烯烃炔烃和二烯烃课件.ppt
《烯烃炔烃和二烯烃课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《烯烃炔烃和二烯烃课件.ppt(78页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、关于烯烃炔烃和二烯烃关于烯烃炔烃和二烯烃第1页,此课件共78页哦(五)金属炔化物的生成(五)金属炔化物的生成 第二节第二节 二烯烃二烯烃 一、共扼二烯烃的结构一、共扼二烯烃的结构 二、共扼体系二、共扼体系 三、共扼二烯烃的化学性质三、共扼二烯烃的化学性质 第2页,此课件共78页哦第三章第三章烯烃、炔烃和二烯烃烯烃、炔烃和二烯烃 【本章重点本章重点】不饱和烃的亲电加成反应历程。不饱和烃的亲电加成反应历程。【必须掌握的内容必须掌握的内容】1.1.不饱和烃的化学性质(亲电加成反应、氧化反应、不饱和烃的化学性质(亲电加成反应、氧化反应、-H-H的反应。的反应。2.2.不饱和烃的亲电加成反应历程。不饱和
2、烃的亲电加成反应历程。3.3.共轭二烯烃的化学性质。共轭二烯烃的化学性质。第3页,此课件共78页哦 一一 烯烃和炔烃的物理性质烯烃和炔烃的物理性质 与烷烃的不同之处:与烷烃的不同之处:不同碳原子的电负性:不同碳原子的电负性:三键碳原子双键碳原子饱和碳原子。三键碳原子双键碳原子饱和碳原子。偶极矩:偶极矩:端炔端烯端炔端烯(但极性较弱)。如:(但极性较弱)。如:CHCH3 3CHCH2 2CCH CHCCH CH3 3CHCH2 2CHCHCHCH2 2 2.6710 2.6710-30-30 C.m 1.010C.m 1.010-30-30 C.mC.m 顺反异构体:顺反异构体:第4页,此课件共
3、78页哦b.p b.p 顺式(顺式(3.53.5)反式(反式(0.90.9)顺式异构体具有较弱的极性,分子间偶极顺式异构体具有较弱的极性,分子间偶极-偶极作用力偶极作用力。m.p m.p 反式反式(-105.5)(-105.5)顺式顺式(-139.3)(-139.3)反式异构体的对称性好,在晶格中的排列较紧密。反式异构体的对称性好,在晶格中的排列较紧密。二二 烯烃和炔烃的化学性质烯烃和炔烃的化学性质 第5页,此课件共78页哦(一)(一)催化加氢催化加氢+435)-828=-129 kJmol-1 第6页,此课件共78页哦由此可见,催化加氢是一个由此可见,催化加氢是一个放热反应。放热反应。一、反
4、应能否自动进行?一、反应能否自动进行?需要明确的问题需要明确的问题:第7页,此课件共78页哦二、催化加氢的反应机理:二、催化加氢的反应机理:一般认为是通过催化剂表面上进行的,又称表面催化。一般认为是通过催化剂表面上进行的,又称表面催化。其反应历程可表示如下:其反应历程可表示如下:常用催化剂:常用催化剂:Pt、Pd、Ni等。等。第8页,此课件共78页哦三、催化加氢的反应活性:三、催化加氢的反应活性:1.烯烃与炔烃的反应活性:烯烃与炔烃的反应活性:炔烃(线型分子,易于吸附)炔烃(线型分子,易于吸附)烯烃。烯烃。分子中同时含有分子中同时含有CC和和CC,将得到什么产物?如:,将得到什么产物?如:结论
5、结论:反应反应优先发生在三键上。优先发生在三键上。2.氢化热与烯烃的稳定性:氢化热与烯烃的稳定性:1mol不饱和烃催化加氢所放出的热量不饱和烃催化加氢所放出的热量称为氢化热称为氢化热。第9页,此课件共78页哦不饱和烃的不饱和烃的氢化热氢化热,说明说明原不饱和烃分子的原不饱和烃分子的内能内能,该不饱和烃的,该不饱和烃的相对稳定性相对稳定性。从能图可看出:从能图可看出:第10页,此课件共78页哦(1)烯烃顺反异构体的稳定性是:烯烃顺反异构体的稳定性是:反式反式顺式顺式(二者(二者能差为能差为4.2kJ.mol-1)。)。(2)双键碳原子双键碳原子连有烷基数目连有烷基数目,氢化热氢化热,稳定性稳定性
6、。因此,烯烃的稳定性次序为:因此,烯烃的稳定性次序为:第11页,此课件共78页哦显然,烯烃催化加氢的相对活性应该是:显然,烯烃催化加氢的相对活性应该是:乙烯乙烯一取代乙烯一取代乙烯二取代乙烯二取代乙烯三取代乙烯三取代乙烯四取代乙烯四取代乙烯 四、催化加氢的立体化学:四、催化加氢的立体化学:1.烯烃:烯烃:烯烃的催化加氢大多烯烃的催化加氢大多为顺式加氢为顺式加氢。但催化剂、溶剂和。但催化剂、溶剂和压力会对顺式加氢和反式加氢产物的比例产生影响。压力会对顺式加氢和反式加氢产物的比例产生影响。第12页,此课件共78页哦2.炔烃:炔烃:炔烃的催化加氢可以停留在烯烃阶段。炔烃的催化加氢可以停留在烯烃阶段。
7、二取代乙炔的部分加氢,二取代乙炔的部分加氢,不仅可以得到烯烃,而且不仅可以得到烯烃,而且可以可以控制烯烃的构型:控制烯烃的构型:采用采用Lindlar催化剂催化剂P-2催化剂、催化剂、Pd-CaCO3/Pb(OAc)2或或Pd-BaSO4/喹啉;喹啉;将得到顺式烯烃。将得到顺式烯烃。第13页,此课件共78页哦 采用采用Na(或或Li)/液液NH3还原炔烃还原炔烃将得到反式烯烃。将得到反式烯烃。(二)亲电加成反应(二)亲电加成反应 1.1.加卤素加卤素(1)不饱和烃加卤素的反应活性:不饱和烃加卤素的反应活性:烯烃烯烃 炔烃炔烃 原因:原因:三键碳原子为三键碳原子为 SP 杂化,较双键杂化,较双键
8、 SP2 杂化碳杂化碳原子的原子的 S 成分成分,电子更靠近原子核,核对核外电子的电子更靠近原子核,核对核外电子的第14页,此课件共78页哦束缚力束缚力,不易给出电子,不易给出电子,故三键的亲电加成比双键慢。故三键的亲电加成比双键慢。当分子中当分子中同时含有双键和三键时同时含有双键和三键时,反应将,反应将优先发生优先发生在双键上。在双键上。(2)卤素对不饱和烃加成的反应活性:卤素对不饱和烃加成的反应活性:F2 ClCl2 2 BrBr2 2 I I2 2 氟与不饱和烃的加成异常猛烈,而碘与不饱和烃的氟与不饱和烃的加成异常猛烈,而碘与不饱和烃的加成较为困难。因此,加卤素通常指的是加成较为困难。因
9、此,加卤素通常指的是加氯加氯和和加溴加溴。第15页,此课件共78页哦 (3 3)反应机理:)反应机理:这一实验事实告诉我们:这一实验事实告诉我们:极性分子的存在可以加速极性分子的存在可以加速反应的进行。反应的进行。第16页,此课件共78页哦 解释解释:乙烯的乙烯的键流动性大,易受外加试剂的影响而极化。键流动性大,易受外加试剂的影响而极化。第17页,此课件共78页哦 实验事实告诉我们:该加成反应一定是实验事实告诉我们:该加成反应一定是分步进行的。分步进行的。否则,不会有否则,不会有1-氯氯-2-溴乙烷和溴乙烷和2-溴乙醇生成。溴乙醇生成。问题问题:在反应体系中存在在反应体系中存在 Cl-、Br+
10、、BrBr-三种离子,那么,三种离子,那么,是哪一种离子首先进攻呢?是哪一种离子首先进攻呢?可以断定是可以断定是BrBr+首先进攻首先进攻。否则不会有。否则不会有1,2-1,2-二溴乙烷二溴乙烷的生成。的生成。问题问题:BrBr-为什么不首先进攻带有部分正电核的双键为什么不首先进攻带有部分正电核的双键碳原子呢?碳原子呢?(思考)(思考)第18页,此课件共78页哦 实验事实告诉我们:既然产物以反实验事实告诉我们:既然产物以反-1,2-二溴环戊烷为二溴环戊烷为主,主,反应中间体就不会是实验事实反应中间体就不会是实验事实(二二)所提供的中间体碳所提供的中间体碳正离子。正离子。第19页,此课件共78页
11、哦 公认的反应历程:公认的反应历程:该反应的关键步骤是因该反应的关键步骤是因 的进攻引起的,因此,的进攻引起的,因此,这这是一个亲电加成反应。是一个亲电加成反应。第20页,此课件共78页哦 在该反应中,在该反应中,Br2分子共价键的断键方式为异裂,故分子共价键的断键方式为异裂,故该反应属于该反应属于离子型反应。离子型反应。第21页,此课件共78页哦2.加卤化氢加卤化氢(1)反应历程:)反应历程:不饱和烃和卤化氢加成的反应历程与加卤素相似,不饱和烃和卤化氢加成的反应历程与加卤素相似,也是分步进行的离子型亲电加成反应。也是分步进行的离子型亲电加成反应。不同的是:不同的是:a.第第一步进攻的是一步进
12、攻的是H+;b.不生成鎓离子,而是生成碳正离子不生成鎓离子,而是生成碳正离子中间体;中间体;c.第二步第二步X的进攻也不一定是反式加成。的进攻也不一定是反式加成。第22页,此课件共78页哦(2)HX对烯烃加成的相对活性:对烯烃加成的相对活性:通常指的是前三种。这是因为:通常指的是前三种。这是因为:在在HF中,中,F的原子半径小,但电负性大,故对的原子半径小,但电负性大,故对H原子原子的束缚力较大,不易离解出的束缚力较大,不易离解出H+和和F。值得注意的是值得注意的是:该反应通常是将干燥的该反应通常是将干燥的HX气体直接气体直接通入烯烃进行反应。有时使用既能溶解极性的通入烯烃进行反应。有时使用既
13、能溶解极性的HX,又能,又能溶解非极性的烯烃的中等极性的溶剂、醋酸,若使用浓溶解非极性的烯烃的中等极性的溶剂、醋酸,若使用浓度大的度大的HX,需在,需在AlCl3的催化下进行反应。的催化下进行反应。第23页,此课件共78页哦该反应该反应不使用不使用HX的水溶液,的水溶液,以避免烯烃与水加成。以避免烯烃与水加成。(3)不对称烯烃的加成取向及理论解释)不对称烯烃的加成取向及理论解释:根据大量的实验事实,俄国化学家根据大量的实验事实,俄国化学家Markovnikov总结总结出:出:不对称烯烃与卤化氢等极性试剂加成时,氢原子总不对称烯烃与卤化氢等极性试剂加成时,氢原子总是加到含氢较多的双键碳原子上,卤
14、原子是加到含氢较多的双键碳原子上,卤原子(或其它原子或或其它原子或基团基团)则加到含氢较少或不含氢的双键碳原子上。则加到含氢较少或不含氢的双键碳原子上。这一经这一经第24页,此课件共78页哦验规则称为验规则称为Markovnikov规则,规则,简称简称“马氏规则马氏规则”。不对称炔烃与卤化氢等极性加成,同样服从不对称炔烃与卤化氢等极性加成,同样服从“马氏规马氏规则则”。Markovnikov规则的理论解释:规则的理论解释:按反应历程,反应的第一步要生成碳正离子,以丙烯按反应历程,反应的第一步要生成碳正离子,以丙烯为例,则有两种可能:为例,则有两种可能:第25页,此课件共78页哦反应的速率和方向
15、往往取决于反应活性中间体生成反应的速率和方向往往取决于反应活性中间体生成的难易程度,即活化能的高低。的难易程度,即活化能的高低。显然,活性中显然,活性中间体间体()所需要的所需要的活化能较低,容易活化能较低,容易生成。生成。第26页,此课件共78页哦容易生成的碳正离子也一定是稳定的碳正离子。一容易生成的碳正离子也一定是稳定的碳正离子。一般烷基碳正离子的稳定性次序为:般烷基碳正离子的稳定性次序为:碳正离子这样的稳定性次序是分子内原子间相互影碳正离子这样的稳定性次序是分子内原子间相互影响的结果。响的结果。第27页,此课件共78页哦由此可见,烯烃与极性试剂加成的相对活性顺序应该是:由此可见,烯烃与极
16、性试剂加成的相对活性顺序应该是:Markovnikov规则的另一种表述方式:规则的另一种表述方式:若亲电试剂分子中不含若亲电试剂分子中不含H原子,又怎样来表述原子,又怎样来表述“马氏马氏第28页,此课件共78页哦规则规则”呢?如:呢?如:不对称烯烃与极性试剂加成时,试剂中带有部分正不对称烯烃与极性试剂加成时,试剂中带有部分正电荷的原子或基团总是加到带有部分负电荷的重键碳原电荷的原子或基团总是加到带有部分负电荷的重键碳原子上,而试剂中带有部分负电荷的原子或基团总是加到子上,而试剂中带有部分负电荷的原子或基团总是加到带有部分正电荷的重键碳原子上。带有部分正电荷的重键碳原子上。第29页,此课件共78
17、页哦(4)碳正离子的重排碳正离子的重排第30页,此课件共78页哦(5)反应的立体化学:)反应的立体化学:结论结论:产物为外消旋体。产物为外消旋体。炔烃与卤化氢加成,在相应卤离子存在下,通常进炔烃与卤化氢加成,在相应卤离子存在下,通常进行反式加成。例如:行反式加成。例如:第31页,此课件共78页哦3.加水反应加水反应 烯烃直接水合生成醇的反应需在酸催化下进行烯烃直接水合生成醇的反应需在酸催化下进行(常用常用的酸为硫酸或磷酸的酸为硫酸或磷酸)。第32页,此课件共78页哦结论结论:烯烃直接水合,除乙烯得到乙醇外,其它烯烃都将烯烃直接水合,除乙烯得到乙醇外,其它烯烃都将得到得到仲醇或叔醇仲醇或叔醇(间
18、接水合也具有同样的规律间接水合也具有同样的规律)。然而,炔烃的直接水合是较为困难的,它需在硫酸然而,炔烃的直接水合是较为困难的,它需在硫酸汞的硫酸溶液的催化下才容易发生加成反应。汞的硫酸溶液的催化下才容易发生加成反应。第33页,此课件共78页哦结论结论:炔烃水合,除乙炔得到乙醛外,炔烃水合,除乙炔得到乙醛外,一烷基炔都将得到一烷基炔都将得到甲基酮,甲基酮,二烷基炔二烷基炔(RCH3)都将得到非甲基酮。都将得到非甲基酮。练习练习:完成下列反应:完成下列反应:第34页,此课件共78页哦 小结小结:第35页,此课件共78页哦 练习练习:1.完成下列反应完成下列反应(包括立体化学产物包括立体化学产物)
19、:2.下列各组化合物在与溴进行加成反应时,指出每组下列各组化合物在与溴进行加成反应时,指出每组中哪一个反应较快?为什么?中哪一个反应较快?为什么?第36页,此课件共78页哦3.写出下列反应的反应历程:写出下列反应的反应历程:(1)环戊烯在溴化钠水溶液中与溴反应,得到反环戊烯在溴化钠水溶液中与溴反应,得到反-1,2-二溴环戊烷和反二溴环戊烷和反-2-溴环戊醇,试写出其反应历程。溴环戊醇,试写出其反应历程。(2)氯化氢与氯化氢与3,3-二甲基二甲基-1-丁烯加成,得到丁烯加成,得到2,2-二甲基二甲基-3-氯丁烷和氯丁烷和2,3-二甲基二甲基-2-氯丁烷,试写出其反应历程。氯丁烷,试写出其反应历程
20、。(3)一旋光性化合物一旋光性化合物与氯化氢发生加与氯化氢发生加成反应,试写出其反应历程,并说明产物有无旋光性。成反应,试写出其反应历程,并说明产物有无旋光性。第37页,此课件共78页哦4.过氧化物效应过氧化物效应象这种由于过氧化物的存在而引起烯烃加成象这种由于过氧化物的存在而引起烯烃加成取向改变的现象,称为取向改变的现象,称为过氧化物效应,过氧化物效应,又称卡拉又称卡拉施施(Kharasch)效应。效应。第38页,此课件共78页哦常用的过氧化物:常用的过氧化物:为什么过氧化物的存在就能改变加成反应的为什么过氧化物的存在就能改变加成反应的取向呢?取向呢?这是因为过氧化物的这是因为过氧化物的OO
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 烯烃 课件
限制150内