基礎(chǔ)化學(xué)第11章-脂肪烴_第1頁
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文檔簡介

第11章脂肪烴11.1烷烴11.2烯烴11.3炔烴11.4二烯烴脂環(huán)烴芳香烴飽和烴不飽和烴飽和烴不飽和烴烷烴烯、炔、二烯烴開鏈烴(脂肪烴)環(huán)狀烴11.1烷烴11.1.1烷烴的通式和同系列烷烴:指由碳和氫兩種元素組成的飽和、開鏈有機(jī)化合物。烷烴的通式為:CnH2n+2,n為碳原子個數(shù)。

甲烷乙烷丙烷丁烷例如:1CH2+2H2CH2+2H3CH2+2H4CH2+2H同系列:通式相同,組成上相差“CH2”及其整倍數(shù)的一系列化合物稱為同系列。同系物:同系列中的各個化合物互為同系物。系差:“CH2”稱為系差。11.1.2烷烴的結(jié)構(gòu)甲烷的球棒模型甲烷的比例模型乙烷的球棒模型丙烷的球棒模型11.1.3烷烴的異構(gòu)現(xiàn)象11.1.3.1烷烴的構(gòu)造異構(gòu)分子式相同,但結(jié)構(gòu)不同,從而導(dǎo)致性質(zhì)不同的化合物互稱為同分異構(gòu)體。分子中原子之間相互連接的順序和方式稱為構(gòu)造。由構(gòu)造不同而引起的同分異構(gòu)叫做構(gòu)造異構(gòu)。分子式相同而分子構(gòu)造不同的化合物,稱為構(gòu)造異構(gòu)體。-11.73℃沸點(diǎn):-0.5℃烷烴構(gòu)造異構(gòu)體的數(shù)目11.1.3.2烷烴的構(gòu)像異構(gòu)在有機(jī)化合物分子中,由于圍繞σ鍵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中原子或基團(tuán)在空間不同的排列方式稱為構(gòu)象。由構(gòu)象不同而產(chǎn)生的異構(gòu)叫構(gòu)象異構(gòu)。構(gòu)象異構(gòu)屬于立體異構(gòu)。乙烷的構(gòu)象:透視式——表示從斜側(cè)面看到的分子模型的形象。重疊式交叉式透視式重疊式交叉式Newman投影式紐曼投影式——是沿著C-Cσ鍵軸去觀察分子模型的形象交叉式構(gòu)象最穩(wěn)定重疊式構(gòu)象最不穩(wěn)定乙烷不同構(gòu)象的能量曲線圖11.1.4.1C原子和H原子的分類CH3CCH3CH3CH3新戊烷CHCH3CH2CH3CH3異戊烷1°2°3°4°1°1°1°1°1°1°1°2°2°2°1°11.1.4烷烴的命名11.1.4.2烷基烷烴分子中去掉一個氫原子后余下的基團(tuán)稱為烷基,其通式為CnH2n+1

,通常用R-表示(R-常用來代表烷烴)。甲基正丙基正丁基乙基異丙基仲丁基異丁基叔丁基11.1.4.3烷烴的命名法(1)普通命名法(習(xí)慣命名法)碳原子數(shù)在十或十以下的烷烴,分別用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸等天干名稱命名;碳原子數(shù)在十以上的用十一、十二等數(shù)字命名。以“正”、“異”、“新”等前綴區(qū)別不同的構(gòu)造異構(gòu)體:“正”代表直鏈烷烴;“異”指從端位數(shù)第二個碳原子連有一個甲基“支鏈”的烷烴;“新”指從端位數(shù)第二個碳原子連有二個甲基“支鏈”的烷烴。(2)系統(tǒng)命名法A.直鏈烷烴的系統(tǒng)命名與普通命名法基本一致,但不冠以“正”字。B.支鏈烷烴的系統(tǒng)命名

選主鏈:選取最長碳鏈為主鏈,根據(jù)主鏈中碳原子的個數(shù)稱作“某烷”,將支鏈看作是取代基,如果同時存在幾條等長的可作主鏈的碳鏈,則選擇含支鏈最多的那條作為主鏈。

②給主鏈上的碳原子編號:按“最低系列”原則編號123456654321a.依次寫出取代基的位次和名稱以及主鏈名稱。b.取代基列出的次序根據(jù)“次序規(guī)則”來確定:“較優(yōu)先”的取代基后列出。c.相同取代基合并,用漢字二、三、四等表示其數(shù)目。③命名5-丙基-4-異丙基壬烷1234567893,7-二甲基-4-乙基壬烷987654321CH3-CH-CH2-CH-C-CH2-CH2-CH2-CH-CH-CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH32,3,7,7,8,10-六甲基十一烷11109876543211234567891011注意:最低系列原則≠位號之和最小CH3-CH2-CH-CH-CH-CH-CH3CH3CH3CH3CH3CH2CH276543212,3,5-三甲基-4-丙基庚烷物態(tài)一般C4以下的直鏈烷烴是氣體,C5-C16的烷烴是液體,C17以上的烷烴是固體。熔點(diǎn)(mp)

直鏈烷烴的熔點(diǎn)隨分子質(zhì)量的增加而增加。一般含偶數(shù)碳原子烷烴的熔點(diǎn)通常比含奇數(shù)碳原子烷烴的熔點(diǎn)升高較多。沸點(diǎn)(bp)直鏈烷烴的沸點(diǎn)一般隨相對分子質(zhì)量的增加而升高。碳原子數(shù)相同時,含支鏈多的烷烴沸點(diǎn)低。相對密度直鏈烷烴比水輕,相對密度小于1,但隨分子量的增加逐漸增大。溶解度

烷烴不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。11.1.5烷烴的物理性質(zhì)11.1.6烷烴的化學(xué)性質(zhì)

烷烴分子中的σ鍵鍵能大,極性小,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。一般在常溫下與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑、還原劑都不反應(yīng)。但穩(wěn)定性是相對的。11.1.6.1自由基取代反應(yīng)烷烴分子中的氫原子被其它原子或基團(tuán)所取代的反應(yīng),稱為取代反應(yīng)。被鹵素取代的反應(yīng)稱為鹵代反應(yīng)。甲烷的氯化較難停留在一氯化階段:產(chǎn)物為四種氯甲烷的混合物,氯氣過量時主要得到四氯化碳,甲烷過量時主要得到一氯甲烷。(1)

鹵代反應(yīng)CH4+Cl2C+HCl強(qiáng)光不同鹵素的反應(yīng)活性順序為:

F2>Cl2>Br2>I2反應(yīng)機(jī)理是指化學(xué)反應(yīng)所經(jīng)歷的途徑或過程,也稱反應(yīng)歷程。(2)鹵代反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理(歷程)烷烴的氯代反應(yīng)是一個連鎖反應(yīng),也叫鏈反應(yīng),是自由基反應(yīng)歷程。自由基反應(yīng)一般分為三個階段:鏈引發(fā)鏈增長鏈終止在光照或加熱的條件下,Cl—Cl共價鍵發(fā)生均裂,分解為2個自由基(氯原子):

是自由基與分子的反應(yīng)自由基分別與反應(yīng)物分子和產(chǎn)物分子反應(yīng):①鏈的引發(fā):②鏈增長(鏈傳遞):自由基反應(yīng)(鏈反應(yīng)):鏈的引發(fā)是慢步驟,是決定反應(yīng)速率的一步。自由基一經(jīng)引發(fā),就會很快連續(xù)不斷地反應(yīng)下去。鏈反應(yīng)按上述三個階段進(jìn)行。

反應(yīng)后期,反應(yīng)體系內(nèi)的自由基相互結(jié)合,使反應(yīng)停止,即:

(3)鏈終止:(3)H原子的活潑性與自由基的穩(wěn)定性氫原子被鹵代的次序(由易到難)為:

叔氫>仲氫>伯氫>CH3-H碳自由基的穩(wěn)定性次序為:

(CH3)3C·>(CH3)2CH·>CH3CH2·>CH3·叔碳自由基>仲碳自由基>伯碳自由基11.1.6.2氧化反應(yīng)適當(dāng)條件下可部分氧化為醇、醛、酮、羧酸等含氧化合物。石蠟高級脂肪酸11.1.6.3異構(gòu)化反應(yīng)化合物由一種異構(gòu)體轉(zhuǎn)變成另一種異構(gòu)體的反應(yīng),稱為異構(gòu)化反應(yīng)。異構(gòu)化反應(yīng)是在催化劑的作用下,使烷烴碳骨架重新排列的一種化學(xué)反應(yīng)。烷烴在高溫和沒有氧氣存在下進(jìn)行的分解反應(yīng),稱為裂化反應(yīng)。例如:11.1.6.4裂化反應(yīng)裂化反應(yīng)熱裂化催化裂化在不加催化劑條件下加熱裂化,稱為熱裂化,一般裂化反應(yīng)溫度控制在500~700℃;將石油在高于700℃溫度下進(jìn)行深度裂化的過程稱為裂解。在催化劑作用下的裂化反應(yīng)稱為催化裂化,一般要求裂化溫度為450~500℃。作業(yè):P1623,5,7,8,911.2烯烴烯烴的通式為CnH2n,它比相應(yīng)的烷烴少兩個氫原子。與烷烴相似,烯烴也有同系列,相鄰兩個同系物之間相差一個CH2,CH2也是其系差。分子中含有一個碳碳雙鍵的開鏈不飽和烴,稱為烯烴,也稱為單烯烴。碳碳雙鍵()是烯烴的官能團(tuán),,它決定了烯烴類化合物的基本化學(xué)性質(zhì)。11.2.1烯烴的結(jié)構(gòu)347.3610.9鍵能/kJ·mol-10.1540.134鍵長/nm

烯烴的結(jié)構(gòu)特征是:C=C雙鍵組成雙鍵的碳原子采取的是

雜化

C=CHHHH

乙烯分子的結(jié)構(gòu):1條sp2雜化軌道=1/3s+2/3p雜化軌道的形狀C120°碳的sp2和pz軌道乙烯分子中的σ鍵乙烯分子中的π鍵π電子云分布在σ鍵所在平面的上方和下方

問題:π

鍵能否象σ鍵那樣自由旋轉(zhuǎn)?

不能。π

鍵是面對稱的,π

鍵的對稱面垂直于

C-C

和四個

C-H

鍵所在的平面,π

鍵沒有對稱軸,不能自由旋轉(zhuǎn)。(1)雙鍵的組成:

雙鍵是由一條σ鍵和一條π鍵組成。sp2雜化軌道用來形成σ鍵,p軌道形成π鍵(2)

π鍵的活潑性:

π鍵是由兩條相互平行的p軌道以肩并肩的形式側(cè)面重疊交蓋而成的,π電子云分布在σ鍵所在平面的上方和下方,碳核對π電子的吸引不牢,易流動,在外電場的作用下容易發(fā)生極化而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。小結(jié):(3)C=C官能團(tuán)的空間構(gòu)型:

平面型結(jié)構(gòu)。C=C上電子的密度較高,受分子結(jié)構(gòu)的影響,往往電荷是不均勻分布的。11.2.2烯烴的異構(gòu)現(xiàn)象烯烴的同分異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)碳骨架異構(gòu)官能團(tuán)位置異構(gòu)順反異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)對映異構(gòu)⑴碳骨架異構(gòu)

1-丁烯異丁烯⑵

官能團(tuán)位置異構(gòu)1-丁烯2-丁烯⑶

順反異構(gòu)當(dāng)兩個雙鍵碳原子它們各自所連接的兩個原子或基團(tuán)不同時,4個原子或基團(tuán)在空間就會產(chǎn)生兩種不同的排列方式,此時就存在順反異構(gòu)體。順-2-丁烯反-2-戊烯構(gòu)型——

分子中原子或基團(tuán)在空間的排列方式,稱為構(gòu)型。下列烯烴中哪些存在順反異構(gòu)體?C=CdeabC=CaeabC=CdeaaC=Cabab有有有無11.2.3烯烴的命名11.2.3.1烯基的命名烯烴分子中去掉一個氫原子后余下的基團(tuán),稱為烯基。最常見的烯基有:乙烯基

丙烯基

烯丙基CH2=C—CH3異丙烯基11.2.3.2烯烴的系統(tǒng)命名法①

選主鏈:

選擇含有雙鍵的最長碳鏈作為主鏈,根據(jù)主鏈中碳原子的個數(shù)稱作“某烯”。

②給主鏈上的碳原子編號:從靠近雙鍵的一端開始給主鏈上的碳原子編號。③命名:將支鏈視為取代基,將取代基的位次、數(shù)目、名稱以及雙鍵的位次依次寫在母體名稱“某烯”的前邊。注意將雙鍵的位次用較小的數(shù)字表示。2-乙基-1-戊烯4,4-二甲基-2-戊烯3-甲基-2-乙基-1-己烯當(dāng)烯烴主碳鏈的碳原子數(shù)多于十個時,命名時在烯字之前加一碳字,稱為“某碳烯”,例如:十二烷5-十一碳烯若兩個相同的基團(tuán)在雙鍵的同側(cè),稱為“順式”;若兩個相同的基團(tuán)在雙鍵的異側(cè),稱為“反式”。11.2.3.3順反異構(gòu)體的命名(1)順、反命名法在系統(tǒng)名稱前分別冠以“順”字或“反”字,并用半字線與化合物名稱相連。CCababCCadab順-2-戊烯反-2-戊烯但當(dāng)兩個雙鍵碳原子所連接的四個原子或基團(tuán)都不相同時,則難用順反命名法命名。(2)

Z,E命名法1)次序規(guī)則要點(diǎn):(a)將與雙鍵碳原子直接相連的原子按原子序數(shù)的大小(由大到?。┡帕?,原子序數(shù)大者“較優(yōu)”。(b)如果與雙鍵碳原子直接相連的原子的原子序數(shù)相同時,則用“外展法”比較:即比較由該原子外推至相鄰的第二個原子的原子序數(shù),如仍相同,繼續(xù)外展,直到比較出“較優(yōu)”基團(tuán)為止。(c)當(dāng)基團(tuán)含有雙鍵和三鍵時,用“假想原子”的方法來處理,即認(rèn)為雙鍵和三鍵原子連接著兩個或三個相同的原子。(d)若存在同位素,則質(zhì)量大的優(yōu)于質(zhì)量小的。優(yōu)先順序:(E)-3-甲基-2-戊烯

順和Z、反和E沒有對應(yīng)關(guān)系!2)Z,E命名法:依據(jù)次序規(guī)則比較出兩個雙鍵碳原子各自所連接的取代基的優(yōu)先次序。當(dāng)兩個較優(yōu)基團(tuán)處于雙鍵的同側(cè)時,稱Z

式;處于異側(cè)時,稱E

式。CCH3CCH2CH3CH3H優(yōu)優(yōu)HCCHCH2CH3CH33C優(yōu)優(yōu)(Z)-3-甲基-2-戊烯(2順,4順)-2,4-己二烯或(2Z,4Z)-2,4-己二烯11.2.4烯烴的物理性質(zhì)自學(xué)氧化鹵代α-H反應(yīng)π鍵:易極化、聚合加成氧化加氫親電加成硼氫化環(huán)氧化氧化斷鍵11.2.5烯烴的化學(xué)性質(zhì)11.2.5.1加成反應(yīng)(1)催化加氫

只有在催化劑的作用下烯烴加氫反應(yīng)才能順利進(jìn)行,故稱催化加氫。

烯烴與氫加成生成烷烴的反應(yīng)稱為加氫反應(yīng),又稱氫化反應(yīng)。催化加氫常用的催化劑有鉑、鈀、鎳(工業(yè)上常采用Raney鎳)等。

加氫反應(yīng)在工業(yè)上有重要的應(yīng)用。石油加工得到的粗汽油常用加氫的方法除去烯烴,提高汽油油品的質(zhì)量。常將不飽和脂肪酸酯氫化制備人工黃油,提高食用價值。加氫反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)熱稱氫化熱。1mol不飽和烴氫化時所放出的熱量稱為氫化熱。利用氫化熱可以獲得不飽和烴相對穩(wěn)定性的信息結(jié)論:

反式異構(gòu)體的穩(wěn)定性較高雙鍵碳原子連接烷基數(shù)目越多,烯烴越穩(wěn)定(2)與鹵素加成由于烯烴中含有較弱的π鍵,π電子受原子核的束縛力小,電子云流動性較大,容易極化和給出電子。為此烯烴容易與需要電子的試劑發(fā)生加成反應(yīng)。這種需要電子的試劑稱為親電試劑。烯烴與親電試劑進(jìn)行的加成反應(yīng)稱為親電加成。親電加成是烯烴的特征反應(yīng)。親電試劑可以是分子或離子,它們能在反應(yīng)中接受電子形成新的共價鍵。H+、Br2

及所有的Lewis酸都可以作為親電試劑。①鹵素的加成反應(yīng):1,2-二溴丙烷CCl4烯烴與鹵素容易進(jìn)行加成反應(yīng),生成鄰二鹵代烴。A.這個反應(yīng)在室溫下就能迅速反應(yīng),實(shí)驗室用它鑒別烯烴的存在(溴色褪去)。②注意下面幾點(diǎn):B.不同的鹵素反應(yīng)活性規(guī)律:F2>Cl2>Br2>I2

氟反應(yīng)激烈,不易控制;碘是可逆反應(yīng),平衡偏向烯烴一邊;常用的鹵素是Cl2和Br2。D.烯烴與溴反應(yīng)得到的是反式加成產(chǎn)物。C.不同烯烴的活性次序:(CH3)2C=C(CH3)2>(CH3)2C=CHCH3>(CH3)2C=CH2>CH3CH=CH2>CH2=CH2烯烴與鹵素的加成反應(yīng)機(jī)理實(shí)驗結(jié)果表明:烯烴與鹵素的加成反應(yīng)是分步、反式進(jìn)行的離子型親電加成反應(yīng)機(jī)理?,F(xiàn)以烯烴和溴的加成為例表示如下:π絡(luò)合物σ絡(luò)合物溴鎓離子第一步:第二步:反式加成產(chǎn)物(3)加鹵化氫加成①加鹵化氫的加成反應(yīng)

烯烴能與鹵化氫(氯化氫、溴化氫、碘化氫)發(fā)生加成反應(yīng),生成鹵代烴。

鹵化氫與烯烴加成時反應(yīng)的活性順序:

HI>HBr>HCl烯烴加成反應(yīng)的活性順序:

(CH3)2C=CH2>CH3CH=CH2>CH2=CH2

②烯烴與HX的加成反應(yīng)機(jī)理實(shí)驗結(jié)果表明:烯烴與鹵化氫的加成反應(yīng)是分步進(jìn)行的離子型親電加成反應(yīng)機(jī)理?,F(xiàn)以乙烯和氯化氫的加成為例表示如下:第二步:CH3—CH2+Cl-CH3CH2Cl+快第一步:HClH++Cl-CH2=CH2+H+CH3—CH2+慢③馬爾柯夫尼柯夫(Markovnikov)規(guī)律:例如,丙烯與氯化氫的加成:主次不對稱烯烴與鹵化氫等極性試劑進(jìn)行加成時,試劑中的氫原子加到含氫較多的雙鍵碳原子上,鹵原子加到含氫較少的雙鍵碳原子上。對馬爾科夫尼科夫規(guī)律的解釋:電子的誘導(dǎo)效應(yīng):CHH3CClCH2H

δδ

δδ+-+-CHCH2H3CHCl活性中間體碳正離子的穩(wěn)定性:CH3CHCH2H(I)CH3CHCH2H+碳正離子的穩(wěn)定性次序:④過氧化物效應(yīng)不對稱烯烴與鹵化氫的加成,只有溴化氫存在過氧化物效應(yīng)。這種由于過氧化物的存在而引起烯烴加成取向的改變,稱為過氧化物效應(yīng)。(4)加H2SO4+H2OCH3CH2OH+△(98%)+酸性硫酸乙酯

烯烴與硫酸加成得硫酸氫酯,后者水解得到醇,這是一種間接合成醇的方法,叫做間接水合法。+HOSO3H+-d+d-H2O+△不對稱烯烴加硫酸,也符合Markovnikov規(guī)則。(5)加H2O300℃,7MPaH3PO4這是工業(yè)上制備乙醇的方法,也叫直接水合法不對稱烯烴加H2O,也符合Markovnikov規(guī)則,例如:+-d+d-H3PO4C,2MPaHOH+195異丙醇

不對稱烯烴和次鹵酸的加成,也符合Markovnikov規(guī)則,例如:烯烴與次鹵酸(HOCl、HOBr)加成生成β-鹵代醇:(6)加次鹵酸(HOX)β-氯代乙醇2-氯代乙醇1-氯-2-丙醇(7)硼氫化-氧化反應(yīng)

烯烴與硼烷加成生成烷基硼的反應(yīng)稱為烯烴的硼氫化反應(yīng)。

硼烷(甲硼烷BH3)可以與三分子的烯烴加成;分別形成一烷基硼、二烷基硼和三烷基硼。一乙基硼二乙基硼三乙基硼生成的烷基硼在堿性條件下用過氧化物氧化,然后水解得到醇:一丙基硼二丙基硼三丙基硼B(yǎng)H3CH2CHCH3CH3CH2CH2BH2+不對稱烯烴與硼烷經(jīng)硼氫化-氧化反應(yīng)以后,是間接水合,得到反馬式規(guī)則的醇。(CH3CH2CH2)3BCH3CH2CH2OH+B(OH)3H2O2/OH-3H2O

α-烯烴(端基烯烴)經(jīng)硼氫化、堿性氧化水解得到的是伯醇。11.2.5.2氧化反應(yīng)1.催化氧化和環(huán)氧化這個反應(yīng)要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件,若超過300℃,產(chǎn)物是水和二氧化碳。目前僅有乙烯催化環(huán)氧化反應(yīng)在工業(yè)上得到應(yīng)用。乙烯在活性銀催化下氧化生成環(huán)氧乙烷:環(huán)氧乙烷

過三氟乙酸1,2-環(huán)氧戊烷三氟乙酸常用的過氧化合物有:

H2O2、CH3CO3H、CF3CO3H等用稀、冷、中性或堿性高錳酸鉀水溶液氧化烯烴,生成順式鄰二醇(

-二醇)。(2)高錳酸鉀氧化如果用濃的KMnO4溶液,在酸性介性或較高溫度下氧化烯烴得到碳碳雙鍵斷鏈的含氧化合物,烯烴結(jié)構(gòu)不同,氧化產(chǎn)物也不同,此反應(yīng)可用于推測原烯烴的結(jié)構(gòu)。CRRRRCORCHOCRHOHHCCO2+H2O被氧化為被氧化為被氧化為RCOOHCO2OH2++△RCHCH2KMnO4/H+△KMnO4/HRCHCRR'+RCOOHCORR'+COOHCOOH△KMnO4/H+判斷下列氧化產(chǎn)物:根據(jù)生成醛和酮的結(jié)構(gòu),就可推斷烯烴的結(jié)構(gòu)。(3)臭氧氧化將含有6%~8%臭氧的氧氣通入到烯烴的非水溶液中,得到臭氧化物。臭氧化物在還原劑鋅粉的存在下進(jìn)行還原性水解,生成醛和(或)酮。醛(酮)丙酮乙醛聚丙烯

共聚乙丙橡膠11.2.5.3聚合反應(yīng)自由基引發(fā)劑>100℃,>100MPa聚乙烯

與雙鍵碳原子直接相連的碳原子稱為α-碳原子,α-碳原子上連結(jié)的氫原子稱為α-氫原子,簡稱α-氫。11.2.5.4α-氫原子的鹵代反應(yīng)3-氯-1-丙烯

作業(yè):P162(烯烴部分)10.(1)(2)(4),11.(1)(5)(8),12.(3)(4),13,14.(3)(4)(6),16.炔烴:分子中含有碳-碳三鍵的烴稱為炔烴。炔烴官能團(tuán)是碳-碳三鍵。炔烴的通式為:CnH2n-2,n為碳原子個數(shù)。11.3炔烴鍵長/nm0.1540.1340.120鍵能/kJ.mol-1347.3

610.9836.8H—C≡C—H0.120nm0.106nm180°以上數(shù)據(jù)表明:碳碳三鍵不是由三個σ鍵加和而成的。11.3.1乙炔的結(jié)構(gòu)三鍵碳原子的sp雜化軌道二條sp雜化軌道sp雜化軌道的形狀乙炔分子中的σ鍵乙炔的兩個π鍵:乙炔分子中π電子云成園筒狀分布三個方面C骨架異構(gòu)官能團(tuán)位置異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)11.3.2.1炔烴的構(gòu)造異構(gòu)11.3.2炔烴的構(gòu)造異構(gòu)和命名

1-戊炔2-戊炔3-甲基-1-丁炔11.3.2.2炔烴的命名(1)系統(tǒng)命名法炔烴的系統(tǒng)命名法與烯烴相似,將相關(guān)的“烯”字改成“炔”字即可。1-十三碳炔CH≡CH乙炔CH≡C—CH3丙炔CH3—C≡C—CH32—丁炔3-甲基-1-丁炔4-甲基-2-戊炔(2)烯炔的命名

A.選擇含有雙鍵和三鍵在內(nèi)的最長碳鏈作為主鏈,以烯為母體,主鏈上有幾個碳原子就叫“某烯”,最后標(biāo)出三鍵的位置。

B.編號時如果雙鍵和三鍵在主鏈上的位次一樣時,編號照顧雙鍵,即使雙鍵的位號最小。

C.在編號時如果雙鍵和三鍵在主鏈上的位次不一樣,則編號遵循“最低系列原則”。4-甲基-1-庚烯-5-炔3-戊烯-1-炔1-丁烯-3-炔11.3.3炔烴的物理性質(zhì)自學(xué)氧化聚合加成催化加氫親電加成親核加成炔氫酸性11.3.4炔烴的化學(xué)性質(zhì)11.3.4.1加成反應(yīng)

炔烴加氫反應(yīng)也需要催化劑,可以加一分子氫,也可以加兩分子氫,實(shí)際應(yīng)用中多數(shù)控制在加一分子氫。[Pd+Pb(OOCCH3)4]/CaCO3N[Pd+

]/BaSO4Ni(OOCCH3)2+NaBH4

Ni2B①Lindlar

催化劑②Cram催化劑③Brawn催化劑(又稱P-2催化劑)常用的鈍化催化劑:(1)催化加氫如果使用鈍化催化劑,可以加一分子氫且得到順式烯烴:但在液氨溶液中用鈉作催化劑時,主要生成反式烯烴。例如:是立體專一性的反應(yīng)(2)親電加成反應(yīng)①加鹵素1,2-二氯乙烯1,1,2,2-四氯乙烷1,2-二溴丙烯80-85℃80-85℃1,1,2,2-四溴丙烷②加鹵化氫150-160℃CHCHHCIHgCI2/CCH2CHCI+CH2=CHCl

+HClCH3CHCl2HgCI2/C150-160℃CH3—C≡CH+HClCH3—C=CH2

HgCl2Cl2-氯丙烯HClHgCl2ClCl2,2-二氯丙烷CH3—C—CH3在過氧化物存在下,炔烴與溴化氫的加成也是按自由基加成機(jī)理進(jìn)行,同樣存在過氧化物效應(yīng),得到反馬氏規(guī)則的產(chǎn)物。1-溴-1-丁烯

③加水——炔烴的水合反應(yīng)烯烴水合反應(yīng)需酸催化,而炔烴水合反應(yīng)需要在HgSO4的H2SO4溶液中才能順利進(jìn)行:98-105℃重排乙烯醇乙醛是工業(yè)合成乙醛的方法之一重排丙烯醇丙酮CHOH2CH3CCH3OCH3CCHHOHHgSO4H2SO4+CH3C‖④硼氫化-氧化反應(yīng)(3)親核加成由親核試劑的進(jìn)攻而引起的加成反應(yīng),稱為親核加成。能夠給出電子或提供未共用電子對的分子或離子,稱為親核試劑。如RCOOH、ROH、HCN等試劑中的RCOO-、RO-和CN-這些帶有負(fù)電荷的離子就能提供電子,RCOOH、ROH、HCN就是親和試劑。炔烴可以與醇、酸等親核試劑進(jìn)行親核加成反應(yīng)。20%KOH溶液

60℃甲基乙烯基醚CHCHCH3OHCH2CHOCH3+Zn(O2CCH3)2/C醋酸乙烯酯CHCHCH3COOHCH2CHOCCH3O+170-230℃CH≡CH+HCNCH2=CH—CNCu2Cl2丙烯腈11.3.4.3氧化反應(yīng)丙酸乙酸

炔烴經(jīng)KMnO4或臭氧氧化后再水解,三鍵完全斷裂,生成相應(yīng)的酸:臭氧化物13.3.4.3聚合反應(yīng)乙烯基乙炔二乙烯基乙炔聚乙炔11.3.4.5金屬炔化物的生成

炔氫:與三鍵碳原子直接相連的氫稱為炔氫。由于三鍵的影響這個氫有一定的弱酸性。乙炔二銀(白色)乙炔二亞銅(棕紅色)丁炔銀(白色)利用這個性質(zhì)鑒別炔氫乙炔一鈉

炔氫也能與強(qiáng)堿性金屬Li、Na、K等氨基化物反應(yīng),生成堿金屬炔化物:乙炔二鈉H2OH2O這是制備高級炔烴的方法之一,也是增長碳鏈的一種方法。

堿金屬炔化物是強(qiáng)堿,也是很強(qiáng)的親核試劑,可以與伯鹵代烷反應(yīng)生成炔烴。11.4.1二烯烴的分類和命名11.4二烯烴(雙烯烴)分類兩個雙鍵與同一個碳原子相連接,即分子中含有結(jié)構(gòu)的烴為累積二烯烴。如丙二烯(CH2=C=CH2)。

兩個雙鍵間隔一個單鍵,即含有結(jié)構(gòu)的烴為共軛二烯烴,最簡單的共軛二烯烴是1,3-丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)。3.孤立二烯烴2.共軛二烯烴1.累積二烯烴

兩個雙鍵被兩個或兩個以上單鍵隔開的二烯烴為孤立二烯烴。如1,5-己二烯(CH2=CH-CH2-CH=CH2)。二烯烴的命名:

標(biāo)明每個雙鍵位置和順反關(guān)系1,4-己二烯1,2-戊二烯2,3-二甲基-1,3-丁二烯(2順,4順)-2,4-己二烯或(2Z,4Z)-2,4-己二烯11.4.21,3-丁二烯的結(jié)構(gòu):C=C0.137nmC-C0.146nm比普通碳碳單鍵鍵長0.154nm短,比普通碳碳雙鍵鍵長0.134nm長,由此可見1,3-丁二烯分子中碳碳之間的鍵長趨于平均化。σ鍵所在平面與紙面垂直,π

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