第三章_烯烃.ppt

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1、第三章第三章烯烯烃烃1、掌握烯烃的结构、掌握烯烃的结构、键键2、掌握烯烃的命名、同分异构、掌握烯烃的命名、同分异构3、掌握烯烃的化学性质、掌握烯烃的化学性质4、初步掌握烯烃的亲电加成反应机理、初步掌握烯烃的亲电加成反应机理5、初步了解碳正离子的稳定性与诱导效应、初步了解碳正离子的稳定性与诱导效应教学要求：教学要求：分子中含有分子中含有C=C的碳氢化合物称为烯烃的碳氢化合物称为烯烃相对于烷烃相对于烷烃H“稀稀”少，属于不饱和烃少，属于不饱和烃C=C是烯烃的是烯烃的官能团官能团根据分子中碳碳双键的数量，有单烯烃、二烯烃、根据分子中碳碳双键的数量，有单烯烃、二烯烃、多烯烃之分，单烯烃的通式是多烯烃之

2、分，单烯烃的通式是CnH2n根据分子中是否含环，有链烯烃和环烯烃之分，小根据分子中是否含环，有链烯烃和环烯烃之分，小环烯烃极不稳定，大环烯烃与链烯烃类似环烯烃极不稳定，大环烯烃与链烯烃类似这一章我们只讨论单烯烃这一章我们只讨论单烯烃第一节第一节烯烃的结构烯烃的结构由键能看出碳碳双键的键能不是碳碳单键的两由键能看出碳碳双键的键能不是碳碳单键的两倍，碳碳双键不是由两个碳碳单键构成的倍，碳碳双键不是由两个碳碳单键构成的乙烯的这种结构是乙烯的这种结构是怎么形成的？怎么形成的？CCCC键能键能/kjmol-1346610键长键长/nm0.1540.133 其它烯烃与此类似，其它烯烃与此类似，C=CC=C

3、也是由一个也是由一个键和一个键和一个键组成的键组成的键键能键键能 =双键键能双键键能 碳碳单键键能碳碳单键键能 =610=610 346=264.4KJ/mol 346=264.4KJ/mol键的特征：键的特征：不如不如键牢固（因键牢固（因p p轨道是侧面重叠的）轨道是侧面重叠的）不能自由旋转（什么条件下才能旋转？）不能自由旋转（什么条件下才能旋转？）电子云沿键轴上下分布，易受到缺电子电子云沿键轴上下分布，易受到缺电子 体系的攻击而发生反应体系的攻击而发生反应第二节第二节烯烃的同分异构烯烃的同分异构所有单烯烃也组成一个同系列，通式为所有单烯烃也组成一个同系列，通式为CnH2n烯烃的同分异构现象

4、较烷烃复杂，共有三种情况烯烃的同分异构现象较烷烃复杂，共有三种情况1、碳链异构、碳链异构CH2=CHCH2CH2CH3CH2=CHCHCH3CH32、官能团位置异构、官能团位置异构CH2=CHCH2CH2CH3CH3CH=CHCH2CH33、顺反异构、顺反异构顺顺-2-丁烯丁烯反反-2-丁烯丁烯双键碳上所连的相同原子或原子团分别位于双键同侧和异双键碳上所连的相同原子或原子团分别位于双键同侧和异侧而形成的异构现象称为侧而形成的异构现象称为顺反异构顺反异构顺反异构是立体异构的一种，属于不能通过碳碳单键自顺反异构是立体异构的一种，属于不能通过碳碳单键自由旋转而相互转化的由旋转而相互转化的构型异构构型

5、异构同分异构现象小结：同分异构现象小结：同同分分异异构构构造异构构造异构立体异构立体异构碳链异构碳链异构官能团位置异构官能团位置异构官能团异构官能团异构构型异构构型异构构像异构构像异构顺反异构顺反异构对映异构对映异构第三节第三节烯烃的命名烯烃的命名一、普通命名法一、普通命名法与烷烃命名方法完全相同，只是将与烷烃命名方法完全相同，只是将“烷烷”改为改为“烯烯”CH2=CH2CH3CH=CH2CH2=CHCH2CH3丙烯丙烯正丁烯正丁烯乙烯乙烯CH2=CCH3CH3异丁烯异丁烯二、系统命名法二、系统命名法1、烯基、烯基乙烯基乙烯基丙烯基丙烯基烯丙基烯丙基CH2=CCH3异丙烯基异丙烯基CH=CH1

6、,2-亚乙烯基亚乙烯基2、命名方法、命名方法a.选择包含双键在内的最长碳链作主链，根据主链碳原子数称选择包含双键在内的最长碳链作主链，根据主链碳原子数称为为烯，以其作为母体烯，以其作为母体CH3CH=CHCH2CH2CH2CH3庚烯庚烯b.从靠近双键一端开始对主链编号，将双键碳位号较小的阿拉从靠近双键一端开始对主链编号，将双键碳位号较小的阿拉伯数字放在母体前并以短横线隔开伯数字放在母体前并以短横线隔开CH3CH=CHCH2CH2CH2CH32-庚烯庚烯其它情况与烷烃命名方法相同其它情况与烷烃命名方法相同CH3CHCHCHCH3CH34-甲基甲基-2-戊烯戊烯1 2 3 4 5 6 7c.有顺反

7、异构时，再于系统名称前加上有顺反异构时，再于系统名称前加上“顺顺”或或“反反”？d.Z/E命名法命名法应用顺序规则确定每个碳原子所连的二个基团的相对顺序，应用顺序规则确定每个碳原子所连的二个基团的相对顺序，顺序较高的基团在双键同侧的在系统名称前标顺序较高的基团在双键同侧的在系统名称前标“Z”，反，反之标之标“E”E-3-甲基甲基-4-异丙基异丙基-3-庚烯庚烯Z-3-甲基甲基-4-异丙基异丙基-3-庚烯庚烯第四节第四节烯烃的物理性质烯烃的物理性质烯烃的熔点、沸点、密度与烷烃类似，随分子量的增加而增加烯烃的熔点、沸点、密度与烷烃类似，随分子量的增加而增加简单烯烃的顺反异构体的沸点差别不大，但连有

8、极性基团时差简单烯烃的顺反异构体的沸点差别不大，但连有极性基团时差别较大别较大顺反异构体中，反式在晶格中排列更紧密熔点略高顺反异构体中，反式在晶格中排列更紧密熔点略高第五节第五节烯烃的化学性质烯烃的化学性质烯烃较烷烃活泼，易发生加成、氧化、聚合等反应烯烃较烷烃活泼，易发生加成、氧化、聚合等反应一、加成反应一、加成反应 键断开，两个双键碳原子分别与其它原子或原子团键断开，两个双键碳原子分别与其它原子或原子团结合，形成两个结合，形成两个键的反应称为加成反应键的反应称为加成反应1、催化加氢、催化加氢1mol不饱和烃氢化时所放出的热量称为氢化热，利用氢不饱和烃氢化时所放出的热量称为氢化热，利用氢化热可

9、以获得不饱和烃相对稳定性的信息化热可以获得不饱和烃相对稳定性的信息催化剂改变反应活化能不改变反应热催化剂改变反应活化能不改变反应热结论结论:反式异构体的稳定性较高反式异构体的稳定性较高双键碳原子连接烷基数目越多双键碳原子连接烷基数目越多,烯烃越稳定烯烃越稳定2、加卤素、加卤素现象是溴的现象是溴的红棕色红棕色消失消失,用于检验烯烃、炔烃等不饱和化合物用于检验烯烃、炔烃等不饱和化合物卤素加成的活性顺序：氟卤素加成的活性顺序：氟氯氯溴溴碘碘3、加卤化氢、加卤化氢烯烃活性顺序：烯烃活性顺序：(CH3)2C=C(CH3)2(CH3)2C=CHCH3(CH3)2C=CH2CH3CH=CH2CH2=CH2卤

10、化氢的活性顺序：卤化氢的活性顺序：HIHBrHCl不同的烯烃或不同的卤化氢其反应活性不同不同的烯烃或不同的卤化氢其反应活性不同不对称烯烃与卤化氢加成时可能得到两种产物不对称烯烃与卤化氢加成时可能得到两种产物Markovnikov（1869年年）规则：）规则：不对称烯烃与不对不对称烯烃与不对称试剂加成时，试剂分子中带正电荷的部分加到含氢称试剂加成时，试剂分子中带正电荷的部分加到含氢较多的碳上，带负电荷的部分加到含氢较少的碳上较多的碳上，带负电荷的部分加到含氢较少的碳上过氧化物存在下与溴化氢的加成则按反马氏规则方式进行过氧化物存在下与溴化氢的加成则按反马氏规则方式进行常用过氧化物有：常用过氧化物有

11、：H2O2过氧化乙酰过氧化乙酰过氧化苯甲酰过氧化苯甲酰过氧化氢过氧化氢4、加硫酸、加硫酸硫酸氢乙酯硫酸氢乙酯硫酸二乙酯硫酸二乙酯不对称烯烃加硫酸，也符不对称烯烃加硫酸，也符合合Markovnikov规则规则加成产物尤其是硫酸氢酯容易受热水解加成产物尤其是硫酸氢酯容易受热水解无水条件下受热时则分解为原来的烯烃无水条件下受热时则分解为原来的烯烃这些性质被用于烯烃的分离提纯和醇的制备这些性质被用于烯烃的分离提纯和醇的制备5、加次卤酸、加次卤酸烯烃与卤素的水溶液反应，生成卤代醇烯烃与卤素的水溶液反应，生成卤代醇不对称稀烃和次卤酸的加成，也符合不对称稀烃和次卤酸的加成，也符合Markovnikov规则规

12、则这一性质用于合成环氧化合物和邻二醇这一性质用于合成环氧化合物和邻二醇6、加水、加水通常情况下烯烃不能与水发生反应，酸催化下可加成得到醇：通常情况下烯烃不能与水发生反应，酸催化下可加成得到醇：7、加硼烷（硼氢化）、加硼烷（硼氢化）硼氢化反应是美国化学家布朗（硼氢化反应是美国化学家布朗（Brown）1957年发现的，获年发现的，获得得1979年的诺贝尔化学奖年的诺贝尔化学奖.其重要性在于烷基硼与其重要性在于烷基硼与H2O2的的NaOH溶液作用，立即被氧化成烷氧基硼，随即水解为醇溶液作用，立即被氧化成烷氧基硼，随即水解为醇在有机合成上具有重要的应用价值（由烯烃合成末端醇）在有机合成上具有重要的应用

13、价值（由烯烃合成末端醇）二、氧化反应二、氧化反应烯烃容易被氧化烯烃容易被氧化,其氧化产物随氧化剂和氧化条件的不同而不同其氧化产物随氧化剂和氧化条件的不同而不同1、KMnO4氧化氧化用稀的碱性等量高锰酸钾水溶液用稀的碱性等量高锰酸钾水溶液,在较低温度下与烯烃或其衍生在较低温度下与烯烃或其衍生物反应物反应,生成生成顺式邻顺式邻二醇二醇反应使高锰酸钾的紫色消失反应使高锰酸钾的紫色消失,可用来鉴别烯、炔等，收率低，可用来鉴别烯、炔等，收率低，一般不用于合成，一般不用于合成，OsO4效果好但剧毒效果好但剧毒前面提到产物为顺式邻二醇前面提到产物为顺式邻二醇如何判断？如何判断？在较强烈的条件下在较强烈的条件

14、下(如加热或在酸性条件下如加热或在酸性条件下),碳碳双键将完碳碳双键将完全断裂全断裂,烯烃被氧化成酮或羧酸烯烃被氧化成酮或羧酸烯烃结构不同烯烃结构不同,氧化产物也不同氧化产物也不同CH3COOHCH3CH=CHCH3一烯烃被高锰酸钾氧化后仅得到乙酸一烯烃被高锰酸钾氧化后仅得到乙酸CH3COOH，原烯烃，原烯烃是什么烯烃？是什么烯烃？此性质可用于推测原烯烃的结构此性质可用于推测原烯烃的结构2、臭氧氧化、臭氧氧化将含有将含有6%8%臭氧的氧气通入到烯烃的非水溶液中，得到臭氧臭氧的氧气通入到烯烃的非水溶液中，得到臭氧化物，后者在还原剂的存在下直接用水分解，生成醛和化物，后者在还原剂的存在下直接用水分

15、解，生成醛和/或酮或酮根据生成醛和酮的结构，可推断烯烃的结构根据生成醛和酮的结构，可推断烯烃的结构3、过氧化物氧化、过氧化物氧化烯烃与过氧酸反应生成烯烃与过氧酸反应生成1,2-环氧化合物环氧化合物有时用有时用H2O2代替过氧酸代替过氧酸4、特殊催化氧化、特殊催化氧化专有工业反应，不宜类推！专有工业反应，不宜类推！三、聚合反应三、聚合反应TiCl4-Al(C2H5)3称为齐格勒（称为齐格勒（Ziegler德国人）、纳塔（德国人）、纳塔（Natta意大利人）催化剂。意大利人）催化剂。1959年齐格勒纳塔利用此催化剂首次合年齐格勒纳塔利用此催化剂首次合成了立体定向高分子，人造天然橡胶。为有机合成做出

16、了具成了立体定向高分子，人造天然橡胶。为有机合成做出了具大的贡献。为此，两人共享了大的贡献。为此，两人共享了1963年的诺贝尔化学奖年的诺贝尔化学奖四、四、氢原子的反应氢原子的反应与官能团直接相连的碳叫与官能团直接相连的碳叫碳，碳，碳上的氢叫碳上的氢叫氢，受氢，受官能团的影响有一定的反应活性官能团的影响有一定的反应活性1、卤代、卤代3-溴溴-1-辛烯辛烯1-溴溴-2-辛烯辛烯不宜类推！不宜类推！2、氧化、氧化第六节第六节烯烃的加成反应机理烯烃的加成反应机理一、亲电加成机理一、亲电加成机理与卤素的加成机理：与卤素的加成机理：进攻进攻极化极化溴鎓离子溴鎓离子反式加成反式加成产物产物反式加成的证据反

17、式加成的证据与卤化氢的加成机理：与卤化氢的加成机理：二、二、Markovnikov规则的解释规则的解释从电子云密度分布解释：回顾乙烯与卤化氢加成的机理从电子云密度分布解释：回顾乙烯与卤化氢加成的机理电子云密度分布的改变使得分子的性质发生相应变化的现象称电子云密度分布的改变使得分子的性质发生相应变化的现象称为电子效应，根据引起电子云密度分布改变的因素分为为电子效应，根据引起电子云密度分布改变的因素分为诱导效诱导效应、共轭效应和超共轭效应应、共轭效应和超共轭效应从碳正离子的稳定性解释：从碳正离子的稳定性解释：碳正离子的稳定性：碳正离子的稳定性：321+CH3碳正离子可发生碳正离子可发生H或或R迁移的重排，其方式总是：迁移的重排，其方式总是：123三、过氧化物效应三、过氧化物效应第七节第七节烯烃的合成烯烃的合成一、一、醇脱水醇脱水二、卤代烷脱卤化氢二、卤代烷脱卤化氢三、邻二卤代物脱卤三、邻二卤代物脱卤四、炔烃的还原四、炔烃的还原作业：作业：2、教材、教材3(1、4）1、写出分子式为、写出分子式为C4H8的烯烃的异构体并用系的烯烃的异构体并用系统命名法命名。统命名法命名。3、教材、教材64、教材、教材7（1、2、3、8、12）5、教材、教材14(1、2）