炔烃碳链延长幻灯片.ppt

《炔烃碳链延长幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《炔烃碳链延长幻灯片.ppt（36页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、炔烃碳链延长炔烃碳链延长第1页，共36页，编辑于2022年，星期日炔烃（炔烃（Alkynes）是一类含有碳碳叁键是一类含有碳碳叁键（CC）的的不饱和烃类化合物，非环状的炔烃的通式为不饱和烃类化合物，非环状的炔烃的通式为CnH2n-2。最简单的炔烃是乙炔最简单的炔烃是乙炔（HCCH）碳碳叁键（碳碳叁键（CC）是炔烃的官能团，同烯烃中的碳碳双键）是炔烃的官能团，同烯烃中的碳碳双键（CC）一样，碳碳叁键也能进行多种加成反应。）一样，碳碳叁键也能进行多种加成反应。相连的相连的相连的相连的4 4 4 4个原子呈直线型个原子呈直线型个原子呈直线型个原子呈直线型第2页，共36页，编辑于2022年，星期日 大

2、多数炔烃都是人工合成的，自然界中炔烃不是很多。大多数炔烃都是人工合成的，自然界中炔烃不是很多。下面是几个具有代表性的天然的含碳下面是几个具有代表性的天然的含碳-碳叁键的化合物。碳叁键的化合物。塔日酸（Tariric acid）存在于危地马拉一种植物种子中；硬脂炔酸存在植物油中；毒芹素（Cicutoxine）则是从水毒芹中分离出的有毒化合物。第3页，共36页，编辑于2022年，星期日 研究表明一些天然的（如研究表明一些天然的（如Dynemicin A）和合成的）和合成的大环炔烃具有特殊的抗癌活性。大环炔烃具有特殊的抗癌活性。第4页，共36页，编辑于2022年，星期日8.1 炔烃的工业来源和用途炔

3、烃的工业来源和用途工业上早期生产乙炔是用煤作原料，通过焦炭和石灰在电炉中作用生成碳化钙工业上早期生产乙炔是用煤作原料，通过焦炭和石灰在电炉中作用生成碳化钙（又称电石），（又称电石），然后水解释出乙炔然后水解释出乙炔。这个方法耗电量很大，但可以直接得到纯度达这个方法耗电量很大，但可以直接得到纯度达99的乙炔。的乙炔。第5页，共36页，编辑于2022年，星期日二十世纪中期开始，由于石油工业的迅猛发展，出现了由乙烯高温脱氢生二十世纪中期开始，由于石油工业的迅猛发展，出现了由乙烯高温脱氢生产乙炔和甲烷高温裂化生成乙炔的新方法。产乙炔和甲烷高温裂化生成乙炔的新方法。乙炔的用途乙炔的用途乙炔燃烧时，火焰的

4、温度很高，氧炔焰的最高温度可达乙炔燃烧时，火焰的温度很高，氧炔焰的最高温度可达3000，因此，因此乙炔常用来熔接金属。乙炔常用来熔接金属。但乙炔最主要的用途是作为有机合成的基本原料，如用来合成高分子导电材料聚但乙炔最主要的用途是作为有机合成的基本原料，如用来合成高分子导电材料聚乙炔；合成聚氯乙烯的单体氯乙烯等。乙炔；合成聚氯乙烯的单体氯乙烯等。第6页，共36页，编辑于2022年，星期日82 炔烃的异构炔烃的异构炔烃的异构是由于碳架不同或三键位置不同引起的炔烃的异构是由于碳架不同或三键位置不同引起的。如：CHCCH2CH3 CH3CCCH3 1-丁炔丁炔 2-丁炔丁炔CH3CH2CH2CCH 1

5、-戊炔戊炔CH3CH2CCHCH3 2-戊炔戊炔(CH3)2CHCCH 3-甲基甲基-1-丁炔丁炔 炔烃也没有顺反异构体。炔烃也没有顺反异构体。第7页，共36页，编辑于2022年，星期日8.3 炔烃的酸性炔烃的酸性化合物的化合物的X-H的酸性与元素的酸性与元素X的电负性是相一致的。的电负性是相一致的。例如：例如：CH4 NH3 H2O HF pKa 60 36 15.7 3.2化合物（化合物（X-H）的酸性与其共轭碱的稳定是相一致的。）的酸性与其共轭碱的稳定是相一致的。上述化合物的共轭碱的稳定性次序为：上述化合物的共轭碱的稳定性次序为：H3C H2N HO F 第8页，共36页，编辑于2022

6、年，星期日烃类化合物（烃类化合物（R-H）的酸性与其共轭碱的稳定性也是一致的。中心原）的酸性与其共轭碱的稳定性也是一致的。中心原子的电负性越强，负离子越稳定，其碱性则越弱，而共轭酸的酸性就越子的电负性越强，负离子越稳定，其碱性则越弱，而共轭酸的酸性就越强。强。乙烷、乙烯和乙炔酸性强弱次序为：乙烷、乙烯和乙炔酸性强弱次序为：C-H键中，键中，C使用的杂化轨道使用的杂化轨道S轨道成分越多，轨道成分越多，H的酸性越强。的酸性越强。第9页，共36页，编辑于2022年，星期日乙烷、乙烯和乙炔的共轭碱的稳定性次序分别为：乙烷、乙烯和乙炔的共轭碱的稳定性次序分别为：第10页，共36页，编辑于2022年，星期

7、日8.3.2 炔化物的生成炔化物的生成 虽然乙炔的酸性比乙烯和乙烷的酸性强得多虽然乙炔的酸性比乙烯和乙烷的酸性强得多,但与水和醇相比但与水和醇相比,乙炔乙炔为极弱酸。不过与氨相比为极弱酸。不过与氨相比,乙炔仍为强酸乙炔仍为强酸。乙烷乙烷 乙烯乙烯 氨氨 乙炔乙炔 乙醇乙醇 RCCH HCCH第16页，共36页，编辑于2022年，星期日与二摩尔卤素加成，生成四卤代烷烃与二摩尔卤素加成，生成四卤代烷烃。与一摩尔卤素加成，主要产物为反式二卤代烯烃：与一摩尔卤素加成，主要产物为反式二卤代烯烃：第17页，共36页，编辑于2022年，星期日 炔烃在酸性溶液中加水，先生成一个很不稳定的烯醇，烯醇很快转炔烃在

8、酸性溶液中加水，先生成一个很不稳定的烯醇，烯醇很快转变为稳定的羰基化合物。变为稳定的羰基化合物。烯醇式和酮式在结构上只是氢原子和双键的位置不同，它们互为烯醇式和酮式在结构上只是氢原子和双键的位置不同，它们互为互变异构体互变异构体 8.4.3水合反应水合反应第18页，共36页，编辑于2022年，星期日炔烃的水合反应一般在硫酸溶液中进行，并加人硫酸汞作催化剂。炔烃的水合反应一般在硫酸溶液中进行，并加人硫酸汞作催化剂。乙炔乙炔末端炔末端炔对称二取代炔对称二取代炔乙醛乙醛甲基酮甲基酮酮酮第19页，共36页，编辑于2022年，星期日反应机理：反应机理：不对称炔烃则生成两种产物的混合物：不对称炔烃则生成两

9、种产物的混合物：第20页，共36页，编辑于2022年，星期日8.4.4 硼氢化反应硼氢化反应 炔烃的硼氢化反应与烯烃的硼氢化反应类似，炔烃的硼氢化反应与烯烃的硼氢化反应类似，为反马尔科夫尼可夫规律的加成为反马尔科夫尼可夫规律的加成 第21页，共36页，编辑于2022年，星期日硼氢化产物直接用酸处理则生成生成顺式烯烃：硼氢化产物直接用酸处理则生成生成顺式烯烃：第22页，共36页，编辑于2022年，星期日8.5 炔烃的亲核加成反应炔烃的亲核加成反应 反应机理：反应机理：氢氰酸、羧酸和醇不能直接和炔烃进行加成反应。氢氰酸、羧酸和醇不能直接和炔烃进行加成反应。但在强碱催化或金属离子催化下，但在强碱催化

10、或金属离子催化下，可以与乙炔和一元取代的炔烃进行加成生成取代烯烃。例如：可以与乙炔和一元取代的炔烃进行加成生成取代烯烃。例如：定义定义：亲核试剂进攻炔烃的不饱和键而引起的加成反应称：亲核试剂进攻炔烃的不饱和键而引起的加成反应称为炔烃的亲核加成。为炔烃的亲核加成。第23页，共36页，编辑于2022年，星期日氢氰酸和羧酸在金属离子催化下可与炔烃加成氢氰酸和羧酸在金属离子催化下可与炔烃加成 反应机理：反应机理：第24页，共36页，编辑于2022年，星期日亲核取代反应的工业应用亲核取代反应的工业应用第25页，共36页，编辑于2022年，星期日8.6炔烃的氢化和还原反应炔烃的氢化和还原反应8.6.1催化

11、加氢催化加氢 炔烃在炔烃在 Pt,Pd,Ni 等催化剂存在下可与氢气进行加成反应，首先生成烯烃，进等催化剂存在下可与氢气进行加成反应，首先生成烯烃，进一步反应生成烷烃。一步反应生成烷烃。第26页，共36页，编辑于2022年，星期日在在Lindlar Pd催化下，可使炔烃只加一摩尔氢而停留在烯烃阶段，且生成催化下，可使炔烃只加一摩尔氢而停留在烯烃阶段，且生成顺式烯烃。顺式烯烃。第27页，共36页，编辑于2022年，星期日8.6.2 还原还原 炔烃用金属钠或锂的液氮溶液还原，主要生成反式烯烃。炔烃用金属钠或锂的液氮溶液还原，主要生成反式烯烃。第28页，共36页，编辑于2022年，星期日反应机理：反

12、应机理：第29页，共36页，编辑于2022年，星期日8.7 炔烃的氧化反应炔烃的氧化反应炔烃在温和的条件下用高锰酸钾氧化，主要生成邻二酮：炔烃在温和的条件下用高锰酸钾氧化，主要生成邻二酮：在加热或在强碱性条件下反应，邻二酮被氧化断裂生成两种羧酸在加热或在强碱性条件下反应，邻二酮被氧化断裂生成两种羧酸。第30页，共36页，编辑于2022年，星期日8.8 炔烃的制备及碳链的延长炔烃的制备及碳链的延长（1）通过二卤代烷的）通过二卤代烷的 E2 消去反应在分子中产生叁键；消去反应在分子中产生叁键；（2）通过乙炔或）通过乙炔或 RCCH 型炔烃的烷基化反应使碳链加长。型炔烃的烷基化反应使碳链加长。8.8

13、.1 二卤代烷脱卤化氢二卤代烷脱卤化氢由邻二由邻二卤代烃制备卤代烃制备第31页，共36页，编辑于2022年，星期日叁键在碳链中间的炔烃在强碱作用下叁键可以移至链端。叁键在碳链中间的炔烃在强碱作用下叁键可以移至链端。由偕二由偕二卤代烃制卤代烃制备备备备第32页，共36页，编辑于2022年，星期日反应机理反应机理两次两次E2消除消除：第33页，共36页，编辑于2022年，星期日8.8.2 乙炔的烷基化及碳链的延长乙炔的烷基化及碳链的延长炔钠与卤代烷进行炔钠与卤代烷进行SN2反应生成新的碳反应生成新的碳-碳键：碳键：第34页，共36页，编辑于2022年，星期日这种烷基化反应只能用于伯卤代烷，因为炔负离子的碱性很强，容易使仲和叔这种烷基化反应只能用于伯卤代烷，因为炔负离子的碱性很强，容易使仲和叔卤代烷脱卤化氢生成烯烃。例如：卤代烷脱卤化氢生成烯烃。例如：第35页，共36页，编辑于2022年，星期日第36页，共36页，编辑于2022年，星期日