有机化学第三章烯烃分析

CC
δ+ δ–
－X—
X—
H
碳正离子
X CC
H
25
Markovnikov 规则
1
1
+ H Br 2 2
Br
Br
第三章 烯烃 (Alkene)
一、烯烃的结构 二、烯烃的同分异构和命名 三、烯烃的来源和制备 四、烯烃的物理性质 五、烯烃的化学性质
烯烃概述
烯 烃：分子中含有碳碳双键的不饱和烃 官能团：碳碳双键 通式：CnH2n ，有一个不饱和度。
2
乙烯
乙烯与生长素、赤霉素一 样，是植物的内源激素， 不少植物器官中都含有少 量乙烯，尤其是在成熟的 果实中，有较多的乙烯， 利用人工方法，提高未成 熟青果中的乙烯含量，可 促使果实成熟，是水果的 催熟剂。
OC
CO
CO
－I > －Br > －Cl > －SO3H > －F > －OCOR > －OR >－OH >… … >－CR3 > －C6H5 > － CHR2 > －CH2R > － CH3 > －H
15
顺式不一定是Z构型，反式也不一定是E构型
H3C C
CH3CH2
CH3 C
Cl
(Z)-3-甲基-2-氯-2-戊烯 顺-3-甲基-2-氯-2-戊烯
H3C C
H
CH3 C
H
H C
H3C
CH3 C
H
顺式
反式
7
3-2 烯烃的异构和命名
系统命名法
选主链：选择含双键的最长碳链作主链, 称 “某烯”, 若碳原子数大于10, 则称为“某碳 烯”；
编号：从靠近双键的一端开始编号，确定双键 （两双键碳原子中编号小的数字）及其它取代 基的位次;
其它同烷烃的命名。
基” 。
CH2 CH
乙烯基
CH3CH CH 丙烯基 (1-丙烯基)
CH2 CHCH2 CH3
CH2 C
烯丙基 (2-丙烯基)
异丙烯基 (1-甲基乙烯基)
10
3-2 烯烃的命名 顺反异构体的命名
顺(反)-系统命名名称
H3C
CH3
CC
H
H
顺- 2-丁烯
H C
H3C
CH3 C
H
反-2-丁烯
H3C C
CH3CH2
H2C CH2 ＜ H2C CHR ＜ RHC CHR ＜ R2C CHR ＜ R2C CR2
23
3-5 烯烃的化学性质 *亲电加成反应
亲电 试剂
由亲电试剂E+ 的进攻而引起
的加成反应。
24
与HX的加成
C C + H:X
(HX=HCl, HBr, HI)
机理
CC XH
卤代烷
δ+ δ– 慢
+
快
C C + H—X
将双键碳原子所连接的原子或基团按其原子 序数的大小排列，把原子序数大的排在前面， 小的排在后面，同位素则按原子量大小次序 排列，如
I，Cl, S, O, N, C, D, H －I >－Cl >－SH >－OH >－NH2 >－CH3 >－H
13
3-2 烯烃的命名
次序规则
（Sequence rule）
如果与双键碳原子上连接的基团第一个原子
相同，则应看基团的第二个原子的原子序数，
依次类推，如
CH3CH2
< CH3CH
CH3
把不饱和键看作成键原子以单键与多个原子
相连。
CC
CH2 CH
CH2 CH
14
3-2 烯烃的命名
CC
CH C
CH C CC
常见基团排列次序
次序规则
（Sequence rule）
CH3 C
H
顺- 3-甲基-2-戊烯
Cl
CH3
CC
CH3CH2
H
11
3-2 烯烃的命名
E-Z标记法
(Z)或(E)-系统命名名称
Z型：将同一双键碳上的两个基团按次序规则比 较出先后次序，若两双键碳上的较优基团 在双键同侧的为Z型。
E型：两个碳上的较优基团在双键异侧。
12
3-2 烯烃的命名
次序规则
（Sequence rule）
18
顺 反 异 构 体 的 差 异
极性较大， b.p. 较高 极性较小， b.p. 较低
对称性较差，m.p. 较低
对称性较好，m.p. 较高19
3-5 烯烃的化学性质（重点）
• 反应：加成、氧化、卤代
α HCCC
Cl or Br
加成、氧化
20
3-5 烯烃的化学性质 催化加氢
CC
常用催化剂： Pt Pd Ni Raney Ni
Br
Cl
CC
Cl
H
(Z)-1,2-二氯(-1-)溴乙烯 反- 1,2-二氯溴乙烯
16
3-3 烯烃的制备
烯烃的实验室制法
✓醇脱水
CH3CH2OH
浓H2 SO 4
170 ℃
+ CH2 CH2 H2O
CH3 CH2 OH
Al2 O3
350~360℃
CH2
CH2 + H2O
✓卤(代)烷脱卤化氢(反应需强碱性条件)
3
3-1 烯烃的结构
H 121.7°
C
C
H
116.6° 乙 烯
H
1.076 Å
H
1.330 Å
Ｃ的sp2杂化
平面分子
2p 2s
2p
激发
杂化
2s
p
sp2
4
3-1 烯烃的结构
118°
H H
C
C
H H
1 双键碳是sp2杂化。
2 键是由p轨道侧面重叠形成。
3 由于室温下双键不能自由 旋转， 所以有Z-, E-异构体。
KOH
Br
C2H5OH
+ HBr
17
3-4 烯烃的物理性质
物质状态 C2~C4 气体，C5~C18液体 ，C19~固体
沸点、熔点和相对密度 均随相对分子量的增加而上升；直链烯烃的沸 点略高于支链烯烃；末端烯烃(α-烯烃)的沸点 略低于双键位于碳链中间的异构体。
溶解性 不溶于水，易溶于有机溶剂。
8
1 2 345 6
CH3C CHCHCH2CH3 CH3 CH3
2,4-二甲基-2-己烯
CH2CH3
4 321
CH3CHC CH2
CH3
CH3
CH3C CHCH2CCH3
CH3
CH3
3-甲基-2-乙基(-1-)丁烯 2,5,5-三甲基-2-己烯
9
3-2 烯烃的异构和命名 烯 基 的 命 名
烯烃失去一个氢原子形成的基团, 称“某烯
H2 / catalyst
CC HH
立体化学： 顺式加成
反应机理
H2
催化剂
H
H
CC
CC
H
H
21
烯烃的催化加氢
氢化热
每摩尔烯烃催化加氢放出的能量氢烯 化烃 热结 也构 Nhomakorabea不 同同
氢化热越小，分子越稳定 22
烯烃的催化加氢
氢化热
烯烃的相对稳定性 ✓ 反式异构体较同碳数顺式异构体稳定; ✓ 双键碳原子上取代基多的烯烃较稳定。
双键比单键更活泼 5
3-2 烯烃的异构和命名
CH3 CH2 CH 1－丁烯
CH3 CH CH 2－丁烯
CH2 CH3
CH3 CH3 C CH2
异丁烯
异构
碳链异构 位置异构
构造异构
顺反异构
6
3-2 烯烃的异构和命名
顺反异构
顺反异构：两个双键碳原子上各连两个不 同基团而形成的异构，属立体异构。
CH3CH CHCH3