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第三章 烯烃 §3-1 炔烃 §3-2 二烯烃.

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1 第三章 烯烃 § 炔烃 § 二烯烃

2 §3-1 结构 1.双键碳原子采取SP2杂化 2.碳碳双键的组成 解释碳碳双键中的两个键一个为σ键,一个为π键。
§3-1 结构 1.双键碳原子采取SP2杂化 SP2轨道形状 三个SP2杂化轨道的分布 经SP2杂化后的碳原子 2.碳碳双键的组成 解释碳碳双键中的两个键一个为σ键,一个为π键。

3 3.π键的特性 (1) π键比σ键弱 π键是由两个P轨道侧面交盖而成,交盖程度一般比σ键小,所以π键不如σ键牢固,容易断裂。 (2) C=C双键不能自由旋转 与σ键不同,π键不是沿着成键的两个原子核联线轴对称交盖的,而是由P轨道侧面平行交盖,只有当P轨道的对称轴平行时交盖程度最大,若相对旋转则平行破坏,这时,π键必将被减弱或被破坏,因此C=C双键不能自由旋转。 (3)π键活泼 π键的电子云不象σ键电子云那样集中在两个成键原子核联线之间,而是分散成上下两层。原子核对π电子的束缚力较小,因此π电子具有较大的流动性,受外界影响后容易极化,因此,烯烃表现出较大的活泼性。

4 §3-2 烯烃的同分异构和命名 1.同分异构现象 (1)碳干异构:碳原子连接次序不同。 (2)位置异构:连接次序相同,但双键位置不同。 (3)顺、反异构或几何异构 原子的连接方式和次序相同,只是由于双键不能自由旋转,从而出现了原子(基团)在空间的不同排列方式。 产生顺反异构体的条件:双键两端碳原子都连有不同的基团或原子。 Ⅰ、III有顺反异构体,Ⅱ无

5 考虑烯烃的立体异构体必须同时考虑碳干、位置(属构造异构)、顺反异构。
2.烯烃的命名 选主链:含双键且最长的碳链为主链 编号:双键位次保持最小 母体名称前标明取代基位次名称及双键位次 在不违返(1)(2)(3)原则的前提下,烷烃的系统命名原则在此也适用 有顺、反异构的则在整个名称前冠以“顺”“反”或“Z”“E”

6 Z、E命名法要点 次序规则 (1)将双键两端C原子上所连接的原子或基团各按次序规则排列
1. 原子序数大的排在前面,同位数按原子量大小排,共用电子处于末位。例如:I,Br,Cl, S, P, O, C,D, H; 2. 若自由价上所连接的第一个原子的原子序数相同,再比较其相连的原子的原子序数,依次外推; 例 如:-CH2CH3 > –CH3; 叔丁基 > 二级丁基 3. 遇上不饱和基,作如下处理后再比较 .

7 §3-3 烯烃的物理性质 强调一点:在顺、反异构体中,反式异构体的m.p.比顺式高,这是由于反式异构体在晶体中能更紧密地排列在一起的缘故,沸点则是顺式比反式为高(偶极相互作用)

8 §3-4 烯烃的化学性质 1.加成反应 催化加氢 一个C=C双键吸收一分子H2,烯烃的催化氢化是放热反应,我们把:一定温度和压力下,1 mol不饱和烃催化氢化时放出的热量叫做氢化热 例如:25℃,1大气压下,1-丁烯加氢生成丁烷,放出127KJ/mol 的热量,用△H = - 127KJ/mol 表示 催化氢化反应的用途 a.石油化工中,提高油品质量; b.科研中,测定不饱和键数目 c.据氢化热,判断烯烃相对稳定性

9 2.亲电加成 (1) 与HX的加成 反应通常在 CS2、、石油醚或冰HOAc等溶剂中进行。 HX活性:HI>HBr>HCl HI较容易离解, HBr次之,HCl最难。 根据大量实验事实归纳:不对称烯烃与HX等极性试剂加成时,试剂中带正电的部分总是加到含氢较多的双键碳上,带负电的部分则总是加到含氢较少或不含氢的双键碳上,此为马氏规则。

10 不对称烯烃与HX加成反应,一般是服从马氏规则,但 HBr在过氧化物存在下,与不对称烯烃加成时,存在着反常现象,不服从马氏规则。
马氏规则的解释: 从C+稳定性来解释; 从诱导效应来解释。 过氧化物效应 不对称烯烃与HX加成反应,一般是服从马氏规则,但 HBr在过氧化物存在下,与不对称烯烃加成时,存在着反常现象,不服从马氏规则。 过氧化物效应解释

11 游离基:具有未成键的单电子的原子或原子团。
游离基稳定性:三级>二级>一级>甲基游离基 (2)与H2SO4加成(间接水合) 用途:①区分烷烃和烯烃 ②除去烷烃和烯烃混合物中的烯烃

12 (3)加水(直接水合) (4)与HOX加成 烯烃与 HOX (常用HOCl, HOBr)加成,生成β-卤代醇

13 若有Cl-, I-, HO-等,它们也会进攻溴翁离子,生成混杂产物。
(5)与X2的加成 卤素活性:F2>Cl2>Br2>I2(通常 Cl2、Br2) 与烯烃反应,Br2的颜色消失,本反应可作为鉴别反应。 若有Cl-, I-, HO-等,它们也会进攻溴翁离子,生成混杂产物。

14 烯烃发生亲电加成反应时,双键碳上电子云的密度愈大,反应愈易进行。 ∴当双键碳上所连烷基时愈多,反应愈易进行,反之则相反。
(6)硼氢化反应、硼氢化—氧化反应 (7)烯烃发生亲电加成反应的速率 烯烃发生亲电加成反应时,双键碳上电子云的密度愈大,反应愈易进行。 ∴当双键碳上所连烷基时愈多,反应愈易进行,反之则相反。 与HX加成速率:

15 3.氧化反应 (1)用KMnO4氧化 ①碱性或中性介质中,得到α-二醇(顺式) ② 酸性介质中,反应更快,且碳链断裂
应用:某烯C7H14,经过酸性高锰酸钾氧化后得到丙酮和2-甲基丙酸,该烯的结构为:

16 (2)臭氧化反应 [H]=H2/Pd或Zn,由于水解过程中会产生H2O2,为避免产物进一步氧化,通常加入[H]。
[I]具有爆炸性,反应过程中不必分离,直接水解。 烯烃经臭氧化还原水解净结果:

17 (3)催化氧化 具体反应参见教科书P63 (4)被过氧酸氧化

18 4、聚合反应 基本概念及实例: 从聚合方式分:聚合反应(加成聚合、缩合聚合、开环聚合) 从单体类型分:自身聚合、共聚合 自身聚合 共聚合

19 5.α-H的反应 (1)α-卤代 (I)为离子型机理;(II)为游离基型机理 (2)氧化

20 §3-5 烯烃的制备 1.醇脱水 2.RX脱HX 3.邻二卤代烷脱X2
§3-5 烯烃的制备 1.醇脱水 饱和一元醇在cat存在下,在适当温度下可以脱去一分子水而成烯。以乙醇脱水成乙烯、2-丁醇脱水成1-丁烯和2-丁烯为例加以说明,并介绍Saytzeff 规则。 2.RX脱HX 3.邻二卤代烷脱X2

21 4.炔烃氢化(详见下一章)


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