炔烃
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HC CH + HCI
HgCI2/C
H2C CHCI
溴化氢也能与炔烃加成:
CH3CH2CH2CH2C CH + HBr 无水 Fe
15℃
CH3CH2CH2CH2CBr CH2
内炔烃加卤化氢是反式加成,例如:
CH3CH2C CCH2CH3 + HCI
(CH3)4N+CI-
C2H5 H
CI C C C2H5
炔烃比烯烃更容易进行催化加氢,当分子 中同时存在 C C 和 C C 时,催化 氢化首先发生在三键上。
CH3 HC C C
Pd–CaCO3 CHCH2CH2OH + H2 喹啉 80%
CH3 H2C CH C CHCH2CH2OH
反式部分加氢: 金属Na或Li在液氨中还原炔烃得反式烯烃
CH3CH2C C(CH2)3CH3
(CH3)2CHC CH
甲基乙基乙炔
异丙基乙炔
(2) 系统命名法
• 确定母体
选择含碳碳叁键在内的连续最长碳链作为母
体,根据其碳原子的个数称 “某炔”。 • 编号 使碳碳叁键的编号最小; • 写出取代基的位次、数目、名称
CH3CC CCH2CH3 CH3
2 –甲基–3–己炔
★
分子中同时含有双键和叁键,应选择含 有双键和叁键的最长碳链为主链,命名 为“ 烯炔 ”。
乙醛
是工业合成乙醛的方法之一。
不对称炔烃与H2O的加成符合
Markovnikov规则。
含三碳以上的炔烃加水都生成酮。
Hg2+/H+
CHCH2CH2CH2C CH +H2O
CH3CH2CH2CH2C
CH
OH H
重排
CH3CH2CH2CH2CCH3 甲基酮 O
与水加成 在硫酸催化条件下烯烃比炔烃快; 在硫酸汞催化条件下炔烃比烯烃快。
H2O / CH2=CHCH2C≡ CH HgSO4/H2SO4 H2O / H2SO4 O CH2=CHCH2C-CH3
CH3CHCH2C≡CH OH
亲核加成反应
与烯烃相比,炔烃不容易进行亲电加成
反应,但炔烃容易与含活泼氢的试剂进行亲 核加成反应。
δ δ δ H C C R + Nu δ E
E
H C C R Nu
键在中间的炔烃比叁键在末端的炔烃的沸点和熔
点都高。
炔烃的相对密度小于1。
炔烃难溶于水,而易溶于石油醚、苯、四氯
化碳等有机溶剂。
炔烃的化学性质
亲电加成
加成 亲核加成
R
C
C
H
炔氢酸性
氧化
炔氢的反应
炔氢:与三键碳直接相连的氢称为炔氢。由于 三键的影响这个氢有一定的酸性。
1. 炔氢的酸性
Csp-H的键是一个极性σ 键,电子偏向Csp端,炔 氢有酸性。
sp 杂化碳原子的两个 sp 杂化轨道对 称轴间的夹角为180°, 未参与杂化的两个 p 轨道的对称轴相互垂直。
sp 杂化轨道成直线形的几何构型。
在乙炔分子中: C-Cσ键的形成: C-Hσ键的形成:
sp–sp 交盖 sp–1s 交盖 两个π键的形成: 成键的两个C原子上各有
三个σ键, 其对称轴处于同一直线上。
HC C CH2 CHBrCH2Br
4,5-二溴-1-戊炔
(95%)
卤素: F2 > Cl2 > Br2 > I2
(3) 与水加成(烯烃的直接水合法 )
炔烃加水反应需在硫酸汞的硫酸溶液催化 下进行:
HgSO4-H2SO4 HC CH + H2O 98-105℃
HC CH H OH
乙烯醇
重排
CH3CHO
R C C H
① O3
② H2O
O RCOH + CO2
臭氧化反应可用于叁键位置的确定。
炔烃的聚合反应
a. 炔烃的聚合反应
CuCI2-NH4CI HC CH + HC CH HCI
H2C CH C CH
乙烯基乙炔
H2C CH C CH + HC CH
CuCI2-NH4CI
H2C CHC
CCH CH2
CH3CH2CH2C CH CH3CHC CH CH3CH2C CCH3
1–戊炔
3 –甲基–1–丁炔
CH3
2–戊炔
构造异构
碳架异构 官能团位次异构
炔烃的命名
(1) 衍生命名法 • 以乙炔为母体
• 将其它烯烃分别看作乙炔的衍生物
• 取代基名称按“次序规则”,放在母体名
称之前。
CH3CH2C CCH3
Markovnikov规则:
当不对称烯烃与卤化氢加成时,氢原 子加在烃基取代较少的不饱和碳上,卤原 子加在烃基取代较多的碳原子上。
HCI
H3C C C CH3
CI HCI H3C C C H CH3
CI CH3CH2C CH3 CI
反应活性:HI > HBr > HCl
乙炔加HCl需要有催化剂才能顺利反 应,是合成氯乙烯的工业方法:
Na, 液NH3 98%
H CH3CH2
C
C
(CH2)3CH3 H
。 Na/NH3(液)/ 78 C CH3CH2 C C H CH3CH2C CCH2CH3 。 CH2CH3 H (或)Li/NH3(液) / 78C
亲电加成反应
(1)加卤化氢反应 加一分子氯化氢得卤代烯烃,加入两分 子氯化氢得到同碳二卤代烷: 用亚铜盐或高汞盐等作为催化剂 不对称炔烃加成反应的取向符合 Markovnikov’s规则。
↑ ↑
还原反应
催化加氢 炔烃加氢反应也需要催化剂,可以加一 分子氢,也可以加两分子氢。 催化剂:Pt, Pd, Ni
R C C R' + H2
Ni H2
R
CH
CH
R'
RCH2CH2R'
如果使用钝化催化剂,可以得到 顺式烯烃: CH3CH2 CH2CH3
CH3CH2C CCH2CH3 + H2 钝化催化剂 H C C H
钝化催化剂: ①Lindlar催化剂 [Pd+Pb(OOCCH 3) 4]/CaCO 3 ②Cram催化剂 [Pd+ ]/BaSO 4 N ③Brawn催化剂 Ni(OOCCH 3) 2+NaBH 4 NiB (又称P-2催化剂)
用途:a.制备顺式烯烃。 b.净化聚乙烯单体中微量乙炔。
• 加氢反应活性 炔烃:R C CH > R C C R
HC CH +2[Ag(NH3)2]
+ +
AgC CAg +2NH4+2NH3 RC CCu + 2NH4+2NH3
演 示
+
RC CH+2 [Cu(NH3)2]
+
干燥的炔化银、炔化铜易爆炸,使用完 毕加酸使其分解 。
AgC CAg + HCl CuC CCu + HCl
HC CH + AgCl
HC CH + Cu2Cl2
O CH CH + CH3COOH
KOH 150~158℃
CH2
CH O C CH3
氧化反应
( 1 ) 高锰酸钾氧化 炔烃被KMnO4氧化与烯烃相似。
1
CH3(CH2)3C CH
KMnO4/OH CH3(CH2)3COOH + CO2 + 2 H
+ H 2O
此反应可用于炔烃结构的鉴定。
(2) 臭氧化 炔烃与臭氧反应,生成羧酸或CO2
H C C H
Ka
H C C + H
(碳负离子) 共轭碱
。 HC≡CH + 2Na 220 C NaC≡CNa
HC
C H + Na NH2
NH3(液)
H
C
C Na + NH3
弱酸
强碱
强碱
弱酸
乙炔、端炔烃能与硝酸银或氯化亚铜的氨溶液 反应,生成白色炔化银或砖红色炔化铜沉淀,可 用来鉴定乙炔和端炔的存在:
1,5-已二烯-3-炔
乙烯基乙炔与HCl反应合成氯代丁二烯,后 者是氯丁橡胶单体。
环三聚:
3 HC CH
WCI6
该反应曾对于证明苯的结构很有意义 环四聚:
4 HC CH
Ni(CN)2
环辛四烯
端炔环三聚:
R C CN
"Ni"
R
R R
+
R R R
两种取代苯的比例取决于催化剂的种类
b. 乙炔的高聚反应
H
C
C
H
两个相互垂直的2p轨道,其 对称轴两两相互平行,进行 侧面交盖, 形成两个π键。
在乙炔分子中,两个π键的π电子 云分布在C-Cσ键的四周,呈圆柱形。 碳碳双键不能自由旋转,π电子云具有 较大的流动性,易于发生极化。
乙炔分子比例模型
乙炔分子的结构
乙炔π键的电子云分布
炔烃的同分异构
C5H8:
炔
烃
李娜
炔 烃
炔烃的结构 炔烃的命名 (1)衍生物命名法 (2)系统命名法 炔烃的物理性质 炔烃的化学性质 (1)炔氢的反应 (2)加氢反应
炔 烃
(3)亲电加成反应 (4)亲核加成反应 (5)氧化反应 (6)聚合反应
不饱和烃
H H C C H H
烯烃 炔烃
含有碳碳重键 的化合物
H C C H
乙烯
环己烯
乙炔
官能团
C C C C
烯烃的通式:CnH2n 炔烃的通式:CnH2n-2
炔烃碳碳三键的组成 激发态 基态
2p
电子 跃迁
sp 杂化态
2p
杂化
2p
sp 1s
2s 1s
2s
1s
sp 杂化轨道形成过程示意图
两个sp 杂化轨道
每个sp杂化轨道: 50% 的 s 轨道的成分, 50% 的 p 轨道的成分。
H C E
C R Nu
a. 加氢氰酸 乙炔与氢氰酸在氯化亚铜和氯化铵催 化下反应得到丙烯腈。
CH CH + H2O
Cu2Cl2 + NH2Cl 25℃
CH2
CHCN
b.加醇 乙炔与醇在强碱催化下反应生成乙烯基醚。
CH CH + CH3CH2OH
KOH 150~158℃
CH2
CH OCH2CH3
c. 加羧酸 乙炔和醋酸反应生成醋酸乙烯酯。
CH3COOH,25℃
炔烃与HBr加成也能按自由基机理进行, 得到反马氏规则产物:
CH3C CH + HBr CH3CH CH + CH3C CH2 Br
1-溴丙烯(88%)
Br
2-溴丙烯(12%)
(2)加卤素反应 炔烃与溴加成也是反式加成:
CH3C CCH3 + Br2
-20℃ 乙醚
H3C C C Br
来自百度文库Br
CH3
(控制 加成)
反-2,3-二溴-2-丁烯
CH3C CCH3+ 2 Br2
20℃ CCI4
CH3CBr2 CBr2CH3
2,2,3,3-四溴丁烷
炔烃的亲电加成反应的活性较烯烃弱。 分子中同时含有三键和双键时,加入限 量的溴,优先加在双键上:
HC C CH2 CH CH2 + Br2
1-戊烯-4-炔
在齐格勒-纳塔催化剂作用下,乙炔能聚合成高 聚物——聚乙炔。
nHC CH
Ti/AI
( CH CH ) n
H C C H
H H C C
C C H H
H C C H
H C C H H C C H C C H H
反-聚乙炔
顺-聚乙炔
聚乙炔分子具有较好的导电性,故称为“合成 金属”,是有机导体。
• 编号时尽可能使重键的位次之和最低。
• 当双键和三键处于两头相同的位次时, 优先给予双键较低的位次。
CH3CH
CH
C
CH
3–戊烯–1–炔 1–戊烯–4–炔
HC
CCH2CH
CH2
炔烃的物理性质
与烯烃相似,乙炔、丙炔和丁炔为气体,戊 炔以上的低级炔烃为液体,高级炔烃为固体。 炔烃的沸点比相同碳原子数的烯烃要高、叁
HgCI2/C
H2C CHCI
溴化氢也能与炔烃加成:
CH3CH2CH2CH2C CH + HBr 无水 Fe
15℃
CH3CH2CH2CH2CBr CH2
内炔烃加卤化氢是反式加成,例如:
CH3CH2C CCH2CH3 + HCI
(CH3)4N+CI-
C2H5 H
CI C C C2H5
炔烃比烯烃更容易进行催化加氢,当分子 中同时存在 C C 和 C C 时,催化 氢化首先发生在三键上。
CH3 HC C C
Pd–CaCO3 CHCH2CH2OH + H2 喹啉 80%
CH3 H2C CH C CHCH2CH2OH
反式部分加氢: 金属Na或Li在液氨中还原炔烃得反式烯烃
CH3CH2C C(CH2)3CH3
(CH3)2CHC CH
甲基乙基乙炔
异丙基乙炔
(2) 系统命名法
• 确定母体
选择含碳碳叁键在内的连续最长碳链作为母
体,根据其碳原子的个数称 “某炔”。 • 编号 使碳碳叁键的编号最小; • 写出取代基的位次、数目、名称
CH3CC CCH2CH3 CH3
2 –甲基–3–己炔
★
分子中同时含有双键和叁键,应选择含 有双键和叁键的最长碳链为主链,命名 为“ 烯炔 ”。
乙醛
是工业合成乙醛的方法之一。
不对称炔烃与H2O的加成符合
Markovnikov规则。
含三碳以上的炔烃加水都生成酮。
Hg2+/H+
CHCH2CH2CH2C CH +H2O
CH3CH2CH2CH2C
CH
OH H
重排
CH3CH2CH2CH2CCH3 甲基酮 O
与水加成 在硫酸催化条件下烯烃比炔烃快; 在硫酸汞催化条件下炔烃比烯烃快。
H2O / CH2=CHCH2C≡ CH HgSO4/H2SO4 H2O / H2SO4 O CH2=CHCH2C-CH3
CH3CHCH2C≡CH OH
亲核加成反应
与烯烃相比,炔烃不容易进行亲电加成
反应,但炔烃容易与含活泼氢的试剂进行亲 核加成反应。
δ δ δ H C C R + Nu δ E
E
H C C R Nu
键在中间的炔烃比叁键在末端的炔烃的沸点和熔
点都高。
炔烃的相对密度小于1。
炔烃难溶于水,而易溶于石油醚、苯、四氯
化碳等有机溶剂。
炔烃的化学性质
亲电加成
加成 亲核加成
R
C
C
H
炔氢酸性
氧化
炔氢的反应
炔氢:与三键碳直接相连的氢称为炔氢。由于 三键的影响这个氢有一定的酸性。
1. 炔氢的酸性
Csp-H的键是一个极性σ 键,电子偏向Csp端,炔 氢有酸性。
sp 杂化碳原子的两个 sp 杂化轨道对 称轴间的夹角为180°, 未参与杂化的两个 p 轨道的对称轴相互垂直。
sp 杂化轨道成直线形的几何构型。
在乙炔分子中: C-Cσ键的形成: C-Hσ键的形成:
sp–sp 交盖 sp–1s 交盖 两个π键的形成: 成键的两个C原子上各有
三个σ键, 其对称轴处于同一直线上。
HC C CH2 CHBrCH2Br
4,5-二溴-1-戊炔
(95%)
卤素: F2 > Cl2 > Br2 > I2
(3) 与水加成(烯烃的直接水合法 )
炔烃加水反应需在硫酸汞的硫酸溶液催化 下进行:
HgSO4-H2SO4 HC CH + H2O 98-105℃
HC CH H OH
乙烯醇
重排
CH3CHO
R C C H
① O3
② H2O
O RCOH + CO2
臭氧化反应可用于叁键位置的确定。
炔烃的聚合反应
a. 炔烃的聚合反应
CuCI2-NH4CI HC CH + HC CH HCI
H2C CH C CH
乙烯基乙炔
H2C CH C CH + HC CH
CuCI2-NH4CI
H2C CHC
CCH CH2
CH3CH2CH2C CH CH3CHC CH CH3CH2C CCH3
1–戊炔
3 –甲基–1–丁炔
CH3
2–戊炔
构造异构
碳架异构 官能团位次异构
炔烃的命名
(1) 衍生命名法 • 以乙炔为母体
• 将其它烯烃分别看作乙炔的衍生物
• 取代基名称按“次序规则”,放在母体名
称之前。
CH3CH2C CCH3
Markovnikov规则:
当不对称烯烃与卤化氢加成时,氢原 子加在烃基取代较少的不饱和碳上,卤原 子加在烃基取代较多的碳原子上。
HCI
H3C C C CH3
CI HCI H3C C C H CH3
CI CH3CH2C CH3 CI
反应活性:HI > HBr > HCl
乙炔加HCl需要有催化剂才能顺利反 应,是合成氯乙烯的工业方法:
Na, 液NH3 98%
H CH3CH2
C
C
(CH2)3CH3 H
。 Na/NH3(液)/ 78 C CH3CH2 C C H CH3CH2C CCH2CH3 。 CH2CH3 H (或)Li/NH3(液) / 78C
亲电加成反应
(1)加卤化氢反应 加一分子氯化氢得卤代烯烃,加入两分 子氯化氢得到同碳二卤代烷: 用亚铜盐或高汞盐等作为催化剂 不对称炔烃加成反应的取向符合 Markovnikov’s规则。
↑ ↑
还原反应
催化加氢 炔烃加氢反应也需要催化剂,可以加一 分子氢,也可以加两分子氢。 催化剂:Pt, Pd, Ni
R C C R' + H2
Ni H2
R
CH
CH
R'
RCH2CH2R'
如果使用钝化催化剂,可以得到 顺式烯烃: CH3CH2 CH2CH3
CH3CH2C CCH2CH3 + H2 钝化催化剂 H C C H
钝化催化剂: ①Lindlar催化剂 [Pd+Pb(OOCCH 3) 4]/CaCO 3 ②Cram催化剂 [Pd+ ]/BaSO 4 N ③Brawn催化剂 Ni(OOCCH 3) 2+NaBH 4 NiB (又称P-2催化剂)
用途:a.制备顺式烯烃。 b.净化聚乙烯单体中微量乙炔。
• 加氢反应活性 炔烃:R C CH > R C C R
HC CH +2[Ag(NH3)2]
+ +
AgC CAg +2NH4+2NH3 RC CCu + 2NH4+2NH3
演 示
+
RC CH+2 [Cu(NH3)2]
+
干燥的炔化银、炔化铜易爆炸,使用完 毕加酸使其分解 。
AgC CAg + HCl CuC CCu + HCl
HC CH + AgCl
HC CH + Cu2Cl2
O CH CH + CH3COOH
KOH 150~158℃
CH2
CH O C CH3
氧化反应
( 1 ) 高锰酸钾氧化 炔烃被KMnO4氧化与烯烃相似。
1
CH3(CH2)3C CH
KMnO4/OH CH3(CH2)3COOH + CO2 + 2 H
+ H 2O
此反应可用于炔烃结构的鉴定。
(2) 臭氧化 炔烃与臭氧反应,生成羧酸或CO2
H C C H
Ka
H C C + H
(碳负离子) 共轭碱
。 HC≡CH + 2Na 220 C NaC≡CNa
HC
C H + Na NH2
NH3(液)
H
C
C Na + NH3
弱酸
强碱
强碱
弱酸
乙炔、端炔烃能与硝酸银或氯化亚铜的氨溶液 反应,生成白色炔化银或砖红色炔化铜沉淀,可 用来鉴定乙炔和端炔的存在:
1,5-已二烯-3-炔
乙烯基乙炔与HCl反应合成氯代丁二烯,后 者是氯丁橡胶单体。
环三聚:
3 HC CH
WCI6
该反应曾对于证明苯的结构很有意义 环四聚:
4 HC CH
Ni(CN)2
环辛四烯
端炔环三聚:
R C CN
"Ni"
R
R R
+
R R R
两种取代苯的比例取决于催化剂的种类
b. 乙炔的高聚反应
H
C
C
H
两个相互垂直的2p轨道,其 对称轴两两相互平行,进行 侧面交盖, 形成两个π键。
在乙炔分子中,两个π键的π电子 云分布在C-Cσ键的四周,呈圆柱形。 碳碳双键不能自由旋转,π电子云具有 较大的流动性,易于发生极化。
乙炔分子比例模型
乙炔分子的结构
乙炔π键的电子云分布
炔烃的同分异构
C5H8:
炔
烃
李娜
炔 烃
炔烃的结构 炔烃的命名 (1)衍生物命名法 (2)系统命名法 炔烃的物理性质 炔烃的化学性质 (1)炔氢的反应 (2)加氢反应
炔 烃
(3)亲电加成反应 (4)亲核加成反应 (5)氧化反应 (6)聚合反应
不饱和烃
H H C C H H
烯烃 炔烃
含有碳碳重键 的化合物
H C C H
乙烯
环己烯
乙炔
官能团
C C C C
烯烃的通式:CnH2n 炔烃的通式:CnH2n-2
炔烃碳碳三键的组成 激发态 基态
2p
电子 跃迁
sp 杂化态
2p
杂化
2p
sp 1s
2s 1s
2s
1s
sp 杂化轨道形成过程示意图
两个sp 杂化轨道
每个sp杂化轨道: 50% 的 s 轨道的成分, 50% 的 p 轨道的成分。
H C E
C R Nu
a. 加氢氰酸 乙炔与氢氰酸在氯化亚铜和氯化铵催 化下反应得到丙烯腈。
CH CH + H2O
Cu2Cl2 + NH2Cl 25℃
CH2
CHCN
b.加醇 乙炔与醇在强碱催化下反应生成乙烯基醚。
CH CH + CH3CH2OH
KOH 150~158℃
CH2
CH OCH2CH3
c. 加羧酸 乙炔和醋酸反应生成醋酸乙烯酯。
CH3COOH,25℃
炔烃与HBr加成也能按自由基机理进行, 得到反马氏规则产物:
CH3C CH + HBr CH3CH CH + CH3C CH2 Br
1-溴丙烯(88%)
Br
2-溴丙烯(12%)
(2)加卤素反应 炔烃与溴加成也是反式加成:
CH3C CCH3 + Br2
-20℃ 乙醚
H3C C C Br
来自百度文库Br
CH3
(控制 加成)
反-2,3-二溴-2-丁烯
CH3C CCH3+ 2 Br2
20℃ CCI4
CH3CBr2 CBr2CH3
2,2,3,3-四溴丁烷
炔烃的亲电加成反应的活性较烯烃弱。 分子中同时含有三键和双键时,加入限 量的溴,优先加在双键上:
HC C CH2 CH CH2 + Br2
1-戊烯-4-炔
在齐格勒-纳塔催化剂作用下,乙炔能聚合成高 聚物——聚乙炔。
nHC CH
Ti/AI
( CH CH ) n
H C C H
H H C C
C C H H
H C C H
H C C H H C C H C C H H
反-聚乙炔
顺-聚乙炔
聚乙炔分子具有较好的导电性,故称为“合成 金属”,是有机导体。
• 编号时尽可能使重键的位次之和最低。
• 当双键和三键处于两头相同的位次时, 优先给予双键较低的位次。
CH3CH
CH
C
CH
3–戊烯–1–炔 1–戊烯–4–炔
HC
CCH2CH
CH2
炔烃的物理性质
与烯烃相似,乙炔、丙炔和丁炔为气体,戊 炔以上的低级炔烃为液体,高级炔烃为固体。 炔烃的沸点比相同碳原子数的烯烃要高、叁