烴類的反應
有機化合物的種類很多，現已被發現或製得的化合物約有數百萬種。這些化合物無論是存在於在然界中或是經由人工合成的，通常是由取代、脫去、加成或重排等反應而產生。
取代反應(substitution reaction)是兩個反應物的原子或原子團互相
交換而得到產物的反應。通常烷烴或芳香烴化合物較易進行取代反應，例如：甲烷(CH4)與氯氣(Cl2)，在高溫或紫外線的照射下，會產生氯甲烷(CH3Cl)、或是苯(C6H6)與溴(Br2)的反應產生溴苯(C6H5Br)。脫去反應(elimination reaction)為一個有機物分子可因鹽基之接近，而失去部份原子(或基團)，因此形成多鍵，成為不飽和化合物。例如：氯乙烷與乙醇鈉反應，脫去氫與氯，形成乙烯。
加成反應(addition reaction)為不飽和化合物的多重鍵(雙鍵或參鍵)被打斷後，再將加成分子的原子分別加在雙鍵或參鍵兩端的反應。例如：乙烯的氫化反應生成乙烷、或是乙烯與氯化氫反應生成氯乙烷。重排反應(rearrangement reaction，或稱轉位反應)就是分子中的原子，經由鍵的斷裂和形成而轉移位置，重新排列，生成另一化合物的反應。例如：順-2-丁烯在酸的催化下可得反-2-丁烯。
本單元將烷烴的反應、烯烴的反應、炔烴的反應和芳香烴的反應作一簡介：
烷烴的反應
烷類在常溫下的化學性質相當安定，不與強酸、強鹼、氧化劑及還原劑發生反應。但在某些條件下，烷類則能進行燃燒、鹵化、硝化、裂解和脫氫等反應:
(1)燃燒反應：烷類在高溫下可與氧氣進行燃燒反應，以生成二氧化
碳及水，並同時放出大量的熱。例如：甲烷的燃燒反應。
(2)鹵化反應：烷類在高溫或紫外光照射下，則能與氯、溴進行取代
反應。烷類的氫原子可被取代一個或多個。例如：
CH4 + Cl2→CH3Cl + HCl
CH3Cl+ Cl2→CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2→CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2→CCl4 + HCl
(3)硝化反應：烷類在高溫(475℃以上)，可與濃硝酸進行硝化反應。
例如：
CH4 + HNO3→CH3NO2 + H2O
(4)裂煉反應：大分子的烷類可在隔絕空氣、高溫及觸媒的催化下，
裂煉為較小分子的烴類。例如：癸烷(C10H22)可在適當的條件之下，裂煉成多種不同的烷類及烯類(可能為：戊烷+戊烯或辛烷+乙烯或丁烷+丁烯+乙烯等烴類)。
(5)脫氫反應：烷類在約800℃至900℃時，可以脫去一莫耳的氫氣，
而得到烯類。例如：乙烷氣體隔絕空氣加熱，可產生乙烯。
烯烴的反應
烯類因分子內具有一個雙鍵結構，故其化學性質較為活潑，除具燃燒之反應外，還具有下列主要反應。
(1)加成反應：烯類進行加成反應時，雙鍵中之較弱的π鍵會被打
開，雙鍵兩邊的碳原子各與一個新原子或原子團相結合，以形成飽和的化合物。例如：常溫時，溴可與乙烯可在四氯化碳中反應生成1,2-二溴乙烷。或是乙烯與水在酸的催化下，生成乙醇。或是乙烯在催化劑的幫助下，可與氫氣反應得到乙烷。
(2)氧化反應：烯類易與氧化劑(過錳酸根、二鉻酸根等)反應，形成
二醇類。例如：乙烯在鹼性的過錳酸鉀溶液中氧化可得乙二醇。
(3)聚合反應：烯類因π鍵打開後，相互加成反應，生成高分子量聚
合物。例如：乙烯聚合可得聚乙烯(PE)。
炔烴的反應
炔類因分子內具有參鍵結構，故比烯類更不飽和因而其性質更為活潑，更易起下列反應。
(1)加成反應：炔類加成反應時，二個π鍵會被打開，兩邊的碳原子
各與兩個新原子或原子團相結合。例如：乙炔和氫氣加成可得乙
烯或乙烷。或是乙炔與溴反應，可得反-1,2-二溴乙烯，若產物再繼續與溴反應，則生成1,1,2,2-四溴乙烷。
(2)氧化反應：乙炔與氧之混合氣體燃燒時，可用於切割鋼鐵。炔類
除燃燒外，尚可與氧化劑反應，例如：稀的過錳酸根的弱鹼性溶液加入炔類，會使過錳酸根紫色消失而變為淡黃色，隨反應情況的不同，其氧化產物有醛或酸。
芳香烴的反應
芳香烴通常是指苯(C6H6)及以苯環為基體的衍生物之總稱。最簡單的芳香烴是苯，苯化學性質安定，在一般條件下，不與酸、鹼、氧化劑或還原劑等作用;但苯上的氫原子可被取代而進行下列之反應: (1)鹵化反應：苯和氯或溴在鐵或氯化鐵的催化下，會進行鹵化反應，
苯中的一個氫原子會被鹵素原子所取代而生成鹵苯(氯苯C6H5Cl 或溴苯C6H5Br)。
(2)硝化反應：苯可在硫酸的催化下與硝酸進行反應，生成硝基苯。
甲苯(C6H5CH3)和濃硝酸與濃硫酸進行硝化反應後，製得黃色炸藥TNT(2,4,6-三硝基甲苯)。
(3)磺化反應：苯與濃硫酸在高溫下可產生苯磺酸。
(4)脂芳化反應：苯和鹵烷在氯化鋁(AlCl3)的催化下，可生成烷基苯。
例如：苯與氯甲烷在氯化鋁的催化下可生成甲苯。
另外，苯若在特殊條件下可進行加成反應。例如：苯與氫在鎳(Ni)的催化下，生成環己烷(C6H12)。苯與氯在紫外線的照射下，生成六氯化苯(BHC)，其化學式為C6H6Cl6。
3D-分子圖形目錄:
問題:
1. 環己烷(C6H12)的C─C鍵長分別為多少？
2. 六氯化苯(BHC)的所有原子是否在同一平面上？
3. 過錳酸根MnO4-的幾何形狀為何？其O─Mn─O鍵角是多少？
《有机化学》(第四版)第三章-不饱和烃(习题答案)
第三章不饱和烃 思考题 习题3.1 写出含有六个碳原子的烯烃和炔烃的构造异构体的构造式。其中含有六个碳原子的烯烃，哪些有顺反异构？写出其顺反异构体的构型式(结构式)。(P69) 解：C6H12有13个构造异构体，其中4个有顺反异构体： CH2=CHCH2CH2CH2CH3CH3CH=CHCH2CH2CH3CH3CH2CH=CHCH2CH3 (Z,E) (Z,E) CH2=CCH2CH2CH3 CH3CH2=CHCHCH2CH3 CH3 CH2=CHCH2CHCH3 CH3 CH3C=CHCH2CH3 3CH3CH=CCH2CH3 CH3 CH3CH=CH2CHCH3 3 (Z,E) (Z,E) CH2=CHCCH3 CH3 CH3CH2=CCHCH3 CH3 CH3 CH3C=CCH3 CH3 CH3 CH22CH3 CH2CH3 C6H10有7个构造异构体： CH CCH2CH2CH2CH3CH3C CCH2CH2CH3CH3CH2C CCH2CH3 CH CCHCH2CH3 3CH CCH2CHCH3 3 CH CC(CH3)3CH3C CCHCH3 3 习题3.2 用衍生物命名法或系统命名法命名下列各化合物：(P74) (1) (CH3)2CHCH=CHCH(CH3)2对称二异丙基乙烯
or 2,5-二甲基-3-己烯 (2) (CH 3)2CHCH 2CH=CHCHCH 2CH 3 CH 3 1234567 8 2,6-二甲基-4-辛烯 (3) CH 3CH 2C CCH 2CH 3 1 2 3 45 6 二乙基乙炔 or 3-己炔 (4) CH 3CH 2C(CH 3)2C CH 1 2 3 4 5 3,3-二甲基-1-戊炔 (5) CH 2=CHCH 2C CH 12345 1-戊烯-4-炔 (6) HC C C=C CH=CH 2 CH 2CH 2CH 3CH 2CH 2CH 3 1 2 3 4 5 6 3,4-二丙基-1,3-己二烯 -5-炔 (7) CH 3 CH 3 2,3-二甲基环己烯 (8) CH 3CH 3 5,6-二甲基-1,3-环己二烯 习题3.3 用Z,E-命名法命名下列各化合物：(P74) (1) ↑C=C CH 2CH 3 H Cl Br ↑ (Z)-1-氯-1-溴 -1-丁烯 (2) ↓C=C F CH 3Cl CH 3 CH 2 ↑ (E)-2-氟-3-氯-2- 戊烯
第三章不饱和烃 学习指导： 1.烯烃的异构和命名：构造异构和顺反异构（顺式、反式和Z、E表示法）； 2. 烯烃的化学性质：双键的加成反应—催化加氢和亲电加成（亲电加成反应历程，不对称加成规则，诱 导效应，过氧化物效应、双键的氧化反应（高锰酸钾氧化，臭氧化，催化氧化）、—氢原子的反应（氯化）； 3、炔烃的命名和异构； 4、炔烃的化学性质：亲电加成反应；氧化反应（高锰酸钾氧化，臭氧化）；炔烃的 活泼氢反应（酸性，金属炔化物的生成） 5、烯烃的制备（醇脱水，氯代烷脱氯化氢）；炔烃的制备（二卤代烷脱卤化氢，炔烃的烷基化）。 6. 二烯烃的分类和命名； 7. 共轭二烯烃的化学性质：加成反应（1、4—加成和1、2—加成）双烯合成（Diels-Alder反应） 习题 一、命名下列各物种或写出结构式。 1、写出的系统名称。 2、写出(Z)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯的构型式。 3、写出的系统名称。 写出的系统名称。 4、 二、完成下列各反应式（把正确答案填在题中括号内）。 1、 2、( ) 3、 4、
5、 6、 7、 三、理化性质比较题（根据题目要求解答下列各题）。 1、排列下列烯烃与HCl加成的活性次序： (A) (CH3)2C == CH2 (B) CH2 == CH2 (C) CH3CH == CH2 (D) CF3CH == CH2 2、将下列碳正离子按稳定性大小排序： 3、将下列碳正离子按稳定性大小排列： 4、排列与下列化合物进行双烯加成的活性次序： 5、比较下列化合物与1, 3-丁二烯进行Diels-Alder反应的活性大小： 6、由下列哪一组试剂经Diels-Alder反应生成产物?
第三章不饱和烃 3.1用系统命名法命名下列化合物 a. b.c. (CH 3CH 2)2C=CH 2CH 3CH 2CH 2CCH 2(CH 2)2CH 3 2 CH 3C=CHCHCH 2CH 3 C 2H 5CH 3 d. (CH 3)2CHCH 2CH=C(CH 3)2 答案： a. 2－乙基－１－丁烯 ２－ethyl －1－butene b. 2－丙基－１－己烯 ２－propyl －1－hexene c. 3,5－二甲基－３－庚烯 3,5－dimethyl －3－heptene d. 2,5－二甲基－２－己烯 2,5－dimethyl －2－hexene 3.2写出下列化合物的结构式或构型式，如命名有误，予以更正。 a. 2,4－二甲基－2－戊烯 b. 3－丁烯 c. 3,3,5－三甲基－1－庚烯 d. 2－乙基－1－戊烯 e.异丁烯 f. 3,4－二甲基－4－戊烯 g. 反－3,4－二甲基－3－己烯 h. 2－甲基－3－丙基－2－戊烯 答案： a. b.错，应为1－丁烯 c. d. e. f. 错，应为2,3－二甲基－１－戊烯 g. h. 错，应为2－甲基－3－乙基－２－己烯 3.3写出分子式C 5H 10的烯烃的各种异构体的结构式，如有顺反异构，写出它们的构型式，并用系统命名法命名。 pent-1-ene (E )-pent-2-ene (Z )-pent-2-ene 3-methylbut-1-ene
2-methylbut-2-ene2-methylbut-1-ene 3.4用系统命名法命名下列键线式的烯烃，指出其中的sp2及sp3杂化碳原子。分子中的σ键有几个是sp2-sp3型的，几个是sp3-sp3型的？ 3-ethylhex-3-ene 3-乙基-3-己烯，形成双键的碳原子为sp2杂化，其余为sp3杂化，σ键有3个是sp2-sp3型的，3个是sp3-sp3型的，1个是sp2-sp2型的。 3.5写出下列化合物的缩写结构式 答案：a、（CH3）2CHCH2OH；b、[（CH3）2CH]2CO；c、环戊烯；d、（CH3）2CHCH2CH2Cl 3.6将下列化合物写成键线式 A、O ；b、；c、 Cl ； d 、
第三章 不饱和烃 思考题 习题3.1 写出含有六个碳原子的烯烃和炔烃的构造异构体的构造式。其中含有六个碳原子的烯烃，哪些有顺反异构？写出其顺反异构体的构型式(结构式)。(P69) 解：C 6H 12有13个构造异构体，其中4个有顺反异构体： C H 2=C H C H 2C H 2C H 2C H 3 C H 3C H =C H C H 2C H 2C H 3 C H 3C H 2C H =C H C H 2C H 3 (Z ,E ) (Z ,E ) C H 2=CC H 2C H 2C H 3C H 3 C H 2=C H C H C H 2C H 3 C H 3 C H 2=C H C H 2C H C H 3 C H 3 C H 3C =C H C H 2C H 3 C H 3 C H 3C H =C C H 2C H 3 C H 3C H 3C H =C H 2C H C H 3 C H 3 (Z ,E ) (Z ,E ) C H 2=C H C C H 3 C H 3 C H 3 C H 2=C C H C H 3 C H 3 C H 3 C H 3C =C C H 3 C H 3C H 3 C H 2=C C H 2C H 3 C H 2C H 3 C 6H 10有7个构造异构体： C H C C H 2C H 2C H 2C H 3C H 3C C C H 2C H 2C H 3 C H 3C H 2C C C H 2C H 3 C H C C H C H 2C H 3C H 3 C H C C H 2C H C H 3 C H 3 C H C C (C H 3)3 C H 3C C C H C H 3C H 3 习题3.2 用衍生物命名法或系统命名法命名下列各化合物：(P74) (1) (CH 3)2CH CH =CH CH (CH 3)2 对称二异丙基乙烯 or 2,5-二甲基-3-己烯 (2) (C H 3)2C H C H 2C H =C H C H C H 2C H 3 C H 3 1 2 3 4 5 6 7 8 2,6-二甲基-4-辛烯 (3) C H 3C H 2 C C C H 2C H 3123 456 二乙基乙炔 or 3-己炔
《有机化学》(第四版)第三章不饱和烃(习 题答案)
第三章不饱和烃 思考题 习题 3.1 写出含有六个碳原子的烯烃和炔烃的构造异构体的构造式。其中含有六个碳原子的烯烃，哪些有顺反异构？写出其顺反异构体的构型式(结构式)。(P69) 解：C6H12有13个构造异构体，其中4个有顺反异构体： CH2=CHCH2CH2CH2CH3CH3CH=CHCH2CH2CH3CH3CH2CH=CHCH2CH3 (Z,E) (Z,E) CH2=CCH2CH2CH3 3CH2=CHCHCH2CH3 3 CH2=CHCH2CHCH3 3 CH3C=CHCH2CH3 CH3CH3CH=CCH2CH3 CH3 CH3CH=CH2CHCH3 CH3 (Z,E) (Z,E) CH2=CHCCH3 CH3 CH3CH2=CCHCH3 CH3 CH3 CH3C=CCH3 CH3 CH3 CH2=CCH2CH3 CH2CH3 C6H10有7个构造异构体： CH CCH2CH2CH2CH3CH3C CCH2CH2CH3CH3CH2C CCH2CH3 CH CCHCH2CH3 3CH CCH2CHCH3 3 CH CC(CH3)3CH3C CCHCH3 3 习题3.2 用衍生物命名法或系统命名法命名下列各化合物：(P74) (1) (CH3)2CHCH=CHCH(CH3)2对称二异丙基乙烯 or 2,5-二甲基-3-己烯
(2) (CH 3)2CHCH 2CH=CHCHCH 2CH 3 3 1234567 8 2,6-二甲基-4-辛烯 (3) CH 3CH 2C CCH 2CH 31 2 3 456 二乙基乙炔 or 3-己炔 (4) CH 3CH 2C(CH 3)2C CH 1 2 3 4 5 3,3-二甲基-1-戊炔 (5) CH 2=CHCH 2C CH 1 2 3 4 5 1-戊烯-4-炔 (6) HC C C=C CH=CH 2CH 2CH 2CH 3 2CH 2CH 3 1 23 45 6 3,4-二丙基-1,3-己二烯-5-炔 (7) CH 3 CH 3 2,3-二甲基环己烯 (8) CH 3 CH 3 5,6-二甲基-1,3-环己二烯 习题3.3 用Z,E-命名法命名下列各化合物：(P74) (1) ↑ C=C CH 2CH 3H Cl Br ↑ (Z)-1-氯-1-溴-1-丁烯 (2) ↓ C=C F CH 3Cl CH 3CH 2 ↑ (E)-2-氟-3-氯-2-戊烯 (3) ↑ C=C CH 2CH 3CH 2CH 2CH 3H CH 3↓ (E)-3-乙基-2-己烯 (4) ↓ C=C CH(CH 3)2 CH 2CH 2CH 3CH 3 H ↑ (E)-3-异丙基-2-己烯
第三章不饱和烃：烯烃和炔烃答案 习题（二）用Z，E标记法命名下列各化合物 答：（1）（E）-2, 3-二氯-2-丁烯 （2）（Z）-2-甲基-1-氟-1-氯-1-丁烯 （3）（Z）-1-氟-1-氯-2-溴-2-碘乙烯 （4）（Z）-3-异丙基-2-己烯 习题（四）完成下列反应式
习题（五）用简便的化学方法鉴别下列各组化合物 答：（1）先用Br2-CCl4溶液，褪色者是（B）和（C），再用稀高锰酸钾溶液，褪色者是（B）； （2）使Br2-CCl4或稀高锰酸钾溶液褪色者是（A）和（B），与Ag(NH3)2NO3生成白色沉淀者是（B）。 习题（六）在下列各组化合物中，哪一个比较稳定？为什么？ 答：（1）后者比较稳定，两个大基处于碳碳双键异侧，空间效应较小；（2）前者较稳定，它相当于R2C=CHR； （3）第一个较稳定，它相当于R2C=CR2； （4）后者稳定，其角张力较小； （5）环戊烯较稳定，其角张力较小； （6）后者较稳定，其角张力较小； 习题（七）将下列各组活性中间体按稳定性由大到小排列成序 答：（1）(C) > (A)> (B) (2) (B) > (C) > (A) 习题（十一）预测下列反应的主要产物，并说明理由。 答：
习题（十二）写出下列反应物的构造式。 答：（1）CH 2=CH 2 （2）（CH 3）2CHCH=CHCH 3 （3）（CH 3）2C= CH CH 2CH 3 （4）3223CH CH CCH C CH ≡ （5）()CH C CH CHCH C CH ≡=2223 （6）()CH C CH CH ≡423 习题（十五）完成下列转变 答： （1）CH 3CH 2=CH 2 CH 3CH 2 CH 2Br HBr ROOR