比较大小: 比较大小: —C(CH3)3 ; C(C,C,C) ) —CH(CH3)2 ; C(C,C,H) —CH2CH3 ; C(C,H,H)化轨道 sp杂化的C原子, 杂化的 杂化轨道的电负性。 的电负性大于sp2杂化轨道的电负性。 从而使叁键比双键键短;叁键中π 从而使叁键比双键键短;叁键中π键P 轨道之间重叠程度及核对π 轨道之间重叠程度及核对π电子的束缚 力均大于烯烃。 力均大于烯烃。 炔烃π键的断裂和极化较烯烃困难。 ∴炔烃π键的断裂和极化较烯烃困难。
a
b
例题1 例题1
C
C
CH3 H
d
e
C
若 a >b , 若 a >b ,
C CH3 H
d>e d> d< d <e
C
则:(Z)(Z)(E)则:(E)C H CH3
CH3 H
(Z)-2-丁烯 ) 丁烯
(E)-2-丁烯 ) 丁烯
例题2 例题2
CH3 C2H5
C
CH3 C H
CH3 C2H5

有机化学3--- 烯烃和炔烃

有机化学3--- 烯烃和炔烃

3.4 烯烃和炔烃的化学性质
◇ 反应机理和烯烃与卤素的加成相似: 第一步:
第二步:
H X 慢 C C H X
C C
H
X

C C
H X
不同的是: 第一步进攻的是H+, 且不生成鎓离子; 第二步X- 的进攻也不一定是反式加成。 ◇ 烯、炔与HX等的加成反应以用于工业生产:
CH2 CH2 HCl AlCl3 130~250℃ CH3CH2Cl
C
Br
速度控制步骤
溴鎓离子
C Br
C
Br
快 Br
Br C C
反式加成产物
3.4 烯烃和炔烃的化学性质
◇ 反应经历溴鎓离子、反式加成。
Br
H C CH 3 C CH3 H Br 2 H3 C H C
+ -
Br H CH 3 H Br
-
H 3C C C
H
C Br
CH 3 CH 3 H C Br C
Br
H2
H
H
C2 H4
H
H
CH2=CH2
H-CH2-CH2-H
3.4 烯烃和炔烃的化学性质
R-C C-R' H2 Pd
R C C
R'
H2 Pd
H
H
RCH2CH2R'
常用催化剂:Pt , Pd , Ni,一般难控制在烯烃阶段。 林德拉(Lindlar)催化剂,一种部分毒化的Pd催化剂,能降 低活性,选择性氢化炔键而不影响烯键,且得顺式烯烃。
同碳数烯烃顺反异构体,因几何形状(结构)不同,物理 性质不同。
CH3 C
H
CH3
H C C
H

大学有机化学第三章 烯烃和炔烃

大学有机化学第三章   烯烃和炔烃

CH3 → CH=CH2 + HX
CH3CH—CH3 X
马代规则是 不对称试剂与双键发生亲电性加成时, 试剂中正电性部分主要加到能形成较稳定正碳离子 的那个双键碳原子上。 + CH3CHCH3 δ+ δ-
CH3—CH=CH2 + H+
HX分子中的氢以H+ 质子形式发生反应,因此称为亲电试剂
CH3CH2CH2
CH3
顺反异构命名与Z .E命名规则不相同,不能混为一 谈,两者之间没有固定的关系
例如:
Cl Cl C=C CH3 H (Z)-1 , 2-二氯丙烯 顺-1 , 2-二氯丙烯 H C H ‖ C H H 大 Br
Cl
C=C
CH3
Cl 大
Cl C COOH ‖ C Br Cl
(E)-1 , 2-二氯-1-溴丙烯 顺--1 , 2-二氯-1-溴丙烯 CH3 C H ‖ C H H
次产物
因此 1.1.1-三氟-3-氯丙烷是主要产物
2. 加硫酸
R-CH=CH2 + HOSO2OH H3PO4 300℃ 7Mpa R-CHCH3 H2O RCH-CH3 OSO2OH OH (间接水化法制备醇) CH3CH2OH
CH2=CH2 + H2O
3. 加卤素
CH2 = CH2 + X2
CH2 = CH2 + Br2/CCl4 Br2/H2O CH2—CH2 X X CH2-CH2 Br Br
如遇到含多个双键化合物而主链编号有选择时,则编号应从 顺型双键的一端开始 4 1 如 3 2 CH3 H 6 5 CH2 C=C 7 C=C H H H CH3 顺· 反-2.5-庚二烯
四、物理性质 五. 化学性质

有机化学第三章烯烃和炔烃

有机化学第三章烯烃和炔烃

烯烃:
XY + CC
炔烃:
XY +
CC
CC XY
CC
X
Y
XY CC XY
3.5.1 催化氢化反应
实验室常用催化剂:
Pt, Pd (用活性炭、CaCO3、 BaSO4等负载), Raney Ni
( Ni(Al) + NaOH
Ni + NaAlO2 + H2 )
骨架镍
H2 压力: Pt, Pd :常压及低压 Raney Ni :中压(4~5MPa)
温度: 常温(<100°C)
(1) 催化氢化及机理
乙烯催化氢化反应机理的示意图
氢化过程中的能量变化
无催化剂
能量
E1 E2
有催化剂 (可能多步骤)
C C + H2 H -120 kJ•mol-1
CC HH
• 催化剂的作用降低反 应的活化能。E1 >E2。
• 放热反应:1个σ和1 个π键断裂;2个σ键 的生成。
137.2 125.9 126.8 125.9 126.8 126.8 119.7 115.5
烯烃
(CH3)2C=CH2 顺-CH3CH2CH=CHCH3 反-CH3CH2CH=CHCH3
CH3CH2C(CH3)=CH2 (CH3)2CHC(CH3)=CH2
(CH3)2C=CHCH3 (CH3)2C=C(CH3)2
HCCH
CnH2n-2
CC
3.1 烯烃和炔烃的结构
3.1.1 碳碳双键的组成
碳原子的sp2杂化过程示意图
基态
激发态
激发 吸收能量
-电子跃迁-
sp2 杂化态 -杂化-
碳原子的sp2杂化

第3章 烯烃 炔烃 二烯烃

第3章 烯烃 炔烃 二烯烃

pm 109 H 134 pm C C H 121°
H 117. 5° H
2. 炔烃的结构
炔烃分子中C≡C叁键碳原子是 sp杂化。 sp 杂化轨道中 s 成分比 sp2 杂化和 sp3 杂 化的高,键长 C=C(134pm)比 C—C (154pm)短。以乙炔为例:
H
C
120 pm
108 pm C H
H3C H
C=C
CH2CH3 CH3
顺 -3-甲 基 -2-戊 烯
反 -3-甲 基 -2-戊 烯
CH3 C=C CH3CH2
CH3 CH(CH3)2
CH2Cl C=C CH3
CH3 CH2CH3
顺 -2,3,4-三甲基 -3-己烯
反 -2,3-二甲基 -1-氯 -2-戊烯
CH3 C=C CH3CH2 Br
CH3
a≠b 且 c≠d
2、顺/反(cis/trans)命名法:
(1) a=c或b=d时的顺/反异构标记 相同的原子或原子团在双键的同侧为顺 式,异侧为反式。
a b C C
c d
a=c或b=c 或 a=d或
CH3 H C C
H CH3
H CH3 C C
H CH3
H3C H
C=C
CH3 CH2CH3
180°
C=C(134pm),C—C(154pm)
比较σ键和π键的异同点:
σ键的特点 (1)形成: (3)重叠程度: 键能: 沿键轴 大 大 轴对称 (5)旋转性: (6)存在形式: 可以独立 (2)重叠方式: “头碰头” π键的特点 垂直于键轴 “肩并肩” 小 小 呈块柱状 平面对称小 不能 不能
(二)诱导效应(inductive effect)

医学有机化学:第三章 烯烃和炔烃

医学有机化学:第三章 烯烃和炔烃

13
CH3COOH Pka 4.76
ClCH2COOH 2.87
Cl2CHCOOH Pka 1.36
Cl3CCOOH Pka 0.63
2021/7/2
14
CX
-I效应 X 吸电子基
诱导效应
CH
比较标准
CY
+I效应
Y 斥电子基
吸电子诱导效应(-I ) (负诱导效应)
斥电子诱导效应(+I ) (正诱导效应)
卤化氢与烯烃加成的活泼性顺序是:
HI > HBr > HCl
CH3 CH CH2 + HI
2021/7/2
CH3 CHI CH3 + 2-碘丙烷(主产物) CH3 CH2 CH2I
1-碘丙烷
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马尔可夫尼可夫规律: 不对称烯烃与不对称试剂加成时,不
对称试剂中带正电的部分总是加到含氢 较多的双键碳原子上,而带负电的部分 则加到另一双键碳原子上 (马氏规则/马氏规律)
2021/7/2
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1. 二烯烃的分类和命名
聚集二烯烃
CCC
(cumulative diene)
二烯烃
共轭二烯烃
(conjugated diene)
CCCC
隔离二烯烃
C CH (CH2)n CH C
(isolated diene)
2021/7/2
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二烯烃的命名
二烯烃的系统命名法与单烯烃相似。 命名时,取含双键最多的最长碳链为主链, 称为某二烯,主链碳原子的编号从距离双键 最近的一端开始。
➢遵循马氏规则 ➢可用浓硫酸除去烷烃中的少量烯烃杂质 ➢利用不同结构的烯烃制备伯、仲、叔醇
2021/7/2

《烯烃 炔烃》 讲义

《烯烃 炔烃》 讲义

《烯烃炔烃》讲义一、烯烃烯烃是一类含有碳碳双键(C=C)的不饱和烃。

在有机化学中,烯烃具有重要的地位,广泛存在于自然界和工业生产中。

1、烯烃的结构烯烃的通式为 CnH2n(n≥2)。

碳碳双键是烯烃的官能团,其中的两个碳原子采取 sp2 杂化,形成三个σ 键和一个π 键。

π 键的电子云分布在双键所在平面的上方和下方,不如σ 键稳定,容易发生加成、氧化等反应。

2、烯烃的命名烯烃的命名遵循一定的规则。

首先选择含有双键的最长碳链作为主链,根据主链碳原子的数目称为“某烯”。

从距离双键最近的一端开始给主链碳原子编号,以确定双键的位置。

然后将双键的位置用阿拉伯数字标明,放在“某烯”之前。

如果有多个双键,则用“二烯”“三烯”等表示,并分别标明双键的位置。

例如,CH3CH=CHCH3 命名为 2-丁烯;CH2=CHCH2CH3 命名为1-丁烯。

3、烯烃的物理性质在常温常压下,C2—C4 的烯烃为气体,C5—C18 的烯烃为液体,C19 以上的烯烃为固体。

烯烃的沸点随着碳原子数的增加而升高。

相对分子质量相近的烯烃,支链越多,沸点越低。

烯烃的密度都小于水。

烯烃难溶于水,易溶于有机溶剂。

4、烯烃的化学性质(1)加成反应烯烃容易发生加成反应,这是烯烃的重要反应之一。

①与氢气加成:在催化剂的作用下,烯烃可以与氢气发生加成反应,生成相应的烷烃。

例如,CH2=CH2 +H2 → CH3CH3②与卤素加成:烯烃可以与卤素(如溴、氯)发生加成反应,使卤素溶液褪色。

这是鉴别烯烃的常用方法之一。

例如,CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br③与卤化氢加成:烯烃与卤化氢(如氯化氢、溴化氢)发生加成反应,遵循马氏规则,即氢原子加在含氢较多的双键碳原子上。

例如,CH2=CH2 +HCl → CH3CH2Cl(2)氧化反应烯烃容易被氧化,不同的氧化剂和反应条件会得到不同的氧化产物。

①被高锰酸钾氧化:在酸性条件下,烯烃被高锰酸钾氧化,双键断裂,生成羧酸或酮。

有机化学 第三章 烯烃和炔烃

有机化学  第三章 烯烃和炔烃

炔烃的加氢:
炔烃的催化加氢反应是逐步实现的。
R C C R' + H2
pd
R H
C C
R' H 2 H pd
RCH2CH2R'
选择适当的催化剂可是产物停留在烯烃阶段: 使用Lindlar催化剂、Pd/C、硼化镍(P-2)催化剂可得顺 式烯烃;在液氨中用Na、Li还原炔烃主要得到反式产物。
RC CR' + H2
H2C 乙烯 HC 乙炔
2013年8月2日7时17分
CH2
H2C
H C 丙烯
CH3
C11H22 十一(碳)烯
CH
HC
C 丙炔
CH3
C15H28 十五(碳)炔
22
2)从靠近重键端开始编号,并以构成重键的 两个碳原子中号数小的一个表示重键的位置, 将重键位号写在母体名称之前:
H2 C
H3C
C H C
H C H2 C
2013年8月2日7时17分
10
碳碳双键(C≡ C)中C的杂化轨道:
C C
C
sp 杂化
杂化 2s2
2013年8月2日7时17分
2p2
sp 杂化
2p
11
C C
2013年8月2日7时17分 12
C2H2(乙炔)分子:
H
2013年8月2日7时17分
C C
H 线型分子
13
2013年8月2日7时17分
Lindlar Cat.
R H
R' C C H
C2H5 C C H H
38
(顺式烯烃); H2
2013年8月2日7时17分
Pd/CaCO3 喹啉

大学有机化学 烯烃和炔烃

大学有机化学 烯烃和炔烃

第三章 烯烃和炔烃 第一节 烯烃 (二、烯烃的异构)
在脂环化合物中也有顺反异构现象(p26)
H
H3C H H
H
H
H CH3
H H
H H
顺-1,4-二甲基环己烷
H H3C
H H H H
H
H H H
CH3 H
反-1,4-二甲基环己烷
问题:下列化合物是否存在顺反异构?
CH3
C2H5 D
C=C
H
Cl H
H C=C
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯 烃
一 烯烃的结构 二 命名和异构 三 烯烃的性质 四 共轭烯烃
第二节 炔 烃
一 炔烃的结构 二 异构和命名 三 炔烃的性质
第三章 烯烃和炔烃
第三章 烯烃和炔烃
(Alkenes and Alkynes)
分子中含C=C双键的叫烯烃; 而含C≡C叁键的叫炔烃。烯烃 和炔烃都是不饱和烃 (Unsaturated hydrocarbons)。
CH 2CH 3
例4 CH 3CH=CHC=CHCH 3
C
3-乙基-2,4-已二烯 (3-Ethyl-2,4-hexadiene)
第三章 烯烃和炔烃 第一节 烯烃 (二、烯烃的命名)
烯基──是烯烃分子中去掉一个H后所剩余的基团。
CH2 CH2
CH2 CH
乙烯基
ethenyl(vinyl)
CH3 CH CH
CH2 CH2 + NaCl
不反应
以上实验事实表明: 该加成反应一定是分步进行的。 否则,不会有1-氯-2-溴乙烷和2-溴乙醇生成。
问题 : 在反应体系中存在 Cl-、Br+、Br- 三种离子, 是哪一种离子首先进攻? Br+首先进攻

大学有机化学课件-炔烃

大学有机化学课件-炔烃
HBr
CH3 C CH ROOR CH3 CH CHBr
③ 与水加成
CH≡CH + H-OH
HgSO4 H2SO4
OH 重排
O
CH2=CH 异构化CH3–C–H
乙烯醇
乙醛
OH
互变异构
O
—C=C— (烯醇式)
—C—C— (酮式)
平衡倾向于酮式
RC≡CH + H-OH
OH
HgSO4 H2SO4
RC=CH2 重排
CH2 CH CH C CH
7 6 54 3 2 1
CH2=CH-CH-CH=CH–CH =CH2
C CH3
C CH
CH2
5-乙炔基-1, 3, 6-庚三烯 2-甲基-3-乙炔基-1,4-戊二烯
二、物理性质
1、炔烃分子短小、细窄, 在液态及固态中彼此很靠近, 分子间作用力强, 故熔点、沸点和密度较大。
① 与卤素加成
首先生成二卤化物, 为反式加成, 继续和卤素作用生成
四卤化物。
Br2
RC CR
Br
+
RC CR
Br-
Br
R
CC
R
Br
Br Br Br2 R C C R
Br Br ——溴水褪色, 可用于鉴别。
注意: 分步进行 反式产物
加氯时, 必须用FeCl3作催化剂。
Cl Cl
CH CH
Cl2 FeCl3
6、末端炔烃的酸性 (重点, P67)
三键碳为sp杂化, 电负性比较大, 使≡C-H键极性 增强, 显示一定的酸性。
含碳酸
共轭碱 炔化物
C2H6 C2H4 NH3 C2H2 C2H5OH
pKa 50 44 34 25

大学有机化学---烯烃讲解

大学有机化学---烯烃讲解

HC C
乙炔基 Ethynyl
CH3 C C
丙炔基 Propynyl
HC C CH2
炔丙基 2-Propynyl
较复杂的炔烃也可将炔基作为取代基来命名。
H2C
CH2 5-乙炔基-1,3,6-庚三烯
CH
5-ethynyl-1,3,6-heptatriene
邓健 制作 张喜轩 审校
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第三章 烯烃和炔烃 第二节 炔 烃(一、炔烃的结构)
一、炔烃的结构——sp杂化(以乙炔为例说明)
z
1s22(sp)12(sp)12py12pz1
轨道杂化后电子排布
z
y x sp杂化
y
2个sp 杂化轨道取直线形
2s
2px
2py
2pz
激发态: 2s1 + 2px1 + 2py1 + 2pz1
分布, 与2个未杂化的 p 轨 道相互垂直。sp 杂化轨道
乙炔及端炔烃与硝酸银或氯化亚铜的氨溶液反应, 可生成白色的炔化银沉淀及红棕色的炔化亚铜沉淀:
HC CH + 2Ag(NH3)2NO3
AgC CAg↓ + 2NH4NO3 + 2NH3
R C CH + A g NO3 NH3 H2O R C
C A g↓ (White )
人民卫生电子音像出版社
上页 下页 首页 16
ROOR
CH3(CH2)3C CH + HBr
CH3(CH2)3CH CHBr
HBr, ROOR CH3(CH2)3CH2CHBr2
人民卫生电子音像出版社
上页 下页 首页 24
第三章 烯烃和炔烃 第二节 炔 烃(三、炔烃的性质)

《有机化学第三章烯烃炔烃二烯烃》-公开课件

《有机化学第三章烯烃炔烃二烯烃》-公开课件

(二)炔烃的结构
炔烃分子中C≡C叁键上的碳原子都 是sp杂化。sp杂化轨道中s成分比 sp2杂 (154pm)短。以乙炔为例:
(三)烯烃和炔烃的 同分异构现象
• 烯烃和炔烃的异构比烷烃复杂。 • 1. 构造异构: • 碳链异构、 • C=C和C≡C位置异构 • 2. 立体异构: • 烯烃的顺反异构。
• 3.取代基处理:将取代基位置、数
目和名称依次写在母体名称前面;
2-甲基-4-乙基-2-己烯 注意:
2,5-二甲基-3-庚炔
• 当分子中同时含有双键和叁键时,选 含有双键和叁键在内的连续不断的最 长碳链作主链,根据主链碳原子数称 为“烯炔”;
• 编号从靠近不饱和键的一端开始;
• 当从两端等距离处遇到不饱和键时, 从靠近双键一端开始编号。
, • 二烯烃的加成—简单加成和共轭加成; • 4.亲电加成反应机制; • 5.加成取向:马氏规则.
第一节 烯 烃 和 炔 烃
• 一、烯烃和炔烃的结构 • (一)烯烃的结构: • 烯烃分子中两个双键碳原子都是sp2
杂化,呈平面构型,未杂化的p轨道 垂直于σ键所在平面,平行叠形成π 键。以乙烯为例。
• (一)烯烃和炔烃的系统命名法
• 烯烃和炔烃的系统命名法与烷烃相似: • 1.选主链 • 2.主链编号 • 3.取代基处理
• 含C=N双键和N=N双键的化合物,双键 原子上连有不同取代基时,也符合产生 顺反异构的条件,也可产生顺反异构现 象。例如:
• 脂环化合物的环也是限制键旋转的刚性 因素,当环碳原子上有取代基时也会也 有产生顺反异构现象(在第四章讨 论)。
顺反异构属于立体异构范畴,指分子中 原子或原子团在空间的排列方式不同而 产生的立体异构现象。这种空间的排列 方式不同而产生不同化合物称为立体异 构体。立体异构体之间可以互相转变的 称为构象异构,立体异构体之间固定 的、不能互相转变的称为构型异构。

有机化学 第三章 烯烃、炔烃和二烯烃

有机化学 第三章 烯烃、炔烃和二烯烃

第三章烯烃、炔烃和二烯烃第一节烯烃和炔烃单烯烃是指分子中含有一个C=C的不饱和开链烃,简称烯烃.通式为C n H2n。

炔烃是含有(triple bond) 的不饱和开链烃。

炔烃比碳原子数目相同的单烯烃少两个氢原子,通式CnH2n-2。

一、烯烃和炔烃的结构乙烯是最简单的烯烃, 乙炔是最简单的炔烃,现已乙烯和乙炔为例来讨论烯烃和炔烃的结构。

(一)乙烯的结构分子式为C2H4,构造式H2C=CH2,含有一个双键C=C,是由一个σ 键和一个π 键构成。

现代物理方法证明,乙烯分子的所有原子都在同一平面上,每个碳原子只和三个原子相连.杂化轨道理论根据这些事实,设想碳原子成键时,由一个s轨道和两个p轨道进行杂化,组成三个等同的sp2杂化轨道,sp2轨道对称轴在同一平面上, 彼此成1200角.此外,还剩下一个2p轨道,它的对称轴垂直于sp2轨道所在的平面。

乙烯:C-C σ键4C-H σ键在乙烯分子中,两个碳原子各以一个sp2轨道重叠形成一个C-Cσ键,又各以两个sp2轨道和四个氢原子的1s轨道重叠,形成四个C-Hσ键,五个σ键都在同一平面上。

每个碳原子剩下的一个py轨道,它们平行地侧面重叠,便组成新的分子轨道,称为π轨道。

其它烯烃的双键也都是由一个σ键和一个π键组成的。

双键一般用两条短线来表示,如:C=C,但两条短线含义不同,一条代表σ键,另一条代表π 键。

π键重叠程度比σ键小,不如σ键稳定,比较容易破裂。

(二)乙炔的结构乙炔的分子式是C2H2,构造式H-C≡C-C,碳原子为sp 杂化。

两个sp杂化轨道向碳原子核的两边伸展,它们的对称轴在一条直线上,互成180°。

在乙炔分子中,两个碳原子各以一个sp轨道互相重叠,形成一个C-Cσ键,每个碳原子又各以一个sp轨道分别与一个氢原子的1s轨道重叠形成C-Hσ键。

此外,每个碳原子还有两个互相垂直的未杂化的p轨道(px,py),它们与另一碳的两个p轨道两两相互侧面重叠形成两个互相垂直的π键。

有机化学课件ch3烯和炔

有机化学课件ch3烯和炔
第三章 烯烃和炔烃
1
链状烷烃的通式: CnH2n+2
U=0
单环环烷烃的通式:CnH2n
U=1
链状单烯烃的通式:CnH2n
U=1
链状单炔烃的通式:CnH2n-2
U=2
不饱和度 = n4+1+(n3-n1)/2 orU
四价原子(如C) 个数
三价原子(如N) 个数
一价原子(如H、 卤素)个数
C5H10 C6H10 C4H9Cl
24
1 高锰酸钾氧化
R C
R C
+
KMnO4
H2O
R RC
R
C R + MnO2 ↓
RR
OH OH
①如果用碱性或中性KMnO4溶液,则KMnO4的紫 红 色 褪 去 生 成 褐 色 的 MnO2 沉 淀 , 如 果 用 酸 性 KMnO4溶液,则紫红色褪为无色的Mn2+。 ②只有采用碱性或中性的KMnO4的冷溶液,才有 可能使反应停留在邻二醇阶段。
△H=-119.8 kJ·mol-1
CH2CH2CH2CH3
△H=-115.5 kJ·mol-1 22
一般地:C=C双键上连接的取代基越多越稳定,反 式烯烃比顺式稳定。
烯烃加氢的相对速率为: 乙烯 > 一烷基取代烯烃 > 二烷基取代烯烃
> 三烷基取代烯烃 > 四烷基取代烯烃
(三)烯烃的自由基加成
过氧化物
16
马尔柯夫尼柯夫 V.W.Markovnikov,1839--1940
俄国化学家
马尔柯夫尼柯夫生于苏联高尔基城附近的农村, 在高尔基城的亚历山罗夫贵族学校中学。
1856年,入喀山大学法学系读书,同时旁听布特 列夫的有机化学课程,并在布特列洛夫实验室进 行实习作业。先后在拜耳实验室和柯尔贝实验室 等处从事科学研究工作。他发展了布特列洛夫的 结构理论,其中最重要的为以他的名字命名的马 尔柯夫尼柯夫的规则,这个经验规则经历了时间 的考验。
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(4) 加次卤酸:
δ δδ+ δ+ + δδ Cl R CH CH2 + HO Cl R CH CH + HO R CH CH22+ HO Cl
OH OH OH R CH R CH R CH
Cl Cl Cl CH2 CH CH 2
2
不对称烯烃与次卤酸加成时,也遵循马氏规则
(5) 催化加氢(还原反应 ):
2 5 CH3 C CH2 CH3 H3C C CH= CH2 CH3 CH2 CH3 3 4 4 3 2 1
CH3
CH
CH3
CH
C
CH2
CH3 CH2 CH3
3,3-二甲基-1-戊烯
3-甲基-2-乙基-1-丁烯
④烯基的命名 编号应从与主链直接相连的碳开始
CH2 = CH
CH3 CH= CH
乙烯基 1-丙烯基(丙烯基) 2-丙烯基 (烯丙基) 3-丁烯基
顺-3-甲基-2-戊烯

⑵Z-E命名法命名原则:按“次序规则”比较双键碳 所连基团的优先性顺序,优先基团位于双键同侧为 Z型,位于异侧为E型 次序规则: ① 原子或基团按其原子序数的大小排列,原子序数 大的优先,同位素质量高的优先,孤电子对排在最 后 I>Br>Cl>S>F>O>N>C> D> H>孤电子对 ② 两基团的第一个原子相同时,依次比较与其相连 原子的原子
第三章 不饱和脂肪烃

第一节 烯烃和炔烃 第二节 共轭二烯烃
第一节 烯烃和炔烃
单烯分子通式为CnH2n (通单环),官能团为:
C C
单炔分子通式为CnH2n-2(通双烯),官能团为 :
C
C
一、同分异构现象

1.烯烃和炔烃的构造异构 碳架异构 烯烃的构造异构现象 位置异构
CH2 CH CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH CH2 CH3 CH3 CH3 C CH CH3 CH2 CH3 C CH3 CH3 CH CH CH2 CH2 CH3
Z-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯
三、烯烃和炔烃的化学性质
C C
C C



1.加成反应 2.氧化反应 3.聚合反应 4. 炔烃的特殊反应
1.加成反应:重键中的π键断开,形成两条更 稳定的σ键
(1) 与卤素的加成反应
CH2
CH2 + Br2
CCl4
Br
CH2
CH2
Br
①主要指与氯、溴的加成 ②应用:用于鉴别碳碳重键的存在 ③特点:反应在极性环境中迅速进行,而在非极 性环境中很难发生
Br CH2=CH2 Br2 NaCl溶 液 CH2 √ Br Br √ Cl CH2 Cl CH2 × Cl CH2 CH2 + CH2
④反应机理(反应历程):亲电加成反应
① ②
Br Br 外 场 电 极 化
δ δ + Br Br
Br C
+
δ+ δ Br Br
Br C
+ Br C C
C
C
. .+
⑦炔烃与卤化氢加成时,也遵循马氏规则:
X R C CH + HX R C CH2 X
HX
R C CH3 X
⑧溴化氢在有过氧化物存在下,与不对称烯 烃发生反马氏规则加成
CH3

CH CH2 + HBr H2O2 CH3CH2CH2Br
溴化氢与烯烃在过氧化物存在下的加成反 应机理是游离基型的加成反应
(3) 加硫酸:
CH33 CH + HCl + HCl
CH33 CH
Cl Cl
②反应机理
δδ δδ 慢 慢 CC CC ++ H X H X
++
H H
H X H X
++ 快 CC CC 快 CC CC ++X X
+ CH3CH2CH2
CH3 CH CH2 +HX
+ CH3CHCH3
CH3CH2CH2X X CH3CHCH3
现象:高锰酸钾溶液的紫色褪去,变成无色溶液 应用:①鉴别②完成反应③推导结构
CH KMnO CH3 3 KMnO4/H+4 CH C CHCH2 CH2 CHCH3 3 CHCH3 3C=CHCH2CH=CHCH3 H+
O C
HOOCCH COOH CH3 +HCOOHCH2COOH + CH3COOH
③诱导效应:
CH3 CH2 CH3 CH3 CH2
CH
H2

CH3
CH3
CH2
CH2
Cl
因某一原子或基团的极性,σ键电子沿着原 子链向某一方向移动的效应称为诱导效应。 诱导效应在沿σ键传递过程中迅速减弱,一 般三个原子以后已很微小,可忽略不计; 沿π键传递不减弱


以氢为标准,吸电子能力大于氢的称吸电子基, 如氟(-F)、氯(-Cl) 、溴(-Br) 、碘(-I) 、羟基(OH) 、硝基(-NO2) 、氰基(-CN)等,这些基团具 有强的吸电子的诱导效应;吸电子能力比氢弱的 称给(斥)电子基,烷基在一定条件下表现为弱 的给电子的诱导效应。
O O + H+ H CH33 CH KMnO CH33CCH2CH2CH2CH2COOH CHCCH2CH2CH2CH2COOH 4 KMnO4
(4)臭氧化反应:
O C C + O3 C O O C
O C C + O3 C O C O
臭氧化物
臭氧化物
CH2
RCH R2C
①O3 ②Zn/H2O ①O3 ②Zn/H2O ①O3 ②Zn/H2O
炔烃的构造异构现象
碳架异构
位置异构
CH3 CH3 CH C CH
CH C CH2 CH2 CH3
CH3 C C CH2 CH3

2.烯烃的顺反异构(属于立体异构中的构型异构)
2-丁烯:
CH3 C C H
CH3 CH
CH3 H
CH
CH3
CH3 C C H CH3 H

顺反异构产生条件: ①分子中存在限制旋转的因素--双键,使分子 中某些原子或基团固定在空间一定位置 ②双键两端每个原子连二基团或原子不同 例:下列化合物有顺反异构现象的是
CH CH + CH CH
CuCl- NH4 Cl - HCl
45~ 60℃
CH2
CH
C CH
4. 炔烃的特殊反应
(1) 炔烃与氢氰酸的加成反应:
HC≡CH + HCN CH2=CH—CN 丙烯腈
(2) 炔烃的水合反应:
HC CH + H OH
HgSO4 H 2SO4
H H
3 C
H
H H C
H
O
Br C C Cl
CH CH33
H H
CH3 OH Cl C N H Br
OH CH3 CH
3
CH3 C N C N H OH
C C C N
H
H
O
Z-1-氯-1-溴丙烯
Z-乙醛肟
E-乙醛肟
H3C H
CH3 CH2CH3
H3C H3CH2C
C
C
CH2CH2CH3 CH(CH3)2
E-3-甲基-2-戊烯 顺-3-甲基-2-戊烯
R R CH CH CH2 +HOSO3H CH2 +HOSO3H R R
OSO3H OSO3H CH CH
OH OH CH CH

H2O H2O R CH3 CH3 R
CH3 CH3
硫酸氢酯

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
浓硫酸与不对称烯烃加成时,也遵循马氏规则 硫酸氢酯是无机酸酯的一种,它能水解生成醇。 利用这一反应可以由烯烃制备醇。 硫酸氢酯类可溶于浓硫酸,故利用烯烃与H2SO4 的反应,可除去混在烷烃中少量的烯烃杂质。
CH2 + O2 CH2 + O2
2 CH 2 CH2 250℃ 2 250℃
Ag Ag
CH2 CH2
环氧乙烷(氧化乙烯)
O O
(2) 与有机过氧酸的反应:
O R C CH2 + R C O O
/
O H R CH CH2 + R C OH O
/
有机过氧酸
(3) 烯烃、炔烃与高锰酸钾的反应:

用稀的碱性或中性高锰酸钾溶液,在较低温度下 氧化烯烃:
C
C 2
H
O
1
H
乙烯醇 1,3-重排
乙醛
CH3
C
CH + H2O
HgSO4
H2SO4
(CH3
C O
CH2 ) H
CH3
C O
CH3
结构不对称炔烃与水的加成遵循马氏规则 乙炔与水的加成产物为乙醛,其它炔烃与水的 加成产物都是酮。 (3) 金属炔化物的生成:

CH CH+ 2 [Ag(NH3)2]
Cl C H > H CH3 C CH3 > CH3 CH3 C CH3 > H CH3 C H > H H C H H
③ 基团中连有双键或三键时,可视为连有 两个或三个相同的原子或基团。
H CH CH2 C CH2 CH2 CH C CH CH
O C O H
C
O
CH
C H
O C OH
O C O OH
⑤马氏规则的解释:
+ CH3CH2CH2
CH3 CH CH2 +HX
δ+ δ-
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