烯烃的化学性质

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烯烃的化学性质

烯烃的化学性质很活泼,可以和很多试剂作用,主要发生在碳碳双键上,能起加成、氧化聚合等反应。此外,由于双键的影响,与双键直接相连的碳原子(α-碳原子)上的氢(α-H )也可发生一些反应。 一. 加成反应

在反应中π键断开,双键上两个碳原子和其它原子团结合,形成两个σ-键的反应称为加成反应。

( 一) 催化加氢

烯烃在催化剂作用下,低温低压既与氢加成生成烷烃。

( 二) 亲电加成

在烯烃分子中,由于π电子具流动性,易被极化,因而烯烃具有供电子性能,易受到缺电子试剂(亲电试剂)的进攻而发生反应,这种由亲电试剂的作用而引起的加成反应称为亲电加成反应。

对电子具有亲和力的试剂叫做亲电试剂。亲电试剂由于缺少电子,容易进攻反应物上带部分负电荷的位置,由这类亲电试剂进攻而发生发反应称为亲电反应。亲电试

剂通常为路易斯酸。如: H +

Br +、Cl +、H 3O +、RC +=O 、Cl 2、Br 2、I 2、HCl 、HBr 、HOCl 、H 2SO 4、F 3C ─COOH 、BF 3、AlCl 3等

烯烃的亲电加成反应历程

烯烃的亲电加成反应历程可由实验证明

实验说明:

1.与溴的加成不是一步,而是分两步进行的。因若是一步的话,则两个溴原子应同时

加到双键上去,那么Cl –

就不可能加进去,产物应仅为1,2-二溴乙烷,而不可能有1-氯-2-溴乙烷。但实际产物中竟然有1-氯-2-溴乙烷,没有1,2-二氯乙烷。因而可以肯定Cl –

是在第二步才加上去的,没有参加第一步反应。

2.反应为亲电加成历程

RCH=CHR + H 2

RCH 2CH 2R

CH 2=CH 2

Br 2

(水溶液)

CH 2-CH 2Br

Br

CH 2-CH 2CH 2-CH 2Br

Cl

Cl

Cl

Br Br

δδ

溴在接近碳碳双键时极化成 ,由于带微正电荷的溴原子较带微负电荷的溴原子

更不稳定,所以,第一步反应是Br δ

+首先进攻双键碳中带微负电荷的碳原子,形成溴鎓离子,第二步负离子从反面进攻溴鎓离子生成产物(反面进攻的证明见P 142~144)。

第一步

第二步

在第一步反应时体系中有Na +、Br δ

+,但Na +具饱和电子结构,有惰性,故第一步只有

Br δ

+参与反应,因而无1,2-二氯乙烷生成。烯烃与各种酸加成时,第一步是H + 加到双键碳上,生成碳正离子中间体,第二步再加上负性基团形成产物。

要明确两点:

1)亲电加成反应历程有两种,都是分两步进行的,作为第一步都是形成带正电的中间体(一种是碳正离子,另一种是鎓离子)。 2)由于形成的中间体的结构不同,第二步加负性基团时,进攻的方向不一样,中间体为鎓离子时,负性基团只能从反面进攻,中间体为碳正离子时,正反两面都可以。

C C

H H

H H

Br Br

δδ

C

C H

H H

Br Br Br

CH CH Br

Cl

( )( Cl )

CH 2

CH 2Br Br

C C

H

C H

C X

C C H

X

C

C

E

Nu

δδ C C

C C C C C C E

Et

Nu

E Nu Nu

反面进攻

反式加成产物顺式加成

反式加成

混合产物

(第二步)

(第一步)

一般Br 2, I 2通过鎓离子历程,HX 等通过碳正离子历程。

1) 与HX 的加成

CH 2=CH 2 + HX → CH 3CH 2-X (HX 等通过碳正离子历程) 1° HX 的反应活性

HI > HBr > HCl > (HF 的加成无实用价值。)

2°不对称烯烃的加成产物遵守马氏规则(有一定的取向,即区位选择性)。 例如:

上述两例说明不对称烯烃加HX 时有一定的取向,马尔可夫尼可夫总结了这个规律,我们把它称为马尔可夫尼可夫规则,简称马氏规则。

马氏规则 不对称烯烃与卤化氢等极性试剂进行加成时,试剂中带正电荷的部分E + 总是加到含氢较多的双键碳原子上,试剂中带负电荷的部分(

Nu )总是加到含氢较少的双

键碳原子上。

碳正离子的稳定性顺序为:

3° 过氧化物效应

当有过氧化物(如 H 2O 2, R-O-O-R 等)存在时,不对称烯烃与HBr 的加成产物不符合

CH 3CH=CH 2 + HBr CH 3-CH-CH 3 + CH 3-CH 2-CH 2

Br

Br

CH 3-C=CH 2 + HCl

CH 3-C-CH 3

CH 3

Cl

80%20%

100%

(主)

CH 3

C CH 3

H

CH 3

C CH 3

CH 3

CH 3

C H

H

CH 3

>

>

>

叔仲伯(2°)

(1°)

(3°)

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