有机化学不饱和烃精选PPT.ppt
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1、关于有机化学不饱和烃第1页,讲稿共84张,创作于星期二2.1 单单 烯烯 烃烃单烯烃是指分子中含有一个碳碳双键的不饱和烃。单烯烃是指分子中含有一个碳碳双键的不饱和烃。通式为通式为官能团:官能团:C-C C=C键能键能 345.6 610键长键长1.54 1.33(kJ/mol)()键键能:键键能:264.4kJ/mol第2页,讲稿共84张,创作于星期二一、烯烃的结构一、烯烃的结构 1.SP2 杂化杂化(三条杂化轨道对称轴在同一平面内,夹角(三条杂化轨道对称轴在同一平面内,夹角120o):5个个-bond1个个-bond碳碳双键由碳碳双键由1 个个键和键和1个个键组成,键组成,一般用两条短线来表
2、示,如:一般用两条短线来表示,如:C=C,但两条短线含义不同,但两条短线含义不同。第3页,讲稿共84张,创作于星期二2.-bond和和-bond的性质:的性质:-bond存在形式存在形式可以单独存在可以单独存在(形成共价键时形成共价键时)不单独存在不单独存在(和和-bond共存共存)形成方式形成方式 重叠大重叠大(沿键轴方向沿键轴方向)重叠小重叠小(沿成键方向肩并肩沿成键方向肩并肩)性质性质*电子云呈圆柱形电子云呈圆柱形块状电子云块状电子云*可以自由旋转可以自由旋转(沿键轴方向沿键轴方向)不能自由旋转不能自由旋转(要断要断-bond)*E大大E小小*极化度小极化度小极化度大极化度大 -bond
3、第4页,讲稿共84张,创作于星期二(1)键重叠程度比键重叠程度比键小,不如键小,不如键稳定,容易断裂。键稳定,容易断裂。C=C 键能键能(264.4kJ/mol)小于小于C-C单键键能单键键能(345.6kJ/mol)。(2)键具有较大的流动性键具有较大的流动性,容易受外界电场的影响,电子云易极化,容,容易受外界电场的影响,电子云易极化,容易给出电子发生反应。易给出电子发生反应。由于由于键的电子云不像键的电子云不像键那样集中在两原子键那样集中在两原子核连线上,而是分散成上下两方,故原子核对核连线上,而是分散成上下两方,故原子核对电子的束缚力较小。电子的束缚力较小。3.双键的特殊性质:双键的特殊
4、性质:第5页,讲稿共84张,创作于星期二二、烯烃的同分异构和命名二、烯烃的同分异构和命名 1、烯烃的同分异构现象、烯烃的同分异构现象 烯烃具有双键,其异构现象较烷烃复杂,主要包括烯烃具有双键,其异构现象较烷烃复杂,主要包括碳链碳链异构异构,双键位置不同引起的,双键位置不同引起的位置异构位置异构,及双键两侧的基团在空间,及双键两侧的基团在空间的位置不同引起的的位置不同引起的顺反异构顺反异构。(2)位置异构位置异构:CH3-CH2-CH=CH2 (1-丁烯丁烯)CH3-CH=CH-CH3 (2-丁烯丁烯)(1)碳链异构碳链异构:CH3-CH2-CH=CH2 (1-丁烯丁烯)(CH3)2-C=CH2
5、 (2-甲基丙烯,异丁烯甲基丙烯,异丁烯)第6页,讲稿共84张,创作于星期二C =CCH3CH3HHC =CCH3HHCH3(3)顺反异构顺反异构:组成双键的两个碳原子不能相对自由旋转,使碳原子上连接的基组成双键的两个碳原子不能相对自由旋转,使碳原子上连接的基团在空间的排列不同,形成不同的几何构型。以双键相连的两个碳团在空间的排列不同,形成不同的几何构型。以双键相连的两个碳原子都带有不同的原子或原子团时,都有顺反异构。原子都带有不同的原子或原子团时,都有顺反异构。如果以双键相连的两个碳原子其中如果以双键相连的两个碳原子其中有一个碳原子带有两个相同的原有一个碳原子带有两个相同的原子或原子团子或原
6、子团,则这种分子就,则这种分子就没有顺反异构体没有顺反异构体。顺顺-2-丁烯丁烯反反-2-丁烯丁烯第7页,讲稿共84张,创作于星期二2、烯烃的命名、烯烃的命名(步骤与烷烃相似)(步骤与烷烃相似)(1)选择一个)选择一个含双键的最长含双键的最长的碳链为主链。的碳链为主链。(2)从靠近双键的一端从靠近双键的一端对主链碳原子依次编号。对主链碳原子依次编号。(3)标明双键的位次,写出双键两个碳原子中位次较小的)标明双键的位次,写出双键两个碳原子中位次较小的 一个,放在烯烃名称的前面。一个,放在烯烃名称的前面。2,4-二甲基二甲基-2-己烯己烯2,2,5-三甲基三甲基-3-己烯己烯第8页,讲稿共84张,
7、创作于星期二 (4)烯烃去掉一个氢原子的基团为)烯烃去掉一个氢原子的基团为某烯基某烯基,烯基的编号烯基的编号 自去掉氢的碳原子开始。自去掉氢的碳原子开始。CH2=CH-乙烯基乙烯基 CH3CH=CH-1-丙烯基丙烯基(丙烯基丙烯基)(5)烯烃顺反异构体的命名)烯烃顺反异构体的命名Z/E 标识法标识法a.按照按照定序规则定序规则分别比较同一碳原子上的两个基团的大小;分别比较同一碳原子上的两个基团的大小;b.如果两个大基团在如果两个大基团在双键同侧双键同侧称为称为Z型,在型,在两侧两侧称为称为E型;型;c.将将Z/E连同双键位置标在命名前面。连同双键位置标在命名前面。(E)-3-甲基甲基-2-戊烯
8、戊烯(Z)-3-甲基甲基-2-戊烯戊烯第9页,讲稿共84张,创作于星期二(E)-2-氯氯-2-丁烯丁烯(Z)-2-异丙基异丙基-1-氯氯-1-溴溴-1-戊烯戊烯(E)-5-甲基甲基-2-己烯己烯3(Z)-3-甲基甲基-4-异丙基异丙基-3-庚烯庚烯C=第10页,讲稿共84张,创作于星期二三、烯烃的物理性质三、烯烃的物理性质 沸点、熔点和比重随分子量的增加而上升,比重都沸点、熔点和比重随分子量的增加而上升,比重都小于小于1,一般是无色物质,易溶于有机溶剂,不溶于水。,一般是无色物质,易溶于有机溶剂,不溶于水。物理性质变化与烷烃相类似,见物理性质变化与烷烃相类似,见P41。第11页,讲稿共84张,
9、创作于星期二顺式异构体顺式异构体分子极性分子极性较大,分子间作用力较强,较大,分子间作用力较强,沸点较高沸点较高。反式异构体反式异构体分子对称性分子对称性好,晶格能高,好,晶格能高,熔点较高熔点较高。沸点:沸点:3.7C 0.88C 熔点:熔点:-138.9C -105.6C顺、反异构体的熔点和沸点顺、反异构体的熔点和沸点顺、反异构体之间差别最大的物理性质是偶极矩,顺、反异构体之间差别最大的物理性质是偶极矩,反式异构反式异构 体的偶极矩较顺式小体的偶极矩较顺式小。反式异构体中两个基。反式异构体中两个基 团和双键碳相结团和双键碳相结 合的键方向相反可以抵消,而顺式中则不能。合的键方向相反可以抵消
10、,而顺式中则不能。第12页,讲稿共84张,创作于星期二四、烯烃的化学性质四、烯烃的化学性质 烯烃的化学性质比较活泼烯烃的化学性质比较活泼键比较活泼键比较活泼键电子云离域,更易受外界电场影响键电子云离域,更易受外界电场影响加成反应加成反应氧化反应氧化反应聚合反应聚合反应RC CCHH H HH HHH RC CCHH H H卤代反应卤代反应X第13页,讲稿共84张,创作于星期二1.加成反应加成反应(1)催化加氢)催化加氢A.有催化剂存在,降低了氢气分子的离解能;有催化剂存在,降低了氢气分子的离解能;B.催化剂对烯烃的吸附能力大于烷烃。催化剂对烯烃的吸附能力大于烷烃。烯烃双键烯烃双键键断裂,在原来
11、键断裂,在原来键的两个碳原子键的两个碳原子上各连一个原子或基团的反应。上各连一个原子或基团的反应。顺式加成;空间阻碍大,不利。顺式加成;空间阻碍大,不利。顺式加成;空间阻碍大,不利。顺式加成;空间阻碍大,不利。第14页,讲稿共84张,创作于星期二氢化热氢化热 127kJ/mol 氢化热氢化热 119.7kJ/mol 氢化热氢化热 115.5kJ/mol 3种丁烯的相对稳定性:反种丁烯的相对稳定性:反-2-丁烯丁烯 顺顺-2-丁烯丁烯1-丁烯丁烯氢化热氢化热:1mol不饱和化合物氢化时放出的热量。不饱和化合物氢化时放出的热量。第15页,讲稿共84张,创作于星期二(2)亲电加成反应亲电加成反应-C
12、=C-+Y-Z-C-C-YZ具有亲电性能的各类试剂。具有亲电性能的各类试剂。例如:例如:X2、HX、HOX、H2SO4、RCOOH等。等。亲电加成亲电加成:含有含有键的键的烯烃和炔烃烯烃和炔烃受缺电子的亲电试剂进攻而发生受缺电子的亲电试剂进攻而发生加成反应。加成反应。H+亲电试剂亲电试剂:第16页,讲稿共84张,创作于星期二1)卤素加成及亲电加成反应的机理卤素加成及亲电加成反应的机理 烯烃的烯烃的加成反应是一步完成的吗加成反应是一步完成的吗?与卤素的加成反应与卤素的加成反应 第17页,讲稿共84张,创作于星期二烯烃与溴的加成机理烯烃与溴的加成机理H2O乙烯的成键轨道乙烯的成键轨道第18页,讲稿
13、共84张,创作于星期二反应机理反应机理第二步:亲电加成(反式加成)第二步:亲电加成(反式加成)配合物配合物 溴鎓离子溴鎓离子第一步:溴鎓离子的生成第一步:溴鎓离子的生成第19页,讲稿共84张,创作于星期二卤素的反应活性:卤素的反应活性:F Cl Br I第20页,讲稿共84张,创作于星期二第一步:第一步:第二步第二步:卤化氢对双键加成的活性次序卤化氢对双键加成的活性次序:HI HBr HCl 烯烃与卤化氢的加成机理烯烃与卤化氢的加成机理HX H X 2)烯烃与卤化氢的加成)烯烃与卤化氢的加成第21页,讲稿共84张,创作于星期二马尔柯夫尼柯夫马尔柯夫尼柯夫(Markovnikov)规则,简称马氏
14、规则:规则,简称马氏规则:当不对称烯烃与卤化氢等极性试剂进行加成时,当不对称烯烃与卤化氢等极性试剂进行加成时,氢总是加到含氢总是加到含氢较多的双键碳上氢较多的双键碳上,而卤原子或其它负性基团则加到含氢较少或,而卤原子或其它负性基团则加到含氢较少或不含氢的双键碳原子上。不含氢的双键碳原子上。不对称加成规则不对称加成规则第22页,讲稿共84张,创作于星期二电子效应电子效应诱导效应诱导效应(Inductive effect)共轭效应共轭效应(Conjugated effect)诱导效应诱导效应:1.电负性不同电负性不同电子云密度不对称电子云密度不对称键的极性键的极性2.电子云偏移电子云偏移使共价键极
15、性变化使共价键极性变化分子中原子或基团的电负性不同而引起成键电子云沿着原子分子中原子或基团的电负性不同而引起成键电子云沿着原子链的某一方向移动的效应称为诱导效应。链的某一方向移动的效应称为诱导效应。C+C+C+超过超过5个原子,影响就消失了。个原子,影响就消失了。Cl-第23页,讲稿共84张,创作于星期二-F,-Cl,-Br,-I,-OH,-NO2,-NH2 电负性比电负性比H大大.-I效应效应:吸电子的诱导效应。吸电子的诱导效应。+I效应效应:推电子的诱导效应。推电子的诱导效应。a.同族:同族:-F-Cl-Br-Ib.同周期:同周期:-F-OR-NR2c.杂化态不同,杂化态不同,s成分越多,
16、吸电子能力越强成分越多,吸电子能力越强:-C=CR-C=CR2-CR2-CR3(CH3)3C-(CH3)2CH-CH3CH2-CH3-动态诱导效应:在反应试剂电场的影响下发生的诱导极化动态诱导效应:在反应试剂电场的影响下发生的诱导极化。化学反应具有一定选择性化学反应具有一定选择性第24页,讲稿共84张,创作于星期二马氏规则诱导效应解释马氏规则诱导效应解释电负性:电负性:sp2sp3,使得甲基碳原子与双键碳原子之间的,使得甲基碳原子与双键碳原子之间的键电键电子云偏向双键碳原子,甲基表现出子云偏向双键碳原子,甲基表现出给电子性给电子性。+-第25页,讲稿共84张,创作于星期二马氏规则碳正离子稳定性
17、解释马氏规则碳正离子稳定性解释+碳正离子的稳定性:碳正离子的稳定性:(叔叔 仲仲 伯伯 甲基正离子甲基正离子)电荷愈分散,体系愈稳定。电荷愈分散,体系愈稳定。(甲基推电子诱导效应和甲基推电子诱导效应和 p超共轭效应超共轭效应)第26页,讲稿共84张,创作于星期二碳正离子重排反应碳正离子重排反应+重排重排重排产物重排产物预期产物预期产物第27页,讲稿共84张,创作于星期二过氧化物过氧化物(H2O2,R-OOR等等)存在下存在下,HBr与不对称烯烃加成与不对称烯烃加成-反马氏规则反马氏规则。注意:注意:过氧化物效应过氧化物效应只限于溴化氢只限于溴化氢,对,对HCl,HI 加成反应方向没影响。加成反
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