第三章 烯烃分解
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2)每个限制因素碳原子必须和两个不同原子或原子团相连。
例:丁烯有5种同分异构体
C=C-C-C
C=C-C
C-C=C-C
C
二、单烯烃的命名 1、选主链:含C=C的最长链 2、编号:距C=C最近端 3、合并相同取代基 4、顺反异构命名(Z)(E) 1)Z\E直接写在命名前,Z顺E反 2)大小遵循顺序规则 三、常见的烯基
比单键(345KJ/mol)大,但不是2倍
二、解释:
1、SP2杂化理论
2、 SP2杂化特点 1)S占1/3,P占2/3 2)形状:葫芦型 3)轨道延伸方向为平面三角形 4)夹角为120° 5)3根SP2轨道 6)未杂化的P轨道垂直于三角平面
3、乙烯双键的形成
双键的实质:一根ó键,一根∏键
4、比较ó键和∏键
CH3 CH3
HgAC2 H2O
CH3CHCH2HgAC NaBH4 CH3CHCH3
OH
OH
OH CH3
HgAC
CH3
NaBH4
OH CH3
H
CH3
三、氧化反应 1、燃烧 1)完全燃烧 CnH2n + 3n/2O2 2)不完全燃烧 2、试剂氧化 1)KMnO4氧化
nCO2 + nH2O
H2C
CH2
C、分析判断化合物结构;
D、中碱性可制备邻二醇,顺式加成。
机理:
C C KMnO4
CC OO
H2O
Mn OO
OH OH
也可用OsO4
OsO4
HH OH OH
2)臭氧化
KMnO4,冷,稀 中,碱
H2C CH2 OHOH
H3CHC
CH2
KMnO4 H+
CH3COOH + CO2
H3C
C CH2 CH3
KMnO4 H+
H3C
O C
+ CO2 CH3
A、用于鉴别不饱和烃和烷;
B、H+,CH2=被氧化成CO2,RCH=氧化成 RCOOH,
R1R2C=氧化成R1R2C=O;
CH3CH
CH2
H2O/H3PO4或硅藻土 300C,7MPa
CH3CHCH3
1)可用于制醇
OH
2)符合马氏规则
5、与HOX(实质是H2O+X2)
CH2=CHCH3 + HOCl
符合马氏规则
CH3CHCH2Cl OH
6、与硼烷的加成
C C + (BH3)2
CC
.......
H
BH2
C2H4 + (BH3)2
C
CH3
3、与H2SO4反应
H2C CH2 + H2SO4 0-15C CH3CH2OSO2OH 硫酸氢乙酯
CH2 CH298%H2SO4
H2O 90C
CH3CH2OH
1)可用于分离烷烃与烯烃 2)可用于制备醇 3)反应符合马氏规则
CC C
CH2 H2SO4
OSO3H
H3C C CH3 CH3
4、水化反应
CH3CH2BH2 + C2H4
(CH3CH2)3B
OH- H2O2 CH3CH2OH
1)反马氏加成 产物可以为伯醇(多制伯醇)
2)顺式加成
(BH3)2
H2O2,OH-
CH3
OH H
H CH3
7、羟汞法脱汞反应
CH3CH2=CH2 H2O + HgAC2
1)产率高 2)符合马氏加成 3)反式加成
2、反应历程:游离基顺式加成
催化氢化机制:
HH
HH
H2
HH
CC H
H
H
HH C C
H
H-CH2CH2-H
H. H. H.
Pt Pt Pt Pt Pt Pt
Pt Pt Pt Pt Pt
HH
H. H.
H.
H. H.
H. H.
H. H.
H.H.
H.H.H.
H. H.
R
R
R
.H .H
.H..H
.H.H..H.HR.H
2=CH2。 2-甲基丙烯>反-2-丁烯>顺-2-丁烯>1-丁烯。
4、应用: 1)分析结构中的C=C个数 2)制肥皂,奶油 3)提高汽油质量
二、亲电加成
亲电:趋向电子基团的性质。
亲电试剂(E+):凡缺电子物种,如正离子等。
1、与X2的加成(一般Br2和Cl2)
CH2=CH2 Br2/Cl2 CCl4
第三章 单烯烃
官能团: C C,通式:CnH2n.
含一个不饱和双键的开链烃称单烯烃
第一节 单烯烃的结构
一、乙烯的结构:
平面分子
六原子共面
键角120°附近
键长 0.134nm 键能 610KJ/mol
H 121.7 H
C C 0.108nm
117
H
0.133nm H
比单键(0.154nm)短,但不是1/2
Br
C C CH2 HBr
H3C C CH3
C
CH3
CH2=CHCl + HCl
CH2CH2Cl2 Br
+ HBr
+ HCl
Cl
2)反马氏规则:(过氧化物效应)
CH2=CHCH3 + HBr R2O2
CH3CH2CH2Br
烯烃和卤化 氢加成时只
CC
CH2 HBr
R2O2
对HBr有效
H H3C C CH2Br
ó键
∏键
成键方式: 沿对称轴头碰头
肩并肩
分子中分布: 电子云集中两原子间 电子云分布轴上下
对称轴电子云密度最大 对称轴电子云为零
存在: 任何共价键中,可单独存在 存在不饱和键中
性质:
键能大
键能小
旋转:
绕轴自由旋转 不可自由旋转
极化度:
小
大,易断裂
三、其他烯烃结构:
第二节 单烯烃的同分异构及命名
一、烯烃的同分异构 碳干异构、位置异构、顺反异构 1、碳胳异构 2、位置异构:由于官能团位置的不同引起的异构 3、顺反异构: 形成条件:1)原子之间有限制自由旋转的因素(C=C或环)。
R
R
R
H. H.
H.. H.
H.. H. H.
R
H. H.
R R
RR
H.. H.
H. H.
H.
H.
H.
H. H.
3、氢化热: 1mol不饱和化合物氢化时放出的热量。 氢化热越大越不稳定 顺式>反式
氢化热的大小反映烯烃的相对稳定性。 双键碳原子上的烷基越多,烯烃越稳定。 R2C=CR2>R2C=CHR>RCH=CHR>RCH=CH2>CH
H2C CH2 Br Br
CH2=CH2-CH3 Br2/Cl2 CCl4
CH2CHCH3
2、与HX反应
Cl Cl
CH2=CH2 HCl
CHபைடு நூலகம்CH2Cl
卤化氢对烯烃加成的活性次序:HI>HBr>HCl
CH2=CH2-CH3 HBr
1)马氏规则:H总是加在含H多的C上,X-基团总是加在含H
少的C上
C=C-C-
C-C=C-
C=C-C C
C-C=C-C-
第三节 单烯烃的物理性质
C CC C
C
C
CC
b.p. 顺>反 极性 m.p. 反>顺 对称性
第四节 单烯烃的化学性质
一、催化氢化
RCH CH2 + H2 催化剂 RCH2CH3 + 氢化热
1、催化剂:Pt、Pd、Ni 异相催化剂 [(C6H5)3P]3RhCl 均相催化剂
例:丁烯有5种同分异构体
C=C-C-C
C=C-C
C-C=C-C
C
二、单烯烃的命名 1、选主链:含C=C的最长链 2、编号:距C=C最近端 3、合并相同取代基 4、顺反异构命名(Z)(E) 1)Z\E直接写在命名前,Z顺E反 2)大小遵循顺序规则 三、常见的烯基
比单键(345KJ/mol)大,但不是2倍
二、解释:
1、SP2杂化理论
2、 SP2杂化特点 1)S占1/3,P占2/3 2)形状:葫芦型 3)轨道延伸方向为平面三角形 4)夹角为120° 5)3根SP2轨道 6)未杂化的P轨道垂直于三角平面
3、乙烯双键的形成
双键的实质:一根ó键,一根∏键
4、比较ó键和∏键
CH3 CH3
HgAC2 H2O
CH3CHCH2HgAC NaBH4 CH3CHCH3
OH
OH
OH CH3
HgAC
CH3
NaBH4
OH CH3
H
CH3
三、氧化反应 1、燃烧 1)完全燃烧 CnH2n + 3n/2O2 2)不完全燃烧 2、试剂氧化 1)KMnO4氧化
nCO2 + nH2O
H2C
CH2
C、分析判断化合物结构;
D、中碱性可制备邻二醇,顺式加成。
机理:
C C KMnO4
CC OO
H2O
Mn OO
OH OH
也可用OsO4
OsO4
HH OH OH
2)臭氧化
KMnO4,冷,稀 中,碱
H2C CH2 OHOH
H3CHC
CH2
KMnO4 H+
CH3COOH + CO2
H3C
C CH2 CH3
KMnO4 H+
H3C
O C
+ CO2 CH3
A、用于鉴别不饱和烃和烷;
B、H+,CH2=被氧化成CO2,RCH=氧化成 RCOOH,
R1R2C=氧化成R1R2C=O;
CH3CH
CH2
H2O/H3PO4或硅藻土 300C,7MPa
CH3CHCH3
1)可用于制醇
OH
2)符合马氏规则
5、与HOX(实质是H2O+X2)
CH2=CHCH3 + HOCl
符合马氏规则
CH3CHCH2Cl OH
6、与硼烷的加成
C C + (BH3)2
CC
.......
H
BH2
C2H4 + (BH3)2
C
CH3
3、与H2SO4反应
H2C CH2 + H2SO4 0-15C CH3CH2OSO2OH 硫酸氢乙酯
CH2 CH298%H2SO4
H2O 90C
CH3CH2OH
1)可用于分离烷烃与烯烃 2)可用于制备醇 3)反应符合马氏规则
CC C
CH2 H2SO4
OSO3H
H3C C CH3 CH3
4、水化反应
CH3CH2BH2 + C2H4
(CH3CH2)3B
OH- H2O2 CH3CH2OH
1)反马氏加成 产物可以为伯醇(多制伯醇)
2)顺式加成
(BH3)2
H2O2,OH-
CH3
OH H
H CH3
7、羟汞法脱汞反应
CH3CH2=CH2 H2O + HgAC2
1)产率高 2)符合马氏加成 3)反式加成
2、反应历程:游离基顺式加成
催化氢化机制:
HH
HH
H2
HH
CC H
H
H
HH C C
H
H-CH2CH2-H
H. H. H.
Pt Pt Pt Pt Pt Pt
Pt Pt Pt Pt Pt
HH
H. H.
H.
H. H.
H. H.
H. H.
H.H.
H.H.H.
H. H.
R
R
R
.H .H
.H..H
.H.H..H.HR.H
2=CH2。 2-甲基丙烯>反-2-丁烯>顺-2-丁烯>1-丁烯。
4、应用: 1)分析结构中的C=C个数 2)制肥皂,奶油 3)提高汽油质量
二、亲电加成
亲电:趋向电子基团的性质。
亲电试剂(E+):凡缺电子物种,如正离子等。
1、与X2的加成(一般Br2和Cl2)
CH2=CH2 Br2/Cl2 CCl4
第三章 单烯烃
官能团: C C,通式:CnH2n.
含一个不饱和双键的开链烃称单烯烃
第一节 单烯烃的结构
一、乙烯的结构:
平面分子
六原子共面
键角120°附近
键长 0.134nm 键能 610KJ/mol
H 121.7 H
C C 0.108nm
117
H
0.133nm H
比单键(0.154nm)短,但不是1/2
Br
C C CH2 HBr
H3C C CH3
C
CH3
CH2=CHCl + HCl
CH2CH2Cl2 Br
+ HBr
+ HCl
Cl
2)反马氏规则:(过氧化物效应)
CH2=CHCH3 + HBr R2O2
CH3CH2CH2Br
烯烃和卤化 氢加成时只
CC
CH2 HBr
R2O2
对HBr有效
H H3C C CH2Br
ó键
∏键
成键方式: 沿对称轴头碰头
肩并肩
分子中分布: 电子云集中两原子间 电子云分布轴上下
对称轴电子云密度最大 对称轴电子云为零
存在: 任何共价键中,可单独存在 存在不饱和键中
性质:
键能大
键能小
旋转:
绕轴自由旋转 不可自由旋转
极化度:
小
大,易断裂
三、其他烯烃结构:
第二节 单烯烃的同分异构及命名
一、烯烃的同分异构 碳干异构、位置异构、顺反异构 1、碳胳异构 2、位置异构:由于官能团位置的不同引起的异构 3、顺反异构: 形成条件:1)原子之间有限制自由旋转的因素(C=C或环)。
R
R
R
H. H.
H.. H.
H.. H. H.
R
H. H.
R R
RR
H.. H.
H. H.
H.
H.
H.
H. H.
3、氢化热: 1mol不饱和化合物氢化时放出的热量。 氢化热越大越不稳定 顺式>反式
氢化热的大小反映烯烃的相对稳定性。 双键碳原子上的烷基越多,烯烃越稳定。 R2C=CR2>R2C=CHR>RCH=CHR>RCH=CH2>CH
H2C CH2 Br Br
CH2=CH2-CH3 Br2/Cl2 CCl4
CH2CHCH3
2、与HX反应
Cl Cl
CH2=CH2 HCl
CHபைடு நூலகம்CH2Cl
卤化氢对烯烃加成的活性次序:HI>HBr>HCl
CH2=CH2-CH3 HBr
1)马氏规则:H总是加在含H多的C上,X-基团总是加在含H
少的C上
C=C-C-
C-C=C-
C=C-C C
C-C=C-C-
第三节 单烯烃的物理性质
C CC C
C
C
CC
b.p. 顺>反 极性 m.p. 反>顺 对称性
第四节 单烯烃的化学性质
一、催化氢化
RCH CH2 + H2 催化剂 RCH2CH3 + 氢化热
1、催化剂:Pt、Pd、Ni 异相催化剂 [(C6H5)3P]3RhCl 均相催化剂