第四章炔和二烯烃精选PPT.ppt
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1、第四章炔和二烯烃第四章炔和二烯烃第1页,此课件共65页哦一、炔烃的异构与命名一、炔烃的异构与命名1、异构现象、异构现象位置异构位置异构碳碳链链异构异构第2页,此课件共65页哦2、系统命名法、系统命名法炔烃的命名法和烯烃相似,只将炔烃的命名法和烯烃相似,只将“烯烯”字改为字改为“炔炔”。以以包包含含叁叁键键在在内内的的最最长长碳碳链链为为主主链链,按按主主链链的的碳碳原原子子数数命命名名为为某某炔炔,代代表表叁叁键键位位置置的的阿阿拉拉伯伯数数字字以以取取最最小小的的为为原原则则而而置于名词之前置于名词之前,侧链基团则作为主链上的取代基来命名。侧链基团则作为主链上的取代基来命名。4-甲基(甲基(
2、-1-)戊炔)戊炔CH3CHCH2C CHCH3CH3CHCCCHCH3CH3CH32,5-二甲基二甲基-3-己炔己炔第3页,此课件共65页哦 1)含有双键的炔烃命名时,)含有双键的炔烃命名时,先烯后炔先烯后炔。2)编号:表示双键与叁键位置的)编号:表示双键与叁键位置的两个数字之和取最小两个数字之和取最小。注意:注意:CH3-CH=CH-C CH3-戊烯戊烯-1-炔炔(不叫不叫2-戊烯戊烯-4-炔炔)CH3C CCHCH2CHC2H5CH27 6 5 4 3 2 14-乙基乙基-1-庚烯庚烯-5-炔炔第4页,此课件共65页哦3、衍生命名法、衍生命名法命名规则:看作是乙炔的衍生物命名规则:看作是
3、乙炔的衍生物 CH3CH2C CCH3 CH2=CH-C CH 系统法系统法:2-戊炔戊炔 1-丁烯丁烯-3-炔炔衍生物法衍生物法:甲基乙基乙炔甲基乙基乙炔 乙烯基乙炔乙烯基乙炔第5页,此课件共65页哦 乙乙炔炔分分子子是是一一个个线线形形分分子子,四四个个原原子子都都排排布布在在同同一一条条直直线线上上.乙炔的两个碳原子共用了三对电子.二、二、炔烃的结构炔烃的结构1、乙炔的结构、乙炔的结构第6页,此课件共65页哦sp杂化杂化三键三键第7页,此课件共65页哦 由由炔炔烃烃叁叁键键一一个个碳碳原原子子上上的的两两个个spsp杂杂化化轨轨道道所所组组成成的的键则是在同一直线上方向相反的两个键键则是
4、在同一直线上方向相反的两个键.在乙炔中,每个碳原子各形成了两个具有圆柱形轴对称的 键.它们是C Csp-C-Csp和C Csp-Hs s.2、乙炔分子中的乙炔分子中的 键键第8页,此课件共65页哦 C:2s C:2s2 22p2p2 2s12p2px x12p2py1 12p2pz1 1 乙炔的每个碳原子还各有两个相互 垂直的未参加杂化的垂直的未参加杂化的p轨道轨道,不同碳不同碳 原子的原子的p p轨道又是相互平行的轨道又是相互平行的.一个碳原子的两个p p轨道和另一个碳原子对应的两轨道和另一个碳原子对应的两 个p p轨道,在侧面交盖形成两个两个碳碳 键.3、乙炔的乙炔的 键键第9页,此课件共
5、65页哦 杂化轨道理论:两两个个成成键键轨轨道道(1 1,2),两个反键轨道(1 1*,2*)两两个个互互相相垂垂直直的的 键中电子云的分布位于 键键轴轴的的上上下下和和前前后后部部位位,当当 轨轨道道重重叠叠后后,其其电电子子云云形形成成以以C-C C-C 键为对称轴的圆筒形状。4、乙炔分子的圆筒形乙炔分子的圆筒形 电子云电子云第10页,此课件共65页哦5、总结总结 杂化杂化 键角键角 结构结构 碳碳键长碳碳键长 碳氢键长碳氢键长 键能键能烷烃碳烷烃碳:sp3 109。5 正四面体正四面体 0.154 0.110 347烯烃碳烯烃碳:sp2 120 平面三角形平面三角形 0.133 0.10
6、8 611炔烃碳炔烃碳:sp 180 直线型直线型 0.120 0.106 837第11页,此课件共65页哦三、炔烃的物理性质三、炔烃的物理性质(1)(1)(1)(1)炔烃的物理性质和烷烃炔烃的物理性质和烷烃炔烃的物理性质和烷烃炔烃的物理性质和烷烃,烯烃基本相似烯烃基本相似烯烃基本相似烯烃基本相似;(2)(2)低级的炔烃在常温下是气体低级的炔烃在常温下是气体,但沸点比相同碳原子但沸点比相同碳原子的烯烃略高的烯烃略高;(3)(3)(3)(3)随着碳原子数的增加随着碳原子数的增加随着碳原子数的增加随着碳原子数的增加,沸点升高沸点升高沸点升高沸点升高.(4)(4)叁键位于碳链末端的炔烃叁键位于碳链末
7、端的炔烃(又称末端炔烃又称末端炔烃)的沸点低的沸点低于叁键位于碳链中间的异构体。于叁键位于碳链中间的异构体。(5)(5)炔烃不溶于水炔烃不溶于水,但易溶于极性小的有机溶剂但易溶于极性小的有机溶剂,如石油如石油醚醚,苯苯,乙醚乙醚,四氯化碳等四氯化碳等.第12页,此课件共65页哦四、炔烃的化学性质四、炔烃的化学性质连在电负性较强的连在电负性较强的原子上的氢原子上的氢酸酸性性碳碳碳碳键(电子云键(电子云密度大,易发生密度大,易发生亲电加成亲电加成)核较为暴露的核较为暴露的sp杂杂化的碳,易发生化的碳,易发生亲亲核加成核加成第13页,此课件共65页哦1、炔氢的活泼性、炔氢的活泼性1)炔氢的弱酸性)炔
8、氢的弱酸性碳原子的杂化状态碳原子的杂化状态 sp sp2 sp3s成分成分/%50 33 25电负性电负性 3.29 2.73 2.48 H2O HC CH NH3 CH2=C H2 CH3C H3pKa 15.7 25 34 36.5 42第14页,此课件共65页哦2 2)炔化物的生成)炔化物的生成)炔化物的生成)炔化物的生成乙炔钠乙炔钠有机合成中有机合成中增长碳链增长碳链第16页,此课件共65页哦炔化银与炔化亚铜炔化银与炔化亚铜用途:用途:a a、末端炔烃末端炔烃的定性的定性检验检验bb、分离,提纯分离,提纯末端炔末端炔(白色)(白色)(棕红色)(棕红色)CH3CH2C CHCH3CH2C
9、 CAg+2 Ag(NH3)2NO3CHCH+2 Cu(NH3)2ClC CuCCu+2 NH4Cl +2NH3C CuCCu+2 HClHC CH+2 CuCl易爆!易爆!危险危险第17页,此课件共65页哦2 2、加成反应、加成反应、加成反应、加成反应1)催化加氢)催化加氢催化剂:催化剂:Pt、Pd、Ni等等(难控制难控制)HC CH+H2 H2C=CH2 氢化热氢化热=175kJ/mol H2C=CH2 +H2 H3C-CH3 氢化热氢化热=137kJ/mol所以所以,乙炔加氢更容易乙炔加氢更容易.第18页,此课件共65页哦注意注意注意注意:控制加氢条件,可得到烯烃:控制加氢条件,可得到烯
10、烃RCCRCCRHHRCCRHRHNa/NH3(液液)H2lindlar 催催化化剂剂反反式式加加成成顺顺式式加加成成lindlar 催催化化剂剂=P Pd d/B Ba aS SO O4 4+喹喹啉啉或或 P Pd d/C Ca aC CO O3 3+P Pb bO O第19页,此课件共65页哦2)亲电加成(与烯烃相似)亲电加成(与烯烃相似)(1)与)与卤素卤素的加成:的加成:活性:烯烃活性:烯烃炔烃炔烃HCCHCHCHCHCl2CHCl2Cl2ClClCl2HCCHCHCHBrBr稀稀溴溴水水CH2CH2CCHCHCH2CH2CCHCHBr2(1mol)BrBr90%第20页,此课件共65
11、页哦 烷烷烷烷基基基基碳碳碳碳正正正正离离离离子子子子(中中中中间间间间体体体体)正正正正碳碳碳碳原原原原子子子子是是是是spsp2 2杂杂杂杂化化化化状状状状态态态态,它它它它的的的的正正正正电电电电荷荷荷荷易易易易分分分分散散散散到烷基上到烷基上到烷基上到烷基上.烯烯烯烯基基基基碳碳碳碳正正正正离离离离子子子子(中中中中间间间间体体体体)spsp杂杂杂杂化化化化状状状状态态态态,正正正正电电电电荷荷荷荷不不不不易易易易分分分分散散散散.所所所所以以以以能能能能量量量量高高高高,不稳定不稳定不稳定不稳定.形成时需要更高的活化能形成时需要更高的活化能形成时需要更高的活化能形成时需要更高的活化能
12、,不易生成不易生成不易生成不易生成.乙烯和乙炔的电离势能乙烯和乙炔的电离势能(1015和和1088kJ/mol)也说明了这点也说明了这点.*为什么炔烃的亲电加成不如烯烃活泼为什么炔烃的亲电加成不如烯烃活泼?烯基碳正离子的结构烯基碳正离子的结构sp2杂化杂化sp杂化杂化+2个个p轨道轨道第21页,此课件共65页哦(2)与)与HX的加成:的加成:符合马氏规则符合马氏规则.X=Cl、Br、I比烯烃加成要难。比烯烃加成要难。不对称炔烃的加成反应不对称炔烃的加成反应符合马尔科夫尼科夫规律符合马尔科夫尼科夫规律。第22页,此课件共65页哦*和和和和烯烯烯烯烃烃烃烃情情情情况况况况相相相相似似似似,在在光光
13、或或过过氧氧化化物物存存在在下下,炔炔炔炔烃烃烃烃和和和和HBr的的的的加加加加成成成成也也也也是是是是自自自自由由由由基基基基加加加加成成成成反反反反应应应应,得得到到是是反反反反马马马马尔尔尔尔科科科科夫夫夫夫尼尼尼尼科科科科夫夫夫夫规规规规律律律律的产物的产物的产物的产物.CH CH3C CH+HBr Br Br CH3 C=C C=C H H 光光-60 炔烃与炔烃与HBr也有也有过过氧化物效应氧化物效应!第23页,此课件共65页哦(3)与)与H2O的加成:的加成:符合马氏规则。符合马氏规则。CHHCCH+H2OHgSO4H2SO4CH2OHCH3COHCCHRCH3CROH3OHgC
14、CH2ROH2注意区分烯烃水合注意区分烯烃水合反应的条件!反应的条件!烯醇式化合物烯醇式化合物 酮酮重排反应:重排反应:一个分子或离子在反应过程中发生了基团一个分子或离子在反应过程中发生了基团的转移和电子云密度的重新分布而最后生成比较稳定的转移和电子云密度的重新分布而最后生成比较稳定的分子的反应。的分子的反应。烯醇式烯醇式 酮式酮式第24页,此课件共65页哦 乙乙醛醛的的总总键键能能27412741kJ/molkJ/mol比比乙乙烯烯醇醇的的总总键键能能2678kJ/mol2678kJ/mol大大,即乙醛比乙烯醇稳定即乙醛比乙烯醇稳定.由于两者能量差别不大(63kJ/mol),),在在酸酸存存
15、在在下下,它它们们中中间相互变化的活化能很小,两者容易很快的相互转变。间相互变化的活化能很小,两者容易很快的相互转变。为什么?第25页,此课件共65页哦3 3)亲核加成)亲核加成概念:由亲核试剂进攻而引起的加成反应概念:由亲核试剂进攻而引起的加成反应(1 1)与醇的加成)与醇的加成HCCH+CH3OHH2C=CHOCH3KOHT,P甲基乙烯基醚甲基乙烯基醚常用的亲核试剂有:常用的亲核试剂有:ROH(RO-)、)、HCN(-CN)、)、RCOOH(RCOO-)聚合,催化剂聚合,催化剂粘合剂粘合剂第26页,此课件共65页哦反应历程反应历程:第27页,此课件共65页哦(2)与)与HCN的加成的加成(
16、3)与)与CH3COOH的加成的加成CH CH+HCNCH2=CH-CNCuCl2 H2O,70oC聚合,催化剂聚合,催化剂人造羊毛人造羊毛CH CH+CH3COOHZn(OAc)2,150-180oCCH2=CH-OCOCH3聚合,催化剂聚合,催化剂H2O乳胶粘合剂乳胶粘合剂现代胶水现代胶水 CH2-CH n CH2-CH nOCOCH3 CH2-CH nO H第28页,此课件共65页哦3、氧化、氧化用途:用途:1)检验检验叁键的叁键的存在存在2)确定确定叁键的叁键的位置位置3)产率较低,)产率较低,不适宜作为羧酸或二酮的制备不适宜作为羧酸或二酮的制备方法。方法。RC CRKMnO4(冷,稀
17、,(冷,稀,H2O,pH7.5)KMnO4(H2O,100oC)KMnO4(H+,25oC)RCOOH+RCOOHRCOOH+RCOOH第29页,此课件共65页哦 只生成几个分子的聚合物只生成几个分子的聚合物 CH CH CH+CHCH+CHCH CH2 2=CH-C=CH-C CH 乙烯基乙炔 CH2 2=CH-C=CH-C CH CH2 2=CH-C=CH-C C-CH=CH2 二乙烯基乙炔 3 CH CH CH 4 CH 4 CH CH CH Cu2Cl3+NH4ClH2O+CH CH催化剂催化剂Ni(CN)2,(C6H6)3P醚醚苯苯Ni(CN)2醚醚环辛四烯环辛四烯4、聚合反应聚合反
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