第四章炔和二烯烃优秀PPT.ppt
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1、第四章炔和二烯烃第四章炔和二烯烃第一页,本课件共有65页一、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二页,本课件共有65页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置于于名名词词之之前前,侧侧链链基基团团则则作作为为主主链链上上的的取代基来命名。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-己炔己炔第三页,本课件共有65页 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两个数字之和取最小小。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-炔炔第四页,本课件共有65页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五页,本课件共有65页乙炔分子是一个线形分子,四个原子都排布在同一条直线上.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、乙炔的结构第六页,本课件共有65页sp杂化杂化三键三键第七页,本课件共有65页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.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
4、们是Csp-Csp和和C Csp-Hs.2、乙炔分子中的乙炔分子中的 键键第八页,本课件共有65页 C:2s C:2s22p2 2s12px x1 12py1 12pz1 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,不同碳 原子的p轨道又是相互平行的.一个碳原子的两个一个碳原子的两个p p轨道和另一个碳原子对应的两 个p轨道轨道,在侧面交盖形成在侧面交盖形成两个碳碳键.3、乙炔的乙炔的 键键第九页,本课件共有65页 杂化轨道理论:两两个个成成键键轨轨道道(1,2),两两个个反反键键轨轨道道(1*,2*)两个互相垂直的 键中电子云的分布位于键键轴轴的的上上下下和和
5、前前后后部部位位,当当轨道重叠后,其电子云形成以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 电子云电子云第十页,本课件共有65页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 0.108 611炔烃碳炔烃碳:sp 180 直线型直线型 0.120 0.106 837第十一页,本课件共有65页三、炔烃的物理性质三、炔烃的物理性质(1)(1)炔烃的物理性质和烷烃炔烃的物理性质和烷烃,
6、烯烃基本相似烯烃基本相似;(2)(2)(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的烯但沸点比相同碳原子的烯但沸点比相同碳原子的烯但沸点比相同碳原子的烯烃略高烃略高烃略高烃略高;(3)(3)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.(4)(4)叁键位于碳链末端的炔烃叁键位于碳链末端的炔烃(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)(5)(5)炔烃不溶于水炔烃不溶于水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
7、有机溶剂但易溶于极性小的有机溶剂但易溶于极性小的有机溶剂,如石油醚如石油醚如石油醚如石油醚,苯苯苯苯,乙醚乙醚乙醚乙醚,四氯化碳等四氯化碳等四氯化碳等四氯化碳等.第十二页,本课件共有65页四、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(电子键(电子云密度大,易发云密度大,易发生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十三页,本课件共有65页1、炔氢的活泼性、炔氢的活泼性1 1)炔氢的弱酸性)炔氢的弱酸性)炔氢的弱酸性)炔氢的弱酸性碳原子的杂化状态碳原子的杂化状态 sp sp2
8、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第十四页,本课件共有65页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十六页,本课件共有65页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 CAg+2 Ag(NH3)2NO3CHCH+2 Cu(N
9、H3)2ClC CuCCu+2 NH4Cl +2NH3C CuCCu+2 HClHC CH+2 CuCl易爆!易爆!危险危险第十七页,本课件共有65页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.第十八页,本课件共有65页注意注意注意注意:控制加氢条件,可得到烯烃:控制加氢条件,可得到烯烃:控制加氢条件,可得到烯烃:控制加氢条件,可得到烯烃RC
10、CRCCRHHRCCRHRHNa/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第十九页,本课件共有65页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%第二十页,本课件共有65页
11、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到烷基上散到烷基上散到烷基上散到烷基上.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,不易
12、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轨道轨道第二十一页,本课件共有65页(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。第二十二页,本课件共有65页*和和烯烯烃烃情情况况相相似似,在在光光光光或或过过过过氧氧氧氧化化化
13、化物物物物存存在在下下,炔炔烃烃和和HBrHBr的的加加成成也也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,得得得得到到到到是是是是反反马马尔尔科科夫夫尼尼科科夫规律夫规律的产物的产物.CH3CCH+CH+HBr Br Br CH3 C=C H H 光光-60 炔烃与炔烃与HBr也有也有过氧过氧化物效应化物效应!第二十三页,本课件共有65页(3)与)与H2O的加成:的加成:符合马氏规则。符合马氏规则。CHHCCH+H2OHgSO4H2SO4CH2OHCH3COHCCHRCH3CROH3OHgCCH2ROH2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
14、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分子的反应。稳定的分子的反应。烯醇式烯醇式 酮式酮式第二十四页,本课件共有65页乙 醛 的总 键 能2741kJ/molkJ/mol比 乙 烯 醇 的 总 键 能2678kJ/mol大,即乙醛比乙烯醇稳定.由于两者能量差别不大(63kJ/mol),在酸存在下,它们中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?第二十五页,本课件共有65页3 3)亲核加成)亲核加成概念:由亲核试剂进攻而引起
15、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二十六页,本课件共有65页反应历程反应历程:第二十七页,本课件共有65页(2)与)与HCN的加成的加成(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)2,150-180o
16、CCH2=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第二十八页,本课件共有65页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不适宜作为羧酸或二酮的制备方法。备方法。RC CRKMnO4(冷,稀,(冷,稀,H2O,pH7.5)KMnO4(H2O,100oC)KMnO4(H+,25oC)RCOOH+RCOOHRCOOH+RCOOH第二十九页,本课件共有65页只生成几个分子的聚合物只生成几个分
17、子的聚合物 CH CH CH+CHCH CH2 2=CH-C CH 乙烯基乙炔 CH2=CH-C CH CH2 2=CH-C C-CH=CH2 2 二乙烯基乙炔 3 CHCH 4 CHCH 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、聚合反应聚合反应第三十页,本课件共有65页乙炔的二聚物和乙炔的二聚物和HClHCl加成加成 CH2 2=CH-C=CH-CCH+HCl CH2=C-CH=CH=C-CH=CH2 2 Cl 氯丁橡胶的单体氯丁橡胶的单体 Cu2Cl2+NH4Cl2-氯氯-1,3-丁烯丁烯第三十一页
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