炔烃和二烯烃
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第五章炔烃和二烯烃
H C H OH H H C OH
（2）没有正负电荷分离的更稳定
H2C C H C H CH2 H2C C H C H CH2
（3）电负性大的原子带负电荷，电负性 电负性大的原子带负电荷， 小的带正电荷的稳定
H2C N N: H2C N N:
（4）共振极限式具有相同能量时，杂化体 共振极限式具有相同能量时， 非常稳定
H2 C
C H
C H
CH2
H Br
40℃ 40℃
20％ ％
H3 C
高温 40℃ 40℃
H C Br
2个没有参加杂化的p轨道 个没有参加杂化的p
H
C
C
H
乙炔是直线型分子
二、同分异构和命名 炔烃是直线型分子，不存在顺反异构。 炔烃是直线型分子，不存在顺反异构。
C4H6 HC CCH2CH3 CH3C CCH3
C5H8 HC CCH2CH2CH3 CH3C CCH2CH3 HC CCHCH3 CH3
CH2 CH CH 2 CH CH 2 C CH CH O N
CH C
p -π 共轭体系 与双键碳原子直接相连的原子上有 p 轨道， 轨道， 这个p 轨道与π 轨道平行， 这个p 轨道与π 键的 p 轨道平行，从侧面 共轭体系。 重叠构成 p -π 共轭体系。如：
C H 2 = CH Cl
H H
C
H H
烯丙基碳正离子，非常稳定。 烯丙基碳正离子，非常稳定。
H H + H3C C C CH2 + H3C C C CH2 H H
低温碳正离子稳定性： > 低温碳正离子稳定性： 双键稳定性： 双键稳定性： <
低温 －80℃ 80℃
H3 C
（2）没有正负电荷分离的更稳定
H2C C H C H CH2 H2C C H C H CH2
（3）电负性大的原子带负电荷，电负性 电负性大的原子带负电荷， 小的带正电荷的稳定
H2C N N: H2C N N:
（4）共振极限式具有相同能量时，杂化体 共振极限式具有相同能量时， 非常稳定
H2 C
C H
C H
CH2
H Br
40℃ 40℃
20％ ％
H3 C
高温 40℃ 40℃
H C Br
2个没有参加杂化的p轨道 个没有参加杂化的p
H
C
C
H
乙炔是直线型分子
二、同分异构和命名 炔烃是直线型分子，不存在顺反异构。 炔烃是直线型分子，不存在顺反异构。
C4H6 HC CCH2CH3 CH3C CCH3
C5H8 HC CCH2CH2CH3 CH3C CCH2CH3 HC CCHCH3 CH3
CH2 CH CH 2 CH CH 2 C CH CH O N
CH C
p -π 共轭体系 与双键碳原子直接相连的原子上有 p 轨道， 轨道， 这个p 轨道与π 轨道平行， 这个p 轨道与π 键的 p 轨道平行，从侧面 共轭体系。 重叠构成 p -π 共轭体系。如：
C H 2 = CH Cl
H H
C
H H
烯丙基碳正离子，非常稳定。 烯丙基碳正离子，非常稳定。
H H + H3C C C CH2 + H3C C C CH2 H H
低温碳正离子稳定性： > 低温碳正离子稳定性： 双键稳定性： 双键稳定性： <
低温 －80℃ 80℃
H3 C
有机化学第5章 炔烃 二烯烃
Br
NaNH2的矿物油 , 150-160o C
NaNH2
KOH-C2H5OH
叁键移位
CH3CH2CCH
5.5.3 由金属炔化物制备炔烃
CH3CH2CCH
空气，CuCl , NH3 , CH3OH
CH3CH2CC-CCCH2CH3 二聚
R’X
RMgX NaNH2
CH3CH2C CMgX
CH3CH2C CNa
HC C乙炔基 ethynyl CH3C C1-丙炔基 1-propynyl HC CCH22-丙炔基 2-propynyl
•戊炔 的构造异构体: CH3CH2CH2C CH 1-戊炔 CH3CH2C CCH3 2-戊炔 (2) 炔烃的命名
• 系统命名:
CH3CHC CH CH3 3-甲基-1-丁炔
烯醇式
酮式
3 加卤素
*1 CH2=CH-CH2-CCH + Br2 (1mol)
CH2BrCHBr-CH2-CCH
Cl2 FeCl3
H Cl C C
Br2
？
Cl H
*2 HCCH
Cl2 FeCl3
CHCl2-CHCl2
反应能控制在这一步。
*3 加氯必须用催化剂，加溴不用。
4 硼氢化反应
R2BH
R-CCCu
HNO3
5.4.2 加成反应
1 加HX
*1 与不对称炔烃加成时，符合马氏规则。 *2 与HCl加成，常用汞盐和铜盐做催化剂。 *3 由于卤素的吸电子作用，反应能控制在一元阶段。 *4 反式加成。
CH3CH2CCCH2CH3 + HCl
催化剂
CH 3CH2 H C C Cl CH 2CH3
炔烃和二烯烃
但仍可部分地重叠形成超共轭.
H α –碳氢键越多, 超共轭作用越强, CH2＝CH—C—H 共轭体系越稳定.
H
• σ – p 共轭: 碳正离子缺电子碳(sp2杂化)上的p轨道与α –
碳氢σ 键虽然不平行, 但仍可部分地重叠形成超共轭.
+
H
CH2—C—H
H
α –碳氢键越多, 超共轭作用越强, 共轭体系越稳定.
产物的比例由各产物的相对生成速率决定. 对上述反应 而言, 1,2–加成的碳正离子中间体较稳定, 反应所需的活 化能较低, 反应速率较快, 因此反应主要得到1,2–加成产 物.
• 常温下, 反应一般受平衡控制或热力学控制, 即产物的比
例由各产物的相对稳定性决定.
6.6 Diels – Alder 反应
• 与碳碳单键和碳碳双键相比, 碳碳叁键的键长较短, 键能
较大, 但并非倍数关系.
6.2 炔烃的同分异构和命名法
6.2.1 炔烃的同分异构
主要有 碳链异构 和 官能团的位置异构, 没有顺反异构.
6.2.2 炔烃的命名法
与烯烃的命名类似.
6.3 炔烃的物理性质 (了解)
与烯烃类似. 炔烃分子的极性比烯烃略强.
6.7 共振结构理论简介和共振式 (了解)
共价键理论之一, 见 第1章 绪论.
• 共轭 π 键 和 共轭体系
凡是涉及3个或3个以上原子的 π 键叫做共轭 π 键.
构成共轭的体系叫做共轭体系.
• 分子轨道理论认为, 在共轭体系中的电子运动不是局限
于两个相邻的原子之间, 而是扩展到组成共轭体系的所 有原子之间, 即共轭体系内电子运动不是定域的, 而是离 域的. (注: 离域电子一般指 π 电子和未共用电子对, σ 电 子的离域程度较小).
H α –碳氢键越多, 超共轭作用越强, CH2＝CH—C—H 共轭体系越稳定.
H
• σ – p 共轭: 碳正离子缺电子碳(sp2杂化)上的p轨道与α –
碳氢σ 键虽然不平行, 但仍可部分地重叠形成超共轭.
+
H
CH2—C—H
H
α –碳氢键越多, 超共轭作用越强, 共轭体系越稳定.
产物的比例由各产物的相对生成速率决定. 对上述反应 而言, 1,2–加成的碳正离子中间体较稳定, 反应所需的活 化能较低, 反应速率较快, 因此反应主要得到1,2–加成产 物.
• 常温下, 反应一般受平衡控制或热力学控制, 即产物的比
例由各产物的相对稳定性决定.
6.6 Diels – Alder 反应
• 与碳碳单键和碳碳双键相比, 碳碳叁键的键长较短, 键能
较大, 但并非倍数关系.
6.2 炔烃的同分异构和命名法
6.2.1 炔烃的同分异构
主要有 碳链异构 和 官能团的位置异构, 没有顺反异构.
6.2.2 炔烃的命名法
与烯烃的命名类似.
6.3 炔烃的物理性质 (了解)
与烯烃类似. 炔烃分子的极性比烯烃略强.
6.7 共振结构理论简介和共振式 (了解)
共价键理论之一, 见 第1章 绪论.
• 共轭 π 键 和 共轭体系
凡是涉及3个或3个以上原子的 π 键叫做共轭 π 键.
构成共轭的体系叫做共轭体系.
• 分子轨道理论认为, 在共轭体系中的电子运动不是局限
于两个相邻的原子之间, 而是扩展到组成共轭体系的所 有原子之间, 即共轭体系内电子运动不是定域的, 而是离 域的. (注: 离域电子一般指 π 电子和未共用电子对, σ 电 子的离域程度较小).
炔烃和二烯烃
第四章炔烃和二烯烃（I ）炔烃一、定义、通式和同分异构体定义：分子中含有碳碳叁键的不饱和烃。
通式：C n H 2n-2同分异构体：与烯烃相同。
二、结构在乙炔分子中，两个碳原子采用SP 杂化方式，即一个 2S 轨道与一个2P 轨道杂化， 组成两个等同的 SP 杂化轨道，SP 杂化轨道的形状与 SP 2、SP 3杂化轨道相似，两个SP 杂化 轨道的对称轴在一条直线上。
两个以SP 杂化的碳原子，各以一个杂化轨道相互结合形成碳碳6键，另一个杂化轨道各与一个氢原子结合，形成碳氢 6键，三个6键的键轴在一条直线上，即乙炔分子为直线型分子。
每个碳原子还有两个末参加杂化的P 轨道，它们的轴互相垂直。
当两个碳原子的两P轨道分别平行时，两两侧面重叠，形成两个相互垂直的 n 键。
三、命名炔烃的命名原则与烯烃相同，即选择包含叁键的最长碳链作主链，碳原子的编号从 距叁键最近的一端开始。
若分子中即含有双键又含有叁键时，则应选择含有双键和叁键的最长碳链为主链， 并将其命名为烯炔（烯在前、炔在后）。
编号时，应使烯、炔所在位次的和为最小。
例如：CfCfCHCHDHC 三 CH3-甲基-4-庚烯-1-炔CH 3但是，当双键和叁键处在相同的位次时，即烯、炔两碳原子编号之和相等时，则从 靠近双键一端开始编号。
如：Cf 二C 比三CH1-丁烯-3-炔四、 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。
简单炔烃的沸点、熔点和相对密度比相应的烯烃要高。
炔烃难溶于水而易溶于有机溶剂。
五、 化学性质 （一）加成反应1、催化加氢炔烃的催化加氢分两步进行，第一步加一个氢分子，生成烯烃；第二步再与一个氢分加成，生成烷烃。
催化剂HC 三 CH + H 2 —CH2、加卤素炔烃与卤素的加成也是分两步进行的。
先加一分子氯或溴，生成二卤代烯，在过量 的氯或溴的存在下，再进一步与一分子卤素加成，生成四卤代烷。
HC 三CH + Br2 -------- Br=CHBrCHB 广2CHB 2虽然炔烃比烯烃更不饱和，但炔烃进行亲电加成却比烯烃难。
二烯烃及炔烃
CH3 CH2=C-CH=CH 2
2-甲基-1，3-丁二烯 异戊二烯
CH2=CH-CH=CH-CH=CH 2
1，3，5-己三烯
H C=C Cl H
H CH3 C=C H
Cl
(1Z,3Z)-1-氯-1,3-戊二烯
H H
C =C
H 3C H
CH3
C =C
Br
Br
(2E,4Z)-2-溴-2，4-己二烯
226.9KJmol
-1
254kJmol
-1
戊烷
二烯烃及其氢化产物的能级
共轭二烯烃的结构
以开链共轭二烯烃系列中最简单的1,3-丁二烯 为例说明共轭二烯烃的结构特征。
H
1
H
C 3 C H C 2 C 4 H H H
1．价键理论处理结果： C=C的C为sp2杂化，有如下结构：
σ键所在平面与纸面垂直，
CO2C2H5
+
84%
+
CO2C2H5
16%
CO2C2H5
(3) 双烯体和亲双烯体在反应过程中原有构型保 持不变
CO2C2H5
+
CO2C2H5
顺丁烯二酸二乙酯
CO2C2H5 H H
顺-4-环己烯-1,2-二甲酸二乙酯
CO2C2H5
+
H5C2O2C
反-丁烯二酸二乙酯
CO2C2H5 H H CO2C2H5
2、键长
CH 2 0.137 0.146 CH CH CH 2
C=C 0.134 nm 3、氢化热（放热不同）
C-C 0.154 nm
CH 2=CHCH=CH-CH 3 + H2
Ni
CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3 H' = -226.9KJmol-1
炔烃二烯烃红外光谱-黑体
二烯烃在红外光谱中也有明显的特征吸收峰，主要在波数范围1680-1750 cm-1之间，这是由于两个 C=C双键的共同伸缩振动引起的。
二烯烃也可能在波数1250-1350 cm-1范围内出现一个较弱的吸收峰，这是由于C-H键的弯曲振动引 起的。
红外光谱分析的应用
红外光谱分析可用于鉴定化合 物的结构和确定化合物的官能 团。
炔烃二烯烃红外光谱-黑体
目录
• 炔烃和二烯烃的基本性质 • 红外光谱的基本原理 • 炔烃和二烯烃的红外光谱特性 • 黑体辐射与红外光谱 • 炔烃和二烯烃的红外光谱分析
01
炔烃和二烯烃的基本性 质
炔烃的性质
01 炔烃是一种不饱和烃，具有一个碳碳三键。
02 炔烃具有高度的反应活性，可以与多种试 剂发生加成反应。
05
炔烃和二烯烃的红外光 谱分析
炔烃的红外光谱分析
炔烃在红外光谱中显示出明显的特征 吸收峰，主要在波数范围1650-1750 cm-1之间，这是由于C≡C三键的伸缩 振动引起的。
此外，炔烃在波数1380-1480 cm-1 范围内也可能出现一个较弱的吸收峰， 这是由于C-H键的弯曲振动引起的。
二烯烃的红外光谱分析
同化合物。
红外光谱的表示方法
吸光度与透射率
吸光度表示物质对光的吸收程度，透射率表示光 通过物质后的强度与原强度的比值。
峰位与峰强
峰位表示吸收峰的位置，峰强表示吸收峰的强度。
基线与峰谷
基线是光谱曲线的最低点，峰谷是光谱曲线上的 最低点。
红外光谱的实验方法
制样方法
常用的制样方法有KBr压片法、薄膜法、ATR法等。
的。
02
炔烃的C-H伸缩振动通常出现在3300-3500 cm-1之间，但由 于炔烃的C-H键较弱，其吸收峰通常比烯烃的吸收峰更弱。
二烯烃也可能在波数1250-1350 cm-1范围内出现一个较弱的吸收峰，这是由于C-H键的弯曲振动引 起的。
红外光谱分析的应用
红外光谱分析可用于鉴定化合 物的结构和确定化合物的官能 团。
炔烃二烯烃红外光谱-黑体
目录
• 炔烃和二烯烃的基本性质 • 红外光谱的基本原理 • 炔烃和二烯烃的红外光谱特性 • 黑体辐射与红外光谱 • 炔烃和二烯烃的红外光谱分析
01
炔烃和二烯烃的基本性 质
炔烃的性质
01 炔烃是一种不饱和烃，具有一个碳碳三键。
02 炔烃具有高度的反应活性，可以与多种试 剂发生加成反应。
05
炔烃和二烯烃的红外光 谱分析
炔烃的红外光谱分析
炔烃在红外光谱中显示出明显的特征 吸收峰，主要在波数范围1650-1750 cm-1之间，这是由于C≡C三键的伸缩 振动引起的。
此外，炔烃在波数1380-1480 cm-1 范围内也可能出现一个较弱的吸收峰， 这是由于C-H键的弯曲振动引起的。
二烯烃的红外光谱分析
同化合物。
红外光谱的表示方法
吸光度与透射率
吸光度表示物质对光的吸收程度，透射率表示光 通过物质后的强度与原强度的比值。
峰位与峰强
峰位表示吸收峰的位置，峰强表示吸收峰的强度。
基线与峰谷
基线是光谱曲线的最低点，峰谷是光谱曲线上的 最低点。
红外光谱的实验方法
制样方法
常用的制样方法有KBr压片法、薄膜法、ATR法等。
的。
02
炔烃的C-H伸缩振动通常出现在3300-3500 cm-1之间，但由 于炔烃的C-H键较弱，其吸收峰通常比烯烃的吸收峰更弱。
炔烃和二烯烃炔烃二烯烃共轭效应速度控制和平衡控制
01
炔烃和二烯烃是合成有机材料的重要原料，如合成橡胶、塑料
等。
合成药物
02
炔烃和二烯烃可用于合成多种药物，如抗生素、抗癌药物等。
合成功能性分子
03
通过炔烃和二烯烃的聚合反应，可以合成具有特殊功能的分子
，如荧光分子、离子载体等。
在材料科学中的应用
高分子材料
炔烃和二烯烃可用于合成高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯等。
另外，取代基的性质也会影响共轭效 应的大小，例如，给电子取代基会增 强共轭效应，吸电子取代基会减弱共 轭效应。
共轭效应的大小还与参与共轭的原子 之间的距离有关，距离越近，共轭效 应越强。
共轭效应的实例
以乙炔为例，由于其两个π键可以发 生共轭效应，使得乙炔具有很高的反 应活性。
在二烯烃中，例如1,3-丁二烯，由于 其两个双键可以发生共轭效应，使得 1,3-丁二烯容易发生加成反应。
乙炔和乙烯的共轭效应
在乙炔和乙烯的共轭体系中，由于电子的离域作用，使得体系更加稳定，从而 影响了平衡常数。
烯丙基氯和烯丙基溴的平衡
在烯丙基氯和烯丙基溴的反应体系中，由于取代基的电子效应和空间位阻的影 响，使得反应平衡向不同的方向移动。
05
CATALOGUE
炔烃和二烯烃的应用
在合成化学中的应用
合成有机材料
03
CATALOGUE
炔烃和二烯烃的速度控制
反应速度的影响因素
温度
温度对反应速度的影响较大，一 般来说，温度越高，反应速度越
快。
压力
对于气体反应，压力对反应速度的 影响也较大，压力越大，反应速度 越快。
浓度
反应物的浓度也会影响反应速度， 一般来说，浓度越高，反应速度越 快。
04-炔烃和二烯烃
C
累积二烯烃
A cumulated diene
共轭二烯烃
A conjugated diene
化学与生命科学学院
Organic Chemistry
二烯烃的命名
选择包含两个双键在内的最长碳链为主链,根据主链上碳 数称做“某二烯”。 主链编号从距双键最近的一端开始。
双键的数目用汉字表示，位次用阿拉伯数字表示。
H C C
H
杂化方式： 键角： 键长不同
SP3 109o28’
SP2 ~120o
SP 180o
碳碳键长
153.4pm
(Csp3-Csp3)
133.7pm
(Csp2-Csp2) 108.6pm
120.7pm
(Csp-Csp) 105.9pm
C-H:
110.2pm
(Csp3-Hs)
轨道形状： 碳的电负性： pka: 化学与生命科学学院 狭 长 逐
CH2
C CH3
CH
CH2
CH2 CHCH CHCH CH2
1,3,5-己三烯
Organic Chemistry
2-甲基-1,3-丁二烯
化学与生命科学学院
二烯烃的命名
构型命名
命名时要逐个标明每个双键的构型。
H CH3CH2
C=C CH3
H C=C
H CH3
CH3CH2 H
C=C CH3
H C=C
CH3 H
NaC CNa
化学与生命科学学院
2CH3Br
Organic Chemistry
炔烃的化学性质
3、以乙烯为原料制备 CH3CH2CH CH2
O
CH3CH2CH CH2
CH3CH2C CH
第五章 炔烃和二烯烃
H
超共轭
38
+
CH3CHCH3
6 (σ- p)
+
CH3CCH3
+
CH3
9 (σ- p)
39
碳正离子稳定性
H
HH C H
H
H C C+ ＞ H C
H
H
C+ ＞ H C
HH C H
HH C H
H
H
H
C+ ＞ H C+
H
H
H
H
C-Hσ键：9
6
3
0
自由基稳定性
CH3
H
H
H
> H3C C
H3C C
> H3C C > H C
H
Br
Br Br2 H
Br Br
H
H
Br Br
分子中同时存在双键和三键时，加成首先在双键上进行。
CH3 C C CH CH2 Br2 (1mol)
CH3 C C CH CH2 Br Br
主要原因:炔烃的电子云是圆筒状,高度离域,更加稳定。
炔烃可使溴的四氯化碳溶液褪色，此反应也可作 为炔烃的鉴定试验，但褪色速率比烯烃慢。
与高锰酸钾反应 --- 不饱和键断裂
HC R1C
CH KMnO4
H+
CR2 KMnO4
H+
CO2 R1COOH
R2COOH
产物为二氧化碳和羧酸，无酮生成。该反应能 用于炔烃的鉴定。
17
（四）亲核加成( 烯烃不发生此反应 )
这类试剂的活性中心是带负电荷部分或电子云密度较大的部位，因此进 攻试剂具有亲核性，称亲核试剂。由亲核试剂引起的加成反应称亲核加 成反应。
超共轭
38
+
CH3CHCH3
6 (σ- p)
+
CH3CCH3
+
CH3
9 (σ- p)
39
碳正离子稳定性
H
HH C H
H
H C C+ ＞ H C
H
H
C+ ＞ H C
HH C H
HH C H
H
H
H
C+ ＞ H C+
H
H
H
H
C-Hσ键：9
6
3
0
自由基稳定性
CH3
H
H
H
> H3C C
H3C C
> H3C C > H C
H
Br
Br Br2 H
Br Br
H
H
Br Br
分子中同时存在双键和三键时，加成首先在双键上进行。
CH3 C C CH CH2 Br2 (1mol)
CH3 C C CH CH2 Br Br
主要原因:炔烃的电子云是圆筒状,高度离域,更加稳定。
炔烃可使溴的四氯化碳溶液褪色，此反应也可作 为炔烃的鉴定试验，但褪色速率比烯烃慢。
与高锰酸钾反应 --- 不饱和键断裂
HC R1C
CH KMnO4
H+
CR2 KMnO4
H+
CO2 R1COOH
R2COOH
产物为二氧化碳和羧酸，无酮生成。该反应能 用于炔烃的鉴定。
17
（四）亲核加成( 烯烃不发生此反应 )
这类试剂的活性中心是带负电荷部分或电子云密度较大的部位，因此进 攻试剂具有亲核性，称亲核试剂。由亲核试剂引起的加成反应称亲核加 成反应。
炔烃和二烯烃
烷基化的应用：生成的炔化钠可与卤代烷反应生成碳链增长的 炔烃
液态氨
RC≡C-Na+CH3X RC≡C-CH3
叁键碳上氢原子的活泼性
(a) 叁键的碳氢键由sp杂化轨道与氢原子参加组成s 共价键,叁键的电负性比较强,使C-H s键的电子 云更靠近碳原子. 这种 ≡C-H键的极化使炔烃易离 解为质子和比较稳定的炔基负离子 (-C≡C-). (即： 有利于炔C-H异裂形成H+.)
C—H 中的H具有微酸性
二、炔烃的化学性质
不饱和，可加成(亲电、亲核和还原加氢)
C
C
H
末端氢有弱酸性
1. 亲电加成 （1）.加卤素
p键可被氧化
炔烃和烯烃一样，与卤素加成，得到反式加成产物。
RC≡CR′ +X2(Cl,Br) R
C
C
X
X2
X
R′
RCX2CX2R′
可以控制条件使反应停留在第一步，得反式加成产物。
与氯化亚铜的液氨溶液作用-- 炔化亚铜
(红色沉淀)
CH≡CH +Cu2Cl2+2NH4OHCuC≡CCu+2NH4Cl+2H2O RC≡CH +Cu2Cl2+2NH4OHRC≡CCu+ NH4Cl+H2O
AgC≡CAg +2HCl CH≡CH+2AgCl CuC≡CCu +2HCl CH≡CH+Cu2Cl2
R C CH + H2O
HgSO4 H2SO4
H2C
CH R OH
重排
CH3 C
R
O 甲基酮
=
3.氧化
(HC≡被氧化成CO2，其余三键碳被氧化成-COOH)
第四章--炔烃和二烯烃
H C≡ C H
180°
1.sp杂化轨道
2p 2s
激发
2p 2s
杂化 p
sp
杂化后形成两个sp杂化轨道（含1/2 S和1/2 P成份），
剩余两个杂化P旳轨道。两个sp杂化轨道成1800分布，两个
未杂化旳P(PY、PZ)轨道相互垂直，它们与中一碳旳两个P轨 道两两相互侧面重叠形成两个相互垂直旳键。
py
②其他炔化物 乙炔或碳碳三键在链端旳炔烃与硝酸银或氯化 亚铜旳氨溶液作用，立即生成白色旳炔化银或 红色旳炔化亚, H2O
RC CAg （白）
RC CH + Cu2Cl2 NH3 , H2O
RC CCu （红）
炔化银和炔化亚铜在干燥状态下，受热或撞击易分解
6 氧化反应
•(1) 炔烃用高锰酸钾氧化，碳链在三键处断裂，生成羧酸。 反应后KMnO4旳颜色褪去，所以能够用作炔烃旳定性鉴 定（反应难于烯烃）。
(2) O3氧化,可发生叁键旳断裂,生成两个羧酸,例如:
O R C C R' O3 R C C R' H2O
OO R C C R' + H2O2 RCOOH + R'COOH
第四章
炔烃和二烯烃
1. 通式：CnH2n-2 2. 炔烃官能团：-C≡C3. 二烯烃官能团：-C=C-
【学习要求】
炔烃和二烯烃
1 掌握炔烃旳构造和命名。 2 掌握炔烃旳旳化学性质，比较烯烃和炔烃化学性 质旳异同。 3 掌握共轭二烯烃旳构造特点及其主要性质。 4 掌握共轭体系旳分类、共轭效应及其应用。
分子轨道理论解释: 1,3-丁二烯旳分子轨道
因为离域键旳存在使得丁二烯分子中旳C = C和C－C不 同于一般旳双键和单键，丁二烯分子中碳碳单键旳键长 为0.148nm，比乙烷中旳0.153nm短，这阐明丁二烯分子 中碳碳单键具有某些双键旳性质。
180°
1.sp杂化轨道
2p 2s
激发
2p 2s
杂化 p
sp
杂化后形成两个sp杂化轨道（含1/2 S和1/2 P成份），
剩余两个杂化P旳轨道。两个sp杂化轨道成1800分布，两个
未杂化旳P(PY、PZ)轨道相互垂直，它们与中一碳旳两个P轨 道两两相互侧面重叠形成两个相互垂直旳键。
py
②其他炔化物 乙炔或碳碳三键在链端旳炔烃与硝酸银或氯化 亚铜旳氨溶液作用，立即生成白色旳炔化银或 红色旳炔化亚, H2O
RC CAg （白）
RC CH + Cu2Cl2 NH3 , H2O
RC CCu （红）
炔化银和炔化亚铜在干燥状态下，受热或撞击易分解
6 氧化反应
•(1) 炔烃用高锰酸钾氧化，碳链在三键处断裂，生成羧酸。 反应后KMnO4旳颜色褪去，所以能够用作炔烃旳定性鉴 定（反应难于烯烃）。
(2) O3氧化,可发生叁键旳断裂,生成两个羧酸,例如:
O R C C R' O3 R C C R' H2O
OO R C C R' + H2O2 RCOOH + R'COOH
第四章
炔烃和二烯烃
1. 通式：CnH2n-2 2. 炔烃官能团：-C≡C3. 二烯烃官能团：-C=C-
【学习要求】
炔烃和二烯烃
1 掌握炔烃旳构造和命名。 2 掌握炔烃旳旳化学性质，比较烯烃和炔烃化学性 质旳异同。 3 掌握共轭二烯烃旳构造特点及其主要性质。 4 掌握共轭体系旳分类、共轭效应及其应用。
分子轨道理论解释: 1,3-丁二烯旳分子轨道
因为离域键旳存在使得丁二烯分子中旳C = C和C－C不 同于一般旳双键和单键，丁二烯分子中碳碳单键旳键长 为0.148nm，比乙烷中旳0.153nm短，这阐明丁二烯分子 中碳碳单键具有某些双键旳性质。
￥04炔烃和二烯烃
δ+ δδ+ δH2C =C H HC =C H2
H+
+ H2C - C H HC =C H2
+ H2C =C H HC - C H3 稳定 δ+ δ+ H2C - C H - HC - C H3
Br- 1,4-加成
+ H2C =C H HC - C H3
P-共轭
1,2-加成
CH2=CHCHBr-CH3
15已烯炔
三、炔烃的异构现象
1. 碳链异构 2. 位置异构
四、炔烃的化学性质
1、加成反应 （1）催化加氢 在催化剂存在条件下，炔烃也能 与H2加成，生成烯烃,继续加氢生成烷 烃，炔烃比烯烃稍难加氢。常用的催 化剂有(Ni镍、Pt铂、Pd钯等)。
RC CCH + H2
RCH=CH2
RCH2CH3
O
gàn 3、金属炔化物(炔凎)的生成
RC C H + C u2C l2(氨溶液) RC C H + AgNO3(氨溶液) RC C C u
(炔亚铜)红棕色
RC C Ag
(炔银)白色
此反应也可看为炔烃的酸性
具有“R-C≡CH”结构的炔烃， 由于连接在叁键上的氢原子较活泼， 可被金属取代而生成炔化物，而具有 R-C≡C-R’的炔烃不能发生该反应。
若分子中同时含有双键和叁键时 叫做烯炔。
命名时，选择含双键和叁键在内 的最长碳链为主链，编号时应从最先 遇到双键或叁键的一端开始，若是双 键和叁键处在相同的编号位置时，应 从靠近双键的一端开始。
HC C C H2C H3
1丁炔
H3C C C C H3 2丁炔
C H3C H=C HC C H HC C C H2C H2C H=C H2 31戊烯炔
炔烃和二烯烃
[(C6H5)3P]2 3CH CH
Ni(CO)2 CH3
[(C6H5)3P]2· Ni(CO)2 3 CH3 CH CH
H3C
CH3
均三甲苯
有机化学
炔烃
36
四、金属炔化物的生成
乙炔和1-炔烃(R-C≡CH)分子中，连接在叁键碳(sp杂化) 上的氢原子受叁键碳电负性的影响，其C-H σ键中共用电 子对偏向叁键碳一侧，而使得该H原子能以质子(H+)的形 式离去，则该H具有弱酸性，是活泼氢原子。
Zn(OOCCH3)2
170~230℃
此法是制备聚乙烯醇的重要方 法，因乙烯醇极不稳定，无法聚 合。此产物经聚合后水解，得聚 乙烯醇。在碘溶液中快速拉伸， 制得偏振片。
O
CH3 C O CH CH2
乙酸乙烯酯 又称“醋酸乙烯酯” 生产维尼纶的主要原料。
有机化学
炔烃
30
二、氧化反应
炔烃更易被氧化剂(如 KMnO4、臭氧化) 氧化。 乙炔通入高锰酸钾溶液中，即可被氧化成CO2和H2O，同时
42
5
3
1
3-戊烯-1-炔
4-甲基-1-庚烯-5-炔
有机化学
炔烃
6
二、炔烃的系统命名法
④. 当从两侧起，双键、叁键处于相同位置时，则应选择使 双键的位置较小的编号方式。
5
3
1
6
4
2
1-己烯-5-炔
有机化学
炔烃
7
4.2 炔烃的结构
炔烃的结构特征是分子中含有“C≡C”，它与“C=C”一 样，是由σ 键和 π 键构成。
下面以乙炔为例说明叁键的形成及结构 乙炔为一直线型分子，全部四个原子在同一直线上，
Ni(CO)2 CH3
[(C6H5)3P]2· Ni(CO)2 3 CH3 CH CH
H3C
CH3
均三甲苯
有机化学
炔烃
36
四、金属炔化物的生成
乙炔和1-炔烃(R-C≡CH)分子中，连接在叁键碳(sp杂化) 上的氢原子受叁键碳电负性的影响，其C-H σ键中共用电 子对偏向叁键碳一侧，而使得该H原子能以质子(H+)的形 式离去，则该H具有弱酸性，是活泼氢原子。
Zn(OOCCH3)2
170~230℃
此法是制备聚乙烯醇的重要方 法，因乙烯醇极不稳定，无法聚 合。此产物经聚合后水解，得聚 乙烯醇。在碘溶液中快速拉伸， 制得偏振片。
O
CH3 C O CH CH2
乙酸乙烯酯 又称“醋酸乙烯酯” 生产维尼纶的主要原料。
有机化学
炔烃
30
二、氧化反应
炔烃更易被氧化剂(如 KMnO4、臭氧化) 氧化。 乙炔通入高锰酸钾溶液中，即可被氧化成CO2和H2O，同时
42
5
3
1
3-戊烯-1-炔
4-甲基-1-庚烯-5-炔
有机化学
炔烃
6
二、炔烃的系统命名法
④. 当从两侧起，双键、叁键处于相同位置时，则应选择使 双键的位置较小的编号方式。
5
3
1
6
4
2
1-己烯-5-炔
有机化学
炔烃
7
4.2 炔烃的结构
炔烃的结构特征是分子中含有“C≡C”，它与“C=C”一 样，是由σ 键和 π 键构成。
下面以乙炔为例说明叁键的形成及结构 乙炔为一直线型分子，全部四个原子在同一直线上，
炔烃和二烯烃
农业化学品
除草剂
01
炔烃和二烯烃可用于合成除草剂，如草甘膦、百草枯等，这些
除草剂在农业生产中有广泛应用。
杀虫剂
02
炔烃和二烯烃可用于合成杀虫剂，如滴滴涕、马拉硫磷等，这
些杀虫剂在防治农业害虫方面有重要作用。
植物生长调节剂
03
炔烃和二烯烃可用于合成植物生长调节剂，如赤霉素、细胞分
裂素等，这些调节剂可调节植物生长和发育。
05 炔烃和二烯烃的未来发展
新材料的开发
高性能聚合物
利用炔烃和二烯烃的特殊化学性质，开发出具有优异力学 性能、热性能和化学稳定性的新型聚合物材料，用于航空 航天、汽车、电子等领域。
功能性材料
通过炔烃和二烯烃的聚合反应，制备具有光、电、磁等功 能的材料，应用于传感器、光电转换器件、磁存储等领域。
生物医用材料
03 炔烃和二烯烃的反应
加成反应
01
碳碳双键和碳碳三键的加成反应
炔烃和二烯烃中的碳碳双键和碳碳三键容易发生加成反应，可以与氢气、
卤素、卤化氢等发生加成反应，生成相应的烷烃或卤代烃。
02
加成反应的催化剂
某些金属催化剂如铂、钯、镍等可以促进炔烃和二烯烃的加成反应。
03
加成反应的立体化学特征
加成反应可以遵循不同的立体化学规则，如顺式加成、反式加成和协同药物合成Leabharlann 1 2 3激素类药物
炔烃和二烯烃可用于合成激素类药物，如雌二醇、 睾酮等，这些药物在调节人体生理功能和治疗某 些疾病方面有重要作用。
抗生素类药物
炔烃和二烯烃可用于合成抗生素类药物，如青霉 素、头孢菌素等，这些药物在抗菌、消炎等方面 有广泛应用。
其他药物
炔烃和二烯烃还可用于合成其他药物，如抗癌药 物、镇痛药等。
炔烃和二烯烃
hv H CH3 H CH3 H CH3 CH3 H
hv
31
4. 狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应
双烯合成
+
双烯体
亲双烯体
32
4. 狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应
CHO
PhMe
+
CHO
115 ℃ ,2~4h
O
+
O O O
O O
白色固体
鉴别共轭二烯与隔离二烯
33
4. 狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应
HBr
CH2
CH CH CH3 Br 80%
+ BrCH2CH CHCH3
20%
CH2
CH CH CH2
40 ℃
CH2
CH CH CH3 Br 20%
+ BrCH2CH CHCH3
80%
28
29
3. 电环化反应
经过电子离域的环状过度态 特征：高度的立体专一性
hv or
hv or
30
3. 电环化反应
37
4. 狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应
Example
H O H O
+
OCH3 O OCH3
H
O
雌甾酮中间体
38
其它双烯体系：
C C O O N C C C C N N C O C C C C C N C
其它亲双烯体系：
C N C N O N N N O
36
4. 狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应
Examples：
+
O O
O
CHO
+
hv
31
4. 狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应
双烯合成
+
双烯体
亲双烯体
32
4. 狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应
CHO
PhMe
+
CHO
115 ℃ ,2~4h
O
+
O O O
O O
白色固体
鉴别共轭二烯与隔离二烯
33
4. 狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应
HBr
CH2
CH CH CH3 Br 80%
+ BrCH2CH CHCH3
20%
CH2
CH CH CH2
40 ℃
CH2
CH CH CH3 Br 20%
+ BrCH2CH CHCH3
80%
28
29
3. 电环化反应
经过电子离域的环状过度态 特征：高度的立体专一性
hv or
hv or
30
3. 电环化反应
37
4. 狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应
Example
H O H O
+
OCH3 O OCH3
H
O
雌甾酮中间体
38
其它双烯体系：
C C O O N C C C C N N C O C C C C C N C
其它亲双烯体系：
C N C N O N N N O
36
4. 狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应
Examples：
+
O O
O
CHO
+
炔烃、二烯烃
的断裂，生成两个羧酸。根据炔烃的氧化产物，可以方便地 推断出炔烃的结构。
乙炔通入高锰酸钾溶液中，可被氧化成CO2，同时KMnO4溶液 褪色并生成MnO2沉淀。因反应现象非常明显，常用于炔烃的 定性鉴别。
3HC≡CH+10KMnO4+2H2O→6CO2↑+10KOH+10 MnO2↓
25
炔烃结构的推测：因炔烃叁键碳上只能连有一个烃基，所以 炔烃结构的推测比烯烃更方便更容易。炔烃氧化后的产物只 有羧酸和CO2。
CH3 CH CHBr HBr 过氧化物
1,2-二溴丙烷
CH3 CH CH2 Br Br
19
③ 加H2O:常用汞盐作催化剂。乙炔在汞盐(5%HgSO4)催化下， 通入10%稀H2SO4中，可发生乙炔直接与水加成的反应，得 到乙醛，这是工业上合成乙醛的重要方法。
H2O , HgSO4 H2C
HC CH H2SO4 ,94~97℃
控制反应条件，可使反应停留在烯烃这一步。如在亚铜盐
或汞盐催化下：
HCl
HC CH
CH2 CH Cl
HgSO4 or Cu2Cl2
CH2 CHCH2C CH
HgCl2 HCl
CH2 CHCH2C CH2
Cl
18
与烯烃类似的是在加HBr时，如在光照或过氧化物 存在下，得反马氏加成产物。
HBr CH3 C CH 过氧化物
12
炔烃的化学性质
炔烃中的叁键虽与双键不同，却有共同之处， 它们都是不饱和键，都含有键和键，所以 烯、炔的性质有相同的地方，都易发生加成、 氧化和聚合反应。另外叁键碳上所连的氢也 有相当的活泼性，可以发生一些特殊的反应。
加成、氧化、聚合
H C CH
乙炔通入高锰酸钾溶液中，可被氧化成CO2，同时KMnO4溶液 褪色并生成MnO2沉淀。因反应现象非常明显，常用于炔烃的 定性鉴别。
3HC≡CH+10KMnO4+2H2O→6CO2↑+10KOH+10 MnO2↓
25
炔烃结构的推测：因炔烃叁键碳上只能连有一个烃基，所以 炔烃结构的推测比烯烃更方便更容易。炔烃氧化后的产物只 有羧酸和CO2。
CH3 CH CHBr HBr 过氧化物
1,2-二溴丙烷
CH3 CH CH2 Br Br
19
③ 加H2O:常用汞盐作催化剂。乙炔在汞盐(5%HgSO4)催化下， 通入10%稀H2SO4中，可发生乙炔直接与水加成的反应，得 到乙醛，这是工业上合成乙醛的重要方法。
H2O , HgSO4 H2C
HC CH H2SO4 ,94~97℃
控制反应条件，可使反应停留在烯烃这一步。如在亚铜盐
或汞盐催化下：
HCl
HC CH
CH2 CH Cl
HgSO4 or Cu2Cl2
CH2 CHCH2C CH
HgCl2 HCl
CH2 CHCH2C CH2
Cl
18
与烯烃类似的是在加HBr时，如在光照或过氧化物 存在下，得反马氏加成产物。
HBr CH3 C CH 过氧化物
12
炔烃的化学性质
炔烃中的叁键虽与双键不同，却有共同之处， 它们都是不饱和键，都含有键和键，所以 烯、炔的性质有相同的地方，都易发生加成、 氧化和聚合反应。另外叁键碳上所连的氢也 有相当的活泼性，可以发生一些特殊的反应。
加成、氧化、聚合
H C CH
炔烃 二烯烃
HC CH + Cu2Cl2
↑ ↑
注意：
↑
鉴 别
↑
纯化炔烃的方法
R-CC Ag
-CN
HNO3 + H2O
R-CCH + AgNO3 R-CCH + Ag(CN)-2 + HO-
R-CCCu
HNO3
R-CCH + Cu2(NO3)2
HC CH + Na
HC
甲苯-四氢呋喃
HC CNa
CR
R'Br
Na/NH3(l)还原
n-C3H7C CC3H7-n
Na/NH3(l)
n-C3H7
(E)-4-辛烯 97％
C C H n-C3H7
反式
H
5、金属炔化物的生成
(1) 炔氢的酸性： H2O 15.7 HC CH 25 NH3 34 CH2 CH2 36.5 CH3CH3 42
pKa
乙醇pka ＝16
炔氢的酸性介于醇与氨之间。
酸性
R3C-H R3C- + H+
碳氢键的断裂也可以看作是一种酸性电离，所以将烃称为含碳酸
含碳酸的酸性强弱可用pka判别， pka越小，酸性越强。 酸性逐渐增强
其共轭碱的碱性逐渐减弱
为什么乙炔的氢原子比乙烯和乙烷的氢原子都活泼呢？ sp3 sp2 sp
碳原子的电负性
C－
CH2=C=CH2
CH2=CHCH2CH2CH=CH2
CH2=CH-CH=CH2
丙二烯
1,5-己二烯
1,3-丁二烯
一、二烯烃的分类及命名
1、二烯烃的分类 根据分子中两个双键的相对位置，二烯烃可分为：
C
炔烃和二烯烃
π
乙烯分子的成键情况
大家好
9
4. 分子模型
Jiaying University
乙炔的π 键电子云
乙炔的比例模型
大家好
10
炔烃的命名
Jiaying University
一、基本原则与烯烃相同
炔烃的系统命名法和烯烃相似，只是将“烯” 字改为“炔”字。
C H 3 C H 2 CC C H C H 2 C H 3 5 -甲 基 -3 -庚 炔 C H 3
较 弱 的
O
氧 化 剂
双键和叁键同时存在时，氧化首先发生在双键上。
大家好
25
三、炔化物的生成
Jiaying University
碳氢化合物中H的酸性顺序： C H> C H> C H
sp
sp2
sp3
大家好
26
1.炔化银、炔化铜的生成
Jiaying University
↑
↑
H C + C 2 C H 3 ) 2 C uC ( lC N u + 2 C C - C H + 2 N 3 l u + 2 N + 4 H
21
4. 水化反应
Jiaying University
在炔烃加水的反应中，先生成一个很不稳 定的醇烯，烯醇很快转变为稳定的羰基化合物 （酮式结构）。
C=C
C=C
HO
HO
烯醇式(不稳定)
酮式(稳定)
这种异构现象称为酮醇互变异构。
此反应库切洛夫在1881年发现的，故称库切洛夫反应
。
大家好
22
其他炔烃水化时，则变成酮。
大家好
31
四、还原（加氢）反应
乙烯分子的成键情况
大家好
9
4. 分子模型
Jiaying University
乙炔的π 键电子云
乙炔的比例模型
大家好
10
炔烃的命名
Jiaying University
一、基本原则与烯烃相同
炔烃的系统命名法和烯烃相似，只是将“烯” 字改为“炔”字。
C H 3 C H 2 CC C H C H 2 C H 3 5 -甲 基 -3 -庚 炔 C H 3
较 弱 的
O
氧 化 剂
双键和叁键同时存在时，氧化首先发生在双键上。
大家好
25
三、炔化物的生成
Jiaying University
碳氢化合物中H的酸性顺序： C H> C H> C H
sp
sp2
sp3
大家好
26
1.炔化银、炔化铜的生成
Jiaying University
↑
↑
H C + C 2 C H 3 ) 2 C uC ( lC N u + 2 C C - C H + 2 N 3 l u + 2 N + 4 H
21
4. 水化反应
Jiaying University
在炔烃加水的反应中，先生成一个很不稳 定的醇烯，烯醇很快转变为稳定的羰基化合物 （酮式结构）。
C=C
C=C
HO
HO
烯醇式(不稳定)
酮式(稳定)
这种异构现象称为酮醇互变异构。
此反应库切洛夫在1881年发现的，故称库切洛夫反应
。
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其他炔烃水化时，则变成酮。
大家好
31
四、还原（加氢）反应
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第六章炔烃和二烯烃
基本要求：
1、了解炔烃的结构与物理性质，掌握其命名方法；
2、掌握炔烃的加成、氧化、聚合以及端基炔烃的弱酸性与偶联等反应。
3、了解共轭二烯烃结构、物理性质以及化学性质。
掌握共轭加成与简单加成，Diels-Alder 反应等。
了解速度控制与平衡控制的概念。
4、掌握炔烃和二烯烃的制备方法。
内容提要：
1、炔烃碳原子的sp杂化形式使炔烃具有线性结构。
2、炔烃与烯烃相似，也有加成、氧化和聚合。
但由于sp碳原子的电负性比sp2碳原子的电负性强，因而，尽管三键比双键多一对电子，也不容易给出电子与亲电试剂结合，致使三键的亲电加成反应比双键的加成反应活性比较低，如加氢缓慢，在林德拉催化剂存在和适当条件下可以停留在加一分子氢，且表现为顺式加成；若用金属钠在液氨中还原则得到反式烯烃。
炔烃的亲电加成活性低，需要汞盐催化，炔烃加成也遵守马氏规则，有过氧化物效应，高温下与卤素发生α-H的取代和硼氢化—氧化反应等。
如果分子中同时存在三键和双键，在它发生亲电加成反应时，首先进行的是双键的加成。
炔烃和氢、卤素和卤化氢等进行的加成反应是分两步进行的，先是与一分子试剂反应，生成烯烃的衍生物，然后再与另一分子试剂反应，生成饱和的化合物。
炔烃还可以发生烯烃所不能发生的反应,如：与HCN加成。
炔烃氧化只生成酸。
末端炔烃有酸性，能生成炔化金属，进而与卤代烃和醛酮反应等。
氢氧化钠的醇溶液常使末端炔键向中间位移，而氨基钠使三键移向末端。
3、炔烃可以通过邻二卤代烃脱或偕二卤代烃脱卤化氢制得，通常则有乙炔出发合成高级炔烃。
4、共轭二烯烃加成时，既发生正常加成（简单加成），又有共轭加成，这是共轭效应引起的。
简单加成与共加成产物的比例随反应条件而变。
一般地，反应初期简单加成产物较多，温度高、时间长将使稳定性较高的共轭加成产物的比例增加，前者称为速度控制产物，后者称为平衡控制产物。
共轭二烯烃（双烯试剂）和亲双烯试剂发生Diels-Alder(狄尔斯-阿尔德)反应是制备环己烯衍生物的重要方法。
亲双烯试剂上有拉电基团时反应活性大大提高。
但要求双烯体系必须是S-顺，或者至少能够转化成为S-顺，否则，若由于空间位阻或结构因素是不能够成为S-顺，则不能发生Diels-Alder反应。