不饱和烃 (2)课件.ppt
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1、下页退出现在学习的是第1页,共135页下页退出上页返回2基本内容、重点和难点 烯烃、炔烃和二烯烃的结构特征 烯烃、炔烃和二烯烃的化学性质 亲电加成反应历程 共轭体系和共轭效应返回 重点:掌握烯烃、炔烃和二烯烃的结构和化学性质;难点:理解亲电加成反应历程;了解共轭效应。现在学习的是第2页,共135页下页退出上页返回32.1 烯烃(Alkenes)2.2 炔烃(Alkynes)2.3 二烯烃(Dienes)不饱和烃返回现在学习的是第3页,共135页下页退出上页返回42.1.1 烯烃的结构2.1.2 烯烃的命名2.1.3 烯烃的物理性质(自学)2.1.4 烯烃的化学性质 2.1 烯 烃(Alkene
2、s)返回现在学习的是第4页,共135页下页退出上页返回52.1.1 烯烃的结构(1)乙烯的结构及键的特点乙烯的结构返回动画现在学习的是第5页,共135页下页退出上页返回6乙烯分子中的乙烯分子中的键键3个sp2杂化轨道3个sp2杂化轨道互相平行的2个P轨道从侧面相互重叠,形成键。返回现在学习的是第6页,共135页下页退出上页返回7乙烯分子的键长和键角乙烯分子的键长和键角HCH键角为118HCC键角为121C=C键长0.134nmC-H键长0.109nm返回现在学习的是第7页,共135页下页退出上页返回8 为什么乙烯分子中的为什么乙烯分子中的HCC=1210,HCH=1180,而不是,而不是120
3、0?问题讨论问题讨论 原因:原因:键电子对间的斥力不同键电子对间的斥力不同返回现在学习的是第8页,共135页下页退出键的特点键的特点键只有对称面没有对称轴。所以,双键碳原子之间不能以两碳核间联线为轴自由旋转。键键键可绕键轴自由旋转键可绕键轴自由旋转键键返回上页现在学习的是第9页,共135页下页退出上页返回10键的特点键的特点由两个p轨道侧面重叠而成的键,重叠程度比键小的多。所以键不如键稳定,比较容易破裂。双键键长比碳碳单键的键长短。键能为:键能为:610.9-347.3610.9-347.3=263.6KJ/mol=263.6KJ/mol0.134nm0.134nm键能为:键能为:347.3
4、KJ/mol347.3 KJ/mol0.154nm0.154nm返回现在学习的是第10页,共135页下页退出上页返回11键的特点键的特点键电子云比较分散,有较大的流动性,容易极化变形,化学反应性较强。返回现在学习的是第11页,共135页下页退出上页返回12(2)烯烃的同分异构现象v 构造异构构造异构 碳链异构碳链异构 双键的位置异构双键的位置异构v 立体异构(顺反异构)立体异构(顺反异构)返回现在学习的是第12页,共135页下页退出上页返回13构造异构构造异构返回分子式为C5H10的烯烃的五个构造异构体:现在学习的是第13页,共135页下页退出上页返回14 当双键碳原子上各连有两个不相同的原子
5、或基团时,由于双键不能自由旋转,在空间就会形成不同的排列方式,形成顺反异构体。立体异构(顺反异构)立体异构(顺反异构)顺-2-丁烯反-2-丁烯返回现在学习的是第14页,共135页下页退出上页返回15 如果有一个双键碳上连有两个相同的基团,则无顺反异构体返回现在学习的是第15页,共135页下页退出上页返回16 通常反式异构体比顺式异构体稳定,并且有较高的熔点。顺反异构体不能通过单键的旋转而互相转化,但受热时,顺反异构体可以通过键的断裂互相转化。返回现在学习的是第16页,共135页下页退出上页返回17衍生物命名法:以乙烯为母体,把其他烯烃看作是乙烯的烃基衍生物。如:甲基乙烯甲基乙烯对称二甲基乙烯对
6、称二甲基乙烯2.1.2 烯烃的命名(1)烯烃构造异构体的命名返回现在学习的是第17页,共135页下页退出上页返回18不对称二甲基乙烯不对称二甲基乙烯对称甲基乙基乙烯对称甲基乙基乙烯三甲基乙烯三甲基乙烯异丙基乙烯异丙基乙烯现在学习的是第18页,共135页下页退出上页返回19 选择含有双键的最长碳链为主链;主链的编号应使双键的编号为最小系统命名法:2-戊烯戊烯2-乙基乙基-1-戊烯戊烯返回现在学习的是第19页,共135页下页退出上页返回201-戊烯戊烯4,4-二甲基二甲基-2-戊烯戊烯返回现在学习的是第20页,共135页下页退出上页返回21常用烯基的名称常用烯基的名称乙烯基乙烯基丙烯基丙烯基烯丙基
7、烯丙基异丙烯基异丙烯基返回现在学习的是第21页,共135页下页退出上页返回22顺顺-2-戊烯戊烯相同的两个基团在双键的同侧,在名称前加“顺”(2)烯烃顺反异构体的的命名相同的两个基团在双键的不同侧,在名称前加“反”反反-2-戊烯戊烯返回顺/反标记法:现在学习的是第22页,共135页下页退出上页返回23反反-3-甲基甲基-3-己烯己烯相同的两个基团在双键的两侧,在名称前加“反”返回现在学习的是第23页,共135页下页退出上页返回24 根据IUPAC命名法,顺反异构体的构型用字母Z(同)和E(对)来表示,称Z/E命名法。构型Z或E要用“次序规则”来决定。返回Z/E标记法:现在学习的是第24页,共1
8、35页下页退出上页返回25次 序 规 则(1)双键碳原子所连接的原子或基团按原子序数大小,把大的排在前面,小的排在后面。同位素按相对原子质量大小次序排列。例如:返回I Br Cl S P O N C D H(2)当双键碳原子连接的基团的第一个原子相同时,则还需比较后面的原子。现在学习的是第25页,共135页下页退出上页返回26(3)当取代基为不饱和基团时,则把双键或三键原子看作是它以单键与多个原子相连接。相当于相当于相当于相当于返回现在学习的是第26页,共135页下页退出上页返回27(Z)-2-丁烯丁烯顺顺-2-丁烯丁烯(E)-2-丁烯丁烯反反-2-丁烯丁烯大基团在双键的同一侧,则为(Z)构型
9、,在名称前加上(Z)。大基团在双键的不同侧,则为(E)构型,在名称前加上(E)。Z/E标记法返回现在学习的是第27页,共135页下页退出上页返回28(Z)-3-甲基甲基-4-异丙基异丙基-3-庚烯庚烯返回Z/E标记法现在学习的是第28页,共135页下页退出上页返回29(Z)-4-甲基甲基-5-异丙基异丙基-4-辛烯辛烯(反(反-4-甲基甲基-5-异丙基异丙基-4-辛烯)辛烯)返回Z/E标记法现在学习的是第29页,共135页下页退出上页返回30(Z)-1-氯氯-2-溴丙烯溴丙烯返回Z/E标记法现在学习的是第30页,共135页下页退出上页返回31(Z)-1,2-二氯溴乙烯二氯溴乙烯反反-1,2-二
10、氯溴乙烯二氯溴乙烯(E)-1,2-二氯溴乙烯二氯溴乙烯顺顺-1,2-二氯溴乙烯二氯溴乙烯返回Z/E标记法现在学习的是第31页,共135页下页退出上页返回322.1.3 烯烃的物理性质 烯烃在物理性质上与相应的烷烃相似,但它们的沸点低些,而相对密度稍高。C2C4 是气体,C5C18是液体,C19 以上是固体。所有烯烃的相对密度都小于1,并有特殊气味。烯烃难溶于水而能溶于有机溶剂,如乙醚、四氯化碳等。返回现在学习的是第32页,共135页下页退出上页返回332.1.4 烯烃的化学性质(1)加成反应(2)氧化反应(3)-氢原子的反应(4)聚合反应返回现在学习的是第33页,共135页下页退出上页返回34
11、(1)加成反应 催化氢化催化氢化 亲电加成反应亲电加成反应 游离基加成反应游离基加成反应 硼氢化反应硼氢化反应返回现在学习的是第34页,共135页下页退出上页返回35 催化加氢PtNi返回现在学习的是第35页,共135页下页退出上页返回36 亲电加成反应(Electrophilic Addition Reaction)加 卤 素加卤化氢加 硫 酸加 水加次卤酸 由亲电试剂的作用而引起加成反应称为亲电加成反应。在反应中,具有亲电性能的试剂叫做亲电试剂(Electrophilic Reagent)。亲电试剂通常为带正电的离子(如H+、X+等)或为在反应中易被极化带正电荷的分子(如X2)。返回现在学
12、习的是第36页,共135页下页退出上页返回371,2-二溴丙烷二溴丙烷烯烃可使溴的四氯化碳溶液褪色,此反应可用于烯烃的鉴别亲电试剂加 卤 素返回现在学习的是第37页,共135页下页退出上页返回38卤化氢发生加成反应的活泼性顺序卤化氢发生加成反应的活泼性顺序:亲电试剂加卤化氢返回现在学习的是第38页,共135页下页退出上页返回39烯烃与卤化氢的亲电加成反应机理烯烃与卤化氢的亲电加成反应机理正碳离子正碳离子中间体中间体返回现在学习的是第39页,共135页下页退出上页返回40烯烃与卤化氢的亲电加成反应烯烃与卤化氢的亲电加成反应返回动画现在学习的是第40页,共135页下页退出上页返回41马氏规则 不对
13、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双键碳原子上的产物。醋酸返回现在学习的是第41页,共135页下页退出上页返回42马氏规则的解释2正碳离子更稳定1正碳离子不稳定2-溴丙烷(主要产物)1-溴丙烷(少量)返回现在学习的是第42页,共135页下页退出上页返回43正碳离子的结构空的空的P轨道轨道Sp2杂化的碳杂化的碳原子原子返回现在学习的是第43页,共135页下页退出上页返回44正碳离子稳定性正碳离子稳定性叔正碳离子叔正碳离子仲正碳离子仲正碳离子伯正碳离子伯正碳离子甲基正碳离子甲基正碳离子返回现在学习的是第44页,共135页下页退出上
14、页返回45练习:写出下列烯烃结合一个质子后可能生成的两种碳正离子的结构 式,并指出哪一种较为稳定?返回现在学习的是第45页,共135页下页退出上页返回46加 硫 酸硫酸氢乙酯硫酸氢乙酯硫酸氢异丙酯硫酸氢异丙酯异丙醇异丙醇返回 烯烃与硫酸的加成可用来除去某些不与硫酸作用又不溶于硫酸的有机物(如烷烃、卤代烃等)中所含的烯烃。现在学习的是第46页,共135页下页退出上页返回47用于醇的制备用于醇的制备加 水返回现在学习的是第47页,共135页下页退出上页返回48不对称烯烃的加成方向遵循马氏规对称烯烃的加成方向遵循马氏规则则-氯乙醇氯乙醇1-溴溴-2-丙醇丙醇在实际生产过程中,用氯和水(Cl2+H2O
15、)代替次氯酸.加次卤酸返回现在学习的是第48页,共135页下页退出上页返回49烯烃的亲电加成反应历程第一步:第一步:亲电试剂进攻烯烃生成溴鎓离子返回溴鎓离子络合物现在学习的是第49页,共135页下页退出上页返回50第二步:溴鎓离子溴负离子从反面进攻溴鎓离子生成1,2-二溴乙烷1,2-二溴乙烷返回现在学习的是第50页,共135页下页退出上页返回51烯烃与卤素的亲电加成反应烯烃与卤素的亲电加成反应返回动画现在学习的是第51页,共135页下页退出上页返回52溴与一些烯烃加成的反应速率 烯烃烯烃相对速率相对速率1210.414返回现在学习的是第52页,共135页下页退出上页返回53 硼氢化反应返回现在
16、学习的是第53页,共135页下页退出上页返回54一烷基硼一烷基硼二烷基硼二烷基硼三烷基硼三烷基硼现在学习的是第54页,共135页下页退出上页返回55 得到反马规则加成的产物(为什么?),是合成醇的另一种方法,与水合法可互相补充。返回现在学习的是第55页,共135页下页退出上页返回56硼氢化反应的发现 Brown H.C.发现:醚对此类反应有催化作用,他和Wittg E.G.共同获得1979年诺贝尔化学奖。返回现在学习的是第56页,共135页下页退出上页返回57催化氧化催化氧化高锰酸钾氧化高锰酸钾氧化臭氧化反应臭氧化反应(2)氧化反应返回现在学习的是第57页,共135页下页退出上页返回58催化氧
17、化催化氧化过氧酸过氧酸环氧化物环氧化物羧酸羧酸返回现在学习的是第58页,共135页下页退出上页返回59高锰酸钾氧化高锰酸钾氧化丙酸丙酸返回现在学习的是第59页,共135页下页退出上页返回60丁酮丁酮乙酸乙酸返回现在学习的是第60页,共135页下页退出上页返回61紫红色的高锰酸紫红色的高锰酸钾溶液在反应中钾溶液在反应中迅速褪色,有褐迅速褪色,有褐色沉淀生成,可色沉淀生成,可用来鉴定不饱和用来鉴定不饱和烃。烃。不同结构的不同结构的烯烃生成不同的烯烃生成不同的氧化产物,可用氧化产物,可用于烯烃结构测定。于烯烃结构测定。返回现在学习的是第61页,共135页下页退出上页返回62问题讨论 化合物C10H1
18、8(A)用酸性KMnO4氧化生成化合物(CH3)2C=O、CH3COOH及CH3COCH2CH2COOH,试推测A的结构。解:A的结构为:(CH3)2C=C(CH3)CH2CH2CH=CHCH3 或 (CH3)2C=CHCH2CH2(CH3)CH=CHCH3 返回现在学习的是第62页,共135页下页退出上页返回63臭氧化反应臭氧化反应臭氧化物返回现在学习的是第63页,共135页下页退出上页返回64不同结构的不同结构的烯烃生成不烯烃生成不同的氧化产同的氧化产物,可用于物,可用于烯烃结构测烯烃结构测定定返回现在学习的是第64页,共135页下页退出上页返回65(3)-氢原子的反应取代氧化返回现在学习
19、的是第65页,共135页下页退出上页返回66(4)聚合反应聚乙烯是绝缘性能好、聚乙烯是绝缘性能好、用途广泛的塑料用途广泛的塑料齐格勒齐格勒纳塔纳塔催化剂催化剂返回现在学习的是第66页,共135页下页退出上页返回67乙烯的来源和主要用途乙烯高压聚乙烯(低密度)包装用薄膜低压聚乙烯(高密度)家用塑料容器天然气石油有机化工原料返回现在学习的是第67页,共135页下页退出上页返回682.1 炔 烃(Alkynes)2.1.1 炔烃的命名2.1.2 炔烃的结构2.1.3 炔烃的物理性质(自学)2.1.4 炔烃的化学性质返回现在学习的是第68页,共135页下页退出上页返回692.1.1 炔烃的命名2-戊炔
20、戊炔 (甲基乙基乙炔)(甲基乙基乙炔)3-甲基甲基-1-丁炔丁炔(异丙基乙炔)(异丙基乙炔)1-戊炔戊炔 (丙基乙炔)(丙基乙炔)炔烃的命名方法与烯烃类似返回现在学习的是第69页,共135页下页退出上页返回702.2.2 炔烃的结构键角为键角为180碳碳叁键的碳碳叁键的键长键长0.120nm键能键能836.8kJ/mol乙炔分子中的碳氢原子分布在同一直线上返回动画现在学习的是第70页,共135页下页退出上页返回71乙炔分子的形成:乙炔分子的形成:两个碳原子各以两个碳原子各以一个一个sp杂化轨道相杂化轨道相互重叠形成互重叠形成C-C 键,键,另一个另一个sp杂化轨道杂化轨道各与氢原子的各与氢原子
21、的1s轨轨道重叠生成道重叠生成C-H 键,乙炔的三个键,乙炔的三个键的键轴呈一直线,键的键轴呈一直线,键角为键角为180。返回现在学习的是第71页,共135页下页退出上页返回722.2.4 炔烃的化学性质(1)加成反应(2)氧化反应(3)聚合反应(4)金属炔化物的生成返回现在学习的是第72页,共135页下页退出上页返回73(1)加成反应催化加氢亲电加成亲核加成返回现在学习的是第73页,共135页下页退出上页返回74(1)加成反应催化加氢 当使用当使用Pt、Pd、Ni等催化剂时,反应往往等催化剂时,反应往往难于停留在烯烃阶段,而是直接得到烷烃。难于停留在烯烃阶段,而是直接得到烷烃。返回现在学习的
22、是第74页,共135页下页退出上页返回75 炔烃比烯烃更容易加氢,如同一分子中含有叁键和双键时,首先在叁键上发生加成。选用适当的催化剂,如用喹啉部分毒化的Pd-BaSO4、醋酸铅部分毒化的Pd-CaCO3进行催化氢化,或用钾或钠在液氨中可使氢化停留在烯烃阶段。返回现在学习的是第75页,共135页下页退出上页返回76返回例如:现在学习的是第76页,共135页下页退出上页返回77(1)加成反应亲电加成加 卤 素加卤化氢加 水亲核加成加 醇加氰化氢加 羧 酸返回现在学习的是第77页,共135页下页退出上页返回781,2-二溴乙烯二溴乙烯1,1,2,2-四溴乙烷四溴乙烷 同烯烃相似,炔烃也能使溴褪色。
23、因此可用溴褪色来检验三键的存在。加 卤 素返回现在学习的是第78页,共135页下页退出上页返回79 碘与炔烃作用较困难,乙炔与碘作用通常只能生成1,2-二碘乙烯。1,2-二碘二碘乙烯乙烯返回现在学习的是第79页,共135页下页退出上页返回80 炔烃与卤化氢的加成反应比较困难,用催化剂(高汞盐或亚铜盐)可使反应加速进行。加卤化氢氯乙烯氯乙烯返回现在学习的是第80页,共135页下页退出上页返回81不对称的炔烃加卤化氢也按马氏规律进行:2-氯丙烯氯丙烯2,2-二氯丙烷二氯丙烷返回现在学习的是第81页,共135页下页退出上页返回82分子重排分子重排乙乙 醛醛加 水返回现在学习的是第82页,共135页下
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