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有机化学 第三章：不饱和烃

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有机化学第三章不饱和链烃教案

有机化学第三章不饱和链烃教案

课时授课方案课程名称：有机化学课次：10授课时间年月日第周星期第至节班新课内容：第三章不饱和链烃§3-1烯烃一、烯烃的结构二、烯烃的构造异构现象三、烯烃的命名新课目的 1. 认识烯烃、同系列及通式要求 2. 掌握烯烃的命名教学重点：1.烯烃的结构难点：2.烯烃的命名课型：讲授教具名称：数量：智能培养理解记忆能力内容：空间想象能力总结新课 1.烯烃的认识内容：2.烯烃命名的掌握布置作业：P33-1(1)(2)(3)(4)(6)(7)2、3课后记：详案<Ⅰ>复习提问1.什么是烃？2.什么是烷烃？<Ⅱ>引课：上次课我们结束了烷烃的学习，本次课开始我们学习不饱和链烃的第一种——烯烃。

<Ⅲ>讲授新课：第二章不饱和链烃§3-1烯烃分子中含一个>C=C<的开链烃，也称单烯烃，烯烃的官能团一、烯烃的结构1.结构特征：分子中含有>C=C< σ键牢固（官能团）两个键不同π键易断烯烃性质活泼易发生反应最简单的烯烃乙烯 C2H4 CH2=CH2丙烯 C3H6 CH2=CH-CH3丁烯 C4H8 CH2=CH-CH2-CH32.烯烃的同系列和通式通式：CnH2n二、烯烃的构造异构现象丁烯 1）CH2=CH-CH2-CH3 2）CH3-CH=CH-CH31-丁烯 2-丁烯3）CH2=C-CH3 2-甲基-1-丙烯CH31）和2）由于双键位置不同而引起的——位置异构1）和3）由于碳链排列不同而引起的——碳链异构C5H12CH2=CH-CH2-CH2-CH3 1-戊烯CH3-CH=CH-CH2-CH3 2-戊烯CH2=C-CH2-CH3 2-甲基-1-丁烯CH3CH3-C=CH-CH3 2-甲基-2-丁烯CH3CH3-CH-CH=CH3 3-甲基-1-丁烯CH3三、烯烃的命名1.习惯命名法适用于简单烯烃CH2=CH2 CH3-CH=CH2 CH3-C=CH2CH3乙烯丙烯异丁烯2.系统命名法1）与烷烃的不同之处烯烃与碳原子数相同的烷烃相比少两个氢原子，因此叫做不饱和烃（1）主链称某烯（2）当主链碳原子数超过十称某碳烯（3）标出>C=C<的位次2）命名方法（1）选主链（母体）A、含有>C=C<最长碳链为主链B、有两条时取支链较多的C、根据主链碳原子数称某烯/碳烯（2）给主链碳原子编号（编号）A、从靠近>C=C<的一端开始给主链碳原子编号B、>C=C<的位次用两个双键碳原子中位次较小的给>C=C<编号C、两端距>C=C<等距时从距支链近的一端开始（3）写出烯烃全称（全称）取代基位次、数目、名称、双键位次、主体名称例 CH3-CH-C=CH-CH3CH3CH2CH34-甲基-3-乙基-2-戊烯四、烯基烯烃去掉一个氢原子后剩下的集团CH2=CH- CH3-CH=CH-乙烯基丙烯基（1-丙烯基）CH2=CH-CH2- CH2=C-CH3烯丙基（2-丙烯基）异丙烯基课时授课方案课程名称：有机化学课次：11授课时间年月日第周星期第至节班新课内容：烯烃的命名练习新课目的 1. 学习烯烃系统命名规则的应用要求 2. 加深烯烃同分异构的认识教学重点：烯烃的系统命名难点：课型：习题教具名称：数量：智能培养理解应用能力内容：空间想象能力总结新课 1.烯烃的系统命名规则应用内容：2.烯烃同分异构的推导布置作业：修改作业课后记：详案<Ⅰ>复习提问1.什么是烯烃？2.什么是烯烃的官能团和通式？3.什么是烯基？<Ⅱ>引课：上次课我们认识了烯烃，本次课我们就烯烃的命名进行练习。

有机化学第3章 不饱和烃

有机化学第3章 不饱和烃

Cl
Br
CC
H
Cl
(Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯 (反-1,2-二氯-1-溴乙烯)
Cl C
H
Cl C
Br
(E)-1,2-二氯-1-溴乙烯 (顺-1,2-二氯-1-溴乙烯)
28
6. 烯炔的命名
第三章 烯烃和炔烃 (三、烯烃和炔烃的命名)
• 编号时尽可能使重键的位次之和最低。 • 当双键和三键处于两头相同的位次时，
反式：两个取代基在环异侧 顺式：两个取代基在环同侧
15
第三章 烯烃和炔烃 (二、烯烃和炔烃的同分异构)
问题:下列化合物是否存在顺反异构?
CH3
C2H5 D
C=C
H
Cl H
H C=C
CH3
CH2－CH-CH3 CH-CH3
16
第三章 烯烃和炔烃 (三、烯烃和炔烃的命名)
三、烯烃和炔烃的命名
1. 简单的烯烃常用普通命名法
98
7
CH3
CH2CH3
10,10-二甲基-3-乙基-9-异丙基-4-十一碳烯
例3
4 CH3 3 CH2CH3
4 –甲基–3–乙基环庚烯
12
例4 CH3CC CCH2CH3 2 –甲基–3–己炔
CH3
19
4. 烯基与炔基
第三章 烯烃和炔烃 (三、烯烃和炔烃的命名)
CH2 CH
乙烯基 (vinyl)
3. 烯烃的比重都小于1，都是无色物质，溶于有机溶剂，不溶于水。
CH3 C C CH3
H
H
沸点(bp)： 3.7℃ 熔点(mp)： -138.9℃
CH3
H
CC
H
CH3
0.88℃

有机化学 第三章 不饱和烃

有机化学 第三章 不饱和烃

(2) 炔烃的结构
以乙炔为例。 仪器测得：C2H2中，四个原子共直线：
0.106nm 0.120nm
H CC H
量子化学的计算结果表明，在乙炔分子中的碳原 子是sp杂化：
激发 杂化
杂化
2个sp p轨道
二个sp杂化轨道取最大键角为180°，直线构型：
C
乙炔分子的σ骨架：
HC
CH
每个碳上还有两个剩余的p轨道，相互肩并肩形成2个π键：
第三章 不饱和烃
(一) 烯烃和炔烃的结构 (二) 烯烃和炔烃的同分异构 (三) 烯烃和炔烃的命名 (四) 烯烃的物理性质 (五) 烯烃和炔烃的化学性质 (六) 烯烃和炔烃的工业来源和制法
第三章 不饱和烃
含有碳碳重键(C=C或C≡C)的开链烃称为不饱和烃。 例如：
(一) 烯烃和炔烃的结构
(1) 烯烃的结构 (2) 炔烃的结构
CH=CH2
5-乙烯基-2-辛烯-6-炔
(3) 烯烃的顺反异构体的命名
(甲) 顺反命名法
两个双键碳上相同的原子或原子团在双键的同一侧者， 称为顺式，反之称为反式。例：
2-丁烯: H3C
CH3
C=C
H
H
( I)：m.p
。
-132 C
顺-2-丁烯
H3C
H
C=C
H
CH3
(II)：m.p -105。C
反-2-丁烯
H C
H
CH3 C
H
丙烯的结构
H C
H
C2H5 C
H
丁烯的结构
小结
π键的特性：
①π键不能自由旋转。 ②π键键能小，不如σ键牢固。
碳 碳 双 键 键 能 为 611KJ/mol, 碳 碳 单 键 键 能 为 347JK/mol,

大学有机化学不饱和烃-资料

大学有机化学不饱和烃-资料

C H 3 C H C H C C H
3-戊烯-1- 炔
H C C C H 2 C H C H 2
1-戊烯-4-炔
长江大学 2019/9/14
30
3.7 烯烃和炔烃的化学性质
反应部位：
氧化反应
(亲电)加成反应
CCC H
CC CH H
α-氢的反应 炔氢的反应
长江大学 2019/9/14
31
由于π键易于断裂，加成反应是 烯烃和炔烃的主要反应：
H
H
H3C C
C C
C CH3
H
H
顺,顺-2,4-己二烯 (2Z,4Z)- 2,4-己二烯
H
CH3
H3C C
C C
C H
H
H
顺,反-2,4-己二烯 (2Z,4E)-2,4-己二烯
长江大学 2019/9/14
29
烯炔的命名
• 编号时尽可能使重键的位次低。
• 当双键和三键处于相同的位次时，优先
给予双键较低的位次。
HH CC
RC CH+2H2
Ni r.t
催化氢化反应
HH RC C H
HH
长江大学 2019/9/14
33
炔烃比烯烃容易进行催化加氢，当分子
中同时存在
和
时，催化
氢化首先发生在三键上C。 C
CC
C H 3
H CCCC H C H 2 C H 2 O H +H 2P d 喹 -C a 啉 C O 3
C H 3
2. 编号 使碳碳重键的编号最小；重键的位次用重键 碳原子中编号最小的表示。
3.取代基(位次、数目、名称)的排列(与烷烃相同)。
长江大学 2019/9/14

有机化学第三章不饱和烃

有机化学第三章不饱和烃

4 H +C
+
C
H
H
C
C
H H
H
+
H
C
.C
H H
• 键两部分电子云，象两块面包夹住圆柱型 键。
第三章 不饱和脂肪烃
学问如清泉,越掘越甘甜
（二）炔烃的结构
• 1、叁键上的碳原子以sp杂化。
2 S
2 P
2 Py 2 Pz SP
18O0
+
一个杂化
轨道
第三章 不饱和脂肪烃
学问如清泉,越掘越甘甜
2、乙炔分子中三个 键，2个π键的形成。
1）原子序数大的优先。
• Cl ＞ F ＞ O＞N ＞C ＞B ＞H ＞孤电子对
2） 从离烯碳最近的原子
第二
（第一道弧线上）开始比
较， 如果都相同，依次比 较第二道弧线上的原子； H 3 C
如果还相同， 就比较第三道弧线上的 原子……
C l 第一
弧线
直到有一个优先。
弧线
H
H
H
HH
H
第三
H
弧线
H OH 第三章H不饱和脂肪烃
H+
C
+
C
+ H 三个 键
H
C
C
H
的形成
二个π键
+
的形成
HC
CH
三键的筒 状电 子云
第三章 不饱和脂肪烃
学问如清泉,越掘越甘甜
• 三.烯烃和炔烃的性质
• （一）烯烃和炔烃的物理性质
• 烯烃、炔烃物理性质与烷烃的相似。 ➢均不溶于水。 ➢2～4个碳原子的烯烃、炔烃在室温下为气体，
5～19个碳原子的烯烃在室温下为液体。

有机复习提纲第3章不饱和烃

有机复习提纲第3章不饱和烃

有机复习提纲第3章不饱和烃第3章不饱和烃3.1烯烃⼀、⼄烯的结构⼆、烯烃的同分异构现象1.位置异构（构造异构）——官能团位置不同⽽产⽣的异构2.顺反异构（⽴体异构）产⽣顺反异构的条件：①刚性结构(脂环、C=C) ，具有阻碍旋转的因素②刚性结构中同⼀个碳上所连的原⼦(基团)不同3.2 烯烃和炔烃的同分异构3.3 烯烃和炔烃的命名3.3.1 烯基与炔基（1）衍⽣命名法（2）系统命名法3.3.2 烯烃的命名(1) 顺,反–标记法(2) Z,E–标记法次序规则: 相连原⼦的⼤⼩，⼤者为“优先”基团。

依照相对原⼦质量：I > Br > Cl > S > O > N > C同位素依照相对原⼦质量：D > H未共⽤电⼦：最⼩较“优先”基团在双键的同侧, 标记为Z式；较“优先”基团在双键的异侧, 标记为E式。

如果直接相连的第⼀个原⼦相同，继续逐个⽐较。

对于含重键的基团，将其视为两个或三个单键3.3.4 炔烃的命名编号时尽可能使重键的位次低。

当双键和三键处于相同的位次时，优先给予双键较低的位次。

3.4 烯烃和炔烃的物理性质简单炔烃的沸点、熔点以及密度⽐碳原⼦数相同的烷烃和烯烃⾼⼀些炔烃分⼦极性⽐烯烃稍强炔烃不易溶于⽔，⽽易溶于⽯油醚、⼄醚、苯和四氯化碳中3.5 烯烃和炔烃的化学性质由于π键易于断裂，加成反应是烯烃和炔烃的主要反应⼀、加成反应总述（1）碳正离⼦1.反应活性烷基供电⼦，增加双键上的电⼦云密度，利于亲电加成反应；羧基吸电⼦，降低双键上的电⼦云密度，不利于亲电加成反应。

双键碳上的电⼦密度越⾼则容易⽣成稳定碳正离⼦，亲电加成活性越⼤。

烷基给电⼦作⽤，增加中⼼碳原⼦上正电荷分散程度，提⾼碳正离⼦的稳定性。

2.性质作⽤a. 碳正离⼦的重排b.⼆、反应类型（1）加氢（催化氢化反应，反应放热）催化剂：Pt, Pd, Ni催化剂的表⾯对重键、氢分⼦的吸附，使π键和H-H键松驰，降低价键断裂的离解能，从⽽降低反应活化能。

第三章 不饱和烃20150906-合肥工业大学-有机化学

第三章 不饱和烃20150906-合肥工业大学-有机化学

顺反异构体 ：
b.p ：直链烯烃 ＞ 支链烯烃
顺式烯烃 ＞反式烯烃(偶极距＝0）
m.p：反式烯烃 ＞ 顺式烯烃（反式对称性高） 溶解性： 难溶于水，易溶于苯，乙醚，氯仿，四氯化碳 等有机
溶剂。
2 化学性质
• 官能团：
C
C
易发生加成、氧化、聚合反应。
2.1 亲电加成反应
C
C
+Y Z
_
加成反应： 有机分子中双键的 π键容易断开，双键所连接的原子和 其他原子或原子团结合，形成两个新的 σ键，这种反应称为 加成反应。 亲电加成反应： 双键被带有正电荷的离子或原子团首先进攻，进而发生 的加成反应称为亲电加成反应。
C Y
C Z
(1) 与卤素的加成
反应通式： CH2=CH2 + X2 CCl4 X：F 、 Cl、 Br、I CH2=CH2 + Br2/CCl4→CH2BrCH2Br
常温下Br2/CCl4褪色（也能使溴水褪色）：鉴定烯烃
CH2XCH2X
X2反应活性：F2 ＞＞ Cl2 > Br2 > I2
I2一般不与烯烃发生反应， F2反应太激烈，易发生碳链 断裂，无实用意义。
(3) 与H2O加成
CH3CHCH3 200℃，2MPa OH δ+ δ直接水合法。遵循马氏规则：H--OH。
间接水合法。
OSO 2OH CH3CH CH2 + HOSO2OH 室温 CH3CH CH3
+ -
CH3CH CH2 + H2O
H3PO4/硅藻土
H2O
CH3CHCH3 + H2SO4 OH
N 代表氮原子的数目，氧和其他二价原子对不饱和度计算没有贡献。

《有机化学》(第四版)第三章-不饱和烃(习题答案)

《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：C 6H 12有13个构造异构体，其中4个有顺反异构体：CH 2=CHCH 2CH 2CH 2CH 3CH 3CH=CHCH 2CH 2CH 3CH 3CH 2CH=CHCH 2CH 3(Z,E)(Z,E)CH 2=CCH 2CH 2CH 3CH 3CH 2=CHCHCH 2CH 3CH 3CH 2=CHCH 2CHCH 3CH 3CH 3C=CHCH 2CH 3CH 3CH 3CH=CCH 2CH 3CH 3CH 3CH=CH 2CHCH 3CH 3(Z,E)(Z,E)CH 2=CHCCH 3CH 3CH 3CH 2=CCHCH 3CH 3CH 3CH 3C=CCH 3CH 3CH 3CH 2=CCH 2CH 3CH 2CH 3C 6H 10有7个构造异构体：CH CCH 2CH 2CH 2CH 3CH 3C CCH 2CH 2CH 3CH 3CH 2C CCH 2CH 3CH CCHCH 2CH 3CH 3CH CCH 2CHCH 3CH 3CH CC(CH 3)3CH 3C CCHCH 3CH 3习题3.2 用衍生物命名法或系统命名法命名以下各化合物：(P74)(1) (CH 3)2CHCH=CHCH(CH 3)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 3CH 3123456782,6-二甲基-4-辛烯(3)CH 3CH 2C CCH 2CH 3123456二乙基乙炔 or 3-己炔(4)CH 3CH 2C(CH 3)2C CH 12345 3,3-二甲基-1-戊炔(5)CH 2=CHCH 2C CH 123451-戊烯-4-炔(6) HCC C=CCH=CH 2CH 2CH 2CH 3CH 2CH 2CH 31234563,4-二丙基-1,3-己二烯-5-炔(7)CH 3CH 32,3-二甲基环己烯(8)CH 3CH 35,6-二甲基-1,3-环己二烯习题3.3 用Z,E-命名法命名以下各化合物：(P74)(1) ↑C=CCH 2CH 3H ClBr↑(Z)-1-氯-1-溴-1-丁烯(2) ↓C=CF CH 3ClCH 3CH 2↑(E)-2-氟-3-氯-2-戊烯 (3) ↑C=CCH 2CH 3CH 2CH 2CH 3HCH 3↓ (E)-3-乙基-2-己烯(4) ↓C=CCH(CH 3)2CH 2CH 2CH 3CH 3H↑ (E)-3-异丙基-2-己烯习题3.4 完成以下反应式：(P83)(1) C 3H 7C CC 3H7C=C H C 3H 7HC 3H 7(2)3C 3H 7C CC 3H 7C=C H C 3H 7C 3H 7H(3)+ Br 2C=C HC 2H 5C 2H 5H25(4)CCHOOC COOH C=CHOOCBr Br COOH+ Br 2习题3.5 以下各组化合物分别与溴进行加成反应，指出每组中哪一个反应较快。

第三章 不饱和链烃第1节烯烃

第三章 不饱和链烃第1节烯烃

-C(CH3)3 > -CH(CH3)2 > -CH2CH3 > -CH3 > H
2. 吸电子基团吸电诱导（-I）： -F >-Cl > -Br >-I > -CH=CH2 > -H
供电子基：烷基 吸电子基：卤素、C=C
知识拓展• 诱导效应角度理解马氏规则
➢ 诱导效应特点： 1）诱导效应是一种静电作用 2）沿着碳链传递，并随着碳链的增长而迅速减弱 3）具有叠加性，方向相反相减，相同相加。
（二） 化学性质
1. （3）加卤化氢（符合马氏规则） a.对称分子
马氏规则
（二） 化学性质
• （3）加卤化氢（符合马氏规则 ）
b.不对称分子
锦上添花、 氢越加越多
马氏规则
（二） 化学性质
• 马氏规则
• 不对称烯烃与卤化氢的加成，加成方向遵循马氏 (Markovnikov)规则，即主要产物为氢原子加在含氢较多的碳 原子上的产物。
R
氧化
C＝
H
R
氧化
C=
R
CO2+H2O
RCOOH
R
C=O
R
（二） 化学性质
• 3.聚合反应
nCH2=CH2
单体
催化剂 高温、高压
聚合度
CH2-CH2 聚乙烯
n
聚合物
藿香
生
枸杞
活
胡萝卜
中
芒果
的
羊肝
共
想一想，它们当
轭
中都含有哪一种
烯
微量营养成分？ 辣椒
烃
• 1.预防夜盲症，视力衰退，治疗各种眼疾。 • 2.可有助于防治脱发。 • 3.可调节皮肤新陈代谢的功效，可以抗衰老去皱纹，预防皮肤癌。 • 4.能减少皮脂溢出，使皮肤有弹性，同时淡化斑点。 • 5. 促进骨骼生长，帮助牙齿生长，再生。

《有机化学》第三章 不饱和烃

《有机化学》第三章 不饱和烃
供电子基团: O- > COO- > (CH3)3C > (CH3)2CH > CH3CH2 > CH3 >H
吸电子基团： +NR3>NO2>CN>COOH>F>Cl>Br>I>COOR>OR>
COR>SH>OH> C CR>C6H5>CH=CH2>H
诱导效应的特点：
（1）诱导效应的强弱取决于原了或基团的电负性的大小
的两原子可相对的自由旋转。 能相对自由旋转。Βιβλιοθήκη c．键的可极化度：较小。 较大
1.2 单烯烃的异构现象
1.2.1 结构异构
CH3 CH2 CH CH2 CH3 CH CH CH3
1-丁 烯
2-丁 烯
官能团碳碳双键 位置异构
CH3 C CH2 2-甲 基 丁 烯 CH3
碳链异构
结构异构是由于分子中各原子的结合顺序不同而引起的， 位置异构和碳链异构均属于结构异构。
(2) 与卤化氢的加成
CH3CH CHCH3 + HCl CH3CH2CHCH3
2–丁烯
HBr CH3CH2CH CH2
Markovnikov规则
Cl
2–氯丁烷
Br
CH3CHCH CH3
80 %
CH3CHCH2 CH2Br 20 %
当不对称的烯烃与卤化氢等极性试剂加成时，氢原总
是加到含氢较多的双键碳原子上，卤原子(或其子或
上相互重叠。
从侧面重叠。
电子云的分布情况 a． 电子云集中于两原子 电子云分布在 键所
核的连线上，呈圆柱形分布。 在平面的上下两方，呈块
状分布。

大学有机化学练习题-第三章不饱和烃

大学有机化学练习题-第三章不饱和烃

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 == CH22、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反应生成产物四、用简便的化学方法鉴别下列各组化合物。

1、用简便的化学方法鉴别以下化合物：(A) 异丁烯(B) 甲基环己烷(C) 1, 2-二甲基环丙烷2、用简便的化学方法鉴别以下化合物：(A) 己烷(B) 1-己烯(C) 1-己炔(D) 2-己炔五、用化学方法分离或提纯下列各组化合物。

1、用化学方法除去2-丁烯中的少量1-丁炔。

第三章 不饱和烃

第三章 不饱和烃

H
116.7
C
C
H 121.6
烷烃：C C 154 pm CCC 109.3
H
C H 110 pm
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2014-8-24
烯烃的结构
构成σ 键的电子称为σ电子；构成π 键的电子 称为π电子。 π键的特征： （1）无对称轴，因此不能自由旋转，否则键会 破裂。 （2）不能单独存在于共价键中。 （3）两个原子间可能有一个或两个π键。 （4）侧面相互重叠，重叠程度小于σ 键 （5）稳定性差，易破裂发生反应。
CH C
返回
CH2 CH
2014-8-24
C CH 相当于
C C
CH C
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烯烃的构造异构和命名
CH3 C H C CH3 CH3 CH2CH3 E型 H Z型 CH3 C H E型
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Br Z型 C H
CH3 C C
Br CH2CH3 CH3 CH2CH3
(CH3)2CH C
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2014-8-24
烯烃的构造异构和命名
注意事项：



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”

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2014-8-24
烯烃的构造异构和命名

烯烃的顺反异构： 由于双键不能自由旋转，也由于双键两端碳原 子连接的四个原子是处在同一平面上的，因此， 当双键的两个碳原子各连接不同的原子或基团 时，就有可能生成两种不同的异构体。
卤代
H H C CH CH2 H

《有机化学》第三章 不饱和烃

《有机化学》第三章 不饱和烃

第三章 不饱和烃不饱和烃是指分子结构中含有碳碳双键或三键的烃。

不饱和烃中含有碳碳双键的叫烯烃，含有碳碳三键的称为炔烃。

含有两个或多个碳碳双键的不饱和烃称为二烯烃和多烯烃。

一个不饱和烃分子结构中同时含有碳碳双键和三键则称为烯炔。

不饱和烃的双键和三键不太牢固，容易发生亲电加成反应、取代反应及氧化反应。

烯烃是指含有碳碳双键的不饱和烃，包括链状烯烃和环状烯烃，其官能团为碳碳双键。

链状烯烃的通式为C n H 2n (n ≥2)。

相对于饱和烷烃，烯烃分子结构中每增加1个双键则减少2个氢原子。

一、烯烃的结构和异构现象 （一）烯烃的结构烯烃的结构中主要特征部分为碳碳双键，以最简单的烯烃-乙烯为例来了解双键的结构，乙烯的分子式为C 2H 4，乙烯的两个C 原子和四个氢原子均在同一个平面上，每个碳原子只和3个原子相连，为平面型分子。

碳碳双键由1个σ键和1个π键构成，而不是两个单键构成。

乙烯的平面构型如图3-1（a ）所示，分子模型见图3-1（b ）和3-1（c ）。

CCH HH H121.7°117°0.108nm(a)乙烯的平面构型 (b)球棍模型 (c)比例模型图3-1 乙烯分子的结构拓展阅读碳原子的sp 2杂化和π键杂化轨道理论认为，乙烯分子中的碳原子在成键过程中，处于激发态的1个2s 轨道和2个2p 轨道进行杂化，形成3个能量相同的sp 2杂化轨道，称为sp 2杂化，其杂化过程可表示为：2s 2p激发sp 2杂化sp 2杂化轨道2p2s 2p基态激发态杂化态形成的3个sp 2杂化轨道中每个含有1/3的s 轨道成分和2/3的p 轨道成分，形状是一头大一头小；3个sp 2杂化轨道的对称轴分布在同一平面上，夹角为120°，呈平面三角形，每个碳原子还有一个2p z 轨道未参与杂化，其对称轴垂直于3个sp 2杂化轨道的对称轴所形成的平面，见图3-2。

由此可见，乙烯分子中碳碳双键是由1个σ键和1个π键组成的，π键是由2个p 轨道侧面重叠形成的，电子云分布于键轴上下，键能较小，同时由于π键电子云离核较远，受原子核束缚力较弱，容易被外电场极化，所以π键不稳定，比σ键容易断裂。

大学有机化学第三章不饱和脂肪烃

大学有机化学第三章不饱和脂肪烃
感谢您的观看
01
绿色合成
发展绿色合成方法，减少不饱和脂肪烃 合成过程中的环境污染和资源浪费，是 可持续发展的重要方向。
02
03
循环经济
通过循环利用不饱和脂肪烃，实现资 源的最大化利用，同时降低对环境的 负面影响。
跨学科研究的趋势与展望
化学与其他学科的交叉
不饱和脂肪烃的研究涉及到化学、生物学、医学、材料科学等多个学科领域，跨学科合作将有助于推动不饱和脂肪烃 的深入研究和发展。
烯烃的化学性质主要取决于碳碳双键，可以发生 加成、氧化、聚合等反应。
炔烃
01
炔烃的通式为CnH2n-2，其中含有两个碳碳三键。
02
炔烃的稳定性比烯烃更低，因为碳碳三键更容易受到亲电攻 击。
03
炔烃的化学性质与烯烃相似，但三键的反应活性更高，可以 发生加成、氧化、聚合等反应。
共轭二烯烃
01
02
03
烯烃的合成与转化
烷烃的热裂
在加热条件下，烷烃可以发生热裂反 应，生成烯烃和氢气。
醇的脱水
在酸催化下，醇可以发生脱水反应， 生成烯烃和水。
烯烃的合成与转化
• 炔烃的还原：通过还原炔烃的碳碳三键， 可以得到相应的烯烃。
烯烃的合成与转化
加氢反应
烯烃可以与氢气在催化剂的作用下发生加氢反应，生 成相应的烷烃。
烯烃的1,2-加成反应：在催化剂的作用 下，两个烯烃分子可以发生1,2-加成反 应，生成共轭二烯烃。
共轭二烯烃的转化
04 不饱和脂肪烃在工业和生 活中的应用
工业应用
01 02
塑料和合成橡胶生产
不饱和脂肪烃，如乙烯和丙烯，是塑料和合成橡胶的主要原料。它们通 过聚合反应形成高分子聚合物，广泛应用于包装、建筑材料、汽车部件 等领域。

201303新版有机化学不饱和烃

201303新版有机化学不饱和烃

武汉大学医学有机化学2013
二、烯烃的同分异构
Ｃ>4的烯烃开始出现异构体，由于烯烃含有 不能自由旋转的“C=C”官能团，所以烯烃的 同分异构现象比烷烃更为复杂，异构体数目 也较烷烃多。 如丁烷有２个异构体，丁烯则有４个。 烯烃的同分异构种类主要有以下三种： 1. 碳链异构 2. 官能团异构 3. 顺反异构
武汉大学医学有机化学2013
次序规则（3） ③.含有不饱和键时，则视为连有与不饱 和键数目相同的同种原子。
C C
<
C C
C C
<
C O
C C C C
C C C C
C O O C
武汉大学医学有机化学2013
例 1：
Cl C Br
Cl C Br C I
F C I
H
(Z)-1-氟-2-氯-2-溴-1-碘乙烯
乙烯结构示意图
武汉大学医学有机化学2013
1.乙烯的结构
乙烯分子中的“ C=C ”不是两个完全相同的键，现代物 理方法测定表明，乙烯分子中，双键的C-H、C-C键比烷烃 中相应的C-H、C-C 键的键长要短。
H
121.7°
H C
a.乙烷与乙烯的比较
Ｃ－Ｃ 键长 Ｃ－Ｈ键长
C H
0.1076nm
CH3
CH3
CH
CH
CH3
武汉大学医学有机化学2013
3.顺反异构
由于双键不能旋转，导致分子中原子或原子 团在空间排布不同引起的同分异构现象。如： 在2-丁烯中存在以下两种异构体。
H C CH3
b.p. = 3.5 ℃
H C CH3
CH3 C C H
H CH3
b.p. = 0.9 ℃

大学有机化学不饱和烃

大学有机化学不饱和烃

3. 反马加成机理
R -C H = C H 2 + H B r 反应机理
(R C O O )2
R -C H 2 C H 2 B r
自由基型加成反应: R:OR 2RO·(烷氧自由基) · ·r B R - C H = C H2 R -C H-C + Br·(自由基溴) H B r H B r H · R -C H 2 -C RO· HBr ROH + Br·加到烯烃双键上，键发生均裂，一个电子与 溴原子结合成单键，另一个电子留在另一个碳原子 上形成另一个烷基自由基。 烷基自由基的稳定次序: 3 ºR · > 2 ºR ·> 1ºR ·> · 3 CH
+
CH3
+
H
+
> C H 3 – C > C H 3 -C H H
> CH3
+
∴ 碳正离子的稳定性：
R3C +> R2HC+ >RH2C+>H3C+
* 烯烃与溴化氢的自由基加成反应
条件：烯烃与HBr在过氧化物存在下加成
—— 反马规则；
机理：自由基机理
（加成取向由自由基稳定性决定）。 注意：仅对HBr有效。
§1.6 亲电加成反应历程
在烯烃分子中，由于π电子具流动性，易被 极化，因而烯烃具有供电子性能，易受到亲电 试剂（路易斯酸）的进攻而发生反应，这种由 亲电试剂的作用而引起的加成反应称为 亲电
加成反应。
基本机理： A∶B → A+ + ：B（试剂分子） （路易斯酸） （路易斯碱）
（亲电试剂） （亲核试剂）
C＝C 键长0.134 nm C＝C 键能为610 kJmol-1 其中σ 键346 kJmol-1 π键264 kJmol-1 乙烯分子结构 烯烃π电子云在平面上、下方，易受E+进攻而断键， 发生亲电加成反应。

有机化学第三章不饱和烃

有机化学第三章不饱和烃

CH3
H
CC
H
CH3
反式(trans)
(顺)—2—丁烯(沸点3.7 0C)
08:38
(反)—2—丁烯(沸点0. 9 0C)
第三章 不饱和烃 16
The E, Z Designation
Z, 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
08:38
H3C
Cl
H
C2H5
Z-型
H3C
2-乙基-1-戊烯
H3C CH C CH2 H3C CH2 CH2 CH2 CH3
3-甲基-2-乙基-1-己烯
08:38
第三章 不饱和烃 10
一、 系统命名法 （续）
(2)主链编号，使双键的编号尽可能小；
12345 6
H3C CH CH2 C CH CH3
65 4 3 2 1
CH3
CH3
1
H3C
6
+ CH3—CH CH2
HX
3
2
1
CH3—CH—CH3
(Ⅰ ) （主 ）
X CH3—CH2—CH2—X (Ⅱ )
马氏规则的另一表述方法：带正电的部分加到含氢较多的碳上
08:38
第三章 不饱和烃 35
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效应）
08:38
第三章 不饱和烃 34
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-

有机化学第3章 不饱和烃

有机化学第3章 不饱和烃

对应关系，顺可以是Z，也可以是E，反之亦然。
3.1.4 烯烃和炔烃的物理性质
在常温常压下，C2～C4的烯烃和炔烃是气体，从C5开始为液体， 高级烯烃和炔烃是固体。它们的相对密度都小于1。
难溶于水，而易溶于非极性和弱极性的有机溶剂，如石油醚、
乙醚、四氯化碳和苯等。
*由于s轨道中的电子比p轨道中的电子靠近原子核，受原子核 的束缚力大，因此在杂化轨道中s成分越多，电子越靠近原子核， 碳原子的电负性越大。 不同碳原子的电负性是：三键碳原子(sp)＞双键碳原子(sp2)＞饱和 碳原子(sp3)。
碳架异构 官能团位次异构 构造异构
官能团异构
互变异构
同分异构 构型异构 立体异构 构象异构
对映异构
非对映异构(含顺反异构)
当两个双键碳原子均连接不同的原子或基团时，即产生顺反异 构现象。如下列三种形式的烯烃都有顺反异构体，而其它形式的烯 烃则没有顺反异构体。
3.1.3 烯烃和炔烃的命名
1. 烯基和炔基
碳架异构
构造异构
官能团位次异构 官能团异构 互变异构
C H 3C H
CHCH3
碳碳双键不能绕键轴自由旋转。当两个双键碳原子各连有两个不 同的原子或基团时，可能产生两种不同的空间排列方式。
构型：(I)和(Ⅱ)的分子式相同，构造亦相同，但分子中的原子在空间 排列不同。分子中原子在空间的排列形式称为构型。 构型异构体：(I)和(Ⅱ)是由于构型不同而产生的异构体，称为构型异
所以π电子云具有较大的流动性，易受外界电场影响而发生极化，
因此，与σ键比较， π键不如σ键牢固，不稳定而容易断裂，表现较大 的化学活泼性。
2.π键与σ键不同，π键不能单独存在，只能与σ键共存于双键和三键中；
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例如：I > Br > Cl > S > O > N > C 同位素： D > H 未共用电子：最小
• 较“优先” 基团在双键的同侧, 标记为Z式； 较“优先” 基团在双键的异侧, 标记为E式。
Cl
CH2CH3
CC
Br
H
(E) –1 –氯–1–溴丁烯
Cl
H
CC
Br
CH2CH3
(Z)–1–氯–1–溴丁烯
不饱和烃 烯烃(alkenes) 含有碳碳重键 炔烃(alkynes) 的化合物
H H
C
C
H H
HCC H
乙烯
环己烯 乙炔
烯烃的通式：CnH2n 炔烃的通式：CnH2n-2
官能团
CC CC
3.1 烯烃和炔烃的结构
3.1.1 碳碳双键的组成
基态
激发态
sp2 杂化态
2p
2p
2p
sp2
2s
2s
1s
1s
• 确定母体 选择含碳碳重键在内的连续最长碳链作为母 体，根据其碳原子的个数称“某烯”或“某
• 编炔号”。 使碳碳重键的编号最小；重键的位次用重键 碳原子中编号最小的表示。
• 指出取代基的位次、数目、名称 此步骤与烷烃同。
• 当碳原子数超过10时，称“某碳烯”或“某碳炔”
CH3CH2
C CH3CH2CH2
第三章 不饱和烃：烯烃和炔烃
3.1 烯烃和炔烃的结构 3.1.1 碳碳双键的组成 3.1.2 碳碳三键的组成 3.1.3 π键的特性 3.2 烯烃和炔烃的同分异构 3.3 烯烃和炔烃的命名 3.3.1 烯基与炔基 3.3.2 烯烃和炔烃的命名 (1)衍生命名法 (2) 系统命名法 3.3.3 烯烃顺反异构体的命名 (1) 顺,反–标记法
图 3.3 sp2杂化的碳原子
在乙烯分子中，每个碳原子都是 sp2 杂化。 C－Cσ键的形成: sp2–sp2 交盖 C－Hσ键的形成: sp2-1s 交盖 一个C－Cσ键和6个C－Hσ键共处同一平面。
图3.4 乙烯的结构
C－Cπ键的形成：垂直于sp2 杂化轨道 所在平面且相互平行的2个p 轨道进行侧面 交盖，组成新的分子轨道——π轨道。
(1)与卤素的加成
(a) 与溴和氯加成
(CH3)2CHCH
CHCH3
+
Br2
CCl4
0℃
试剂 : Cl2, Br2
溶剂: CH2Cl2, CHCl3, 乙酸
C=C或 C C 的鉴定
(CH3)2CHCH CHCH3 Br Br
邻二溴化物
(b) 亲电加成反应机理: 第一步：烯烃与溴的加成，生成溴 离子。
C
R'
H2 P–2
R H
C
R' C
H
生成反式烯烃：
金属Na或Li在液氨中还原炔烃
CH3CH2C
C(CH2)3CH3
Na, 液NH3 98%
H C
CH3CH2
(CH2)3CH3 C
H
• 异相反应 (heterogeneous reactions) 溶剂：乙醇、己烷或乙酸 金属：固体 异相反应：一个物质在一相中，另一个
对于二取代的烯烃：
前缀
相同的原子 或
双键
同侧
顺–
基团
异 侧 反–
H3C
CH3
CC
H
CH2CH2CH3
H
CH3
CC
H3C
CH2CH2CH3
顺–3–甲基–2–己烯 反–3–甲基–2–己烯
(2) Z,E–标记法 (a) 次序规则:
• 按照原子序数的大小比较与碳碳双键直接 相连原子的大小，大者为“优先”基团。
C
δ
δ
C
C
Br Br
Br + Br
C
第一步是决定反应速率的一 步。
第二步：溴负离子从溴 离子的背面进攻 原双键C原子
立体选择性不同。
生成顺式烯烃：
Lindlar 催化剂: Pd/ CaCO3, Pb(Ac)2–喹啉
喹啉:
N
CH3(CH2)3C
CH3(CH2)3
C(CH2)3CH3
H2 Lindlar
催化剂
H
(CH2)3CH3
CC
(78%) H
P–2 催化剂:
O Ni OCCH32CN2aHB5OHH4
Ni2B
RC
(1) 衍生命名法
• 以乙烯和乙炔为母体 • 将其它烯烃分别看作乙烯和乙炔的烷基
衍生物
RHY R Y
Y：原子或基团
• 取代基按“次序规则”，放在母体之前
CH3 CH CH2
甲基乙烯
(CH3)2C CH2
不对称二甲基乙烯
CH3CH2C CCH3
甲基乙基乙炔
(CH3)2CHC CH
异丙基乙炔
(2) 系统命名法
三个σ键， 其对称轴处于同一直线上。
3.1.3 π键的特性 2个π键的形成： 2p–2p 交盖 成键的两个C原子上各有2个相互垂直
的2p轨道，其对称轴两两相互平行，进行 侧面交盖， 形成2个π轨道。 每个成键轨道上均有一对自旋相反的电子
π轨道上的一对电子——π电子
在乙炔分子中，π电子云分布在C－Ｃ σ键的四周，呈圆柱形。
碳碳双键不能自由旋转 π电子云具有较大的流动性，易于发生极化。
图 3.8 乙炔分子的结构
图 3.9 乙炔分子比例模型 图 3.10 乙炔π键的电子云分布
3.2 烯烃和炔烃的同分异构
(isomerism in alkenes and alkynes)
C4H8:
H C
H
CH2CH3 H
C
C
H
H
C CH3 CH3CH CH3
CH2 CH
乙烯基 (vinyl)
CH2 CH CH2
烯丙基(allyl 或 allylic group)
CH3 CH CH 丙烯基 (propenyl)
CH2 C
异丙烯基 (isopropenyl)
CH3
HC C
乙炔基 (ethynyl)
HC CCH2
炔丙基
CH3C C
丙炔基
3.3.2 烯烃和炔烃的命名
CH3CH CHCH3
2–丁烯
H3C C
C CH3
H
H
顺–2–丁烯
H3C C
H C
H
CH3
反–2–丁烯
反–2–丁烯
顺–2–丁烯 图 3.11 2–丁烯顺反异构体的模型
3.3 烯烃和炔烃的命名
(nomenclature of alkenes and alkynes)
3.3.1 烯基与炔基
常见的烯基和炔基：
3.5.2 亲电加成 (electrophilic addition)
π键
不饱和烃都含有π键。烯烃
分子中π轨道处于双键的上
C C 方和下方，π电子是裸露的，
易于受亲电试剂的攻击。
图 3.14 裸露的
π电子云 亲电试剂 (electrophiles)： 缺电子的试剂
亲电加成反应：不饱和烃受亲电试剂进攻 后，π键断裂，试剂的两部分分别加到重 键两端的碳原子上。
3.5.1 加氢
烯烃和炔烃在催化剂存在下，与氢气 进行加成反应，生成烷烃：
CC
+
H2
催化剂 室温
HH CC
催化剂：Pt, Pd, Ni
HH
RC
CH
+ 2H2
Ni 室温
RC
C
H
HH
催化氢化反应(catalytic hydrogenation)
反应特点：
• 相对反应活性
烯烃：H2C
CH2> RCH
RCH CHR CH2 > R2C CH2
E2 > E1
能
量
• 放热反应
E1 E2
C C + H2
无催化剂 有催化剂
键的断裂： π键, H－H σ键
CC HH
反应进程
图3.12 烯烃氢化反应的能量变化图
键的形成: 2 C－H σ键
氢化热:
1 mol 不饱和烃进行氢化反应时所放出的 热量。
氢化热与不饱和烃的稳定性相关： 氢化热越高，不饱和烃的稳定性则越低。
3.5.3 亲核加成 3.5.4 氧化反应 (1) 环氧化反应 (2) 高锰酸钾氧化 (3) 臭氧化 (4) 催化氧化 3.5.5 聚合反应 3.5.6α–氢原子的反应 (1) 卤化反应 (2) 氧化反应 3.5.7 炔烃的活泼氢反应 (1)炔氢的酸性 (2)金属炔化物的生成及其应用
(3) 炔烃的鉴定 3.6 烯烃和炔烃的工业来源和制法 3.6.1 低级烯烃的工业来源 3.6.2 乙炔的工业生产 (1) 电石法 (2) 部分氧化法 3.6.3 烯烃的制法 (1) 醇脱水 (2) 卤代烷脱卤化氢 3.6.4 炔烃的制法 (1) 二卤代烷脱卤化氢 (2) 端位炔烃的烷基化
(2) Z,E–标记法 3.3.4 烯炔的命名 3.4 烯烃和炔烃的物理性质 3.5 烯烃和炔烃的化学性质 3.5.1 加氢 3.5.2 亲电加成 (1) 与卤素的加成 (2) 与卤化氢加成 Markovnikov 规则 (3) 与硫酸加成 (4) 与次卤酸加成 (5) 与水加成 (6) 硼氢化反应 (7) 羟汞化–脱汞反应
1s
－电子跃迁－ －杂化－
图 3.1 sp2 杂化轨道形成过程示意图
每个 sp2杂化轨道 含1/3 s 轨道成分， 含2/3 p 轨道成分。 三个sp2杂化轨道 在同一平面上，
图 3.2 一个sp2杂化轨道
其轨道间对称轴 的夹角为120°。