二烯烃和炔烃讲稿.ppt
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1、关于二烯烃和炔烃第一页,讲稿共九十三页哦分子中含有两个分子中含有两个C=C的碳氢化合物称为二烯烃。的碳氢化合物称为二烯烃。通式:通式:CnH2n-2可见,二烯烃与炔烃互为官能团异构。可见,二烯烃与炔烃互为官能团异构。分子中含有分子中含有C C的碳氢化合物称为炔烃。的碳氢化合物称为炔烃。通式:通式:CnH2n-2 前前 言言第二页,讲稿共九十三页哦第第第第 四四四四 章章章章 主要内容主要内容第四章第四章 二烯烃和炔烃二烯烃和炔烃4.1 二烯烃的命名和分类二烯烃的命名和分类4.2 共轭二烯烃的结构共轭二烯烃的结构4.3 共轭二烯烃的化学性质共轭二烯烃的化学性质4.4 炔烃的异构和命名炔烃的异构和
2、命名第三页,讲稿共九十三页哦4.6 炔烃的物理性质(自学)炔烃的物理性质(自学)4.5 炔烃的结构炔烃的结构4.7 炔烃的化学性质炔烃的化学性质4.8 共轭二烯烃的合成共轭二烯烃的合成第四章第四章 二烯烃和炔烃二烯烃和炔烃第第第第 四四四四 章章章章 主要内容主要内容第四页,讲稿共九十三页哦4.1 二烯烃的命名和分类二烯烃的命名和分类一、一、二烯烃的分类二烯烃的分类根据分子中两个根据分子中两个C=C的相对位置,二烯烃可分为三类。的相对位置,二烯烃可分为三类。双键和单键交替出现双键和单键交替出现第五页,讲稿共九十三页哦二、二、二烯烃的命名二烯烃的命名用阿拉伯数字用阿拉伯数字标明两个双键的位次标明
3、两个双键的位次,用,用“Z/E”或或“顺顺/反反”表明双键的构型表明双键的构型。3,4-二甲基二甲基-1,4-己二烯己二烯(2Z,4E)-2,4-己二烯己二烯顺序规则:顺序规则:ZEZE,顺,顺 反反第六页,讲稿共九十三页哦S-顺顺-1,3-丁二烯丁二烯S-(Z)-1,3-丁二烯丁二烯S-cis-1,3-butadieneS-反反-1,3-丁二烯丁二烯S-(E)-1,3-丁二烯丁二烯S-trans-1,3-butadiene S表示两个双键间的单键表示两个双键间的单键 思考:以下两种共轭二烯是否有思考:以下两种共轭二烯是否有s-顺或反?顺或反?第七页,讲稿共九十三页哦4.2 共轭二烯烃的结构共
4、轭二烯烃的结构S S成分增大,碳的电负性增大,核对电子云的吸引力增大,所以键成分增大,碳的电负性增大,核对电子云的吸引力增大,所以键成分增大,碳的电负性增大,核对电子云的吸引力增大,所以键成分增大,碳的电负性增大,核对电子云的吸引力增大,所以键长缩短。长缩短。长缩短。长缩短。147pm137pm(Csp2-Csp2)第八页,讲稿共九十三页哦四个四个P轨道肩并肩地重叠形成大轨道肩并肩地重叠形成大键键-电子的离域电子的离域(动画,-共轭)离域键离域键第九页,讲稿共九十三页哦4.3 共轭二烯烃的化学性质共轭二烯烃的化学性质一、一、1,4-加成加成(共轭加成)(共轭加成)共轭二烯与亲电试剂共轭二烯与亲
5、电试剂X2、HX等亲电试剂进行等亲电试剂进行1,2-和和1,4-加成加成。1,2加成加成1,4加成加成第十页,讲稿共九十三页哦第十一页,讲稿共九十三页哦CH2CHCH=CH2HBrHBrCH2CH=CHCH2CH2=CH CH=CH2HBrHBr+CH2CHCH=CH2HBrCH2CHCH=CH2H HBrBrHBrCH2CH=CHCH2H HBrBrCH2CH=CHCH2CH2=CH CH=CH2HBrHBrCH2=CH CH=CH2HBrHBrHBrHBr+071%29%4015%85%1、高温有利于、高温有利于1,4-加成,低温有利于加成,低温有利于1,2-加成;加成;2、极性溶剂有利于
6、、极性溶剂有利于1,4-加成,非极性溶剂有利于加成,非极性溶剂有利于1,2-加成;加成;第十二页,讲稿共九十三页哦3、反应举例、反应举例第十三页,讲稿共九十三页哦二、双烯合成反应二、双烯合成反应(Diels(狄尔斯狄尔斯)Alder(阿尔德阿尔德)反应反应)共轭双烯共轭双烯与含有与含有双(叁)键双(叁)键的化合物相互作用,生成的化合物相互作用,生成六元环状六元环状化合物。化合物。1、反应机理反应机理 双烯体双烯体 亲双烯体亲双烯体第十四页,讲稿共九十三页哦(1 1)双烯体的两个双键必须)双烯体的两个双键必须取取S-S-顺式构象顺式构象,1,4,1,4位取代基位取代基位阻位阻较大较大时时,不发生
7、不发生D-AD-A反应;反应;2、反应特点、反应特点(2)具有)具有给电子取代基的双烯体给电子取代基的双烯体和和吸电子取代基的亲双烯体吸电子取代基的亲双烯体最最易发生易发生D-A反应,反应,生成邻对位加成产物占优势生成邻对位加成产物占优势;100%70%30%第十五页,讲稿共九十三页哦(1)合成环状化合物合成环状化合物3、D-A反应的应用反应的应用(2)鉴别二烯化合物鉴别二烯化合物(3)利用可逆性提纯双烯化合物。)利用可逆性提纯双烯化合物。第十六页,讲稿共九十三页哦三、聚合反应(自学)三、聚合反应(自学)1,2-聚丁二烯聚丁二烯 (z)-1,4-聚丁二烯聚丁二烯(E)-1,4聚丁二烯制造合成橡
8、胶的基础制造合成橡胶的基础+第十七页,讲稿共九十三页哦合成天然橡胶合成天然橡胶第十八页,讲稿共九十三页哦4.4 炔烃的异构和命名炔烃的异构和命名含有含有CC叁键叁键的不饱和烃叫炔烃,其通式是的不饱和烃叫炔烃,其通式是CnH2n-2。一、炔烃的异构一、炔烃的异构存在存在位置异构和碳架异构,无顺反异构位置异构和碳架异构,无顺反异构。CH3CH2CHC CH1-戊炔戊炔CH3C CCH2CH32-戊炔戊炔3-甲基甲基-1-丁炔丁炔第十九页,讲稿共九十三页哦二、炔烃的命名二、炔烃的命名2、编号从距离三键最近的一端开始;、编号从距离三键最近的一端开始;3、同时含有双键和叁键时,编号要使双键和叁键的位次和
9、最小,书、同时含有双键和叁键时,编号要使双键和叁键的位次和最小,书写时先烯后炔;写时先烯后炔;1、要选择含有、要选择含有CC的最长碳链为主链;的最长碳链为主链;CH3CH=CHC CH3-戊烯戊烯-1-炔炔第二十页,讲稿共九十三页哦4、若双键、三键处于相同的位次时,优先给双键以最低编号。、若双键、三键处于相同的位次时,优先给双键以最低编号。CH CCH2CH=CH21-戊烯戊烯-4-炔炔3-乙基-1,3-己二烯-5-炔4-乙烯基-1-庚烯-5-炔练习:命名练习:命名第二十一页,讲稿共九十三页哦在乙炔分子中的碳原子是在乙炔分子中的碳原子是sp杂化:杂化:4.5 炔烃的结构炔烃的结构仪器测得:仪器
10、测得:乙炔中,四个原子共直线乙炔中,四个原子共直线键能836KJ/mol一、一、SP 杂化杂化第二十二页,讲稿共九十三页哦sp 杂化轨道的形状杂化轨道的形状(动画,动画,sp杂化碳杂化碳)二、乙炔分子的形成二、乙炔分子的形成 第二十三页,讲稿共九十三页哦2个个 sp 轨道在空间的分布轨道在空间的分布乙炔的结构圆筒状圆筒状第二十四页,讲稿共九十三页哦杂化方式:杂化方式:SP3 SP2 SP键角:键角:109o28 120o 180o碳碳键长碳碳键长 153.4pm 133.7pm 120.7pm (Csp3-Csp3)(Csp2-Csp2)(Csp-Csp)C-H:110.2pm 108.6pm
11、 105.9pm (Csp3-Hs)(Csp2-Hs)(Csp-Hs)轨道形状:轨道形状:狭狭 长长 逐逐 渐渐 变变 成成 宽宽 圆圆碳的电负性:碳的电负性:随随 S 成成 份份 的的 增增 大,大,逐逐 渐渐 增增 大。大。pka:50 40 25 三、杂化轨道小结三、杂化轨道小结第二十五页,讲稿共九十三页哦4.6 炔烃的物理性质(自学)炔烃的物理性质(自学)简单炔烃的沸点、熔点以及密度比碳原子数相同的烷烃和烯烃高简单炔烃的沸点、熔点以及密度比碳原子数相同的烷烃和烯烃高一些。一些。炔烃分子极性比烯烃稍强(分子间作用力强)。炔烃分子极性比烯烃稍强(分子间作用力强)。炔烃不易溶于水,而易溶于石
12、油醚、乙醚、苯和四氯化碳中。炔烃不易溶于水,而易溶于石油醚、乙醚、苯和四氯化碳中。电负性次序:电负性次序:SPSPSPSP2 2SPSP3 3第二十六页,讲稿共九十三页哦4.7 炔烃的化学性质炔烃的化学性质炔氢的反应:炔氢的反应:酸性酸性亲电加成、亲电加成、亲核加成亲核加成、催化催化加氢加氢、氧化氧化第二十七页,讲稿共九十三页哦1 1、酸性、酸性、酸性、酸性一、末端炔烃的反应一、末端炔烃的反应 乙烷乙烷 乙烯乙烯 乙炔乙炔 乙醇乙醇 水水 pka 50 40 25 16 15.7 酸酸 性性 逐逐 渐渐 增增 强强酸性强弱可用酸性强弱可用pka判别,判别,pka越小,酸性越强。越小,酸性越强。
13、第二十八页,讲稿共九十三页哦2 2 2 2、金属炔化物的生成、金属炔化物的生成、金属炔化物的生成、金属炔化物的生成R-C CH鉴别鉴别端炔端炔纯纯化化端端炔炔用于由低级炔烃合成高级炔烃用于由低级炔烃合成高级炔烃第二十九页,讲稿共九十三页哦例如例如:乙炔钠乙炔钠乙炔二钠乙炔二钠 乙炔三键两端所连基团不同时,须分步连接乙炔三键两端所连基团不同时,须分步连接,否否则将得到三中不同产物的混合物,无实验室制备则将得到三中不同产物的混合物,无实验室制备价值。价值。第三十页,讲稿共九十三页哦二、炔烃的加氢和还原二、炔烃的加氢和还原1、催化加氢、催化加氢常用常用Cat:Pd、Pt、Ni等;等;LindlarL
14、indlar催化剂:催化剂:Pd-CaCOPd-CaCO3 3或或Pb(OAc)Pb(OAc)2 2/喹啉,使加氢控制在喹啉,使加氢控制在烯烃阶段,烯烃阶段,加氢产物的构型为顺式;加氢产物的构型为顺式;第三十一页,讲稿共九十三页哦炔烃比烯烃更容易进行催化氢化炔烃比烯烃更容易进行催化氢化:Ni2B催化加氢催化加氢(与分子形状有关,炔烃为线型结构,易吸附)(与分子形状有关,炔烃为线型结构,易吸附)第三十二页,讲稿共九十三页哦2、用碱金属和液氨还原、用碱金属和液氨还原Na +NH3(l)Na+e-(NH3)蓝色溶液蓝色溶液低温低温钠的液氨溶液的制备钠的液氨溶液的制备第三十三页,讲稿共九十三页哦乙烯的
15、乙烯的电子云电子云乙炔的乙炔的电子云电子云1、两个、两个键电子云浑然一体成圆柱状对称分键电子云浑然一体成圆柱状对称分 布难以极化。布难以极化。2、炔碳原子电负性大对核外电子控制较牢、炔碳原子电负性大对核外电子控制较牢 电子不易给出。电子不易给出。3、故反应活性、故反应活性:烯烯炔炔三、炔烃的亲电加成三、炔烃的亲电加成第三十四页,讲稿共九十三页哦1、加卤素、加卤素可鉴别可鉴别卤素活性顺序:氟卤素活性顺序:氟 氯氯 溴溴 碘碘H3CCCHBr2/CCl4H3CHCCHBrBrH3CBrCCHBrBr2/CCl4Br反式加成反式加成加成为反式进行加成为反式进行,控制条件可停留在烯烃阶段,得到反式烯烃
16、。控制条件可停留在烯烃阶段,得到反式烯烃。第三十五页,讲稿共九十三页哦电负性大,电负性大,电子控制较牢。电子控制较牢。双键与三键共存双键与三键共存第三十六页,讲稿共九十三页哦2 2、加、加HXHX炔烃与炔烃与HX加成比烯烃困难;加成比烯烃困难;加成难易程度:加成难易程度:HIHBrHCl;由于卤素的吸电子作用,反应由于卤素的吸电子作用,反应能控制在一元阶段能控制在一元阶段。稳定性差稳定性差第三十七页,讲稿共九十三页哦加成符合马氏规则;加成符合马氏规则;第三十八页,讲稿共九十三页哦3 3、加、加 水水Hg2+催化,酸性条件;催化,酸性条件;符合马氏规则;符合马氏规则;互变异构互变异构:分子中因:
17、分子中因某一原子的位置转移某一原子的位置转移而产生而产生的官能团异构体。的官能团异构体。第三十九页,讲稿共九十三页哦乙炔乙炔乙炔乙炔乙醛,末端炔烃乙醛,末端炔烃乙醛,末端炔烃乙醛,末端炔烃甲基酮,甲基酮,甲基酮,甲基酮,非末端炔烃非末端炔烃非末端炔烃非末端炔烃两种酮的混合物。两种酮的混合物。两种酮的混合物。两种酮的混合物。第四十页,讲稿共九十三页哦4 4、硼氢化反应、硼氢化反应由末端炔制醛由末端炔制醛顺式加成顺式加成第四十一页,讲稿共九十三页哦定义:亲核试剂进攻炔烃的不饱和键而引起的加成反应。定义:亲核试剂进攻炔烃的不饱和键而引起的加成反应。常用的亲核试剂有:常用的亲核试剂有:ROH(RO-)
18、、)、HCN(-CN)、)、RCOOH(RCOO-)四、炔烃的亲核加成四、炔烃的亲核加成1 1、与醇加成、与醇加成第四十二页,讲稿共九十三页哦炔烃亲核加成的区域选择性:优先生成稳定的碳负离子。炔烃亲核加成的区域选择性:优先生成稳定的碳负离子。CH CH+CH3COOH Zn(OAc)2 150-180oCCH3COOCH=CH2可用于合成涂料、可用于合成涂料、粘合剂、维尼龙等粘合剂、维尼龙等.醋酸乙烯酯醋酸乙烯酯 CH CH+HCNCH2=CH-CNCu2CI2.NH4CI聚合,催化剂聚合,催化剂可用于制造可用于制造人造羊毛人造羊毛腈纶毛线腈纶毛线丙烯腈丙烯腈聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯聚乙烯醇聚
19、乙烯醇2、与醋酸加成、与醋酸加成3、与氢氰酸加成、与氢氰酸加成第四十三页,讲稿共九十三页哦五、炔烃的氧化五、炔烃的氧化断键加羟断键加羟,失水得产失水得产第四十四页,讲稿共九十三页哦六、炔烃的聚合六、炔烃的聚合Cu2Cl2/NH4Cl浓HCl,氯丁橡胶单体氯丁橡胶单体第四十五页,讲稿共九十三页哦4.8 炔烃的来源(自学)炔烃的来源(自学)一、乙炔的工业生产一、乙炔的工业生产 第四十六页,讲稿共九十三页哦1 1、用二卤代烷制备、用二卤代烷制备二、炔烃的制法二、炔烃的制法第四十七页,讲稿共九十三页哦2 2、由四、由四、由四、由四卤代烃制备卤代烃制备卤代烃制备卤代烃制备反式共平面消除反式共平面消除反式
20、共平面消除反式共平面消除第四十八页,讲稿共九十三页哦3 3、用金属有机化合物制备、用金属有机化合物制备反应为亲核取代反应反应为亲核取代反应卤代烃为卤代烃为伯卤代烃伯卤代烃第四十九页,讲稿共九十三页哦电性效应电性效应一一.诱导效应(诱导效应(Inductive effect)给电子:给电子:+I效应效应吸电子:吸电子:-I效应效应如:烷基如:烷基如:卤素、羟基如:卤素、羟基沿共价键传递;衰减很快;具有加和性;存在于所有的结构类型沿共价键传递;衰减很快;具有加和性;存在于所有的结构类型中。中。比较标准比较标准:H第五十页,讲稿共九十三页哦二二.共轭效应(共轭效应(Conjugative effec
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