有机化学烯烃2.ppt
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1、乙烯的结构乙烯的结构乙烯的所有原子均在同一平面上乙烯的所有原子均在同一平面上第二节第二节烯烃的结构烯烃的结构0.134nm现在学习的是第1页,共82页乙烯的结构乙烯的结构杂化轨道理论解释杂化轨道理论解释:现在学习的是第2页,共82页C=C键键:1个个sp2-sp2s s键键+1个个 键键现在学习的是第3页,共82页键没有对称轴,键没有对称轴,不能自由旋转不能自由旋转。键由两个轨道侧面重叠而成,重叠程度比键由两个轨道侧面重叠而成,重叠程度比键小得多,键小得多,所以所以键键键能小键能小,不稳定不稳定,易破裂易破裂。键的电子云分散在上下两方,易受外界电场影响,键的电子云分散在上下两方,易受外界电场影
2、响,易易 极化极化,发生反应发生反应。键增加了原子核对电子的吸引力,使碳原子间靠得更键增加了原子核对电子的吸引力,使碳原子间靠得更近,近,双键的键长为双键的键长为0.134nm,比单键短比单键短。键和键和键的区别键的区别现在学习的是第4页,共82页第三节第三节烯烃的同分异构和命名烯烃的同分异构和命名一、烯烃的同分异构一、烯烃的同分异构类型类型碳链异构碳链异构位置异构位置异构官能团异构官能团异构构型异构构型异构(顺反异构顺反异构)现在学习的是第5页,共82页顺顺2丁烯丁烯反反2丁烯丁烯1丁烯丁烯2丁烯丁烯异丁烯异丁烯环丁烷环丁烷丁烯的异构体丁烯的异构体甲基环丙烷甲基环丙烷环烷烃是烯烃的同分异构体
3、环烷烃是烯烃的同分异构体现在学习的是第6页,共82页二、二、顺反异构顺反异构(几何异构几何异构)顺顺反反“较优较优”基团在双键同侧用字母基团在双键同侧用字母“Z”表示,反之则以表示,反之则以“E”表示。(表示。(Z/E分别来自分别来自Zusammen,意指,意指“在一起在一起”;Entgegen,意指,意指“相反相反”)。)。1、双键碳上有相同基团(顺、双键碳上有相同基团(顺/反):反):2、双键碳上有无相同基团均可用、双键碳上有无相同基团均可用(Z/E):Note:顺顺/反与反与Z/E无对应关系无对应关系现在学习的是第7页,共82页(1)分子中要有限制旋转的因素。如:)分子中要有限制旋转的因
4、素。如:键键、环。、环。(2)在烯烃分子中,构成双键的任何一个碳原子上所)在烯烃分子中,构成双键的任何一个碳原子上所连接的两个原子或原子团都必须不相同。连接的两个原子或原子团都必须不相同。3、产生顺反异构的条件:、产生顺反异构的条件:甲甲乙乙丙丙丁丁戊戊现在学习的是第8页,共82页构型异构与构象异构的区别构型异构与构象异构的区别不同构象之间可通过不同构象之间可通过单键的旋转单键的旋转来转化。来转化。不同构型之间只能通过不同构型之间只能通过键的断裂和生成键的断裂和生成来转化。来转化。现在学习的是第9页,共82页第四节第四节烯烃的命名烯烃的命名一、烯基的命名一、烯基的命名烯基:烯烃从形式上去掉一个
5、氢原子后剩下的基团烯基:烯烃从形式上去掉一个氢原子后剩下的基团丙烯基丙烯基2-丁烯基丁烯基烯丙基烯丙基异丙烯基异丙烯基现在学习的是第10页,共82页1、选择一个、选择一个含双键含双键的最长碳链作为主链的最长碳链作为主链母体己烯的主链母体己烯的主链 2、从、从距双键最近距双键最近的一端编号的一端编号3、双键位次必须标明,放在烯烃名称的前面、双键位次必须标明,放在烯烃名称的前面二、系统命名二、系统命名命名原则(命名原则(含、长、多、低含、长、多、低)现在学习的是第11页,共82页2-甲基甲基1-丙烯丙烯2,4-二甲基二甲基-2-己烯己烯3-甲基甲基-2-乙基乙基-1-丁烯丁烯4、在名称的最前面列出
6、双键的构型,对、在名称的最前面列出双键的构型,对二烯或多烯二烯或多烯,标,标出所有双键的构型且标明双键位次。出所有双键的构型且标明双键位次。5、其它同烷烃的命名原则、其它同烷烃的命名原则现在学习的是第12页,共82页顺顺2丁烯丁烯反反2丁烯丁烯(E)3甲基甲基4-异丙基异丙基3庚烯庚烯(2Z,4E)2,4己二烯己二烯现在学习的是第13页,共82页*与与烷烷烃烃相相似似,沸沸点点和和密密度度随随碳碳原原子子数数的的增增加加而而增增高高。密密度度小小于于1,不不对对称称的的烯烯烃烃有有微微弱弱极极性性。不不溶溶于于水水,易易溶溶于非极性或弱极性的有机溶剂(如荼、乙醚、氯仿等)于非极性或弱极性的有机
7、溶剂(如荼、乙醚、氯仿等)第五节第五节烯烃的物理性质烯烃的物理性质*顺反异构物体中,熔点:反式顺反异构物体中,熔点:反式顺式顺式沸点:顺式沸点:顺式反式反式原理:原理:反式结构是几何对称的,分子在晶格中排列反式结构是几何对称的,分子在晶格中排列较紧熔点较高,而由于其结构对称所以分子内偶极矩较紧熔点较高,而由于其结构对称所以分子内偶极矩为为0,分子间力小,故沸点略低。,分子间力小,故沸点略低。现在学习的是第14页,共82页1.1.双键的结构与性质分析双键的结构与性质分析双键的结构与性质分析双键的结构与性质分析键能键能键能键能:键键键键 347kJ/mol347kJ/mol 键键键键 263kJ/
8、mol263kJ/mol键活性比键活性比键活性比键活性比 键大键大键大键大不饱和,可加成至饱和不饱和,可加成至饱和不饱和,可加成至饱和不饱和,可加成至饱和电子结合较松散,易参电子结合较松散,易参电子结合较松散,易参电子结合较松散,易参与反应。是电子供体,与反应。是电子供体,与反应。是电子供体,与反应。是电子供体,有亲核性。有亲核性。有亲核性。有亲核性。与亲电试剂结合与亲电试剂结合与亲电试剂结合与亲电试剂结合与氧化剂反应与氧化剂反应与氧化剂反应与氧化剂反应第五节第五节 烯烃的化学性质烯烃的化学性质现在学习的是第15页,共82页2.2.烯烃加成的三种主要类型烯烃加成的三种主要类型烯烃加成的三种主要
9、类型烯烃加成的三种主要类型亲电加成亲电加成亲电加成亲电加成加加加加 成成成成自由基加成自由基加成自由基加成自由基加成催化加氢催化加氢催化加氢催化加氢(异裂)(异裂)(异裂)(异裂)(均裂)(均裂)(均裂)(均裂)重点重点重点重点现在学习的是第16页,共82页一、加成反应一、加成反应加成反应:在反应过程中加成反应:在反应过程中键断开,双键上的两键断开,双键上的两碳原子和其他原子或原子团结合形成两个碳原子和其他原子或原子团结合形成两个键的反应键的反应1、催化加氢和氢化热、催化加氢和氢化热1.1催化加氢催化加氢现在学习的是第17页,共82页现在学习的是第18页,共82页常用的催化剂常用的催化剂铂黑、
10、钯粉、铂黑、钯粉、RaneyNi等等。反应机理反应机理284KJ/mol436KJ/mol2415KJ/molH=-110KJ/mol顺式加成顺式加成现在学习的是第19页,共82页应用:应用:a:烯烃的氢化是定量的,可以根据吸收氢气的:烯烃的氢化是定量的,可以根据吸收氢气的体积算出烯烃中双键的数目。体积算出烯烃中双键的数目。b:油脂的氢化。:油脂的氢化。c:汽油中所含的烯烃氢化为烷烃。:汽油中所含的烯烃氢化为烷烃。现在学习的是第20页,共82页1.2氢化热与烯烃的稳定性氢化热与烯烃的稳定性氢化反应是放热反应,一摩尔不饱和化合物氢化时放出的热氢化反应是放热反应,一摩尔不饱和化合物氢化时放出的热量
11、称为氢化热。量称为氢化热。1丁烯、顺丁烯、顺2丁烯、反丁烯、反2丁烯的氢化热数据丁烯的氢化热数据氢化热越小,烯烃越稳定。氢化热越小,烯烃越稳定。反式烯烃的稳定性大于顺式反式烯烃的稳定性大于顺式现在学习的是第21页,共82页部分烯烃的氢化热部分烯烃的氢化热连接在双键碳原子上的烷基数目越多的烯烃连接在双键碳原子上的烷基数目越多的烯烃更为稳定更为稳定。现在学习的是第22页,共82页氢化热越小,烯烃越稳定。氢化热越小,烯烃越稳定。a.a.反式烯烃的稳定性大于顺式。反式烯烃的稳定性大于顺式。b.b.连连接接在在双双键键碳碳原原子子上上的的烷烷基基数数目目越越多多的的烯烃更为稳定。烯烃更为稳定。结论:结论
12、:现在学习的是第23页,共82页u亲电试剂:亲电试剂:凡缺电子的物种都是亲电试剂如正离子。凡缺电子的物种都是亲电试剂如正离子。u亲电加成反应:由亲电试剂和烯烃发生的反应。亲电加成反应:由亲电试剂和烯烃发生的反应。u常见的亲电试剂有:卤素(常见的亲电试剂有:卤素(Cl2,Br2);无机酸);无机酸(H2SO4,HCl,HBr,HI,HOCl,HOBr);有机);有机酸(酸(F3C-COOH,Cl3C-COOH)等。等。u烯烃由于双键的结构特点决定了烯烃容易给出电子,烯烃由于双键的结构特点决定了烯烃容易给出电子,被亲电试剂进攻。发生亲电加成反应。被亲电试剂进攻。发生亲电加成反应。2、亲电加成、亲电
13、加成现在学习的是第24页,共82页(1)卤化)卤化卤素的活泼性次序为:氟卤素的活泼性次序为:氟氯氯溴溴碘碘应用应用:鉴别不饱和键。鉴别不饱和键。现象现象:红棕色褪去红棕色褪去现在学习的是第25页,共82页反应机理反应机理:(1)碳正离子中间体碳正离子中间体sp2Note:Cl2主要经过碳正离子过程主要经过碳正离子过程现在学习的是第26页,共82页(2)环鎓离子中间体环鎓离子中间体-反式加成反式加成环鎓离子环鎓离子Note:Br2与与I2主要经过主要经过环鎓离子过程环鎓离子过程现在学习的是第27页,共82页而反式而反式2-丁烯的加溴,得到内消旋体:丁烯的加溴,得到内消旋体:例如:顺式例如:顺式2
14、-丁烯加溴,得到一对对映体:丁烯加溴,得到一对对映体:现在学习的是第28页,共82页卤化反应小结:卤化反应小结:1、反应分两步进行。、反应分两步进行。2、立体化学:反式加成。、立体化学:反式加成。3、极性溶剂有利于反应。、极性溶剂有利于反应。例如:例如:乙烯通入溴的氯化钠溶液中进行反应乙烯通入溴的氯化钠溶液中进行反应分步进行分步进行现在学习的是第29页,共82页现在学习的是第30页,共82页实验表明:实验表明:凡是结构不对称的烯烃和卤化氢加成时,凡是结构不对称的烯烃和卤化氢加成时,H总是总是加在含氢较多的双键碳原子上加在含氢较多的双键碳原子上.马马氏氏规则规则。不对称烯烃不对称烯烃+不对称试剂
15、不对称试剂(主)(主)现在学习的是第31页,共82页当试剂加到双键上只有一种取向,叫当试剂加到双键上只有一种取向,叫区域专一区域专一(regiospecific)反应反应,如果加成的一种取向是有利的,如果加成的一种取向是有利的,但不是唯一的方向,此反应过程是但不是唯一的方向,此反应过程是区域选择性。区域选择性。电子效应和中间体的稳定性解释反应的区域选择性电子效应和中间体的稳定性解释反应的区域选择性现在学习的是第32页,共82页分子中原子与原子、原子与基团、基团与基团、化学分子中原子与原子、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键与化学键之间的相互影响,使分子
16、中的电子云发生一定程度的移动,这种作用称为一定程度的移动,这种作用称为电子效应电子效应。电子效应分为电子效应分为诱导效应和共轭效应诱导效应和共轭效应电子效应电子效应现在学习的是第33页,共82页诱导效应诱导效应1、定义、定义:因分子中原子和基团的因分子中原子和基团的电负性电负性不同而引起分子中的不同而引起分子中的电子云的电子云的沿着沿着键传递的效应键传递的效应称为诱导效应。称为诱导效应。电负性不同电负性不同成键电子云偏向电负性大的一方成键电子云偏向电负性大的一方形成极性键形成极性键引起附近价键电荷偏移引起附近价键电荷偏移Example:现在学习的是第34页,共82页2.诱导效应的特点:诱导效应
17、的特点:2、短程的,一般不超过、短程的,一般不超过3根键根键1、电子云沿着、电子云沿着键键传递。传递。3.诱导效应的分类和表示:诱导效应的分类和表示:以氢为比较标准以氢为比较标准吸电子能力吸电子能力H吸电子诱导效应吸电子诱导效应(-I)吸电子能力吸电子能力ClBrI对同周期元素来说:对同周期元素来说:FORNR2对不同杂化状态的碳原子来说对不同杂化状态的碳原子来说:spsp2sp3带带正正电荷的基团具有电荷的基团具有吸吸电子的诱导效应电子的诱导效应带带负负电荷的基团具有电荷的基团具有给给电子的诱导效应电子的诱导效应4.一般规律一般规律:现在学习的是第36页,共82页烷基既有给电子的诱导效应烷基
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