c不饱和烃实用.pptx

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1、3.1.1 乙烯烃的结构 第1页/共80页一、sp2杂化三个sp2杂化轨道在空间的分布 未杂化的pz轨道第2页/共80页P-轨道SP2-杂化轨道二：轨道图第3页/共80页三、乙烯分子的形成两个碳原子各拿出一个杂化轨道形成C-C键，其余杂化轨道与氢原子形成C-H键，两个碳原子未参与杂化的轨道相互平行重叠，成键。电子云分布在平面上下两侧第4页/共80页四四-键的键能、键长键的键能、键长(乙烷单键旋转所需能量为12.1 kJ/mol)键无轴对称，不能自由旋转；键电子云流动性更大。一般情况下双键不能自由旋转键长：0.134 nm 0.153 nm 第5页/共80页烯烃的结构特征烯烃的结构特征sp2杂化

2、-键C=C键长比CC短存在顺反异构第6页/共80页 烯烃的命名要点烯烃的命名要点主链应含双键主官能团的位号尽可能小烯烃存在位置异构，母体名称前要加官能团位号 C10称“某碳烯”3.1.2命名和异构第7页/共80页一、系统命名法(1)(1)选择含双键的最长碳链为主链；(3)写出名称，标明双键位置，其他与烷烃相同。十一个碳原子以上叫“某某碳烯”(2)(2)主链编号，使双键的编号尽可能小；1 2 3 4 5 61 2 3 4 5 66 5 4 3 2 16 5 4 3 2 12-乙基-1-戊烯 3-甲基-2-乙基-1-己烯3，5-二甲基-2-己烯2，4-二甲基-3-己烯第8页/共80页（4）含有多个

3、双键的化合物，其数目用基数词如二（双）烯（-diene)、三烯（-triene)、四烯（-tetraene)命名，并指出烯烃碳原子的位置，词尾为几烯。如2，4-已二烯第9页/共80页乙烯基 2-丁烯基 1-甲基乙烯基（异丙烯基）丙烯基 烯丙基（5）.常见的烯基第10页/共80页3 2 13 2 112 3 43 2 14 5 6 71-丁烯 （I）2-甲基-1-丙烯（异丁烯）（II）2-丁烯 （III）3-丙基-2-庚烯（IV）碳链异构（I）和（II）；官能团位置异构（I）（III）课堂练习第11页/共80页 二异构现象：（相同的分子式，不同的结构）1.碳链异构：和烷烃一样，如：1丁烯和甲基丙

4、烯(异丁烯)：2.官能团位置异构：由于双键位置不同所产生的异构，如：3.立体异构：由于双键的两个不能绕键键轴旋转，导致相连基团在空间的不同排列方式，产生的异构现象：顺反异构(几何异构）。第12页/共80页Cis-Trans Isomerism in Alkenes顺反异构 相同基团在双键同侧为顺式，不同侧为反式(顺)2丁烯(沸点3.7 0C)(反)2丁烯(沸点0.9 0C)第13页/共80页The E,Z DesignationZ,E异构 根据次序规则，较大基团在同侧为Z型，不同侧为E型型Z-型E-型第14页/共80页次序规则的主要内容次序规则的主要内容原子序数大的次序大，原子序数小的次序小，

5、同位素中质量高的次序大。I Br Cl S P F O N C D H 如果原子团的第一个原子相同，则比较与它相连的其它原子（第二个原子）的原子序数大小，其它依次类推。含有双键或叁键的原子团，可以认为连有二个或三个相同的原子。第15页/共80页指出下列化合物的构型第16页/共80页顺-（E-）反-（Z-）第17页/共80页Z-Z-(E)-(Z)-第18页/共80页命名时：按次序规则比较双键所连的两原子或基团的先顺序，优先 的两基团在同侧，叫Z式，在两侧叫E式。顺-3-甲基-4-乙基-3-庚烯(E)-3-甲基-4-乙基-3-庚烯反-1,2-二氯-1-溴乙烯(Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯第19页

6、/共80页（Z）-2-氯-2-戊烯 （E）-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯课堂练习：命名下列化合物3-乙基-2-戊烯 2-甲基-1，1-二氯-戊烯 第20页/共80页三 顺反异构产生条件：有限制旋转的因素；如双键双键的碳原子所连的两个基团必须不相同。相同的基团在同侧，叫顺式；在不同侧叫反式；abC=Cab;abC=C ac;abC=Ccd有顺反异构；aaC=Cab;aaC=Ccd 没有顺反异构。顺式反式第21页/共80页如果烯烃分子中有一个以上双键，而且每个双键上所连基团都有Z，E两种构型时，在必要时则需标明所有这些双键的构型。如（2Z，4E）-2，4-已二烯第22页/共80页四 “构型”与“

7、构象”的比较相同点：都是用来描述分子中各原子或基团在空间的不同排列不同点：1.定义：构型：由于限制因素的存在，使得连接在两个碳上的原子或原子团在空间位置上不同的排列方式，为构型构象：分子中各原子或基团在空间的不同排列方式可以通过单键的旋转而相互转化。2.构型分子间的转化需通过键的断裂和再形成，不同构型的分子可以稳定存在。也可分离，为立体异构体中的一种 构象分子间转化不需很高能量，一般不能分离第23页/共80页反-2-丁烯（沸点0.9C）顺-2-丁烯(沸点3.7C)（乙烷）交叉式 重叠式第24页/共80页3.1.3 物理性质 状态:与烷烃相似，C4为气体；极性:易溶非极性或弱极性溶剂，比水轻。沸

8、点:顺反异构中，反式对称性高，沸点低；反式异构体的几何形状是对称的，偶极矩小，顺式异构体为非对称分子，有微弱的极性。故顺式异构体沸点高 熔点:晶格中排列紧，熔点高。反式异构体的熔点高第25页/共80页一加成反应：1.催化加氢：在Ni，Pd，Pt等的催化下，与一分子H2加成：3.1.4 化学性质双键中，键是由p轨道在侧面重叠成键的，重叠程度差，电子云暴露在分子外部，易受亲电试剂进攻，打开键，形成两个键：第26页/共80页2与卤素加成：易和氯气、溴水发生加成反应，生成二卤代烷，利用此反应能用来鉴别不饱和键和溴的四氯化碳溶液反应和溴的氯化钠水溶液反应第27页/共80页反应机理溴钅翁离子第28页/共8

9、0页溴钅翁离子由于上述反应是由Br+，即亲电子试剂的进攻引起的，所以这类反应叫亲电加成实验证明：Br+与Br-是由碳-碳双键的两侧分别加到两个碳原子上的，为反式加成。第29页/共80页 3.与卤化氢加成：氢电加成，历程为：H+首先与双键中的p电子对结合是另一碳原子形成碳正离子，碳正离子再与X-结合成卤代烷。CH2=CH2+HX CH3+CH2+X-CH3+CH2+X-CH3CH2X不对称烯烃加卤化氢，氢原子加到含氢较多的碳原子上，这个经验规律叫做马尔可夫尼可夫规律，简称马氏规则第30页/共80页原因：1.烷基排斥电子，H+进攻电子云密度大的碳原子，（这种由于电子云密度分布对性质产生的影响叫电子

10、效应）-2.从中间离子-碳正离子-的稳定性考虑，当H+加到C1上时，形成（I），而H+若加到C2上，则形成（II）。（I）的稳定性大于（II）解释第31页/共80页碳正离子的稳定性比较：含有一个只带六个电子的碳原子的基团，统称为碳正离子第32页/共80页 (主)碳正离子的重排第33页/共80页不遵从马氏规则的实例F3C-是强的 I基团第34页/共80页4.与水加成(Hydration)必须在酸催化下进行 直接水合法第35页/共80页5.加硫酸(符合马氏规则)间接水合法第36页/共80页6、加次卤酸：氯加在含氢多的碳原子上，合成卤代醇的方法。第37页/共80页7、硼氢化反应：硼烷加成，碱性中H2

11、O2氧化从形式上看是反马氏规律的，可用来合成烯烃水合等其它方法不能得到的醇第38页/共80页-+机理第39页/共80页应用：以丙烯为原料，分别合成下列化合物第40页/共80页8.与烯烃加成 在酸的催化下，一分子烯烃可以对另一分子烯烃加成，如机理第41页/共80页二、聚合 催化剂作用下，烯烃分子聚合成高分子，日用化工产品：聚乙烯无毒，化学稳定性好，耐低温，易于加工，可用以制成食品袋、塑料壶等日常用品第42页/共80页三、氧化1.被高锰酸钾氧化冷的高锰酸钾溶液第43页/共80页酸性高锰酸钾溶液且加热例：有一烯烃在酸性高锰酸钾溶液且加热条件下得到一分子的丙酸和一分子的二氧化碳，试推断此化合物的结构第

12、44页/共80页第45页/共80页2.臭氧化；臭氧，Zn粉，水3.环氧化第46页/共80页碳原子 与官能团相连的碳原子四：-氢的卤化第47页/共80页C C 3-氯-1-丙烯双键的加成是按离子历程进行的反应，在常温下，不需光照即可进行；而烷烃的卤代则是按自由基历程进行的反应，需要高温或光照。所以烯烃的 卤化反应必须在高温下才能进行。第48页/共80页3.2 炔烃分子中含有碳碳三键()的烃，结构通式：CnH2n-2第49页/共80页3.2.1 乙炔的结构两个sp杂化轨道在一直线上，杂化轨道中s s和p p轨道的成分各占一半：第50页/共80页乙炔的 电子云第51页/共80页碳原子各拿出一个sp杂

13、化轨道形成CC键，另一杂化轨道与氢原子形成CH键，碳原子未参与杂化的两个p轨道相互平行重叠，成两个相互垂直的键。第52页/共80页sp杂化，键角180，线形分子2个键，电子云呈圆柱体碳碳键长比烯键短总 结第53页/共80页3.2.2 命名和异构四个碳以上的炔烃有碳链异构和三键位置异构；命名和烯烃相同：含三键的最长碳链为主链；距三键最近断开始编号；三键位置注于“炔”字前。例如：5-甲基-2-己炔2,2,5-三甲基-3-己炔第54页/共80页若分子中同时含有叁键和双键时，则选出含有叁键和双键的最长的链，词尾为几烯几炔，双键或叁键只有一个，则“一”可省；命名时依次将碳原子编号并使表示烯炔位次的两个数

14、字之和最小，若位次相同，则编号选择时给双键以最低编号。3-戊烯-1-炔第55页/共80页第56页/共80页3.2.3 物理性质炔烃的沸点、相对密度等都比相应的烯烃略高。4个碳以下是气体。比水轻，有微弱的极性，不易溶于水，易溶于石油醚、乙醚等有机溶剂。3.2.4 化学性质乙炔分子中的碳原子为sp杂化状态，与sp2或sp3杂化状态相比，它含有较多的s成份。S成份越多，则轨道距核较近，也就是原子核对sp杂化轨道中的电子约束力较大，即电负性较强。各种杂化的碳碳键长、键能如下：第57页/共80页键长、键能比较第58页/共80页由于sp杂化碳原子的电负性较强，所以炔烃虽然有两个键，但亲电加成反应要比烯烃慢

15、些，当有双键和叁键同时存在，与一分子溴加成反应时，叁键不发生反应。第59页/共80页某些化学性质和烯烃相似：加成，氧化，聚合；还有特殊性质：一加成反应：含两个键，可分步加成；第60页/共80页炔烃的加氢和还原第61页/共80页2.加卤化氢 符合马氏规则More stableLess stable符合马氏规则第62页/共80页3.加水加成第63页/共80页4与HCNHCN加成：乙炔加成，产物丙烯腈，人造羊毛腈纶的单体。第64页/共80页二 炔烃的酸性末端炔烃酸性比水、醇弱，但比氨强 三 金属炔化物的生成：三键上碳原子所连的氢显微弱的酸性，能被金属离子取代：可用来鉴别端炔第65页/共80页在合成上

16、的应用第66页/共80页以乙炔为原料，合成课堂练习第67页/共80页3.3 双烯烃分子中含两个碳碳双键，单双键间隔者为共轭双烯；两个双键连在同一碳原子上为聚集双烯(连烯)；被两个以上单键隔开者，为隔离双烯。累积二烯 共轭二烯 孤立二烯第68页/共80页1.命名丙二烯 1，3-丁二烯 2-甲基-1，4-戊二烯5 4 3 2 1命名与烯烃相似，“烯”字前加“二”，注明两个双键的位置。结构通式：CnH2n-2；和相同碳原子数的炔烃是同分异构体，属官能团异构。第69页/共80页2 1，3丁二烯的结构结构特点:1:双键比乙烯的双键稍长，单键比烷烃的单键短2:所有碳原子都是SP2杂化，所有的原子都处于同一

17、平面上第70页/共80页这是因为：共轭键中电子离域的作用，C2C3间p轨道电子云部分重叠，键长平均化：C1-C2间及C3-C4间的P轨道由于形成双键而相互重叠，而且C2-C3间的P轨道由于相邻又相互平行，也可以部分重叠，从而可以认为C2-C3也具有部分双键的性质。这种重叠的结果是共轭双烯中四个P电子的运动范围不再两两局限于C1C2或C3C4间，而是运动于四个碳原子核的外围，形成一个：“共轭键（或叫大键）”第71页/共80页3.共轭二烯的特性 结构特性键长平均化物理特性紫外吸收向长波方向移动；折射率增高；趋于稳定化学特性共轭加成这种由于两个键相邻形成的共轭体系，叫做-共轭体系。共轭体系中由于电子

18、的离域作用使体系的能量降低，共轭体系越大，则能量越低；共轭体系中单键与双键的键长有平均化的倾向，即单、双键键长的差别缩小。第72页/共80页 S-顺式 s-反式“s”表示单键（single bond)，s-顺式表示两个双键在单键的同侧；s-反式表示两个双键在单键的两侧。构象异构体第73页/共80页4.1，3丁二烯的化学性质一、1，4加成1，4加成产物 1，2加成产物 机理：反应的过程是Br+首先与一个碳-碳双键上的一对电子和C1（或C4）结合形成碳正离子：第74页/共80页+Br-形成1，2-或1，4-加成产物第75页/共80页二、双烯合成反应（Diels-Alder 反应)在反应中含有共轭碳-碳双键的化合物统称之为双烯体（diene)。乙烯或其衍生物如下面分子叫做亲双烯体（dienophile)第76页/共80页双烯体连供电子基团，亲双烯体连吸电子基团；对反应有利。特点：分子之间电子的重新排列，键的断裂与新键的形成是同时进行的，所以这类反应叫做协同反应。第77页/共80页课堂练习第78页/共80页作业：P45，463.1；3.2(b)(c)(f)(g)(h);3.3;3.4(a)(c)(d);3.5;3.10;3.13 (e)(i);3.15;3.17第79页/共80页感谢您的欣赏！第80页/共80页