第三章 不饱和烃烯烃和炔烃PPT讲稿.ppt
《第三章 不饱和烃烯烃和炔烃PPT讲稿.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第三章 不饱和烃烯烃和炔烃PPT讲稿.ppt(68页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第三章 不饱和烃烯烃和炔烃第1页,共68页,编辑于2022年,星期二第第 三章三章 烯烃和炔烃烯烃和炔烃教学重点教学重点1.烯烃的Z/E命名法2.烯烃的马氏加成规则、亲电加成概念;常见的马氏加成反应。3.烯烃的氧化反应,及其应用。第2页,共68页,编辑于2022年,星期二(1)乙烯分子所有的碳和氢原子都分布在同一平面乙烯分子所有的碳和氢原子都分布在同一平面.双双键键上上的的碳碳采采取取 sp2杂杂化化,形形成成处处于于同同一一平平面面上上的的三三个个 sp2 杂化轨道杂化轨道3.2.1 乙烯的结构乙烯的结构3.2 烯烃的结构烯烃的结构第3页,共68页,编辑于2022年,星期二sp2杂化轨道和乙
2、烯的杂化轨道和乙烯的 键键(2)sp2杂化轨道杂化轨道第4页,共68页,编辑于2022年,星期二C:2s12px12py12pz1碳原子上未参加杂化的碳原子上未参加杂化的p轨道轨道,它们的对称轴它们的对称轴垂直垂直于乙烯分子于乙烯分子所在的平面所在的平面,它们相互平行以侧它们相互平行以侧面相互交盖而形成面相互交盖而形成 键键.(3)乙烯的乙烯的 键键 键没有键没有轴对称轴对称,不能左右旋转不能左右旋转.第5页,共68页,编辑于2022年,星期二组成组成 键的电子称为键的电子称为 电子电子;组成组成 键的电子称为键的电子称为 电子电子;成成键键轨轨道道 *反反键键轨轨道道乙烯的乙烯的 成成键轨道
3、和键轨道和 *反键轨道反键轨道乙烯的乙烯的 成成键轨道和键轨道和 *反键轨道形成示意图反键轨道形成示意图第6页,共68页,编辑于2022年,星期二 键电子云集中在两核之间键电子云集中在两核之间,不易与外界试剂接近不易与外界试剂接近;双双键键是是由由四四个个电电子子组组成成,相相对对单单键键来来说说,电电子子云云密密度度更更大大;且且构构成成 键键的的电电子子云云暴暴露露在在乙乙烯烯分分子子所所在在的的平平面面的的上上方方和和下下方方,易易受亲电试剂受亲电试剂(+)攻击攻击,所以所以双键有亲核性双键有亲核性(-).(4)碳碳单键和双键电子云分布的比较碳碳单键和双键电子云分布的比较C-C 键键C-
4、C 键键电子云不易与外界接近电子云不易与外界接近电子云暴露在外电子云暴露在外.易接近亲电试剂易接近亲电试剂第7页,共68页,编辑于2022年,星期二甲烷的甲烷的H-C-H键角键角109.5C-C单键长单键长:0.154nmC=C双键键长双键键长:0.133nm断裂乙烷断裂乙烷C-C 单键需要单键需要 347kJ/mol断裂双键需要断裂双键需要611kJ/mol;说明碳碳说明碳碳 键断裂需要键断裂需要264kJ/mol(5)乙烯的结构对键长乙烯的结构对键长,键角的影响键角的影响双键使烯烃有较大的活性双键使烯烃有较大的活性第9页,共68页,编辑于2022年,星期二由由于于双双键键不不能能自自由由旋
5、旋转转,当当双双键键的的两两个个碳碳原原子子各各连连接接不同的原子或基团时不同的原子或基团时,可能产生不同的异构体可能产生不同的异构体.3.2.2 顺反异构现象顺反异构现象(立体异构现象立体异构现象)第10页,共68页,编辑于2022年,星期二 a a a b C=C C=C b b b a只只要要任任何何一一个个双双键键上上的的同同一一个个碳碳所所连连接接的的两两个个取取代代基是基是相同相同的的,就没有顺反异构就没有顺反异构.命名命名:在前加一在前加一顺顺(cis-)或或反反(trans-)字表示字表示.条件条件:构成双键的任何一个碳原子上所连接的两个构成双键的任何一个碳原子上所连接的两个原
6、子或基团都要原子或基团都要不同不同;顺式顺式(两个相同基团处于双键同侧两个相同基团处于双键同侧)反式反式(异侧异侧)顺反异构现象顺反异构现象(立体异构现象立体异构现象)第11页,共68页,编辑于2022年,星期二 a a a c C=C C=C a b a d 注注意意:只只要要任任何何一一个个双双键键上上的的同同一一个个碳碳所所连连接接的的两两个个取取代基是代基是相同相同的的,就没有顺反异构就没有顺反异构.顺反异构体,因几何形状(结构)不同,物理性质不同。顺反异构体,因几何形状(结构)不同,物理性质不同。下列结构下列结构没有没有顺反异构顺反异构第12页,共68页,编辑于2022年,星期二 C
7、H3 CH3 CH3 CH3 C=C C=C H H H Cl CH3 H CH3CH2 CH3 C=C C=C H CH3 H H 例如例如:顺顺-2-丁烯丁烯反反-2-丁烯丁烯顺顺-2-氯氯-2-丁烯丁烯顺顺-2-戊烯戊烯第13页,共68页,编辑于2022年,星期二若若顺顺反反异异构构体体的的双双键键碳碳原原子子上上没没有有相相同同基基团团,顺顺反反的的命名发生困难命名发生困难.Br Cl Br H C=C C=C CH3 H CH3 Cl3.3 E-Z标记法标记法次序规则次序规则IUPAC规定规定:E-Entgegen-表示表示“相反相反”Z-Zusammen-表示表示“共同共同”第14
8、页,共68页,编辑于2022年,星期二 a b a b C=C C=C a b a b(aa,bb;aa,ba,bb;ab)Z-次序在前的取代基次序在前的取代基(a和和 b)在双键的在双键的同侧同侧;E-次序在前的取代基次序在前的取代基(a和和 b)在双键的在双键的异侧异侧a,a,b,b为次序为次序,由次序规则定由次序规则定.(1)Z构型构型(2)E 构型构型同碳上下比较同碳上下比较第15页,共68页,编辑于2022年,星期二(1)首首先先由由和和双双键键碳碳原原子子直直接接相相连连原原子子的的原原子子序序数数决决定定,大大的的在前:在前:IBrClSPFONCD(氘氘1中子中子)H -Br
9、-OH -NH2 -CH3 -H(2)若若双双键键碳碳原原子子直直接接相相连连第第一一原原子子的的原原子子序序数数相相同同,则则比较以后的原子序数比较以后的原子序数 -CH2CH3 -CH3(3)取取代代基基为为不不饱饱和和基基团团,应应把把双双键键或或三三键键原原子子看看成成是是它它以以单键和多个原子相连单键和多个原子相连:C C CCC C-CH=CH2 相当于相当于-CH-CH2,-C C 相当于相当于-C-CHE-Z标记法标记法次序规则次序规则第16页,共68页,编辑于2022年,星期二-CCl3-CHCl2-COCl-CH2Cl-COORCOOH.例例1:Br Cl C=C H3C
10、H例例2:H3C CH2CH2CH3 C=C CH3CH2 CH2CH3例例3:Br Cl C=C Cl H注意注意:顺式不一定是顺式不一定是Z构型构型;反式不一定是反式不一定是E构型构型.(Z)-1-氯氯-2-溴丙烯溴丙烯(E)-3-甲基甲基-4-乙基乙基-3-庚烯庚烯(Z)-1,2-二氯二氯-1-溴乙烯溴乙烯第17页,共68页,编辑于2022年,星期二碳碳双键碳碳双键断裂乙烷断裂乙烷C-C 单键需要单键需要347kJ/mol断裂双键需要断裂双键需要611kJ/mol;说明碳碳说明碳碳 键断裂需要键断裂需要264kJ/mol双键使烯烃有较大的活性双键使烯烃有较大的活性.-烯烯烃烃在在起起化化
11、学学反反应应时时往往往往随随着着 键键的的断断裂裂又又生生成成两两个个新新的的 键键,即即在在双双键键碳碳上上各各加加一一个个原原子子或或基团基团.C=CC=C CH3-CH CH2 -和和杂杂化化碳碳原原子子相相连连的的甲甲基基及及其其它它烷烷基基都都有有给给电电子子性性或或供供电电性性(与与相相连连的的氢氢原原子子比比较较).这这是是分分子子内内各各原原子子间间静静电电的的诱诱导导作作用用而而形形成成电电子子云云偏偏移移的的结结果果,电电子子云云偏偏移移往往往往使使共共价价键键的的极极性性也也发发生生变变化化.这这种种因因某某一一原原子子或或基基团团的的电电负负性性(sspsp2sp3p)
12、而而引引起起电电子子云云沿着键链向某一方向移动的效应叫诱导效应沿着键链向某一方向移动的效应叫诱导效应.由由于于诱诱导导效效应应,也也由由于于超超共共轭轭效效应应,三三个个甲甲基基都都将将电电子子云云推推向向正正碳碳原原子子,就就减减低低了了正正碳碳原原子子的的正正电电性性,或或者者说说,它它的的正正电电荷荷并并不不是是集集中中在在正正碳碳原子上原子上,而是分散到三个甲基上而是分散到三个甲基上.+诱导效应诱导效应诱导效应诱导效应按照静电学按照静电学,一个带电体系一个带电体系,电荷越分散电荷越分散,体系越稳定体系越稳定.稳定性比较稳定性比较+第29页,共68页,编辑于2022年,星期二 CH3 C
13、H3 HCH3CCH3 CH3 C CH3-C CH3 H H +比较伯比较伯,仲仲,叔碳正离子和甲基碳正离子的稳定性叔碳正离子和甲基碳正离子的稳定性叔叔(30)R+仲仲(20)R+伯伯(10)R+CH3+补充补充:比较下列碳正离子的稳定性比较下列碳正离子的稳定性,由大到小顺序排列由大到小顺序排列:第30页,共68页,编辑于2022年,星期二由此解释了由此解释了马尔科夫尼科夫马尔科夫尼科夫规律规律这是由于生成更稳定的活性中间体碳正离子的需要这是由于生成更稳定的活性中间体碳正离子的需要.补充:烯烃与补充:烯烃与HX的加成会出现重排反应(这是碳正的加成会出现重排反应(这是碳正 离子反应历程的一种重
14、要现象)离子反应历程的一种重要现象)第31页,共68页,编辑于2022年,星期二重排反应重排反应分子中原子的排列发生变化。发生在碳正离子的重排,分子中原子的排列发生变化。发生在碳正离子的重排,称称碳正离子重排碳正离子重排。反应经历碳正离子中间体。反应经历碳正离子中间体。1,2-1,2-甲基迁移、甲基迁移、1,2-1,2-负氢迁移。重排为更稳定的负氢迁移。重排为更稳定的 碳正离子。碳正离子。第32页,共68页,编辑于2022年,星期二写写出出反反应应机机制制及及其其中中间间体体,并并加加以以解解释。释。负氢重排负氢重排C+2 3 解:解:思思考考:为为什什么么H+加在加在1上?上?受受甲甲基基影
15、影响响,C-1电电子子云云密密度度增加,故增加,故H+加到加到C-1上。上。补例补例1环状环状C+的重排的重排第33页,共68页,编辑于2022年,星期二(2-1)与与浓硫酸浓硫酸反应反应,生成烷基硫酸生成烷基硫酸(或叫酸性硫酸酯或叫酸性硫酸酯)CH2=CH2+HO-SO2-OH CH3-CH2-OSO3H(2-2)也和也和 HCl 的加成一样的加成一样,符合马尔科夫尼科夫规律符合马尔科夫尼科夫规律 CH3 CH3 C=CH2 +H2SO4 C-CH3 CH3 CH3 OSO3H 2-甲基丙烯甲基丙烯 叔丁基硫酸叔丁基硫酸 (2)烯烃烯烃H2SO4与的加成与的加成第34页,共68页,编辑于20
16、22年,星期二(2-3)烷基硫酸的烷基硫酸的水解水解(烯烃的间接水合烯烃的间接水合)-制醇制醇 CH3-CH2-OSO3H+H2O CH3-CH2-OH+H2SO4?-丙烯丙烯(CH3-CH=CH2)+硫酸硫酸,再水解的产物再水解的产物?注意生成物注意生成物仲醇(符合马氏加成(仲醇(符合马氏加成(H-OH)(2-4)烯烃与烷烃的分离烯烃与烷烃的分离第35页,共68页,编辑于2022年,星期二在酸催化下在酸催化下:C=CCH-C+CH-CCH-C-+OH2 OH.催化剂催化剂:载于硅藻土上的磷酸载于硅藻土上的磷酸.300,78MPa CH2=CH2+H2O CH3-CH2-OHH2O-H+(3)
17、烯烃与水的加成烯烃与水的加成由由于于碳碳正正离离子子可可以以和和水水中中杂杂质质作作用用,副副产产物物多多,另另碳碳正正离离子子可可重重排排,产产物复杂,故无工业使用价值,但物复杂,故无工业使用价值,但合成题中也常用合成题中也常用。工业上乙烯与水直接水合工业上乙烯与水直接水合制乙醇(简单醇)制乙醇(简单醇)第36页,共68页,编辑于2022年,星期二烯烯烃烃容容易易与与氯氯,溴溴发发生生加加成成反反应应.碘碘一一般般不不与与烯烯烃烃反反应应.氟氟与与烯烯烃反应太剧烈烃反应太剧烈,往往得到碳链断裂的各种产物往往得到碳链断裂的各种产物.烯烃与溴作用烯烃与溴作用,通常以通常以CCl4为溶剂为溶剂,在
- 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:
- 第三章 不饱和烃烯烃和炔烃PPT讲稿 第三 不饱和 烯烃 PPT 讲稿
限制150内