炔和二烯烃
- 格式:docx
- 大小:20.29 KB
- 文档页数:10
炔和二烯烃第四章炔烃和二烯烃I leave uncultivated today, was precisely yesterday perishes tomorrow which person of the body implored.我荒废的今日,正是昨日殒身之人祈求的明日。
——哈佛图书馆墙上训言之2学习要求1.掌握炔烃及二烯烃的命名法。
2.掌握炔烃中叁键的结构及SP杂化。
3.掌握炔烃的化学性质:加成反应,炔氢的反应,酸性。
4.掌握共轭二烯烃的反应:1,4-加成和1,2-加成, Diels-Alder反应。
5.掌握烷烃、烯烃和炔烃的鉴别6.理解丁二烯的分子结构,离域,共振论。
7.理解速度控制和平衡控制。
8.了解炔烃及二烯烃的物理性质。
9. 了解二烯烃的分类。
10. 了解Lindlar、Birch催化剂。
作业 P94 2,5,7,10,11,14Ⅰ炔烃一、炔烃的结构炔烃分子通式CnH2n-2,相对于同样碳数的烷烃少4个氢原子,分子内含有“C C”键官能团CC1个C sp—C spσ键 2碳个原相子互(垂sp直杂的化π)键乙炔分子的结构示意图乙炔分子的电子云分布一、炔烃的结构图乙炔分子的结构一、炔烃的结构官能团 S % 键长键能 C C (sp3 ) 25 154 347C C (sp2 ) 33 134 611C C (sp ) 50 120 837随S成分增加, 碳碳键长缩短;随S成分增加, 碳原子电负性增大(sp 3.29 sp2 2.73 sp3 2.48)预测下列化合物中C-H键的键长、键能大小顺序CH3 CH3键能CH2 CH2HCCHCH键长CHCH键长/nm 键能/kJ mol-10.110 410 0.108 423 0.106 460二、炔烃的异构与命名异构命名构造异构 ------官能团位置异构及碳链异构立体异构×与烯烃相似,改“烯”为“炔”主链同时含有烯键和炔键时,命名为某烯-几-炔选择含有三键的链为主链各不饱和键位号和最小双键、三键位号相同,双键优先CH3C CCHCH2CH=CHCH35-乙烯C基H-=2C-辛H2烯?-6-炔7 6 54 3CH3CHCHCH2C Cl CH321CCH35-甲基-6-氯-2-庚炔CH3CH=CHC ≡CH3-戊烯-1-炔CH CCH2CH CH2 1-戊烯-4-炔76CH3C54 3 21CCHCH2CH CH2CH2CH2CH34-丙基-1-庚烯-5-炔三、炔烃的物理性质1. 熔点、沸点及溶解度较碳数相同的烷烃、烯烃高分子短小细长分子间距小范德华作用力强 2. 末端炔烃沸点<非末端炔烃沸点 3. 炔烃的极性较相应的烯烃大(杂化)4.炔烃不易溶于水,而易溶于石油醚、乙醚、苯和四氯化碳四、炔烃的化学性质炔烃的性质分析炔丙位活泼可卤代不饱和,可加成亲电加成自由基加成还原加氢亲核加成R CH2 C C H总结:炔烃的性质与烯烃相似问题:两者有何不同之处? 炔烃有何特殊性质?π键可被氧化末端氢有弱酸性可与强碱反应有两个π键,类似于烯烃,可发生亲电加成,但π键断裂比烯烃困难,甚至发生亲核反应C—H键极性:炔烃 > 烯烃 > 烷烃一定条件下断裂-----酸性1. 炔烃的加成反应1.1还原加氢Pd R C C R' + H2RCH2CH2R' 反应很难停留在烯Lindlar cat.顺式烯烃Pd—CaCO3(或BaSO4) / 喹啉C2H5C CC2H5 + H2Birch 反应Pd/CaCO3 喹啉反式烯烃C2H5 CHC2H5 CH特殊催化剂 Lindlar cat. Na/ 液NH3Na (Li) / 液NH3CH3CH2C CCH2CH2CH3Na lig. NH3CH3CH2HCCHCH2CH2CH398%氢化热HC≡CH 氢化热=175kJ/mol H2C=CH2 氢化热=137kJ/mol乙炔加氢更容易1.2 亲电加成需要了解的问题:亲电加成比烯烃难还是易?末端叁键上的加成方向如何?反应活性:烯烃> 炔烃 (碳正离子的稳定性)R CCH烯基正碳离子不太稳定,较难生成,一般叁键的亲电加成比双键慢。
Nu HRC C较稳定 EorR C CHE较不稳定R CNuH CE主要产物遵守 Markovnikov 加成规则1.2 亲电加成A. 与卤素的加成HC C HBr2Br 反式为主 HCCHBr Br2Br Br HC CHBr Br制备卤代烃;鉴定碳碳不饱和键CH2CHCHBr2 -20oC,CCl4CH2 CHCH2C CH Br Br (90%)B. 与不对称试剂的加成CH CCH3 HCl CH2 CHClCH3 HCl CH3CH2Cl2CH3 CH CCH3 HCl+Cl-CH2 C CH3+CHCH CH3Cl-乙烯型碳正离子Cl CH2 C CH3 √ClCH CH CH31.2 亲电加成C. 与H2O的加成符合马氏规则CH3CCH H2OHg2+,H+[CH3CCH2]重排CH3 C CH3OHO互变异构两个构造异构体迅速地相互转变的现象。
CC HO烯醇式CHCHH2O Hg2+,H+[CH2CH]OH酮式重排 CH3CH O末端炔烃除乙炔外,产物均为酮1.3 硼氢化氧化反应RC≡CR'BH3 R HR HCC CCR' 3 BR' OHH2O2 , HO-O RCH2CR'=比较末端炔烃经硼氢化氧化反应后得醛CH3CH2C CHH2O HgSO4 , H2SO411) )BB2H2H66 2)2H) H2O2O22,,OOHH- - O CH3CH2 C CH3CH3CH2CH2 CH ORC≡CR'2. 炔烃的氧化KMnO4(冷,稀,H2O,pH7-5)OO RC CRKMnO4(H2O,100oC) RCOOH + R'COOHKMnO4(HO-,25oC)RCOOH + R'COOH(1) O3 (2) H2O, ZnRCOOH + R'COOH3. 末端炔烃的酸性HC CH + NH2--HC C + NH3(pKa=25)弱酸性不能使石蕊试纸变红也无酸味碳氢化合物中H的酸性顺序: C H> C H> C Hspsp2sp33. 末端炔烃的酸性R3C-HR3C- + H+碳氢键的断裂也可以看作是一种酸性电离,所以将烃称为含碳酸。
含碳酸的酸性强弱可用pKa判别, pKa越小,酸性越强。
烷烃(乙烷)〈烯烃(乙烯) ≈ 氨〈末端炔烃(乙炔)〈乙醇〈水pKa5040352516 15.7酸性逐渐增强其共轭碱的碱性逐渐减弱鉴别方法R-C≡CHNaNH2 Ag (NH3)+2NO3 Cu (NH3)+2ClR-C≡C Na R-C≡C Ag R-C≡C CuR-C≡C AgHNO3-CN + H2OR-C≡CCuHNO3R-C≡CH + AgNO3 R-C≡CH + Ag(CN)-2 + HOR-C≡CH + Cu2(NO3)2白色砖红色纯化炔烃的方法4. 炔烃的亲核加成HC CH + CH3OH 加K热O、H加压CH2 CHOCH3亲核试剂KOHCH CH + CH3COOHCH2亲核试剂加热、加压CHOCCH3 O五、炔烃的制备1. 二卤代烷脱卤化氢CH3CHCHCH2CH3 KOH-C2H5OH Br Br 邻二卤代烃CH3C CCH2CH3(CH3)3CCH2CHCl2 NaNH2 (CH3)3CC CNa H2O (CH3)3CC CH 偕二卤代烃2. 炔烃(钠)的烷基化(炔烃碳链增长)伯卤代烷与炔钠的烷基化反应,形成新的碳碳键.HC CH + NaNH2HC C-Na+ n-C4H9Br CH3(CH2)3C CHHC CH 2NaNH22 n-C3H7Br CH3CH2CH2C CCH2CH2CH3完成下列反应:将(Z)-2-戊烯转变为(E)-2-戊烯二烯烃的分类Ⅱ二烯烃累积二烯烃 CH2 C CH 2化学性质不稳定共轭二烯烃 CH2 CH CH CH 2 化学性质稳定隔离二烯烃 CH2 CH (CH2)n CH CH2化学性质类似烯烃。