新教材高中化学烯烃的加成反应
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1. 烯烃的分类:累积二烯烃(H 2C=C=CH 2)、孤立二烯烃、共轭二烯烃2. 烯烃的结构特征:未参与杂化的p 轨道与烯烃平面垂直。
如果吸收一定的能量,克服了p 轨道的结合力,顺式或反式可以互转。
C=C 键的平均键能为610.9kJ ·mol -1,C-C σ键的平均键能为347.3 kJ ·mol -1,因此 键的键能大约为263.6 kJ ·mol -1。
二元取代烯烃比一元取代烯烃稳定8.3~12.5 kJ ·mol -1。
所以烯烃取代越多越稳定。
1,3-丁二烯是一个平面型分子。
键长均匀化是共轭烯烃的共性。
3. 烯烃的物理性质含2~4个碳原子的烯烃是气体,含5~15个碳原子的烯烃为液体,高级烯烃为固体。
所有烯烃都不溶于水,所有烃(C 、H )都不溶于水。
燃烧时,火焰明亮。
在sp n 杂化轨道中,n 数值越小,s 性质越强。
由于s 电子靠近原子核,它比p电子与原子核结合得更紧,轨道的电负性越大,所以电负性大小次序为s>sp>sp 2>sp 3>p 。
即碳原子的电负性随杂化时s 成分的增大而增大。
烯烃由 于sp 2碳原子的电负性比sp 3碳原子的大,比烷烃容易极化,成为有偶极矩的分子。
以丙烯为例,甲基与双键碳原子相连的键易于极化,键电子偏向于sp 2碳原子,形成偶极,负极指向双键,正极位于甲基一边。
因此当烷烃和不饱和碳原子相连时,由于诱导效应与超共轭效应成为给电子基团。
第八章 烯烃 亲核加成 自由基加成 共轭加成①在abC=Cab类型的烯烃中,顺型异构体总是偶极分子,而且沸点较高。
这对于识别顺反异构体是很有用的。
②也可以通过X射线衍射的方法测定相同基团之间的距离,以确定顺反异构体。
③核磁共振也是测定顺反异构体的有效方法。
共轭烯烃物理性质的特点:①紫外(电子)吸收光谱——向长波方向移动②易极化——折射率增高③趋于稳定——氢化热(烯烃催化加氢生成烷烃放出的热)降低。
加成反应 (addition reaction)•定义键。
即能在含双键或三键的两个碳原子上各加上一个原子或原子团的反应即为加成反应(多为放热,是烯烃和炔烃的特征反应)。
不稳定的环烷烃的开环反应也属于加成反应。
σ键键能较小,容易断裂形成两个π键,π烯烃或炔烃分子中存在(1)催化加氢在Pt、Pd、Ni等催化剂存在下,烯烃和炔烃与氢进行加成反应,生成相应的烷烃,并放出热量,称为氢化热(heat of hydrogenation,1mol不饱和烃氢化时放出的热量)•催化加氢的机理(改变反应途径,降低活化能)键的烯、炔加成。
π吸附在催化剂上的氢分子生成活泼的氢原子与被催化剂削弱了•氢化热与烯烃的稳定性乙烯丙烯 1-丁烯顺-2-丁烯反-2-丁烯氢化热/kJ•mol-1 -137.2 -125.9 -126.8 -119.7 -115.5(1)双键碳原子上烷基越多,氢化热越低,烯烃越稳定:R2C=CR2 > R2C=CHR > R2C=CH2 > RCH=CH2 > CH2=CH2(2)反式异构体比顺式稳定:(3)乙炔氢化热为-313.8kJ•mol-1,比乙烯的两倍(-274.4kJ•mol-1)大,故乙炔稳定性小于乙烯。
•炔烃加氢的控制——使用活性较低的催化剂,可使炔烃加氢停留在烯烃阶段。
——使用不同的催化剂和条件,可控制烯烃的构型:如使钯/碳酸钙催化剂被少量醋酸铅或喹啉钝化,即得林德拉(Lindlar)催化剂,它催化炔烃加氢成为顺式烯烃;炔烃在液氨中用金属钠或锂还原,能得到反式烯烃:•炔烃催化加氢的意义:——定向制备顺式或反式烯烃,从而达到定向合成的目的;——提高烷烃(由粗汽油变为加氢汽油)或烯烃的含量和质量。
•环烷烃的催化加氢环烷烃催化加氢后生成烷烃,比较加氢条件知,环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷开环难度依次增加,环的稳定性依次增大。
(2)与卤化氢加成(a)对称烯烃和炔烃与卤化氢加成对称烯烃和炔烃与卤化氢进行加成反应,生成相应的卤化物:HCl>HBr>卤化氢的活性次序:HI(b)不对称烯烃和炔烃与卤化氢加成不对称烯烃和炔烃与卤化氢加成,可能生成两种产物。
烯烃的亲电加成反应
烯烃的亲电加成反应是有机化学中的一种重要反应。
在此反应中,烯烃分子与亲电试剂之间发生加成反应,形成一个新的碳-碳化合物。
这种反应有许多应用,例如合成天然产物和药物分子等。
通常情况下,烯烃的亲电加成反应可以分为两种类型:电子不足烯烃和电子富烯烃。
对于电子不足烯烃,通常使用亲电性较高的试剂,如卤代烃、硝基化合物、醛类等作为试剂。
例如,使用氯代烃作为试剂,可以将烯烃的一个双键上的氢原子取代为氯原子,生成一种新的卤代烃。
而使用硝基化合物作为试剂,则可以将烯烃上的一个双键上的氢原子取代为硝基,形成一种新的硝基化合物。
对于电子富烯烃,一般使用亲电性较低的试剂,如酸、酚、膦酸等作为试剂。
例如,使用硫酸作为试剂,可以将烯烃的一个双键上的氢原子取代为硫酸基,形成一种新的硫酸酯。
总的来说,烯烃的亲电加成反应是一种重要的有机反应,可以实现高效的合成化学。
该反应已经被广泛应用于天然产物的合成、药物分子的合成以及其他化学领域。
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烯烃的加成反应(学案)任务一:探究烯烃的加成规律问题1:探究乙烯加成规律CH2=CH2+ HCl → CH3CH2ClCH2=CH2+ CH3COOH→ CH3COOCH2CH3CH2=CH2+ CH3CH2OH→ CH3CH2OCH2CH3CH2=CH2→3问题2:探究其他烯烃的加成规律讨论1:试写出分子式为C4H8的属于烯烃的同分异构体讨论2:根据加成反应的反应机理,分析刚才的三种烯烃与 HCl 的加成反应产物①1-丁烯②2-丁烯③2-甲基丙烯任务二:探究二烯烃的加成规律问题1:猜想1,3-丁二烯CH2=CH-CH=CH2与Br2加成的产物问题2:β-月桂烯、与等物质的量Cl2加成理论上可以获得有几种产物?问题3:你能用加成反应的原理分析下面的反应吗?+ →任务三:探究烯烃的连续加成规律①天然橡胶:②乙丙橡胶:③丁苯橡胶:推断题:(1)A的结构简式可能为_________________。
(3)反应④的化学方程式为:_____________________________。
(4)D的结构简式可能为_________________。
(5)工业生产中,为什么不直接从X一步反应获得产物C ?*(6)控制B加成得到产物C需要怎样的条件?+。