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第三章不飽和烴Alkenes有機(jī)化學(xué)分子中含有碳—碳雙鍵(C=C)(πσ鍵)的烴,結(jié)構(gòu)通式:CnH2n
乙烯丙烯3.1烯烴烯烴的結(jié)構(gòu)特征:sp2雜化
-鍵C=C鍵長(zhǎng)比C—C短存在順反異構(gòu)烯烴(alkenes)學(xué)習(xí)要求:1.掌握sp2雜化的特點(diǎn),形成π鍵的條件以及π鍵的特性。2.掌握烯烴的命名方法,次序規(guī)則的要點(diǎn)及Z/E命名法。3.掌握烯烴的重要反應(yīng)(加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、α-H的反應(yīng))4.了解烯烴的親電加成反應(yīng)歷程5.掌握馬氏規(guī)則和過氧化物效應(yīng)。重點(diǎn)與難點(diǎn):重點(diǎn):烯烴的結(jié)構(gòu),π鍵的特征,烯烴的化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用,親電加成反應(yīng)的歷程,馬氏規(guī)則的應(yīng)用。難點(diǎn)是:烯烴的結(jié)構(gòu),π鍵的特征,親電加成反應(yīng)的歷程,烯烴的結(jié)構(gòu)對(duì)親電加成反應(yīng)速率和取向的影響。
§3.1.1乙烯烴的結(jié)構(gòu)
雙鍵上的碳采取sp2雜化,形成處于同一平面上的三個(gè)sp2
雜化軌道乙烯分子所有的碳和氫原子都分布在同一平面.有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry一、sp2雜化三個(gè)sp2雜化軌道在空間的分布未雜化的pz軌道P-軌道SP2-雜化軌道二:軌道圖有機(jī)化學(xué)三、乙烯分子的形成兩個(gè)碳原子各拿出一個(gè)雜化軌道形成C-Cσ鍵,其余雜化軌道與氫原子形成C-Hσ鍵,兩個(gè)碳原子未參與雜化的軌道相互平行重疊,成π鍵。π電子云分布在平面上下兩側(cè)。四-鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)(乙烷單鍵旋轉(zhuǎn)所需能量為12.1kJ/mol)
鍵無軸對(duì)稱,不能自由旋轉(zhuǎn);
鍵電子云流動(dòng)性更大。一般情況下雙鍵不能自由旋轉(zhuǎn)鍵長(zhǎng):0.134nm
0.153nm
σ鍵:存在--可以單獨(dú)存在生成--成鍵軌道沿鍵軸重疊,重疊程度大性質(zhì)--1,電子云為柱狀,并分布于成鍵原子之間
--2,鍵能較大,較穩(wěn)定
--3,電子云受核約束大,不易被極化
--4,成鍵的兩原子可沿鍵軸自由旋轉(zhuǎn)π鍵:存在--不能單獨(dú)存在,只能與σ鍵共存生成--P軌道平行重疊,重疊程度小性質(zhì)--1,電子云為塊狀,并分布于成鍵原子上下
--2,鍵能較小,不穩(wěn)定π鍵鍵能為611-347=264K/mol--3,電子云受核約束小,易被極化
--4,成鍵原子不能沿鍵軸自由旋轉(zhuǎn)σ鍵與π鍵的特點(diǎn)
雙鍵由一條σ鍵和一條π鍵組成。C=C上電子的密度高,碳核對(duì)π電子吸引的不牢,易流動(dòng)。受分子結(jié)構(gòu)的影響,往往電荷不是均勻分布的。如:μ=1.17×10-30C·m
CH3CH=CH2μ=0CH3CH2CH3
在外電場(chǎng)的作用下易極化。有機(jī)化學(xué)
烯烴的命名要點(diǎn)1、選擇含碳碳雙鍵的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈,稱為某烯。2、從最靠近雙鍵(官能團(tuán))的一端開始,將主鏈碳原子依次編號(hào)。3、將雙鍵的位置標(biāo)明在烯烴(母體)名稱的前面(只寫出雙鍵碳原子中位次較小的一個(gè))。4、其它同烷烴的命名。5、>C10稱“某碳烯”§3.1.2命名和異構(gòu)一、系統(tǒng)命名法
選擇含雙鍵的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈;(3)寫出名稱,標(biāo)明雙鍵位置,其它與烷烴相同。十一個(gè)碳原子以上叫“某某碳烯”(2)主鏈編號(hào),使雙鍵的編號(hào)盡可能?。?/p>
1234561234566543216543212-乙基-1-戊烯
3-甲基-2-乙基-1-己烯3,5-二甲基-2-己烯2,4-二甲基-3-己烯(4)含有多個(gè)雙鍵的化合物,其數(shù)目用基數(shù)詞如二(雙)烯(-diene)、三烯(-triene)、四烯(-tetraene)命名,并指出烯烴碳原子的位置,詞尾為幾烯。如2,4-已二烯乙烯基2-丁烯基1-甲基乙烯基(異丙烯基)丙烯基(1-丙烯基)烯丙基(2-丙烯基)(5).常見的烯基IUPAC允許沿用的俗名烯基:烯烴從形式上去掉一個(gè)氫原子后剩下的一價(jià)基團(tuán)。
有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry
二.異構(gòu)現(xiàn)象:(相同的分子式,不同的結(jié)構(gòu))1.碳鏈異構(gòu):和烷烴一樣,如:1—丁烯和甲基丙烯(異丁烯):2.官能團(tuán)位置異構(gòu):由于雙鍵位置不同所產(chǎn)生的異構(gòu),如:
3.立體異構(gòu):由于雙鍵的兩個(gè)基團(tuán)不能繞σ鍵鍵軸旋轉(zhuǎn),導(dǎo)致相連基團(tuán)在空間的不同排列方式,產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象:順反異構(gòu)(幾何異構(gòu))。有機(jī)化學(xué)三.順反異構(gòu)產(chǎn)生條件:①.有限制旋轉(zhuǎn)的因素;如雙鍵,脂環(huán)。②.雙鍵的碳原子所連的兩個(gè)基團(tuán)必須不相同。(充分條件)相同的基團(tuán)在同側(cè),叫順式;在不同側(cè)叫反式;順式反式有順反異構(gòu)TheE,ZDesignationZ,E構(gòu)型異構(gòu)——
根據(jù)次序規(guī)則,較優(yōu)基團(tuán)在同側(cè)為Z–型,不同側(cè)為E–型。Z-型E-型
Z是德文Zusammen
的字頭,是同一側(cè)的意思。
E是德文Entgegen
的字頭,是相反的意思。次序規(guī)則的主要內(nèi)容原子序數(shù)大的次序大,原子序數(shù)小的次序小,同位素中質(zhì)量高的次序大。次序大的為“較優(yōu)”基團(tuán)。I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>D>H如果原子團(tuán)的第一個(gè)原子相同,則比較與它相連的其它原子(第二個(gè)原子)的原子序數(shù)大小,其它依次類推。含有雙鍵或叁鍵的原子團(tuán),可以認(rèn)為連有二個(gè)或三個(gè)相同的原子。四“構(gòu)型”與“構(gòu)象”的比較相同點(diǎn):都是用來描述分子中各原子或基團(tuán)在空間的不同排列不同點(diǎn):1.定義:
構(gòu)型:由于限制因素的存在,使得連接在兩個(gè)碳上的原子或原子團(tuán)在空間位置上不同的排列方式,為構(gòu)型構(gòu)象:分子中各原子或基團(tuán)在空間的不同排列方式可以通過單鍵的旋轉(zhuǎn)而相互轉(zhuǎn)化。2.構(gòu)型分子間的轉(zhuǎn)化需通過鍵的斷裂和再形成,不同構(gòu)型的分子可以穩(wěn)定存在。也可分離,為立體異構(gòu)體中的一種
構(gòu)象分子間轉(zhuǎn)化不需很高能量,一般不能分離反-2-丁烯(沸點(diǎn)0.9oC)順-2-丁烯(沸點(diǎn)3.7oC)(乙烷)交叉式重疊式指出下列化合物的構(gòu)型有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry命名時(shí):按次序規(guī)則比較雙鍵所連的兩原子或基團(tuán)的優(yōu)先順序,優(yōu)先的兩基團(tuán)在雙鍵同側(cè),叫Z式,在雙鍵兩側(cè)叫E式。(重點(diǎn))順-3-甲基-4-乙基-3-庚烯(E)-3-甲基-4-乙基-3-庚烯反-1,2-二氯-1-溴乙烯(Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯順/反與Z/E命名之間沒有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系!如果烯烴分子中有一個(gè)以上雙鍵,而且每個(gè)雙鍵上所連基團(tuán)都有Z,E兩種構(gòu)型時(shí),在必要時(shí)則需標(biāo)明所有這些雙鍵的構(gòu)型。如(2Z,4E)-2,4-已二烯有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry§3.1.3物理性質(zhì)
狀態(tài):與烷烴相似,C4為氣體。極性:
易溶非極性或弱極性溶劑,比水輕。
沸點(diǎn):
順反異構(gòu)中,反式對(duì)稱性高,沸點(diǎn)低;反式異構(gòu)體的幾何形狀是對(duì)稱的,偶極矩小,順式異構(gòu)體為非對(duì)稱分子,有微弱的極性。故順式異構(gòu)體沸點(diǎn)高
熔點(diǎn):
晶格中排列緊,熔點(diǎn)高。反式異構(gòu)體的熔點(diǎn)高
順反異構(gòu)體:
b.p順式(3.5℃)>反式(0.9℃)
順式異構(gòu)體具有較弱的極性,分子間偶極-偶極作用力大。
m.p
反式(-105.5℃)>順式(-139.3℃)
反式異構(gòu)體的對(duì)稱性好,在晶格中的排列較緊密。有機(jī)化學(xué)一.加成反應(yīng):(一)催化加氫:在Ni,Pd,Pt等的催化下,與一分子H2加成:
§3.1.4
化學(xué)性質(zhì)(重點(diǎn))雙鍵中,π鍵是由p軌道在側(cè)面重疊成鍵的,重疊程度差,電子云暴露在分子外部,較松散,可作為一電子源,起lewis堿的作用,易受親電試劑進(jìn)攻,打開π鍵,形成兩個(gè)σ鍵:反應(yīng)機(jī)理:
1、反應(yīng)能否自動(dòng)進(jìn)行?
注意:
不飽和烴的氫化熱↑,說明原不飽和烴分子的內(nèi)能↑,該不飽和烴的相對(duì)穩(wěn)定性↓。
2、氫化熱與烯烴的穩(wěn)定性:
1mol不飽和烴催化加氫所放出的熱量稱為氫化熱。
(1)烯烴順反異構(gòu)體的穩(wěn)定性是:反式>順式(二者能差為4.2kJ.mol-1)。
(2)雙鍵碳原子連有烷基數(shù)目↑,氫化熱↓,穩(wěn)定性↑。因此,烯烴的穩(wěn)定性次序?yàn)椋?/p>
3、催化加氫的立體化學(xué):
烯烴的催化加氫大多為順式加氫。但催化劑、溶劑和壓力會(huì)對(duì)順式加氫和反式加氫產(chǎn)物的比例產(chǎn)生影響。順式加成,定量完成;從位阻小的一面進(jìn)行。
特征:收率接近100%;產(chǎn)物易分離;確定分子中C=C的數(shù)目;制備RH。氧化鹵代α-H反應(yīng)π鍵:易極化加成氧化加氫親電加成硼氫化環(huán)氧化氧化斷鍵有機(jī)化學(xué)1.與鹵素加成:易和氯氣、溴水(非極性試劑)發(fā)生加成反應(yīng),生成二鹵代烷,利用此反應(yīng)能用來鑒別不飽和鍵。和溴的四氯化碳溶液反應(yīng)30~40℃鹵素加成的活性順序:F2>Cl2>Br2>I2
。(二)親電加成氟與烯烴的反應(yīng)太劇烈,往往使碳鏈斷裂;碘與烯烴難于起反應(yīng)。故烯烴的加鹵素實(shí)際上是指加氯或加溴。(溴褪色)烯烴的親電加成反應(yīng)歷程
極性分子的存在可以加速反應(yīng)的進(jìn)行。(離子型反應(yīng))
解釋:
乙烯的π鍵流動(dòng)性大,易受外加試劑的影響而極化。
(1)烯烴與溴的加成歷程與溴的加成不是一步,而是分兩步進(jìn)行的。
實(shí)驗(yàn)事實(shí)告訴我們:該加成反應(yīng)一定是分步進(jìn)行的。否則,不會(huì)有1-氯-2-溴乙烷和2-溴乙醇生成。
可以斷定是Br+首先進(jìn)攻。否則不會(huì)有1,2-二溴乙烷的生成。
第一步:
慢第二步:
快
公認(rèn)的反應(yīng)歷程:
該反應(yīng)的關(guān)鍵步驟是因的進(jìn)攻引起的,因此,
這是一個(gè)親電加成反應(yīng)。
在該反應(yīng)中,Br2分子共價(jià)鍵的斷鍵方式為異裂,故該反應(yīng)屬于離子型反應(yīng)。
溴钅翁離子
不同的取代乙烯與溴加成的相對(duì)反應(yīng)速率:
(2)反應(yīng)的立體化學(xué):反式加成。
實(shí)驗(yàn)事實(shí)(三):
2.與鹵化氫加成:親電加成,歷程為:H+首先與雙鍵中的p電子對(duì)結(jié)合,另一碳原子形成碳正離子,碳正離子再與X-結(jié)合成鹵代烷。鹵化氫的活性次序:HI>HBr>HClCH2=CH2+HX[CH3—+CH2]+X-慢[CH3—+CH2]+X-CH3—CH2X快不對(duì)稱烯烴加鹵化氫,氫原子加到含氫較多的雙鍵碳原子上,這個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律叫做馬爾可夫尼可夫規(guī)律,簡(jiǎn)稱馬氏規(guī)則。
區(qū)位選擇性σ,p-超共軛效應(yīng)6220C+10C+有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry原因:1.烷基排斥電子,H+進(jìn)攻電子云密度大的碳原子,(這種由于電子云密度分布對(duì)性質(zhì)產(chǎn)生的影響叫電子效應(yīng))δ-
2.從中間離子----碳正離子----的穩(wěn)定性考慮,當(dāng)H+加到C1上時(shí),形成(I),而H+若加到C2上,則形成(II)。(I)的穩(wěn)定性大于(II)[解釋]20C+10C+σ,p-超共軛效應(yīng)62比較標(biāo)準(zhǔn)吸電子誘導(dǎo)-I效應(yīng)斥電子誘導(dǎo)+I效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)(Inducitiveeffect):由于成鍵原子的電負(fù)性的不同,使成鍵電子對(duì)偏向一方而發(fā)生分子極化的現(xiàn)象。符號(hào)“I”表示。誘導(dǎo)效應(yīng)-0.713+0.618+0.028+0.002電負(fù)性順序:H之前的基團(tuán)產(chǎn)生吸電子誘導(dǎo),H之后的基團(tuán)產(chǎn)生斥電子誘導(dǎo).-C6H5
-CH=CH2
-H
-CH3
-C2H5有機(jī)化學(xué)碳正離子的穩(wěn)定性比較:有機(jī)化學(xué)含有一個(gè)只帶六個(gè)電子的碳原子的基團(tuán),統(tǒng)稱為碳正離子烯烴的加成反應(yīng)活性順序:給電子使C+穩(wěn)定吸電子使C+不穩(wěn)定σ,p-超共軛效應(yīng)9630
(主)碳正離子的重排(次)甲基的1-2遷移重排,由20(較不穩(wěn)定)變?yōu)?0(較穩(wěn)定)碳正離子20C+30C+不遵從馬氏規(guī)則的實(shí)例F3C-是強(qiáng)的–I基團(tuán)反馬加成烯烴的游離基(自由基)加成反應(yīng)歷程條件:必須是HBr和過氧化物(如H2O2,R-O-O-R等)較穩(wěn)定較不穩(wěn)定反馬加成反馬加成3.與水加成(Hydration)必須在酸催化下進(jìn)行——直接水合法為了減少“三廢”,保護(hù)環(huán)境,可用固體酸,如雜多酸代替液體酸催化劑。
20醇10醇順馬加成4.加硫酸(符合馬氏規(guī)則)間接水合法10醇20醇順馬加成5、加次鹵酸:氯加在含氫多的碳原子上,合成鹵代醇的方法。次鹵酸和不對(duì)稱烯烴的加成,鹵素原子加到含氫較多的碳原子上?。ㄖ攸c(diǎn))順馬加成反應(yīng)機(jī)理:有機(jī)化學(xué)6、硼氫化反應(yīng):硼烷加成,堿性中H2O2氧化從形式上看是反馬氏規(guī)律的,可用來合成烯烴水合等其它方法不能得到的醇常用試劑:10醇
-+機(jī)理
-定義:硼烷(BH3)中的硼原子和氫原子同時(shí)分別加到碳碳雙鍵的兩個(gè)碳原子上的反應(yīng)。1979年Nobel化學(xué)獎(jiǎng)得主、美國(guó)化學(xué)家Brown發(fā)現(xiàn)的。B(2.0);H(2.1)硼氫化:硼原子加到含氫較多的碳原子上有機(jī)化學(xué)硼氫化反應(yīng)的特點(diǎn):順加、反馬、不重排!10醇應(yīng)用:以丙烯為原料,分別合成下列化合物10醇20醇硼氫化–氧化反應(yīng),是用末端烯烴來制取伯醇(10醇)的好方法,其操作簡(jiǎn)單,副反應(yīng)少,產(chǎn)率高。在有機(jī)合成上具有重要的應(yīng)用價(jià)值。7.與烯烴加成在酸的催化下,一分子烯烴可以對(duì)另一分子烯烴加成,如:[機(jī)理]二聚異丁烯30C+30C+順馬加成順馬加成有機(jī)化學(xué)P493.1530C+30C+順馬加成順馬加成二、聚合反應(yīng)烯烴在少量引發(fā)劑或催化劑作用下,鍵斷裂而互相加成,形成高分子化合物的反應(yīng)稱為聚合反應(yīng)。
聚乙烯是一個(gè)電絕緣性能好,耐酸堿,抗腐蝕,用途廣的高分子材料(塑料)。
TiCl4-Al(C2H5)3
稱為齊格勒(Ziegler德國(guó)人)、納塔(Natta
意大利人)催化劑。1959年齊格勒
——納塔利用此催化劑首次合成了立體定向高分子,人造天然橡膠。為有機(jī)合成做出了巨大的貢獻(xiàn)。為此,兩人共享了1963年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
三、氧化反應(yīng)1、高錳酸鉀氧化:反應(yīng)中KMnO4褪色,且有褐色MnO2沉淀生成。故此反應(yīng)可用來鑒定不飽和烴。
此反應(yīng)生成的產(chǎn)物為順式-1,2-二醇,可看成是特殊的順式加成反應(yīng)。也可以用OsO4代替KMnO4進(jìn)行反應(yīng),
1)用稀的堿性KMnO4氧化,可將烯烴氧化成鄰二醇。
酸性高錳酸鉀溶液且加熱該反應(yīng)可用于推測(cè)原烯烴的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)的用途:1°鑒別烯烴,
2°制備一定結(jié)構(gòu)的有機(jī)酸和酮,
3°推測(cè)原烯烴的結(jié)構(gòu)。
2.臭氧低溫氧化加入Zn粉可防止醛被H2O2氧化有機(jī)化學(xué)臭氧,Zn粉,水可通過臭氧化物還原水解的產(chǎn)物來推測(cè)原烯烴的結(jié)構(gòu)。
+H2O2
臭氧化還原水解產(chǎn)物,
原烯烴的結(jié)構(gòu)CH3COCH3OCHCH2CHOHCHO,
例如:
3.環(huán)氧化
過酸氧化。產(chǎn)物1,2-環(huán)氧化合物順式加成。反應(yīng)具有立體專一性、立體選擇性、區(qū)域選擇性。
4、催化氧化4.催化氧化有機(jī)化學(xué)碳原子——與官能團(tuán)相連的碳原子四:α-氫(烯丙氫)的鹵化oC
3-氯-1-丙烯雙鍵的加成是按離子型歷程進(jìn)行的反應(yīng),在常溫下,不需光照即可進(jìn)行;而烷烴的鹵代則是按游離基歷程進(jìn)行的反應(yīng),需要高溫或光照。所以烯烴的α-
鹵代反應(yīng)必須在高溫或光照下才能進(jìn)行。有機(jī)化學(xué)
親電加成游離基取代反應(yīng)機(jī)理:解離能:364410453KJ/mol自由基相對(duì)穩(wěn)定性:其活性順序?yàn)椋害?H(烯丙氫)>3°H>2°H>1°H>乙烯H
381KJ/mol364KJ/mol453KJ/mol410KJ/molp-π共軛
p-π共軛下列反應(yīng)屬于自由基取代反應(yīng),可在較低溫度下進(jìn)行:有機(jī)化學(xué)
2.鹵代烴脫鹵化氫
烯烴的制備一、工業(yè)制法1.石油裂解
2.由醇脫水二、實(shí)驗(yàn)室制法1.醇脫水乙烯和丙烯
重要的烯烴§3.2炔烴分子中含有碳—碳三鍵()(ππσ鍵)的烴,結(jié)構(gòu)通式:CnH2n-2
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):重點(diǎn):(1)炔烴、二烯烴的結(jié)構(gòu)、命名(包括順反命名)、烯炔的命名。(2)炔烴和二烯烴的化學(xué)性質(zhì);(3)共軛效應(yīng)及其應(yīng)用。難點(diǎn):(1)共軛效應(yīng)及其應(yīng)用。
(2)速度控制和平衡控制的理論與初步應(yīng)用。
有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry§3.2.1乙炔的結(jié)構(gòu)兩個(gè)sp雜化軌道在一直線上,雜化軌道中s和p軌道的成分各占一半:sp雜化,鍵角180o,線形分子2個(gè)鍵,電子云呈圓柱體碳碳鍵長(zhǎng)比烯鍵短總結(jié)有機(jī)化學(xué)§3.2.2命名和異構(gòu)四個(gè)碳以上的炔烴有碳鏈異構(gòu)和三鍵位置異構(gòu);命名和烯烴相同:含三鍵的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈;距三鍵最近開始編號(hào);三鍵位置注于“炔”
字前。例如:
5-甲基-2-己炔2,2,5-三甲基-3-己炔同時(shí)含有雙鍵和三鍵時(shí);(1)叫某烯、炔;(2)雙鍵和三鍵位置相同時(shí),從雙鍵一端開始編號(hào);(3)雙鍵和三鍵位置不相同時(shí),從位次小的一端開始編號(hào)。3-戊烯-1-炔有機(jī)化學(xué)§3.2.3物理性質(zhì)炔烴的沸點(diǎn)、相對(duì)密度等都比相應(yīng)的烯烴略高。4個(gè)碳以下是氣體。比水輕,有微弱的極性,不易溶于水,易溶于石油醚、乙醚等有機(jī)溶劑。密度為:炔>烯>烷§3.2.4化學(xué)性質(zhì)乙炔分子中的碳原子為sp雜化狀態(tài),與sp2或sp3雜化狀態(tài)相比,它含有較多的s成份。S成份越多,則軌道距核較近,也就是原子核對(duì)sp雜化軌道中的電子約束力較大,即電負(fù)性較強(qiáng)。各種雜化的碳碳鍵長(zhǎng)、鍵能如下:有機(jī)化學(xué)鍵長(zhǎng)、鍵能比較由于sp雜化碳原子的電負(fù)性較強(qiáng),所以炔烴雖然有兩個(gè)π鍵,但親電加成反應(yīng)要比烯烴慢些,當(dāng)有雙鍵和叁鍵同時(shí)存在,與一分子溴加成反應(yīng)時(shí),叁鍵不發(fā)生反應(yīng)。有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry某些化學(xué)性質(zhì)和烯烴相似:加成,氧化,聚合;還有特殊性質(zhì):
一.加成反應(yīng):含兩個(gè)π鍵,可分步加成;炔烴比烯烴易吸附在催化劑表面,催化氫化活性炔大于烯炔烴的選擇加氫和還原2.加鹵化氫主產(chǎn)物符合馬氏規(guī)則MorestableLessstable順馬加成順馬加成3.與水加成由于汞和汞鹽毒性大,現(xiàn)已逐漸被鋅、銅、鎘的磷酸鹽取代。
順馬加成催化加水:庫切洛夫反應(yīng)互變異構(gòu)——室溫下,兩個(gè)構(gòu)造異構(gòu)體能迅速地相互轉(zhuǎn)變,達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的現(xiàn)象,叫互變異構(gòu)現(xiàn)象。順馬加成主產(chǎn)物符合馬氏規(guī)則4.與HCN親核加成:
親核反應(yīng):由親核試劑(有未共用電子對(duì))先進(jìn)攻叁鍵碳原子而引起的反應(yīng).
親核試劑:反應(yīng)中能提供未共用電子對(duì)的物質(zhì)乙炔的親核加成加成,產(chǎn)物丙烯腈,人造羊毛腈綸的單體。順馬加成有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry5.氧化與烯烴相似,但炔烴的氧化更難一些。
KMnO4/OH-、H+氧化二
炔烴的酸性末端炔烴酸性比水、醇弱,但比氨強(qiáng)(1)金屬炔化物的生成:三鍵上碳原子所連的氫顯微弱的酸性,能被金屬離子取代,可用來鑒別端位炔炔化銀和炔化亞銅受熱或震動(dòng)易發(fā)生爆炸,故常用濃鹽酸分解。在合成上的應(yīng)用(2)乙炔與熔融金屬鈉或液氨中與氨基鈉反應(yīng)生成乙炔鈉110℃液氨以乙炔為原料,合成課堂練習(xí)三.乙炔的制備1、電石為原料2、天然氣為原料有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)OrganicChemistry§3.3雙烯烴分子中含兩個(gè)碳碳雙鍵,單雙鍵間隔者為共軛雙烯;兩個(gè)雙鍵連在同一碳原子上為聚集雙烯(連烯);被兩個(gè)以上單鍵隔開者,為隔離雙烯。累積二烯共軛二烯孤立二烯1.命名丙二烯1,3-丁二烯2-甲基-1,4-戊二烯54321有機(jī)化學(xué)命名與烯烴相似,“烯”字前加“二”,注明兩個(gè)雙鍵的位置。結(jié)構(gòu)通式:CnH2n-2
;和相同碳原子數(shù)的炔烴是同分異構(gòu)體,屬官能團(tuán)異構(gòu)。21,3—丁二烯的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1:雙鍵比乙烯的雙鍵稍長(zhǎng),單鍵比烷烴的單鍵短2:所有碳原子都是SP2雜化,所有的原子都處于同一平面上這是因?yàn)椋?1)不僅C1與C2之間、C3與C4之間形成π鍵,而且C2與C3之間也具有部分雙鍵的性質(zhì),構(gòu)成了一個(gè)離域的π鍵。
(2)每個(gè)碳原子上未雜化的p軌道與這平面垂直。四個(gè)p軌道沿對(duì)稱軸平行方向互相重疊,形成共軛鍵(或叫大π鍵)
(3)形成四碳原子,四個(gè)電子的共軛體系,鍵長(zhǎng)平均化.這種重疊的結(jié)果是共軛雙烯中四個(gè)P電子的運(yùn)動(dòng)范圍不再兩兩局限于C1C2或C3C4間,而是運(yùn)動(dòng)于四個(gè)碳原子核的外圍,形成一個(gè):電子的離域或鍵的離域.這種由于兩個(gè)π鍵相鄰形成的共軛體系,叫做π-π共軛體系。共軛體系中由于電子的離域作用使體系的能量降低(氫化熱較低).共軛體系越大,則能量越低;共軛體系中單鍵與雙鍵的鍵長(zhǎng)有平均化的傾向,即單、雙鍵鍵長(zhǎng)的差別縮小。離域能(共軛能):共軛分子中,由于π電子的離域(共軛效應(yīng))引起的,體系位能與其它異構(gòu)體的差值稱為離域能:28KJ/mol1,4-戊二烯1,3-戊二烯從ψ1、ψ2電子云分布看,所有的鍵都具有π
鍵的性質(zhì),但C2-C3鍵所具有的π鍵性質(zhì)小些。3.共軛二烯的特性
結(jié)構(gòu)特性——鍵長(zhǎng)平均化物理特性——紫外吸收向長(zhǎng)波方向移動(dòng);折射率增高;趨于穩(wěn)定化學(xué)特性——共軛加成正、負(fù)電荷交替?zhèn)鬟f,不因碳鏈的增長(zhǎng)而減弱:π電子離域的表示方法:π電子云易極化(1)π‐π共軛(3)σ-π、σ-p超共軛(2)p-π共軛4.共軛效應(yīng)的分類各種共軛效應(yīng)對(duì)分子影響的相對(duì)強(qiáng)度:
π-π共軛>p-π共軛>σ-π超共軛>σ-p超共軛極性交替出現(xiàn)極性變化是單一方向極性效果遠(yuǎn),從共軛鏈一端到另一端短,一般不超過三個(gè)共價(jià)鍵傳遞距離沿共軛鏈傳遞沿共價(jià)鍵傳遞,或空間(場(chǎng)效應(yīng))傳遞傳遞路線共軛方式誘導(dǎo)方式傳遞方式共軛體系中任何鍵上存在電負(fù)性,(共軛)電子對(duì)電負(fù)性起源共軛效應(yīng)(C效應(yīng))誘導(dǎo)效應(yīng)(I效應(yīng))共軛效應(yīng)與誘導(dǎo)效應(yīng)比較表(1)π‐π共軛(2)缺電子
p-π共軛(難點(diǎn))(2)p-π共軛例題:排列下列碳正離子的穩(wěn)定順序碳正離子的穩(wěn)定性:30C+20C+20C+10C+>>>p-π共軛p-π共軛(2)等電子
p-π共軛(2)多電子
p-π共軛CCHHHCl(3)σ-π和σ-p(碳正離子、碳自由基)超共軛σ-π超共軛當(dāng)C-H鍵和碳-碳雙鍵或有P軌道的原子直接相連時(shí),-C-H鍵的鍵合電子產(chǎn)生的離域作用。σ-π超共軛2個(gè)σ-π超共軛6個(gè)
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