烯烃
烯烃
(CH3)3C
+
>
(CH3)2CH
+
>
CH3CH2
+
>
CH3
+
这是因为带正电荷的碳原子具有吸电子能力, 而甲基是斥电子基,中心碳上连接的甲基越多,正电
荷就越低,分散程度越高,体系越稳定。
+ CH3CHCH3 + CH3CH2CH2
CH3CH CH2+ H+
CH3
CH X
CH3 主产物
碳碳双键上所连基团(或原子),不仅影响加HX 的取向,还影响双键的反应活性。
X C C + H—X
H C C
H C C
+
H C C
+
H +X C C X
H C C X
2、 区域选择性和反应活性
CH3 CH CH2 + HBr CH3 CH CH3 Br 2-溴丙烷
CH3 CH2 CH2 Br 1-溴丙烷
1869 年马尔可夫尼可夫( Markovnikov)得出一条 经验规律:当不对称烯烃与不对称试剂进行加成时,试 剂中的氢原子或带正电荷的部分加到含氢较多的双键碳 原子上,而试剂中带负电荷的部分加到含氢较少的双键 碳原子上。这一规则称为马尔可夫尼可夫规则,简称马 氏规则。
CH3 CH CH2 H Br
反马氏规则:氢加到含氢较少的碳原子上。
(二) 加硫酸
CH3CH CH2+ HOSO3H
H—OH
CH3CH CH3 OSO3H
CH3
CH OH
CH3
烯烃间接水合法
烯烃在催化剂、高温、高压下可以直接水化:
CH2
CH2+ H2O
烯烃名词解释
烯烃名词解释烯烃(乙烯烃)是指包含一对二甲基和三个单键的类烃化合物,通常含有4-20个碳原子,可以分为简单烯烃和复杂烯烃两大类。
简单烯烃是指有两个以上氢原子的类烃化合物,常见的有甲烯(一种非常重要的气体,环境中极可能被植物利用作反照二氧化碳)、乙烯、丙烯、丁烯等。
复杂烯烃是指在简单烯烃的基础上,结构中加入羟基等其他官能团,分子结构的复杂度更大的烯烃。
重要的复杂烯烃化合物有环烷烃、环烯烃(如萘、苯乙烯等)、芳烃、烷烃、烯烃等。
烯烃的特点是稳定性强,具有优良的机械性能、化学稳定性和化学抗性,因此把它们用于工业、医学科学和生物技术领域中,广泛用于有机合成、药物合成以及润滑油、溶剂、液体应用中,甚至还有植物生长促进剂、食用油等等。
在日常生活中,烯烃也广泛用于制造食品添加剂、化妆品、香精、橡胶等及其它多种产品。
它们经常被用作有机合成反应的催化剂,在电器、航空航天等工业领域里也是不可缺少的。
烯烃的主要构成成分有碳和氢,也有可能含有硫、氧、氮等多种元素。
碳极易发生化反应,与其它有机物质形成新物质,使得烯烃具有优质和多样性,有利于烯烃在医学,农药,化妆品,燃料发动机,石油化工等方面的应用。
烯烃的分子量通常介于C4-C20之间,由4至20个碳原子构成,它们具有单键和孤对电子分布的特点,而且具有耐热、耐老化、高抗冲击、良好的机械强度和耐氧等特点,它们的分子结构可以是环状的、类似碳丝的或者带负电的。
总之,烯烃是一类碳原子构成的烃化合物,它们具有极佳的化学稳定性和物理力学性质,由于有良好的机械性能、化学抗性、耐热、耐老化、高抗冲击等特点,因此被广泛应用于工业、医学科学和生物技术领域中,特别是在制造食品添加剂、化妆品、香精、橡胶等及其它多种产品方面。
烯烃主要包括简单烯烃和复杂烯烃,其中简单烯烃通常由甲烯、乙烯、丙烯、丁烯等组成,而复杂烯烃则由环烷烃、环烯烃(如萘、苯乙烯等)、芳烃、烷烃、烯烃等组成。
烯烃
烯烃——
含有碳碳双键(C=C)的不饱和烃
烯烃的通式:CnH2n
烯烃的官能团:碳碳双键(C=C)
5.1 烯烃的结构
5.1.1 sp2杂化碳原子和碳碳双键
乙烯的结构
即:两个碳原子之间共用的两对成键电子形成碳碳双 键,一个是键,一个键:
其他烯烃的结构:
在其他的烯烃中,形成碳碳双键的碳原子也 是sp2杂化,碳碳双键的结构特征与乙烯中的情况 相同。 乙烯中的4个氢原于分别被烷基取代后,形成 的烯烃有5种类型。即:
顺反异构的命名:
1、顺-反标记法 2、E-Z标记法
顺-反标记法:
E-Z标记法—次序规则
次序规则:
1、与双键碳原子直接相连的原子按原子序数递 减次序排列:
I,Br,Cl,S,P,F,O,N,C,D,H
2、直接相连的第一个原子相同,则比较其以后 原子的原子序数。
E-Z标记法——用E和Z两个字母分别
RCH=CH2 R2C=CHR R2C = CH2 R2C=CR2 RCH=CHR
对C=C而言,连在其上的R是给电子基团,具 有+I效应。
5.1.2 键的特性
键——由两个p轨道以侧面相互交盖而形成的键
键的性质:
1. 键必须在-键的基础上存在
2. 键没有对称轴,不能自由旋转
3. 键重叠程度较小,较弱,易断裂
标记 顺反异构体的方法.
E---“相反”(德语Entgegen)
Z--- “相同”(德语Zusammen)
按照“次序规则”:
两个次序在前的取代基在双键的同侧为Z
两个次序在前的取代基在双键的异侧为E
例:
如果烯烃的双键有一定的构型,则应用Z/E对双键的 构型进行标记;如果分子中的手性碳构型确定,应以R/S 进行标注;若是环烯烃,可用顺/反标记环上取代基的取 向。例如:
烯烃
二烯烃
CH3 CH CH CH2
CH2
HBr CH CH CH2
1,2-加成
Br
CH3 CH CH CH2Br
CH2
+
(2)解释 δ+ δδ+
1,4-加成
CH2
CH CH2
CH2
+ δH CH CH CH2
不稳定
非常稳定
CH2 CH CH CH3
CH3 CH CH2 + HBr
ROOR
CH3CH2CH2Br
4、 加H2SO4
可除烷烃中的烯烃;工业上制醇
CH2 CH2 + HOSO3H
CH3 CH2
H2O
CH3CH2OH
OSO3H
不对称烯烃与H2SO4加成,遵守马氏规则 5、 加H2O 必须在H2SO4 或H3PO4的催化下加成
(CH3)2C CH2 + H2O
一、 烯烃的结构
(一)烯烃的通式及键参数
CnH2n
C2H4
现代物理方法证明:乙烯分子的所有原子 在同一平面上 。
H
117.2°
121.4°
H 键能:
C= C:610kJ/mol C-C :346kJ/mol
C
C H
134pm
H
C-C 键长为154pm
(四)π键的特点 1、不如σ 键牢固
2、不能自由旋转
(4)
2、烯烃的臭氧化 应用:推测烯烃的结构
R1 C R2 C R3 H
O3
R1 C R2
O O C O
H
R3
[ H ] , Pd H2O
烯烃
CH3 CH3-C=CH2
1% 99%
CH3CH=CH2 + BH3
CH3CH=CH2 CH3CH=CH2
CH3CH2CH2–BH2
(CH3CH2CH2)2–BH (CH3CH2CH2)3–B
-
CH3-CH= CH2
1)1/2B2H6,THF 2)H2O2, OH
CH3CH2CH2OH
此反应是用末端烯烃来制取伯醇的好方法,其操作简单,
H3C C H C H CH3
(Z)-2-丁烯
规定各种取代基的优先次序,有以下三点: ①与双键直接相连的原子,按原子序数大小排序,大的次序 在前优先,小的在后。 原子序 I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>H 相应的-I>-Br>-Cl>-F>-OH>-NH2>-CH3>-H
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②如两基团的次序不能由①决定出来,即第一原子相同, 则用①中方法再比较连在第一原子上的第二原子,仍相同 则比较第三原子……直到比出大小为止。
CH3CH2CH2CH2Br KOH/EtOH CH3CH2CH=CH2
:
H H C + CH3 H3C + C CH3 CH3 C CH3 2
1
CH3 CH CH2 CH3 Br
KOH/EtOH
CH3CH=CHCH3
烯烃稳定性 R2C=CR2 > R2C=CHR > RCH=CHR > RCH=CH2
—C≡C—
分子中有一个C=C的开链不饱和烃叫烯烃,因此比相同 C原子的烷烃少两个氢原子。双键为烯的官能团,通式为: CnH2n
3.1 烯烃的结构和命名
有机化学之烯烃
烯烃的分类
根据双键数量分类:单烯烃和多烯烃。
根据结构分类:链状烯烃、环状烯烃 和芳香烯烃。
烯烃的结构
单烯烃的结构:C=C。 双烯烃的结构:C=C=C。
共轭烯烃的结构:C=C-C=C。
02
CHAPTER
烯烃的合成与反应
烯烃的合成
1 2
烷烃的裂化
在加热条件下,烷烃中的C-C键会发生断裂,形 成烯烃和氢气。
对烯烃生产过程中产生的副产物和废弃物进行回收利用,提高资 源利用率,降低环境污染。
06
CHAPTER
有机化学中的烯烃研究展望
烯烃的结构与性质关系的研究
总结词
烯烃的结构对其性质具有决定性影响,研究结构与性质的关系有助于深入理解烯烃的化学行为。
详细描述
烯烃的碳碳双键是其最显著的结构特征,这个双键的电子云分布、键长、键角等结构参数对其化学反应活性、反 应类型和产物具有决定性影响。研究烯烃的结构与性质关系有助于预测烯烃的反应行为,为有机合成提供理论支 持。
化学性质和反应行为。
04
CHAPTER
烯烃在日常生活中的应用
塑料工业
塑料袋
乙烯是生产塑料袋的主 要原料,乙烯聚合后形 成的聚乙烯是塑料袋的 主要成分,广泛用于购 物、包装等。
塑料瓶
烯烃也是塑料瓶的主要 成分,如聚丙烯(PP) 和聚对苯二甲酸乙二醇 酯(PET),用于盛装 饮料和水。
家居用品
许多家居用品如餐具、 厨具、家具等也由烯烃 制成的塑料制成。
烯烃的亲电加成反应
烯烃的亲电加成反应是一种重要的有机 化学反应,其中烯烃与亲电试剂(如卤 素、硫酸、质子酸等)发生加成反应。
加成反应过程中,亲电试剂首先与烯烃 的π电子云发生相互作用,形成碳正离 子或碳负离子中间体,然后与试剂发生 进一步反应,生成新的有机化合物。
烯烃
氢化热 118.9 114.7
2711 2708
CH3 C H C
H CH3
燃烧热及氢化热数值越小越稳定。
CH2 CH2 < CH2 CHR < RCH CHR< R2C CHR
< R2C CR2
12
三. 烯烃的制备
1. 醇脱水 醇在酸(硫酸或磷酸)催化下,加热脱水生成烯烃。
CH3CH2CHCH3 OH
规则:a. 选主链:选择含双键的最长碳链作主链,称某烯。
5
b. 编号:从靠近双键的一端开始编号。 c. 确定取代基、双键的位置。 d. 写法 例: 2,4-二甲基-2-己烯 4-甲基-2-戊烯
CH3C CHCHCHCH3 2 CH3 CH3
CH3CHCH CHCH 3 CH3
CH2CH3 CH3CHC CH2 CH3
CH3(CH2)15CH2CH2Br
CH3(CH2)15CH CH2 85%
28
③.某些含活泼β-H的一级卤代烷以消去为主。
CH2CH2Br
NaOH H 2O
CH CH2
2). 叔卤代烷 倾向于发生E1消去反应。即使在弱减(例:Na2CO3水溶液) 条件下也发生E1反应。 只有在纯水或乙醇中以溶剂解反应为主,即SN1反应。
第 六 章 烯 烃
(Alkene)
第 六 章
烯 烃 (Alkene)
一. 烯烃的结构、异构和命名
二. 烯烃的相对稳定性
三. 烯烃的制备
四. 消去反应的机理
五. 烯烃的反应
2
概述: 官能团:碳碳双键 通式:CnH2n ,与单环烃相同,有一个不饱和度。 烯烃与单环环烷烃互为构造异构体。
不饱和度计算公式:
81%
C2H5ONa C2H5OH
第六章 烯烃
H3C
2) 单分子消除反应,E1 ) 单分子消除反应, (CH3)3C―Cl + C2H5OH
υ = k [(CH3)3C-Cl]
(CH3)2C = CH2 单分子历程
E1反应与S 反应有相似的历程,都是通过形成碳正离子进行。 E1反应与SN1反应有相似的历程,都是通过形成碳正离子进行。 反应与
E1反应机理 E1反应机理
eg 1
CH3 CH3 C CH CH2 CH3
BrCH2 CH3
C
C
CH3 CH2CH3
3,3-二甲基3,3-二甲基-1-丁烯
反-2,3-二甲基-1-溴-2-戊烯 2,3-二甲基2,3-二甲基(E)- 2,3-二甲基-1-溴-2-戊烯
顺反:相同基团在双键同侧为顺式,反之为反式; 区 顺反:相同基团在双键同侧为顺式,反之为反式; 别 Z E:按“顺序规则”排序,较优基团在双键同侧为 , 顺序规则”排序,较优基团在双键同侧为Z, : 反之为E。 反之为 。
反应机理表明 *1 E2机理的反应遵循二级动力学。 机理的反应遵循二级动力学。 机理的反应遵循二级动力学 *2 卤代烷 反应必须在碱性条件下进行。 卤代烷E2反应必须在碱性条件下进行。 反应必须在碱性条件下进行 *3 两个消除基团必须处于反式共平面位置。 两个消除基团必须处于反式共平面位置。 *4 在E2反应中,不会有重排产物产生。 反应中, 反应中 不会有重排产物产生。
CH3CH2O─+ H-CH2CH2–Br
[CH3CH2O δ─…H…CH2–CH2…Br δ─] 过渡态
CH2 = CH2 + CH3CH2OH
E2反应的能线图与S 反应类似。 E2反应的能线图与SN2反应类似。 反应的能线图与
《烯烃》 知识清单
《烯烃》知识清单一、烯烃的定义与结构烯烃是一类含有碳碳双键(C=C)的不饱和烃。
最简单的烯烃是乙烯(C₂H₄),其结构中两个碳原子以双键相连,每个碳原子还分别与两个氢原子结合。
碳碳双键是由一个σ键和一个π键组成。
σ键较为稳定,而π键相对较弱,容易发生加成反应。
烯烃中碳原子的杂化方式通常为 sp²杂化,这使得碳原子形成平面三角形的构型。
二、烯烃的通式烯烃的通式为 CₙH₂ₙ(n≥2)。
例如,丙烯(C₃H₆)、丁烯(C₄H₈)等都符合这一通式。
三、烯烃的命名1、选择含有碳碳双键的最长碳链作为主链。
2、从距离双键最近的一端开始给主链碳原子编号。
3、标明双键的位置,将双键的碳原子编号写在烯烃名称的前面。
例如,CH₃CH=CHCH₃命名为 2-丁烯。
四、烯烃的物理性质1、状态在常温常压下,C₂C₄的烯烃为气体,C₅C₁₈的烯烃为液体,C₁₉以上的烯烃为固体。
2、溶解性烯烃难溶于水,易溶于有机溶剂。
3、密度烯烃的密度一般小于水。
五、烯烃的化学性质1、加成反应(1)与氢气加成例如,乙烯与氢气在催化剂的作用下发生加成反应生成乙烷:CH₂=CH₂+ H₂ → CH₃CH₃(2)与卤素加成如乙烯与溴水发生加成反应,使溴水褪色:CH₂=CH₂+ Br₂ → CH₂BrCH₂Br(3)与卤化氢加成丙烯与氯化氢加成可能生成 1-氯丙烷或 2-氯丙烷。
(4)与水加成在一定条件下,乙烯与水发生加成反应生成乙醇:CH₂=CH₂+H₂O → CH₃CH₂OH2、氧化反应(1)燃烧烯烃燃烧生成二氧化碳和水,如乙烯燃烧的化学方程式:C₂H₄+3O₂ → 2CO₂+ 2H₂O(2)使酸性高锰酸钾溶液褪色这是鉴别烯烃和烷烃的一种常用方法。
3、聚合反应烯烃可以发生加聚反应生成高分子化合物。
例如,乙烯发生加聚反应生成聚乙烯:nCH₂=CH₂ → CH₂CH₂ₙ六、烯烃的制备1、醇的脱水在一定条件下,醇可以脱水生成烯烃。
例如,乙醇在浓硫酸的作用下,加热到 170℃时发生脱水反应生成乙烯:CH₃CH₂OH → CH₂=CH₂↑ + H₂O2、卤代烃的消去反应七、烯烃的用途1、重要的化工原料用于生产塑料、橡胶、纤维等高分子材料。
有关烯烃的知识点总结
有关烯烃的知识点总结一、烯烃的物理性质1.1 烯烃的结构烯烃是一类含有碳碳双键的碳氢化合物。
根据碳碳双键的位置,可以将烯烃分为直链烯烃和支链烯烃。
直链烯烃的碳碳双键为直链状,比如乙烯、丙烯等;支链烯烃的碳碳双键为支链状,比如异戊二烯、1,3-丁二烯等。
1.2 烯烃的物理性质烯烃通常为无色气体或液体,少数烯烃为固体。
烯烃的密度较小,通常小于空气密度,故而可以漂浮在空气中。
烯烃具有较强的易燃性,与空气发生爆炸性反应。
烯烃的沸点一般较低,在常温下易挥发,而且易溶于常见有机溶剂。
1.3 烯烃的稳定性烯烃具有不饱和的碳碳双键结构,由于烯烃的碳碳双键具有较高的反应活性,因此烯烃相对于烷烃来说更容易发生化学反应。
在储存和使用烯烃时,需要避免其与氧气、光线等外界条件发生反应,以免引起不必要的安全事故。
二、烯烃的化学性质2.1 烯烃的加成反应烯烃具有不饱和的碳碳双键结构,因此很容易发生加成反应。
在加成反应中,通常是碳碳双键中的一个碳原子与其他物质发生作用,使得双键断裂,形成新的单键结构。
最典型的烯烃加成反应是烯烃与溴水发生加成反应,生成溴代醇。
此外,烯烃还可以与酸、水、卤素等发生加成反应,生成相应的加成产物。
2.2 烯烃的氧化反应烯烃与氧气发生氧化反应,生成醇、醛、酮等化合物。
烯烃还可以与酸、过氧化物等发生氧化反应,形成相应的氧化产物。
氧化反应是烯烃的一种重要的化学性质,常常应用于有机合成和工业生产中。
2.3 烯烃的聚合反应烯烃可通过聚合反应,形成聚烯烃。
聚烯烃是一类重要的聚合物,包括聚乙烯、聚丙烯等。
聚烯烃具有优良的物理性能和化学性能,广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域。
2.4 烯烃的裂解反应烯烃可以通过裂解反应,分解成低碳烷烃和烯烃。
此外,烯烃还可以通过氧化裂解、催化裂解等方式进行裂解反应,得到多种化合物,如酚、酮、烯烃等。
裂解反应是烯烃的一种重要的化学性质,对于烯烃的生产和利用具有重要的意义。
三、烯烃的应用领域3.1 烯烃的重要化工原料烯烃是制备有机化合物的重要原料。
烯烃
§2-1 §2-2
烷 烃
烯 烃
§2-3 炔烃和二烯烃
2.2 烯 烃
§2.2.1 烯烃的结构 §2.2.2 烯烃的异构现象
§2.2.3 烯烃的命名
§2.2.4 烯烃的物理性质
§2.2.5 烯烃的化学性质 §2.2.6 亲电加成反应机制及取向
第二节
烯 烃
指分子中含碳碳双键C=C 的开链烃 。
③ 顺反异构(几何异构)
丁烷
CH3-CH2-CH2-CH2 CH3-CH-CH3 CH3
丁烯
CH3-CH2-CH=CH2 CH3-CH =CH-CH3
CH3-C=CH2 CH3
CH3 C
H H C CH3
CH3
C H CH3 C H
产生顺反异构必须具备两个条件:
分子中有限制旋转的因素(如双键、脂环)存在。
2.2 烯 烃
§2.2.1 烯烃的结构 §2.2.2 烯烃的异构现象
§2.2.3 烯烃的命名
§2.2.4 烯烃的物理性质
§2.2.5 烯烃的化学性质 §2.2.6 亲电加成反应机制及取向
§2.2.4 烯烃的物理性质
烯烃难溶于水,易溶于有机溶剂,可溶于 浓硫酸中。
2.2 烯 烃
§2.2.1 烯烃的结构 §2.2.2 烯烃的异构现象
H3C-CH3 、CH3-CH2-CH3 、 CH3CH2CH2-CH3-----烷烃同系列 H2C=CH2 、CH3-CH=CH2 、 CH3CH2CH=CH2-----烯烃同系列
单烯烃:
烯烃
多烯烃:
单烯烃通式: CnH2n
二烯烃 多烯烃
§2.2.1 烯烃的结构
一、物理方法测定的实验数据
0.133nm H 0.134 。C C 0.108nm 117 0.109nm 。 H H 121.7 H
烯烃简介介绍
蒸汽裂解法是以石脑油或天然气为原料,在高温高压水蒸气存在下进行裂解反 应,生成烯烃和其他烃类混合物。该方法具有原料价格相对较低、技术成熟等 优点。
应用领域
聚乙烯、聚丙烯等塑料原料
合成橡胶
烯烃是制造聚乙烯、聚丙烯等塑料的重要 原料,这些塑料广泛应用于包装、建筑、 电子电器、汽车等领域。
烯烃还可以用于合成橡胶,如丁苯橡胶、 顺丁橡胶等。这些橡胶在轮胎、密封件、 鞋材等领域有广泛应用。
产能布局
全球范围内,烯烃产能主 要集中在中国、美国和欧 洲等地,其中中国烯烃产 能增长迅速。
价格波动
受原油市场价格、供需关 系、产能变化等多种因素 影响,烯烃市场价格波动 较为频繁。
环境影响
大气污染 水体污染 土壤污染 温室气体排放
烯烃生产过程中,可能产生挥发性有机物(VOCs)等大气污染 物,对空气质量造成一定影响。
应用领域拓展
烯烃在新能源、新材料等领域的应用前景广阔,如用作锂电池电解 质溶剂、高分子材料等。
产学研结合推动创新
加强产学研合作,推动烯烃产业技术创新和成果转化,助力产业高质 量发展。
THANK YOU要的有机化工原料 ,广泛应用于塑料、橡胶、纤维、 溶剂、润滑油等领域。
技术进步推动
随着烯烃生产技术的不断进步,产 业效率和产能得到显著提升,成本 降低,市场竞争力增强。
未来发展方向与挑战
环保压力
烯烃产业面临着环保压力日益增大的挑战,推动绿色、低碳、环 保的生产方式是未来发展的重要方向。
01
02
03
根据碳链结构分类
烯烃可分为直链烯烃和支 链烯烃,直链烯烃的碳原 子以直线排列,支链烯烃 则有分支结构。
根据双键位置分类
烯烃名词解释
烯烃名词解释
烯烃,又称烯烷,是一类以碳,氢和氧原子构成的非离子性有机化合物。
它们属于烷烃类中的烯烃类,它们有极高的热稳定性,成苯环氢化物在常温下稳定,具有高活性。
烯烃是指所含碳原子个数大于5,小于等于20的有机化合物,属于烷烃类。
与烷烃不同,烯烃类化合物的碳原子不是连续的,而是环形的,形成了环烷烃。
即使在常温下,烯烃类化合物也会随着氧或其他软件的影响而氢化或变性,也就是烯烃类化合物具有比烷烃更大的活性。
根据烯烃的碳原子个数不同,可以分为脂肪烯烃和芳香烯烃,脂肪烯烃的碳原子个数在5到20个,芳香烯烃的碳原子个数大于20,通常是24个。
芳香烯烃的构造以苯环为基础,脂肪烯烃的构造以环化的碳链为基础,它们的化学性质各有不同。
脂肪烯烃的特点是极易溶于有机溶剂,但不溶于水,其沸点较高,比烷烃沸点高。
它们具有良好的防腐能力,通常用于阻止氧化反应。
它们在燃烧时产生大量热量,是优良的燃料。
芳香烯烃的特点是具有明显的芳香气味, fluidity和thermal stability较好,极易溶于有机溶剂,但不溶于水,常常用作染料,香料,医药,农药及其他产品的乙醇溶剂。
烯烃类化合物有很多用途,例如,它们可以用于制造润滑剂,橡胶,塑料,染料,聚合物,燃料,香料,农药,医药,清漆等。
例如说,苯二甲酸乙酯和乙二醇,都是常见的脂肪烯烃,用于制造润滑剂,
橡胶,清漆等。
综上所述,烯烃是一类极具活性的有机化合物,根据碳原子个数可以分为脂肪烯烃和芳香烯烃,它们具有极高的热稳定性,自身随温度变化不大,广泛应用于阻止氧化反应,燃料,橡胶,染料,聚合物,农药,香料,清漆等行业。
烯烃
可由卤代烷与氢氧化钠醇溶液反应制得,也可由醇失水或由邻二卤代烷与锌反应制得。小分子烯烃主要来自 石油裂解气。环烯烃在植物精油中存在较多,许多可用作香料。烯类是有机合成中的重要基础原料,用于制聚烯 烃和合成橡胶。
加聚反应,即加成聚合反应,烯类单体经加成而聚合起来的反应。加聚反应无副产物。
合成来源
最常用的工业合成途径是石油的裂解作用。 烯烃可以通过酒精的脱水合成。例如,乙醇脱水生成乙烯: CH3CH2OH + H2SO4 → CH3CH2OSO3H + H2O CH3CH2OSO3H→ H2C=CH2 + H2SO4 其他醇的消去反应都是Chugaev消去反应和Grico消去反应,产生烯烃。 高级α-烯烃的催化合成可以由乙烯和有机金属化合物三乙烯基铝在镍,钴和铂催化的情况下实现。 烯烃可以由羰基化合物通过一系列反应合成,比如乙醛和酮。 和一个烷基卤化物发生Wittig反应。 和一个苯基砜发生Julia成烯反应(朱利亚烯烃合成)。 和两个不同的酮发生Barton-Kellogg反应。 结合一个酮,Bamford-Stevens反应或者Shapiro反应。
一、加卤素反应 烯烃容易与卤素发生反应,是制备邻二卤代烷的主要方法: CH2=CH2+X2→CH2X-CH2X ①这个反应在室温下就能迅速反应,实验室用来鉴别烯烃的存在.(溴的四氯化碳溶液是红棕色,溴消耗后变 成无色) ②不同的卤素反应活性规律: 氟反应激烈,不易控制;碘是可逆反应,平衡偏向烯烃边;常用的卤素是Cl2和Br2,且反应活性Cl2>Br2。 ③烯烃与溴反应得到的是反式加成产物,产物是外消旋体。 二、加质子酸反应 烯烃能与质子酸进行加成反应: CH2=CH2+HX→CH3-CH2X
烯烃
π键
不能单独存在,只能在双键或叁键中与σ键 共存 成键轨道“肩并肩”平行重叠,键能小, 键不稳定 成键的2个碳原子不可以沿键轴“自由” 旋转 受原子核控制弱,反应活性高
烯 烃
C=C和C-C的区别 和 的区别
1.C=C的键长比C 键短。 1.C=C的键长比C-C键短。 的键长比 两个碳原子之间增加了一个π 两个碳原子之间增加了一个π键,也就增加了原子核对电子 的吸引力,使碳原子间靠得很近。C=C键长 键长0.134nm, 的吸引力,使碳原子间靠得很近。C=C键长0.134nm, 而C-C 键长0.154nm 0.154nm。 键长0.154nm。 C=C两原子之间不能自由旋转 由于旋转时,两个P 两原子之间不能自由旋转。 2. C=C两原子之间不能自由旋转。由于旋转时,两个Py轨道 不能重叠, 键便被破坏。 不能重叠,π键便被破坏。 双键的表示法: 双键的表示法: 双键一般用两条短线来表示, C=C, 双键一般用两条短线来表示,如:C=C,但两条短线含义不 同,一条代表σ键,另一条代表π键。 一条代表σ 另一条代表π
烯 烃
3、烯烃的熔点、沸点和相对密度随分子量的增加而升高。 随分子量的增加而升高。 相对密度均小于1 相对密度均小于1 【例如】 】 熔点℃ 沸点℃
-103.7 3.70
相对密度
0.570 0.6213
CH2 CH2 -169.2 CH3 CH CH CH3 -138.9
同碳原子的直链烃的沸点一般比支链烯烃的沸点高。 沸点一般比支链烯烃的沸点高。
次序规则2 当与双键碳原子直接相连的原子相同时,则比较 次序规则2
与该原子相连的其它原子的原子序数。如 –C(CH3)3 > CH(CH3)2 > -CH-2CH2CH3 > -CH2CH3 >-CH3
烯烃
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3.1 烯烃的结构和命名
• 共价键称为π键。在π键中,电子云分布在分子所在平面两个碳原子 的上面和下面,如图3-3所示。
• 综上所述可以看出,在碳碳双键中,一个是σ键,另一个是π键,而 不是两个等同的共价键。当碳碳双键绕键轴转动时,由于两个p轨道 重叠部分变小,碳碳双键中的π键被破坏;转动90°时,重叠部分变 为零,π键完全被破坏。如图3-4所示。实验测定,碳碳单键的
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3.1 烯烃的结构和命名
• 键能是347.6kJ/mol,碳碳双键的键能是610.9kJ/mol,由此 得出碳碳双键中π键的键能是263.6kJ/mol。也就是说,碳碳双 键绕键轴转动时,键遭到完全破坏,需要克服一个263.6kJ/mol 的能垒。能垒这样高,导致碳碳双键绕键轴转动严重受阻。一般情况 下不能转动。
• 第一种构型是相同的两个原子或基团在碳碳双键的同侧,叫作顺式; 第二种构型是相同的两个原子或基团在碳碳双键的两侧,叫作反式。
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3.1 烯烃的结构和命名
• 例如:
• 它们是两个异构体。这类异构体叫作顺反异构体。这类异构现象叫作 顺反异构现象。
• 从模型中还可以看出,存在顺反异构体的条件是,双键碳原子上连接 的必须是两个不相同的原子或基团,例如abC=Cab、abC=Ccd都 有顺反异构体。这两个双键碳原子只要有一个连接的是相同的原子或 基团,就没有顺反异构体,例如aaC=Cab和aaC=Cbc都没有顺反 异构体。
烯烃
4、烯烃的命名 、
(1)含有尽可能多的双键的最长的碳链 ) 的为主链,并命名为某烯; 的为主链,并命名为某烯; (2)从最靠近双键的这一端开始编号; )从最靠近双键的这一端开始编号; (3)其它命名同烷烃。 )其它命名同烷烃。
5、烯烃同系物的物理性质 、
为气体, 为液体, (1)常温下,C2—C4为气体,C5—C18为液体, )常温下, C18以上为固体; 以上为固体; ( 2)烯烃的熔沸点随碳原子数增多 , 分子量 ) 烯烃的熔沸点随碳原子数增多, 增大,熔沸点逐渐升高; 增大,熔沸点逐渐升高; ( 3)烯烃的密度随着碳原子数增多 , 逐渐增 ) 烯烃的密度随着碳原子数增多, 大。
已知烯烃在与过量KMnO4 作用时 , 由于 作用时, 由于C=C键断裂, 转化为羧 键断裂, 已知烯烃在与过量 键断裂 酸或酮(均为含氧衍生物) O 酸或酮(为含氧衍生物)如: CH3—C=CH—CH3 CH3 CH3CH3
[O]
CH3—C—CH3+CH3—C—OH O
在上述类似条件下发生反应, (1)若C2H5—C=C—C2H5在上述类似条件下发生反应,写出 ) 化学反应方程式 在上述条件下反应后, ( 2)若某烃 ( C10H18 ) 在上述条件下反应后 , 生成下列三种有 ) 若某烃( 机化合物: 机化合物: O O O O
二、二烯烃
( 1、 分子里含有两个双键的链烃叫做二烯烃 。 、 分子里含有两个双键的链烃叫做二烯烃。 (2、二烯烃的通式:CnH2n-2 (n≥3) 、二烯烃的通式: - 3、1,3—丁二烯的特性: 、 丁二烯的特性: 丁二烯的特性 ①结构特点:CH2=CH—CH=CH2两个双键之 结构特点: 间相隔一个单键。 间相隔一个单键。 进行的加成反应有1, ②加成反应:跟Br2进行的加成反应有 ,4— 加成反应: 加成反应和1, 加成反应两种形式 加成反应两种形式。 加成反应和 ,2—加成反应两种形式。 ③加聚反应
烯烃知识点总结
烯烃知识点总结1. 烯烃的概念烯烃是一类含有碳-碳双键的有机化合物,通式为CnH2n,其中n为整数。
烯烃中的碳-碳双键与碳原子之间的结合为σ键和π键,其中σ键为单键,π键为双键。
烯烃中的碳-碳双键的存在使得分子具有不饱和性,容易发生加成反应。
2. 烯烃的结构烯烃的结构可以分为直链烯烃和支链烯烃两种类型。
直链烯烃的碳原子按照直链排列,支链烯烃的碳原子上带有支链基团。
烯烃还可以根据双键的位置分为内烯烃和外烯烃两种类型。
内烯烃的双键位于碳原子链的中间,外烯烃的双键位于碳原子链的两端。
3. 烯烃的性质烯烃具有许多特殊的物理和化学性质。
首先,烯烃分子中的碳-碳双键使得分子不饱和,因此烯烃易于发生加成反应。
其次,烯烃分子中的碳-碳双键还使得分子具有特殊的空间构型,导致分子的立体异构体。
此外,烯烃还具有较低的沸点和密度等物理性质。
4. 烯烃的制备烯烃可以通过各种不同的方法来制备。
常见的制备方法包括蒸馏、裂解、脱氢和氧化等方法。
其中,裂解是一种常用的制备烯烃的方法,通过高温对烃烷或脂肪酸的加热分解可以得到烯烃。
5. 烯烃的应用烯烃具有许多重要的应用。
首先,烯烃是一类重要的石油化工产品,可以用于生产乙烯、丙烯等化工原料,用于制造塑料、合成橡胶等产品。
其次,烯烃还可以用作有机合成反应的重要原料,可以制备醇、醛、酮和酯等化合物。
此外,烯烃还具有一定的生物活性,可以用于制备医药、农药和香料等产品。
总之,烯烃是一类重要的有机化合物,具有多种重要的应用。
对于烯烃的研究和开发具有重要的意义,可以推动石油化工产业的发展,促进化工产品的创新和生产。
希望本文的介绍可以对读者对烯烃有更深入的了解。
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CH3
CH3C CHCH2CCH3
CH3
CH3
2,5,5-三甲基-2-己烯
CH2CH3 CH3CHC CH2
CH3
3-甲基-2-乙基-1-丁烯
2
(2) 烯基的命名 烯烃去掉一个氢原子,剩下的一价基团叫烯基。
CH2 CH
乙烯基 vinyl
1 烯烃与卤素的加成 2 烯烃与氢卤酸的加成 3 烯烃与水、硫酸的反应
1 与卤素(X2)加成
+ X2
a.反应活性 F2> Cl2 > Br2 >I2
CC XX
(通常指Cl2、Br2)
鉴别双键:红棕色的溴与烯烃反应,颜色消失或变淡
b. 机理
Br δ–
H3C Brδ+ H – Br
H3C
Br H
CC
慢
CC
Cl
CH3 CC
CH3CH2
CH2CH2CH3 (Z)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯 CH(CH3)2 (Z)-4-isopropyl-3-methyl-3-heptene
CH3 Cl
CC
CH3
(Z)-3-甲基-2,5-二氯-2-己烯
CH2CHCH3 (Z)-2,5-dichloro-3-methyl-2-hexene
3 熔点 mp.
也随分子量的增加而升高; 碳链相同,双键向中间移动熔点也升高; 同分异构体中,对称性大的烯烃熔点高。
CH3
CH3
CC
H
H
mp./℃
-138.9
CH3
H
CC
H
CH3
-105.6
3 相对密度
烯烃的相对密度都小于1,但比相应的烷烃大。
4 溶解度
在水里的溶解度很小,但也比烷烃大; 在亚铜盐或银盐的水溶液中,溶解度很大。
π键
不能单独存在,只能在双键 或叁键中与σ键共存
成键轨道“肩并肩”平行重 叠,重叠程度较小
1.电子云呈块状,通过键轴 有一对称平面,电子云分布 在平面上下。
2.成键的两个碳原子不能沿 着键轴自由旋转 ,可形成顺 反异构。 3.键能较小,键不稳定 4.电子云受核约束小,键的 极化度较大
π键的可极化度大,具有较大的流动性及反应活性。
顺-2-丁烯
反-2-丁烯
1
σ键和π键的主要特点
σ键
存在 可以单独存在,存在于任何共 价键中
形成 成键轨道沿键轴“头碰头”重 叠,重叠程度较大
性质 1.电子云呈柱状,对键轴呈圆 柱形对称,电子云密集于两原 于之间。 2.成键的两个碳原子可以沿着 键轴自由旋转,可形成构象异 构。 3.键能较大,键较稳定 4.电子云受核约束大,键的极 化度小
1 烯烃的同分异构现象
(1) 构造异构 碳链异构 CH3CH2CH
1-丁烯 1-butene
烯烃的所有同分异构体 (C4H8 为例)
CH2
CH3C CH2
CH3
2-甲基丙烯 2-methylpropene
位置异构
CH3CH2CH CH2
1-丁烯 1-butene
CH3CH CHCH3
2-丁烯 2-butene
CCl4 0oC
(CH3)2CHCHBrCHBrCH3
H3C H
C
Br
Br
C H
CH(CH3)2
Br C
H3C H
H CH(CH3)2
C
Br
对映异构体
环己烯的加溴反应
54 63
12
Br 4 Br2 6 1 + 2
3
5 -Br
5 Br2 6
-Br 23
1+ 4 Br
6
Br 5
4
123 Br
Br Br
5 Br4 3
> (CH3)2CH
(CH3)2CHCH2
> (CH3)2CH
CH3(CH2)8CH2
CH3 CH3 C
CH3
> CH3 CH
CH3
> > CH3CH2CH2
CH3CH2
3
命名举例
CH3
CH3
CC
2,3-二甲基-5-氯-2-己烯
CH3
CH2CHCH3
5-chloro-2,3-dimethyl-2-hexene
(2) 立体异构
顺(cis):相同原子或基团在双键的同 顺反异构 反侧(trans):相同原子或基团在双键的异侧
H
H
CC
CH3
CH3
μ =1.1X10-30 c.m
CH3
H
CC
H
CH3
μ= 0
顺-2-丁烯 cis-2-butene
反-2-丁烯 trans-2-butene
二者不能相互转换,是可以分离的两个不同的化合物。 顺反异构又称为几何异构(geometrical isomer)
行加成时,试剂中带正电荷部分总是加在含氢较多的
双键碳原子上,而带负电荷部分则加到含氢较少的双
键碳原子上。(简称:马氏规则)
δ+ δ-
(CH3)2C CH2 + H Cl
(CH3)2C CH3
CH3 HCl 0oC
Cl CH3 Cl 100%
CH3 CH2 + HBr
Br
如何解释反应的选择性???
从反应机理进行分析,解释马氏规则。
H
CH3
H
CH3
亲电加成
二
Br
①
CC
H3C
H
②
H
CH3
①②
H3C H
C
Br
Br
C H
CH3 H
者 为 同 一 化
Br 溴鎓离子
Br
反式加成:两个C-Br键方向相反
C
H3C H
CH3 C
Br
合 物
A、 反应分两步进行 B、第一步是速度控制步骤 C 、反式加成
5
2-戊烯与溴加成
(CH3)2CHCH=CHCH3 + Br2
♦烯烃的结构、同分异构和命名; ♦烯烃的物理性质和主要化学反应; ♦烯烃亲电加成反应的历程和马氏规则; ♦掌握烯烃的自由基加成反应。
含有碳碳双键的不饱和烃叫做烯烃,单烯烃分子中只有 一个双键;
单烯烃的通式是CnH2n,与单环烃相同,有一个不饱和度; 碳碳双键 C=C 叫做烯键,是烯烃的官能团。
Cl
I
CC
H
Br
(Z)-1-氯-2-溴-2-碘乙烯 (Z)-1-bromo-2-chloro-1-iodoetene
顺/反与Z/E的区别:顺反命名时,两个双键C上 必须有相同的基团
CH3
CH3
CC
H
H
(Z)-2-丁烯 顺-2-丁烯
CH3 CC
H
(E)-2-丁烯 反-2-丁烯
H CH3
顺/反 与 Z/E 关系?
CH3
顺-2-丁烯 cis-2-butene
CH3
H
CC
2-butene
Z.E命名:Z和E来自于德文Zusammen和Entgegen。 构型的确定: 将双键碳原子上的取代基按次序规则排列, 两个较优基团(大的取代基)在双键的同侧的构型为Z, 两个较优基团(大的取代基)在双键的两侧的构型为E。
H CH3CH CH2
CH3 CH CH3 稳定 I CH2CH2CH3
CH3CH I
CH3 (主) +
CH3CH2CH2I
a) 分析电子效应对两步反应过程的选择性所起的决定作用
在有机化合物分子中,由于原子与原子、原子与基团、基团 与基团、化学键与化学键之间的相互影响,使分子中的电子 云发生一定程度的移动,这种作用称为电子效应。
6
12 Br
Br Br
反式产物为主
加成时,溴取那两个直立键,要符合构象最小改变原理。
当加成反应发生时,要使碳架的构象改变最小,这就是构
象最小改变原理。
2 与卤化氢(HX)加成
①.机理
+ HX
CC HX
慢 CC +H
快 CC
HX
碳正离子
X CC
H
反应分两步进行:首先是带正电荷的质子作为亲电试剂 进攻C=C的π电子使π键打开,形成碳正离子;然后卤 负离子与碳正离子中间体很快结合,生成加成产物。
在编号时从靠近双键的一端开始,使表示双键位置的 数字尽可能小; 书写方法同烷烃,双键的位置要标明。
英文名称中,将烷烃的词尾-ane改为烯烃的词尾-ene。
CH3CH2C CH2 CH2CH2CH3
2-乙基-1-戊烯 2-ethyl-1-pentene
CH3CH2CH C CHCH3 CH3 CH3
诱导效应的产生
δ+
δ-
CH3 CH2 CH2 CH2 Cl
C Y+
CX
静态诱导效应:静态分子中表现出来的诱导效应。 动态诱导效应:发生反应时,共价键电子对的正常
2 沸点 bp.
随分子量的增加而升高;
碳原子数相同,直链烯烃的比带支链的高;
bp./℃
CH3CH2CH CH2
-6.3
CH3C CH2 CH3
-6.9
碳链相同,双键向中间移动沸点升高;
CH3
CH3 CH3
H
CH3CH2CH CH2 H C C H
CC
H
CH3
bp./℃
-6.3
3.7
0.88
双键位置相同,顺式的烯烃沸点高。 原因:顺-2-丁烯偶极矩为0.33D,反-2-丁烯偶极矩为0。
Cl
1-甲基环戊烯 1-methylcyclopentene