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大学有机化学第三章 烯烃和炔烃

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3章-烯烃和炔烃

3章-烯烃和炔烃

H
O H C H H
H C H H C C H H C H H H
H C C H H C H H H
H
1
2
3
4
CH3 H3C
1 H HO H HH C H 3C H H C C C C C
CH2OH * CH3 CH2Cl
2 C H H H H C C H H 3 4
H C
HH H H H Cl H
1) 催化加氢
a. 提高汽油的稳定性
植物油
人造黄油
b. 改良油脂的性质
c. 判断烯烃的稳定性(氢化热的测量)
CH3CH2CH CH2 CH3 H CH3 H C C CH3 C C CH3 H H -115.5 H2 -126.8 kJ/mol -119.7 CH3CH2CH2CH3
故稳定性：反-2-丁烯 > 顺-2-丁烯 > 1-丁烯 同理有： R2C=CR2 > R2C=CHR > RCH=CHR > RCH=CH2 > CH2=CH2
1）定义：分子因共轭而产生的各种效应， 称做共轭效应。 具有单双（重）键交替出现的分 子，称为 共轭分子。如
CH2=CH-CH=CH-CH-CH=CH 2 O
2）特点和表示：
（1）π 键电子是离域的。
（2）共轭效应的影响可沿着共轭体系传递很 远，并出现极性交替现象。如
dCH2
d+
d-
d+
d-
d+
CH
公差为CH2
通式为：CnH2n(n = 2,3,4…..正整数)
1. 乙烯的结构
C原子的sp2 杂化
激发 2px,2py,2pz 2s 2px,2py,2pz

《烯烃炔烃》课件

《烯烃炔烃》课件

详细描述
炔烃可以被酸性高锰酸钾 溶液、重铬酸钾溶液等氧 化剂氧化，生成酮、羧酸 或二氧化碳等物质。
举例
乙炔在酸性高锰酸钾溶液 中氧化得到二氧化碳和锰 离子。
炔烃的聚合反应
总结词
炔烃可以发生聚合反应， 生成高分子化合物。
详细描述
在催化剂的作用下，炔烃 可以发生聚合反应，生成 高分子链，如合成橡胶、 合成纤维等。
总结词
烯烃的氧化反应是指烯烃在一定条件下被氧化生成更复杂的有机物。
详细描述
烯烃的氧化反应可以通过多种方式进行，如空气氧化、臭氧氧化、过氧化氢氧 化等。在氧化过程中，烯烃的碳碳双键被氧化成羧基或酮基等含氧官能团，生 成相应的醛、酮、酸等化合物。
烯烃的聚合反应
总结词
烯烃的聚合反应是指多个烯烃分子相互结合形成高分 子化合物的过程。
《烯烃炔烃》ppt课件
目 录
• 烯烃炔烃的简介 • 烯烃的性质 • 炔烃的性质 • 烯烃与炔烃的鉴别 • 烯烃炔烃的应用 • 烯烃炔烃的未来发展
01
烯烃炔烃的简介
烯烃的定义与结构
烯烃的定义
烯烃是一种不饱和烃，其分子中 含有碳碳双键。
烯烃的结构
烯烃的分子结构由一个碳碳双键 和两个碳氢单键组成。
炔烃的定义与结构
炔烃的应用前景展望
炔烃作为一种重要的有机化合物，在合成高 分子材料、药物、农药等领域具有广泛的应 用前景。未来，炔烃有望在生物医用材料、 环保型农药等领域发挥重要作用，为解决人 类社会面临的资源、能源和环境问题提供新 的解决方案。
THANKS
感谢观看
烯烃炔烃在许多化学反应中用作反应剂和催 化剂，如烷基化反应、聚合反应等。
在生物医学领域中作为药 物和生物活性分子

烯烃与炔烃的合成与性质

烯烃与炔烃的合成与性质

烯烃与炔烃的合成与性质烯烃与炔烃是有机化学中常见的两类碳氢化合物，它们在化学反应中具有独特的合成途径和性质表现。

本文将对烯烃与炔烃的合成方法和性质进行探讨。

一、烯烃的合成与性质烯烃是指分子中两个相邻的碳原子之间存在双键的碳氢化合物。

烯烃的合成方法多种多样，包括烯烃的脱氢反应、卤代烷基化合物消去反应以及烯烃的重排等。

以下将分别介绍这些方法：1.1 烯烃的脱氢反应烯烃的脱氢反应是通过在适当的条件下去除烃分子中的氢原子而合成烯烃。

一种常见的脱氢反应是烷烃的脱氢反应，它可以通过加热烷烃和催化剂的作用而将烷烃转化为相应的烯烃。

例如，丙烷经过脱氢反应可合成丙烯：CH3-CH2-CH3 → CH2=CH-CH31.2 烯烃的卤代烷基化合物消去反应烯烃的卤代烷基化合物消去反应是通过用碱金属或溴在碱中的作用而合成烯烃。

这种反应是通过将卤代烷基化合物中的卤素原子取代为碱金属或溴离子，从而消去卤素原子，并使烷基团脱离分子结构，生成烯烃。

例如，溴乙烷可以通过和氢氧化钠反应生成乙烯：CH3-CH2-Br + NaOH → CH2=CH2 + NaBr + H2O1.3 烯烃的重排反应烯烃的重排反应是由于分子内部原子的重新排列而形成烯烃的化学反应。

这种重排反应常常能够产生简单烯烃和稳定的烯烃之间的异构体。

例如，对丁烯进行重排反应可以得到丙烯和正丁烯的异构体。

烯烃的性质也是有机化学研究中的重要方面。

烯烃具有以下几个重要的性质：2.1 烯烃的化学反应性烯烃的化学反应性主要表现在其双键上，双键可以进行加成反应、氧化反应、还原反应和聚合反应等。

在加成反应中，烯烃的双键会与其他化合物中的亲电性物质发生反应，形成加成产物。

氧化反应中，烯烃的双键可以与氧气或其他氧化剂发生反应，形成氧化产物。

还原反应中，烯烃的双键可以与还原剂发生反应，将双键还原为单键。

聚合反应中，烯烃的双键可以通过开环反应与其他烯烃或烯烃类化合物反应，形成高分子化合物。

有机化学 第三章讲解

有机化学 第三章讲解

CH 2 =CH 2
+ HO Cl
Cl-CH 2 -CH 2 -OH
-氯乙醇
实际操作时，常用氯和水直接反应。例：
Cl CH 2 =CH 2
Cl 2 -Cl
-
CH 2 Cl
+
CH 2
H 2O -H
+
CH 2
CH 2 (主) OH
Cl -
Cl CH 2
-氯乙醇
CH 2 (副) Cl
33
b a CH 3 -CH=CH
CH 3 CH 3 -C CH-CH 3
30
3 碳正离子
。
H
Cl H
重 排 产 物 (主 )
(d) 过氧化物效应
但有过氧化物存在时：
CH 3 -CH=CH
2
+ HBr
hor
过氧化物
CH 3 CH 2 CH 2 Br （反马）
只能是HBr (HCl、HI都不反马)
31
(丙) 与硫酸加成
烯烃与H2SO4的加成反应也是亲电加成反应，加成方向 遵循马氏规则。例：
2
+ HCl
CH 3 -CH-CH Cl
2-氯丙烷 主要产物
乙酸 80%
3
+ CH 3 CH 2 CH 2 Cl
1-氯丙烷 次要产物
CH 3 CH 2 CH=CH
2
+ HBr
CH 3 CH 2 CH CH Br
HBr
2
H
2-溴丁烷
Br
CH 3 CH 2 CH 2 C CH
HBr
CH 3 CH 2 CH 2 C=CH 2 Br
2
(一) 烯烃和炔烃的结构

有机化学第3章不饱与烃：烯烃与炔烃

有机化学第3章不饱与烃：烯烃与炔烃

1/3s +2/3p
3.1.2 碳碳双键的组成
在乙烯中，成键的两碳原子各以一 个sp2杂化轨道彼此交盖形成一个C—C σ键，并各以两个sp2杂化轨道分别与两 个氢原子的1s轨道形成两个C—H σ键， 这样形成的五个σ键其对称轴都在同一 平面内。
由于每个碳原子上余下的p轨道的对称轴垂直于同一平面，且彼 此平行，这样两个p轨道就从侧面相互平行交盖成键，组成新的轨 道，称为π轨道。处于π轨道的电子称为π电子， π轨道构成的共价 键称为π键。
第三章 不饱和烃：烯烃和炔烃
不饱和烃: 含有碳碳重键(碳碳双键或／和碳碳三键)的烃统称不饱 和烃(unsaturated hydrocarbons)。 烯烃: 含有一个碳碳双键者称为烯烃(alkenes)，亦称单烯烃，通式 为CnH2n，碳碳双键( C=C)是烯烃的官能团。
炔烃: 含一个碳碳三键者称为炔烃(alkynes)，通式为CnH2n-2，碳碳 三键(C≡C)是炔烃的官能团。
另外，π键的电子云不像σ键的电子云那样集中于两个成键原子核 之间的联线上，而是在成键原子周围分散成上下两层，这样原子核对 π电子的束缚力较小。
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； π键不是沿成键两原子核联线为对称轴交盖的，而是由p轨道侧面平行 交盖，因此只有当p轨道的对称轴平行时交盖程度最大。若碳碳之间 相对旋转则平行破坏，这时π键必将减弱或断裂，所以碳碳双键与单 键不同，是不能自由旋转的 。
通常将碳碳双键处于端位(双键在C1和C2之间)的烯烃，统称 α-烯烃，如1-戊烯等。碳碳三键处于端位的炔烃，一般称为端位炔 烃。

有机化学第三章烯烃和炔烃

有机化学第三章烯烃和炔烃

烯烃：
XY + CC
炔烃：
XY +
CC
CC XY
CC
X
Y
XY CC XY
3.5.1 催化氢化反应
实验室常用催化剂:
Pt, Pd （用活性炭、CaCO3、 BaSO4等负载）， Raney Ni
( Ni(Al) + NaOH
Ni + NaAlO2 + H2 )
骨架镍
H2 压力： Pt, Pd ：常压及低压 Raney Ni ：中压（4~5MPa)
温度： 常温（<100°C）
(1) 催化氢化及机理
乙烯催化氢化反应机理的示意图
氢化过程中的能量变化
无催化剂
能量
E1 E2
有催化剂 （可能多步骤）
C C + H2 H -120 kJ•mol-1
CC HH
• 催化剂的作用降低反 应的活化能。E1 >E2。
• 放热反应：1个σ和1 个π键断裂；2个σ键 的生成。
137.2 125.9 126.8 125.9 126.8 126.8 119.7 115.5
烯烃
(CH3)2C=CH2 顺-CH3CH2CH=CHCH3 反-CH3CH2CH=CHCH3
CH3CH2C(CH3)=CH2 (CH3)2CHC(CH3)=CH2
(CH3)2C=CHCH3 (CH3)2C=C(CH3)2
HCCH
CnH2n-2
CC
3.1 烯烃和炔烃的结构
3.1.1 碳碳双键的组成
碳原子的sp2杂化过程示意图
基态
激发态
激发 吸收能量
－电子跃迁－
sp2 杂化态 －杂化－
碳原子的sp2杂化

烯烃与炔烃的知识点总结

烯烃与炔烃的知识点总结

烯烃与炔烃的知识点总结一、结构1. 烯烃的结构烯烃是一类碳氢化合物，其分子中含有碳-碳双键，通式为CnH2n。

烯烃的分子式可以表示为CnH2n，其中n为分子中碳原子的个数。

烯烃的普遍结构式为RCH=CHR'，其中R和R'分别是烃基。

烯烃分为直链烯烃和支链烯烃两种，其结构式分别为RCH=CHR'和RR'C=CHR'。

直链烯烃和支链烯烃的碳原子排列不同，因而其物理性质和化学性质也有所区别。

2. 炔烃的结构炔烃是一类碳氢化合物，其分子中含有碳-碳三键，通式为CnH2n-2。

炔烃的分子式可以表示为CnH2n-2，其中n为分子中碳原子的个数。

炔烃的分子结构式为RC≡CR'，其中R 和R'分别是烃基。

炔烃分为直链炔烃和支链炔烃两种，其结构式分别为RC≡CR'和RRC≡CR'。

和烯烃一样，直链炔烃和支链炔烃的物理性质和化学性质也有所区别。

二、物理性质1. 烯烃的物理性质烯烃通常是无色、有味或挥发性液体。

烯烃的沸点较烷烃高，密度小于水。

烯烃在一定温度下能燃烧，产生碳 dioxide、水和热。

烯烃对氧化质子有较高的活性，容易与氢气或卤素发生加成反应。

由于其含有双键，烯烃通常会发生立体异构现象。

此外，烯烃还可以与酸、醇、醛或酮等发生加成反应，生成醚、醇、胺等不同的功能团。

2. 炔烃的物理性质炔烃通常是无色、易燃的气体或液体，密度小于水。

炔烃的火焰温度较高，燃烧后会产生大量的光和热。

炔烃容易与氢气和卤素发生加成反应，生成炔烃的立体异构。

由于其含有三键，炔烃在化学反应中具有较高的活性，可以与酸、醇、醛或酮发生加成反应，生成多种功能团。

三、化学性质1. 烯烃的化学性质烯烃是一类具有较高反应活性的有机化合物。

烯烃在加成反应中容易发生立体异构，生成不同的加成产物。

烯烃可以在氧化剂的作用下发生氧化反应，生成醇或醛。

此外，烯烃还可以与卤素发生卤代反应，生成卤代烃。

《烯烃 炔烃》 讲义

《烯烃 炔烃》 讲义

《烯烃炔烃》讲义一、烯烃烯烃是一类含有碳碳双键（C=C）的不饱和烃。

在有机化学中，烯烃具有重要的地位，广泛存在于自然界和工业生产中。

1、烯烃的结构烯烃的通式为 CnH2n（n≥2）。

碳碳双键是烯烃的官能团，其中的两个碳原子采取 sp2 杂化，形成三个σ 键和一个π 键。

π 键的电子云分布在双键所在平面的上方和下方，不如σ 键稳定，容易发生加成、氧化等反应。

2、烯烃的命名烯烃的命名遵循一定的规则。

首先选择含有双键的最长碳链作为主链，根据主链碳原子的数目称为“某烯”。

从距离双键最近的一端开始给主链碳原子编号，以确定双键的位置。

然后将双键的位置用阿拉伯数字标明，放在“某烯”之前。

如果有多个双键，则用“二烯”“三烯”等表示，并分别标明双键的位置。

例如，CH3CH=CHCH3 命名为 2-丁烯；CH2=CHCH2CH3 命名为1-丁烯。

3、烯烃的物理性质在常温常压下，C2—C4 的烯烃为气体，C5—C18 的烯烃为液体，C19 以上的烯烃为固体。

烯烃的沸点随着碳原子数的增加而升高。

相对分子质量相近的烯烃，支链越多，沸点越低。

烯烃的密度都小于水。

烯烃难溶于水，易溶于有机溶剂。

4、烯烃的化学性质（1）加成反应烯烃容易发生加成反应，这是烯烃的重要反应之一。

①与氢气加成：在催化剂的作用下，烯烃可以与氢气发生加成反应，生成相应的烷烃。

例如，CH2=CH2 ＋H2 → CH3CH3②与卤素加成：烯烃可以与卤素（如溴、氯）发生加成反应，使卤素溶液褪色。

这是鉴别烯烃的常用方法之一。

例如，CH2=CH2 ＋ Br2 → CH2BrCH2Br③与卤化氢加成：烯烃与卤化氢（如氯化氢、溴化氢）发生加成反应，遵循马氏规则，即氢原子加在含氢较多的双键碳原子上。

例如，CH2=CH2 ＋HCl → CH3CH2Cl（2）氧化反应烯烃容易被氧化，不同的氧化剂和反应条件会得到不同的氧化产物。

①被高锰酸钾氧化：在酸性条件下，烯烃被高锰酸钾氧化，双键断裂，生成羧酸或酮。

《烯烃和炔烃》PPT课件

《烯烃和炔烃》PPT课件

5 4 321
C H 3 C H 2 C HC HC H 3
2-戊烯
3.3.2 烯烃和炔烃的命名
4
3
21
例： CH3 CH2 C CH2
CH3
2-甲基-1-丁烯
3-甲基-1-丁烯
1
23
4
CH3 C CH CH3
CH3
2-甲基-2-丁烯
3.3.2 烯烃和炔烃的命名 炔烃的系统命名： 与烯烃相似, 将烯换成炔
由于双键不能自由旋转，当双键的两个碳原子各连接不同的基 团时，产生顺反异构体。
a≠b ；c≠d
问题：指出下列化合物那些有顺反异构？
（1） H2C=CHCH2CH3 （2） CH3CH=CHCH3 （3 ）（CH3)2C=CHCH3
知识点:同分异构现象
3.3 烯烃和炔烃的命名
3.3.1 烯基和炔基
C H 3 C H 2 CC H
1-丁炔
C H 3 CCC H 3
2-丁炔
CH3CH2CH C C CH3
CH3
4-甲基-2-己炔
3.3.2 烯烃和炔烃的命名 环烯烃和环炔烃 命名时以环为母体，编号时把1,2 位次留给不饱和键
3.3.2 烯烃和炔烃的命名
若分子中同时含有双键和叁键，可用“-烯-炔”作词尾 。
键能：kcal/mol
解释： 键长、键角、键能
π 键强度比σ键弱
3.1.2 碳碳三键的组成——直线型分子
3.1.2 碳碳三键的组成——直线型分子
CH4中： C－H：1.10 Å；
C－C：1.54 Å ；
CH2＝CH2中： C－H：1.076 Å；
C＝C：1.33 Å ；
3.1.3 Π键的特性

有机化学 第三章 烯烃和炔烃

有机化学 第三章 烯烃和炔烃

炔烃的加氢：
炔烃的催化加氢反应是逐步实现的。
R C C R' + H2
pd
R H
C C
R' H 2 H pd
RCH2CH2R'
选择适当的催化剂可是产物停留在烯烃阶段： 使用Lindlar催化剂、Pd/C、硼化镍（P-2）催化剂可得顺 式烯烃；在液氨中用Na、Li还原炔烃主要得到反式产物。
RC CR' + H2
H2C 乙烯 HC 乙炔
2013年8月2日7时17分
CH2
H2C
H C 丙烯
CH3
C11H22 十一(碳)烯
CH
HC
C 丙炔
CH3
C15H28 十五(碳)炔
22
2）从靠近重键端开始编号，并以构成重键的 两个碳原子中号数小的一个表示重键的位置， 将重键位号写在母体名称之前：
H2 C
H3C
C H C
H C H2 C
2013年8月2日7时17分
10
碳碳双键(C≡ C)中C的杂化轨道:
C C
C
sp 杂化
杂化 2s2
2013年8月2日7时17分
2p2
sp 杂化
2p
11
C C
2013年8月2日7时17分 12
C2H2（乙炔）分子：
H
2013年8月2日7时17分
C C
H 线型分子
13
2013年8月2日7时17分
Lindlar Cat.
R H
R' C C H
C2H5 C C H H
38
(顺式烯烃); H2
2013年8月2日7时17分
Pd/CaCO3 喹啉

大学有机化学 烯烃和炔烃

大学有机化学 烯烃和炔烃

第三章 烯烃和炔烃 第一节 烯烃 (二、烯烃的异构)
在脂环化合物中也有顺反异构现象（p26）
H
H3C H H
H
H
H CH3
H H
H H
顺-1,4-二甲基环己烷
H H3C
H H H H
H
H H H
CH3 H
反-1,4-二甲基环己烷
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
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯 烃
一 烯烃的结构 二 命名和异构 三 烯烃的性质 四 共轭烯烃
第二节 炔 烃
一 炔烃的结构 二 异构和命名 三 炔烃的性质
第三章 烯烃和炔烃
第三章 烯烃和炔烃
（Alkenes and Alkynes）
分子中含C=C双键的叫烯烃; 而含C≡C叁键的叫炔烃。烯烃 和炔烃都是不饱和烃 (Unsaturated hydrocarbons)。
CH 2CH 3
例4 CH 3CH=CHC=CHCH 3
C
3-乙基-2,4-已二烯 (3-Ethyl-2,4-hexadiene)
第三章 烯烃和炔烃 第一节 烯烃 (二、烯烃的命名)
烯基──是烯烃分子中去掉一个H后所剩余的基团。
CH2 CH2
CH2 CH
乙烯基
ethenyl(vinyl)
CH3 CH CH
CH2 CH2 + NaCl
不反应
以上实验事实表明： 该加成反应一定是分步进行的。 否则，不会有1-氯-2-溴乙烷和2-溴乙醇生成。
问题 ： 在反应体系中存在 Cl-、Br+、Br- 三种离子， 是哪一种离子首先进攻？ Br+首先进攻

大学有机化学课件-炔烃

大学有机化学课件-炔烃
短小 键长: C－C C=C 0.154 nm 0.134 nm
细长
C≡C
C≡C 0.120 nm 直线型
三、炔烃的化学性质
加成反应 氧化反应 聚合反应 酸性
C
C
H
pKa 15.7 25 34 44 50
H2O CH≡CH NH3 三键与双键都是不饱和键, 反应相似: 加成反应 (催化加氢、亲电加成), 氧化 CH2=CH2 反应、聚合反应, 但也有一定特殊性。 CH3–CH3
CH2=CH–C≡CH
CH2=CH–C≡C–CH=CH2
5、氧化反应
1) KMnO4氧化
RC CR'
RC
KMnO4
RCOOH + R'COOH
RCOOH + CO2
KMnO4 CH H+
用于鉴别 (掌握)
炔烃取代基的不同, 氧化产物也不同：
CH
RC
CO2
RCOOH
利用炔烃和KMnO4反应可以检验三键的存在和 确定炔烃的结构。
② 碳碳三键上的氢 (炔-H) 有一定的酸性。
原因： 电负性Csp> Csp2> Csp3, 使C-H键极性增强。
二、炔烃的异构和命名
炔烃的异构现象, 是由碳链不同或三键的位置不 同而引起的; 炔烃没有顺反异构。 炔烃的命名(略); 注意: 烯炔类化合物若有等不饱和键和等碳原子数时, 以双键多的链为主链：
末端炔的亲核加成反应Fra bibliotek理甲氧基负离子
CH
CH + H
δ+ δ-
δ +
CN
δ－
CH
－
CH CN
H+
CH2

《烯烃炔烃》课件

《烯烃炔烃》课件

化学性质
烯烃对电子亲和性高，易 发生加成、聚合等多种化 学反应，具有广泛的反应 途径。
物理性质
烯烃通常是无色、具有较 低的沸点和熔点，同时也 具有一定的溶解性和挥发 性。
常见的烯烃有哪些？
• 乙烯：用于制造塑料、合成橡胶和化肥等。 • 丙烯：广泛用于制造纤维、油漆、胶粘剂和塑料等。 • 戊烯：可用于制造合成橡胶、染料和化工中间体等。
烯烃的应用领域
1
化工工业
烯烃是生产塑料、橡胶、化学纤维等的重要原料，支撑现代化工工业的发展。
2
能源领域
烯烃可以用作燃料和燃料添加剂，为能源产业的发展提供重要支持。
3
医药领域
烯烃在合成药物和医疗器械方面具有重要应用，用于改善人们的健康和合反应是通过开环加成反应，将烯烃分子的双键打开，连接成长链聚合物的过程。
炔烃是一类具有碳碳三键的烃类化合物，具有较高的反应活性和特殊的化学 性质，常见于有机合成和化学工业中。
2 链延长与链转移
聚合反应过程中，聚合链的延长和转移对聚合物结构和性质产生重要影响。
3 终止反应
聚合反应的终止阶段，产生不同类型的终止物质，决定聚合物链的长度和末端结构。
烯烃聚合反应的影响因素
催化剂种类 反应条件 物料纯度
不同催化剂对聚合反应速率和产物性质具有不 同的影响。
温度、压力和反应时间等条件可以调控聚合反 应的速率和产物分子量。
纯度高的原料和溶剂可以提高聚合反应的效率 和产物品质。
烯烃聚合反应的催化剂种类和选择
金属催化剂
• 铂族金属催化剂 • 过渡金属催化剂
配体催化剂
• 茂金属催化剂 • 挠性锁体催化剂
烯烃聚合反应的产物分析方法
通过分光光度法、GC-MS等分析技术，对聚合物的结构、分子量分布和物性 进行准确测定。

有机化学 第3章 烯烃、二烯烃和炔烃

有机化学 第3章 烯烃、二烯烃和炔烃

O O C6H5C O O CC6H5
过氧化乙酰
过氧化苯甲酰
反应机理：
过氧化物效应的机理——自由基加成：
链引发
RO OR
RO
or hν HBr
2RO
ROH Br
链传递
Br
CH3CH CH2
HBr
CH3CH CH2Br
CH3CH CH2Br H Br
CH3CH CH2Br
除 HBr 外，HF、HCl 和 HI 与烯烃的加成 均不存在过氧化物效应。
(E) - 3- 甲基 - 2- 戊烯
(Z) - 3- 甲基 - 2- 戊烯
顺和Z、反和E 没有对应关系!
三、烯烃的物理性质:与烷烃相似
物态： 2～C4的烯烃为气体，C5以上为液体，高 C 级烃是固体烯. 沸点： 变化规律同烷烃. 比重： 小于1. 溶解度： 难溶于水, 易溶于非极性和弱极性的 有机溶剂.
CH3 CH CH3 OSO3H △ CH3 CH CH3 H2O OH H2SO4
（d）加水
H3PO4 H2C CH2 H2O280 ~ 300 , 7~8MPa CH3 CH2OH ℃
CH3 CH CH2
δ
δ
OH H3PO4 H2O CH3 CH CH3 195 C, 2MPa
(e) 与次卤酸的加成
A C C A C B
A C C B D 有 C
2、烯烃的命名
（1）烯基
CH2 CH
乙烯基
CH3 CH CH
丙烯基
CH2 CH CH2
烯丙基
(2）衍生物命名法 母体：乙烯
CH3CH CH2 CH3 C CH2 CH3 CH3CH CHCH2CH3
甲基乙烯

有机化学3 烯烃、炔烃

有机化学3 烯烃、炔烃
δ + δ －
CH3
CH
CH2
HX
+
CH3
CH
CH3
X－
CH3
CH X
CH3
35
与溴乙烯的加成
共轭效应大于诱导效应，使得符合马氏规则 与三氟丙烯的加成
表面反马氏，本质仍符合马氏规则，正性基团加到电子云密
度大的双键碳上，负性基团加到电子云密度小的双键碳上。
36
(3) 与次卤酸加成
CH3 CH CH2 + Br2 + H2O
用较强溴与烯烃加成历程环状溴鎓离子历程brbrbrbrbrbrcc慢brccbrbr2溴鎓离子brbrbbr27快ccbrbrbrccbrcc?立体化学特征是反式加成?与氯加成有环状鎓离子历程也有碳正离子历程?与溴加成主要为溴鎓离子历程2与酸加成强酸易和烯烃加成水醇酚醋酸等弱酸在强酸如硫酸对甲苯磺酸等催化下可与烯烃发生加成反应硫酸氢乙酯碘代乙烷溴乙烷溴乙烷28氯乙烷三氟乙酸乙酯乙酸乙酯乙醇与硫酸的加成hoso3hrchch2rchch3oso3hhoh2o29rchch3oh2h2o1h2so4rchch2rchch3ohh2so4与氢卤酸的加成?活性次序为
H
C2H5
H5C2
CH3
(E)基-2-戊烯
(Z)-3-甲基-2-戊烯
注：Z、E与顺反不一样
13
3.烯基的命名 烯烃去掉一个氢原子，剩下的一价基团叫烯基。
CH2
CH
CH3CH
CH
CH2 CHCH 2
烯丙基(2-丙烯基)
乙烯基
vinyl
丙烯基(1-丙烯基)
propenyl
allyl
带有两个自由键的基团为“亚”某基。

有机化学 第三章 烯烃、炔烃和二烯烃

有机化学 第三章 烯烃、炔烃和二烯烃

第三章烯烃、炔烃和二烯烃第一节烯烃和炔烃单烯烃是指分子中含有一个C=C的不饱和开链烃,简称烯烃.通式为C n H2n。

炔烃是含有（triple bond) 的不饱和开链烃。

炔烃比碳原子数目相同的单烯烃少两个氢原子，通式CnH2n-2。

一、烯烃和炔烃的结构乙烯是最简单的烯烃, 乙炔是最简单的炔烃，现已乙烯和乙炔为例来讨论烯烃和炔烃的结构。

（一）乙烯的结构分子式为C2H4,构造式H2C=CH2,含有一个双键C=C,是由一个σ 键和一个π 键构成。

现代物理方法证明,乙烯分子的所有原子都在同一平面上,每个碳原子只和三个原子相连.杂化轨道理论根据这些事实,设想碳原子成键时,由一个s轨道和两个p轨道进行杂化,组成三个等同的sp2杂化轨道,sp2轨道对称轴在同一平面上, 彼此成1200角.此外,还剩下一个2p轨道,它的对称轴垂直于sp2轨道所在的平面。

乙烯：C-C σ键4C-H σ键在乙烯分子中，两个碳原子各以一个sp2轨道重叠形成一个C-Cσ键，又各以两个sp2轨道和四个氢原子的1s轨道重叠，形成四个C-Hσ键，五个σ键都在同一平面上。

每个碳原子剩下的一个py轨道，它们平行地侧面重叠，便组成新的分子轨道，称为π轨道。

其它烯烃的双键也都是由一个σ键和一个π键组成的。

双键一般用两条短线来表示，如：C=C，但两条短线含义不同，一条代表σ键，另一条代表π 键。

π键重叠程度比σ键小，不如σ键稳定，比较容易破裂。

(二)乙炔的结构乙炔的分子式是C2H2，构造式H-C≡C-C,碳原子为sp 杂化。

两个sp杂化轨道向碳原子核的两边伸展，它们的对称轴在一条直线上，互成180°。

在乙炔分子中，两个碳原子各以一个sp轨道互相重叠，形成一个C-Cσ键，每个碳原子又各以一个sp轨道分别与一个氢原子的1s轨道重叠形成C-Hσ键。

此外，每个碳原子还有两个互相垂直的未杂化的p轨道（px,py),它们与另一碳的两个p轨道两两相互侧面重叠形成两个互相垂直的π键。

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CH3 → CH＝CH2 ＋ HX
CH3CH—CH3 X
马代规则是 不对称试剂与双键发生亲电性加成时， 试剂中正电性部分主要加到能形成较稳定正碳离子 的那个双键碳原子上。 ＋ CH3CHCH3 δ+ δ－
CH3—CH＝CH2 ＋ H＋
HX分子中的氢以H+ 质子形式发生反应，因此称为亲电试剂
CH3CH2CH2
CH3
顺反异构命名与Z .E命名规则不相同，不能混为一 谈，两者之间没有固定的关系
例如：
Cl Cl C=C CH3 H (Z)-1 , 2-二氯丙烯 顺-1 , 2-二氯丙烯 H C H ‖ C H H 大 Br
Cl
C=C
CH3
Cl 大
Cl C COOH ‖ C Br Cl
(E)-1 , 2-二氯-1-溴丙烯 顺--1 , 2-二氯-1-溴丙烯 CH3 C H ‖ C H H
次产物
因此 1.1.1-三氟-3-氯丙烷是主要产物
2. 加硫酸
R-CH=CH2 + HOSO2OH H3PO4 300℃ 7Mpa R-CHCH3 H2O RCH-CH3 OSO2OH OH （间接水化法制备醇） CH3CH2OH
CH2=CH2 + H2O
3. 加卤素
CH2 = CH2 + X2
CH2 = CH2 + Br2/CCl4 Br2/H2O CH2—CH2 X X CH2-CH2 Br Br
如遇到含多个双键化合物而主链编号有选择时，则编号应从 顺型双键的一端开始 4 1 如 3 2 CH3 H 6 5 CH2 C=C 7 C=C H H H CH3 顺· 反-2.5-庚二烯
四、物理性质 五. 化学性质
烯烃官能团
C=C π键键能 249kJ/mol π

一条键，一条相对较弱的键，易断裂。 能使键断裂的反应为加成、氧化和聚合。
棕红色 无色 应用：利用溴水的褪色，检验不饱和键的存在。 活性： F2＞CI2＞Br2＞I2
NaCl CH2-CH2 + CH2–CH2 CH2 = CH2 + Br2 Br Br Br Cl 反应机理
CH2 = CH2 + Br2 + CH2-CH2 Br Br - CH -CH 2 2 Br Br Cl- CH -CH Br
在烯烃的顺反异构体中，稳定性 反式 >顺式
(二) 亲电加成反应
1、加卤化氢 CH2=CH2+HX CH2-CH2 H X
RCH=CH2
RCH-CH2 + R-CH-CH2 X H H X 主产物
CH3CH2CHCH3+ CH3CH2CH2CH2 80% Br 20% Br
CH3CH2CH=CH2+HBr
C C
Cl
顺 C(CH3)3
CH3
3-氯-2-丁烯酸
Z.E命名法
用Z.E命名时，首先要确定每个双键碳原子所连 接的两个原子（团）的优先顺序。 若两个优先基团（大基团）在同一侧称为Z型 Zusammen 若两个优先基团（大基团）在异侧 称为E型 Entgegen
D大 C=C F小 小B 大.大同侧 Z 大A F C=C D 小B 大 大.大异侧 E 大A 小
提问： 1.自由基稳定性 (CH3)3 C·>(CH3)2CH · > CH3CH2 ·> CH3 · 2. CH=CH2 + HCl CH-CH3 Cl
CF3-CH=CH2
HCl
+ Cl CF3CH2CH2 CF3CH2CH2 Cl 主产物
+ Cl- CF CHCH CF3-CHCH3 3 3 Cl + + CF3CH2CH2 > CF3 CHCH3
—CH2—C—CH3
常见烷基大小为
( CH3)3C-＞(CH3)2CH-＞ (CH3)2CHCH2-＞CH3(CH2)2CH2＞CH3CH2CH2-＞CH3CH2-＞CH3O 3、若连接的基团中具有双键时，如-C-H、-C≡N等 N C—O C—N O N CH3 O 所以，- C > -CH2OH -CH=CH2>-CH-CH3 H 提问： CH3 O O 1、- C < C 2、-CH=CH2 < -C CH3 H OH CH3 3、- OH > -COOH
氢化热(KJ/mol) 127 稳定性 最小 CH3 CH3CH-CH=CH2 氢化热(KJ/mol) 126
CH3 CH3CH2C=CH2 119.2
CH3 CH3C=CHCH3 112.5
因此一般烯烃相对稳定性的顺序如下： CH2=CH2 < RCH = CH2 < R2C = CH2 < RCH=CHR < R2C = CHR < R2C = CR2
＋
由亲电试剂首先进攻带有部分负电荷的碳原子而引起的 加成反应称为亲电加成
+ Br CH3CH2CH-CH3 CH3CH2CHCH3 CH3CH2CH=CH2+H-Br b Br + Br CH3CH2CH2CH2 CH3(CH2)2CH2Br
a
内能
正碳离子稳定性 (CH3)3C+ > (CH3)2CH + > CH3CH2 + > CH3 +
+ O H R-C=CHR” + KMnO4 R-C-R’+R’COOH △ R’ R 如： + H R H C=O + CH3COOH + K M nO 4 △ C=C CH3 CH (R) CH3 3 (RCOOH) CH3 + H H+ R =CH2 +KMnO4 CO2↑ =C +KMnO4 C=O R CH3 H H+ +KMnO4 =C R’COOH R
CH3 — C=CH ? 碳链异构
二、同分异构 （一）构造异构
在烯烃分子中存在
位置异构 如 C4H8
CH2=CHCH2CH3 CH3CH=CHCH3 CH3C=CH2 CH3
CH3
（二）顺反异构
如
CH3
C=C H 顺 H 顺式 相同原子(团)在同侧 命名规则规定： 反式 相同原子(团)在异侧
C C CH3 COOH 反 OH C2H5 HO H5C2 C=C
如：RCH=CH2 +H Br H2O2 RCH2 CH2 Br · CH3CH-CH2HBr CH3CH2CH2Br Br 主产物 · CH3CH-CH2HBr CH3CHCH3 Br Br
CH3CH=CH2 + Br·
反应机理
① 链引发
RO: OR 2RO· 146-209KJ/mol ROH + Br·H—Br 364.2kJ/mol
提问： CH3
1、 2、
H+ O KMnO4 CH _C-CH COOH + CH (COOH) 3 2 2 2
H+ O COOH KMnO4 CH _C-CH CH COOH + 3 2+ 2 CH3 COOH H 3、 CH2CH=CHCH2CH=CH2 KMnO4 CH2(COOH)2 + CO2
根据上述规则常见的基团的先后顺序排列如下： -I > -Br > - SO3H > -SH > -F > -O-C-R > -OR >-OH O > -NO2 > - NR2 > -NHR > -CCl3 > -COOH > -C –NH2 O > -C-H > - CH2OH > -C6H5 > -CH-CH3 CH3 > -CH2CH2CH3 > - CH2CH3 > -CH3 > -D > -H CH3 > — C —CH3 O
(五) 氧化反应 1、高锰酸钾氧化
室温
3CH2＝CH2 ＋ 2KMnO4 ＋ H↓ ＋ KOH OH OH 褐色
RCH=CH2 + KMnO4
H+
△
RCOOH + CO2↑
如： CH3 C=C H5C2 H H CH3 + KMnO4 H5C2 C=O + CO2 ↑
诱导效应——即由于成键原子电负性不同，而引起 的效应。 ＋I 效应 诱导效应 －I 效应
δ+ δ－
—C → X
－I 效应
—C—H
比较标准
—C ← Y
＋I 效应
X是电负性大于H的原子（团）， Y是电负性小于H的原子（团） 。
H—C—C—C—Cl H H H
δ+ δ－
γ
H
β
H H
α
随着C链↑诱导效应↓↓
（一）催化加氢
CH2=CH2 + H2 Ni(pt.pd) CH3CH3
氢化热—在烯烃的氢化反应中断裂一个π键所放出的热量 氢化热 ↑ 体系内能 ↑ 稳定性 ↓ 双键碳上连接烷基数目↑ 稳定性↑ 如
CH3CH2CH=CH2
CH3 CH3 C=C H H
120
H CH3 C=C CH3 H
116 最大
+ HBr ② 链增长 RO· ③ 链终止（略）
注意过氧化物只影响HBr，但对 HC1 和 H I 没有影响
如：RCH=CH2 + HC1( H I )
H2O2
RCHCH3 C1( I )
亲电加成反应规律
δ+ δX X H X δ+ RCH CH2 + δH OSO3H H OH X RCHCH2X X RCHCH3 RCHCH3 H2O RCHCH3 OH OSO3H H+ RCHCH3 OH