天津大学有机化学第三章不饱和烃课件

图 3.2 一个sp2杂化轨道 sp2杂化的碳原子的几何构型为平面三角形。
没有参加杂化的 p 轨道垂直于三个sp2 杂化轨道所在的平面。
图 3.3 sp2杂化的碳原子
在乙烯分子中，每个碳原子都是 sp2 杂化。 C－Cσ键的形成: sp2–sp2 交盖 C－Hσ键的形成: sp2-1s 交盖 一个C－Cσ键和6个C－Hσ键共处同一平面。
sp 杂化的碳原子的几何构型是直线形。
在乙炔分子中： C－Ｃσ键的形成 :
C －H σ 键的形成 :
sp–sp 交盖 sp–1s 交盖
三个σ键， 其对称轴处于同一直线上。
图 3.8 乙炔分子的结构
图 3.9 乙炔分子比例模型 图 3.10 乙炔π键的电子云分布
3.1.3 π键的特性
碳碳双键：两个相互平行的 2p轨道形成一个 π键，不能
3.1.2 碳碳三键的组成
基态
激发态
sp 杂化态
2p
2p
2p
sp
2s
2s
1s
1s
1s
－电子跃迁－ －杂化－
图 3.6 sp 杂化轨道形成过程示意图
图 3.7 sp 杂化轨道
sp杂化轨道， s、成份各占 50％；两个 sp 杂化轨道对 称轴夹角为 180°, 未参与杂化的两个 p 轨道与sp杂化 轨道对称轴相互垂直。
原子或基团。
CH 3CH CHCH 3
2–丁烯
H 3C
CH 3
CC
H
H
顺–2–丁烯
H 3C
H
CC
H
CH 3
反–2–丁烯
反–2–丁烯 顺–2–丁烯 图 3.11 2–丁烯顺反异构体的模型
3.3 烯烃和炔烃的命名 (nomenclature of alkenes and alkynes)
3.3.1 烯基与炔基
H H
C
C
H H
乙烯
环己烯
HCC H 乙炔
烯烃的通式： C n H 2n 炔烃的通式： C n H 2n -2
官能团 CC CC
3.1 烯烃和炔烃的结构
3.1.1 碳碳双键的组成
基态
激发态
sp2 杂化态
2p
2p
2p
sp 2
2s
2s
1s
1s
1s
－电子跃迁－ －杂化－
图 3.1 sp2 杂化轨道形成过程示意图
3.6.1 低级烯烃的工业来源 3.6.2 乙炔的工业生产 (1) 电石法 (2) 部分氧化法 3.6.3 烯烃的制法 (1) 醇脱水 (2) 卤代烷脱卤化氢 3.6.4 炔烃的制法 (1) 二卤代烷脱卤化氢 (2) 端位炔烃的烷基化
不饱和烃 烯烃(alkenes) 含有碳碳重键 炔烃(alkynes) 的化合物
自由旋转。
碳碳叁键：两对相互平行而彼此垂直的 2p轨道形成两
个π键，π电子云分布在碳碳 σ键的四周，呈圆柱形。
π电子云具有较大的流动性，易发生极化 。
3.2 烯烃和炔烃的同分异构
(isomerism in alkenes and alkynes)
C 4H 8:
H C
H
C CH 2CH 3 H C C CH 3 CH 3CH
H
H
CH 3
CHCH 3
1–丁烯 C 5H 8:
CH 3CH 2CH 2C CH
2–甲基丙烯 2–丁烯
CH 3CHC CH CH 3CH 2C CCH 3
1–戊炔
CH 3
3 –甲基–1–丁炔 2–戊炔
构造异构
碳架异构 官能团位置异构
立体异构：烯烃的顺反异构
? C＝Ｃ双键不能自由旋转； ? 每个双键上碳原子各连有两个不同的
3.5.3 亲核加成 3.5.4 氧化反应 (1) 环氧化反应 (2) 高锰酸钾氧化 (3) 臭氧化 (4) 催化氧化 3.5.5 聚合反应 3.5.6α–氢原子的反应 ? 卤化反应 ? 氧化反应
3.5.7 炔烃的活泼氢反应 ? 炔氢的酸性
(2)金属炔化物的生成及其应用
(3) 炔烃的鉴定
3.6 烯烃和炔烃的工业来源和制法
CHCH 3
4,4 -二甲基-2-戊烯
CH 3(CH 2)3CH CH(CH 2)4CH 3
5 -十一碳烯
CH 3CC CCH 2CH3
CH3
2 -甲基-3-己炔
3.3.3 烯烃顺反异构体的命名
(1)顺,反–标记法 相同或相似基团同侧为顺
图3.4 乙烯的结构
π键的形成： 垂直于sp2 杂化轨道平面且相互平行的 2 个2p 轨道侧面交盖，组成新的分子轨道— π轨道。 处于π轨道上的一对自旋相反的电子— π电子。 由此构成的共价键 ——π键。 在π键中，电子云分布在两个 C原子sp2杂化轨道所 处平面的上方和下方。
图 3.5 乙烯分子中的π键
? 以乙烯和乙炔为母体
? 取代基按“先小后大”，放在母体之前
CH 3 CH CH 2
甲基乙烯
(CH 3)2C CH 2
不对称二甲基乙烯
CH 3CH 2C CCH 3
甲基乙基Βιβλιοθήκη Baidu炔
(CH 3)2CHC CH
异丙基乙炔
(2) 系统命名法
? 选主链
选择含碳碳重键在内 的最长碳链称“某烯”或“某 炔”。
? 定编号
(1) 顺,反–标记法
(2) Z,E–标记法 3.3.4 烯炔的命名
3.4 烯烃和炔烃的物理性质 3.5 烯烃和炔烃的化学性质
3.5.1 加氢 3.5.2 亲电加成 ? 与卤素的加成
(2) 与卤化氢加成 Markovnikov 规则 (3) 与硫酸加成 (4) 与次卤酸加成 (5) 与水加成 (6) 硼氢化反应 (7) 羟汞化–脱汞反应
第三章 不饱和烃：烯烃和炔烃
3.1 烯烃和炔烃的结构
3.1.1 碳碳双键的组成 3.1.2 碳碳三键的组成 3.1.3 π键的特性
3.2 烯烃和炔烃的同分异构 3.3 烯烃和炔烃的命名
3.3.1 烯基与炔基 3.3.2 烯烃和炔烃的命名 ? 衍生命名法 (2) 系统命名法
3.3.3 烯烃顺反异构体的命名
首先使碳碳重键的编号最小、然后再考虑取代基。
? 正名称
此步骤与烷烃同、重键与取代基位次、数目。
? 当碳原子数超过 10时，称“某碳烯”或“某碳炔”。
CH3CH2
C CH 3CH 2CH 2
C
H H
2-乙基-1-戊烯
4 CH 3 3 CH 2CH 3
4 -甲1基2-3-乙基环庚烯
CH 3
CH 3 C CH CH 3
CH 2 CH CH 2 CH CH 2
乙烯基 (vinyl) 烯丙基(allyl)
CH3 CH CH 丙烯基 (propenyl)
CH 2 C
异丙烯基 (isopropenyl)
CH 3
HC C HC CCH 2 CH 3C C
乙炔基
炔丙基
丙炔基
(ethynyl)
3.3.2 烯烃和炔烃的命名
(1) 衍生命名法